книги / Zu den Beziehungen von Tektonik, Sylvinitbildung und Basaltintrusion im Werra-Kaligebiet (DDR)

Bild 3. Lage des Untersuchungsgebietes und seine regionale Stellung

(aus GRUMBT und LOTZNER /26/)

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Die regionale Entwicklung und feinstratigraphische Untergliederung des

Unteren (Na 1ce), Mittleren (Na 1ß ) und Oberen Werra-Steinsalzes (Na 1^ )

ist hier nur insofern von Interesse, als sich durch den in der Schichtung angedeuteten rhythmischen Wechsel der Sedimentation eine deutliche ver­ tikale Anisotropie abzeichnete. Bedingt durch die zeitweilig verstärkte Sedimentation von Ton und in Annäherung an die Kaliflöze auch von Kieserit in den Jahresringen liegen so innerhalb des an sich wasserfreien Steinsalzes geringmächtige wasserhaltige Partien vor.

Die Abfolge der Zechsteinzyklen 2 bis 4 ist im Werra-Kaligebiet nur reliktisch und in Randfazies vorhanden (Bild 2). Mit dem Obergang der Obe­ ren Letten (Z 4) in den Bröckelschiefer ist gleichzeitig der Obergang vom paläozoischen in das mesozoische Stockwerk erreicht. Das Mesozoikum des Werra-Kaligebietes setzt sich aus Buntsandstein, Muschelkalk und

Keuper zusammen, die in dieser Gliederung von NE nach SW der Struktur des Beckens folgend ausstreichen. Die Oberfläche im Untersuchungsgebiet

(Bild 3) wird zum überwiegenden Teil vom Unteren und Mittleren Buntsand­ stein (mit einer durchschnittlichen Gesamtmächtigkeit um 450 m) eingenommen•

Muschelkalk (von etwa 140 m) und Keuper sind lediglich in Erosionsresten unter den Basaltdecken einzelner Kuppen zu finden. Erst zum Beckenzen­ trum des Werra-Kaligebietes im W und S, bereits im Obergang zur kuppcnreichcn Rhön, liegen beide in flächenhafter Verbreitung vor.

D.as sedimentäre Tertiär (vorwiegend Pliozän) ist im Untersuchungsgebiet nur lokal, z. B. in Auslaugungssenken oder im südlichen Teil unter den Basaltdecken, erhalten geblieben. Für eine sichere zeitliche Datierung des Vulkanismus lassen sich aus ihnen wenig Anhaltspunkte gewinnen. Ober die Eingliederung des Vulkanismus und die im Zentralteil der Rhön durch­ schlagene Schichtenfolge liegen ausführliche Angaben /1-8/ vor.

1.2.Aufbau und Entwicklung der Kaliflöze

Die Kaliflöze zeigen einen charakteristischen lateralen wie vertikalen Wechsel von Hartsalzund Carnallititausbildung und sind durch die höch­ sten Kieseritgehalte (vor allem Kaliflöz "Hessen" - K 1 H) der Welt be­ kannt (s. a. HOPPE /37/).

In einem Vergleich der Lager zeigen sich zwar strukturelle Besonderhei­ ten in ihrer feinstratigraphischen Gliederung., auf die Kompetenz und den Wassergehalt bezogen beobachtet man jedoch einen gleichartigen Aufbau.

Auf eine untere Zone mit hohen Gehalten von Sylvin und Kieserit neben Halit (kieseritisches Hartsalz) folgt Carnallitit mit geringen Gehalten von Kieserit und wechselnden Anteilen von Halit. Diese Schematisierung der Normalausbildung macht sich, wie unter 2. und 4. zu zeigen sein wird, für die Rekonstruktion des Intrusionsmechanismus der Vulkanite notwendig.

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Tonloser

Leitbank Z

Leitbank 1

Bild 4

Feinstratigraphie und mögliche Salzver­ teilung im Kaliflöz "Thüringen" (K 1 Th) (Normalprofil, schematisiert nach /42/)

(Die in der rechten Hälfte dargestellten Umbildungsvorgänge sind unter 3.1. aus­ führlich erläutert'.)

Damit wird nicht vernachlässigt, daß beide Flözteile Obergänge haben und

der rhythmische Sedimentationswechsel innerhalb beider Schichtkomplexe

(Bilder 4 und 5) prinzipiell die gleiche Bedeutung besitzt; nur handelt

es sich hierbei um eine andere Dimension (Ordnung).

Wie aus Bild 4 ersichtlich, liegt das Kaliflöz "Thüringen" (die zweite

Abbausohle der Schachtanlagen) in zwei Ausbildungstypen vor:

-als geschichtetes, kieseritisches Hartsalz (regional und beckenrandlich vorkommend)

-als brekziöser Trümmercarnallitit (ehemals geschichtet) mit einem mehr oder weniger vollständig ausgebildeten Hartsalzfuß (überwiegende Aus­ bildung)

Die detaillierten feinstratigraphischen Angaben sind bei JAHNE u. a. /42/ gegeben. Der hier stärker interessierende Trümmercarnallitit hat die

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net werden. Die angegebene Schwankungsbreite erklärt sich aus der Zunahme der Carnallititmächtigkeiten vom Beckenrand zum Beckenzentrum und einer gleichzeitigen Abnahme der Hartsalzmächtigkeiten.

In der Literatur existieren für die stratigraphische Feingliederung des Kaliflözes "Hessen" - K 1 H - mehrere Vorschläge. Sicher ist, daß die von JAHNE und PIELERT /41/ erarbeitete Gliederung den tatsächlichen Gegeben­ heiten am besten entspricht.

Zu dem gegebenen Normalprofil (Bild 5) ist zu bemerken, daß es, wie dar­ gestellt, für das Beckenzentrum im Werra-Kaligebiet gilt. In den über­

wiegenden Teilen liegt jedoch die Lage 4 (L 4) als ein sylvinreiches kieseritisches Hartsalz vor, während Carnallitit nur oberhalb der Lage 5 vorkommt und sein Auftreten (bis über 1 m) auch nur auf diese Schicht (BC^) beschränkt bleibt /37/, /31/. Der dadurch gegebene Eindruck eines "Begleitflözes" unterstreicht die vorher erwähnte generelle Analogie im Aufbau beider Kaliflöze. Für die hier zu behandelnde Problematik ist der deutlich vorhandene Sedimentationswechsel von Kieserit-Halit, SylvinHalit und Halit-Schichten sowohl niederer (Lagen) als auch höherer Ord­ nung (Schichtpakete) bemerkenswert. Der Carnallitit in der Lage BC1 (und im Becken auch hangend) ist überwiegend glasig, farblos ausgebildet und führt nur geringe Beimengungen von Kieserit (1 bis 3%) und Halit (um 10%), die mit Übergang zu brekziöser Struktur zunehmen.

Auf die genetische Deutung der oben angegebenen generellen Wechsel in der lateralen und horizontalen Differenzierung in den Kaliflözen kann und soll innerhalb dieser Arbeit nicht weiter eingegangen werden. Es sei nur soviel bemerkt, daß in Auswertung aller bisher vorliegenden Arbeiten und eigenen Beobachtungen /86/, /12/, /45/, /50/ als sicher gelten darf, daß die erwähnte Differenzierung in den Kalilagern einschließlich der lokalen Vertaubungen (Kieserit-Langbeinit-Halitit) überwiegend bereits zechstein­

zeitlich angelegt wurde und sich die Abscheidung der Kalisalze im Werra-

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Kaligebiet nacli den von VALJASKO /76/ erarbeiteten Prinzipien vollzogen hat. Der exakte Nachweis einer in der Literatur /10/, /37/ vertretenen jungmesozoischen Umbildung der Kalilager konnte bisher nicht erbracht werden. Sie kann aber, ähnlich den tertiären Umbildungen, nur lokal be­ grenzt an Störungszonen und in geringem Umfange wirksam gewesen sein.

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1.3.Zur Tektonik im Untersuchungsgebiet

Die tektonische Situation des Werra-Kaligebietes wird bestimmt durch die

Beckenbildung im Rahmen einer inversen Struktureinheit der ehemaligen

Mitteldeutschen Kristallinschwelle, seine Lage in der Randzone des

Lineaments der Mittelmeer-Mjösen-Zone sowie die an herzynen Struktur­

elementen herausgehobene Hochscholle des Thüringer Waldes. Im Aufbau des

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Beckens lassen sich drei Stockwerke Subsalinar, Salinar und Postsalinar (Mesozoikum) aushalten, die hinsichtlich ihrer Kompetenz deutliche Unter­ schiede zeigen. Das einer tektonischen Analyse direkt zugängliche Postsa­ linar weist eine lebhafte Bruchtektonik auf, die nach den Beobachtungen von GRUMBT /26/ sich nicht unmittelbar ins Subsalinar fortsetzt. Für die in dem hier zu diskutierenden Zusammenhang wichtigen rhönisch-rhe.inischen Brüche und Störungszonen dürfte dies auf Grund der Ergebnisse geophysika­ lischer Messungen /73/ nicht zutreffen. Vielmehr ist anzunehmen, daß eine relativ starke Zergliederung des Subsalinars nur scheinbar unvollkommen ins Postsalinar durchgepaust wurde, weil die Verwerfungsbeträge relativ gering sind und diese Zonen sich ohne Erfüllung mit Vulkaniten einer Beobachtung leicht entziehen

Der vom Thüringer Wald mit 2 bis 3° nach SSW einfallende Schichtkomplex, vor allem des Postsalinars, gehört zum Bruchschollenland der "Südwestdeutschen Großscholle" und ist in diesem Rahmen in herzyner Richtung ge­ gliedert. Während diese Störungen im südlichen Vorland des Thüringer Wal­ des als nach S - SW gerichtete Abschiebungen ausgebildet sind, liegt zwi­ schen Buttlar und Geisa eine fast 2,5 km lange herzyne Aufschiebung vor /45/. Die saxonische Tektonik herzyner Richtung dürfte wohl im Zusammen­ hang mit dex Entstehung der saxonischen Hochscholle des Thüringer Waldes (jungkimmerisch) zu sehen sein. Sie wird durchsetzt von einer großen An­ zahl Störungen unterschiedlichster Wertigkeit mit vorwiegender Streich­ richtung um N - S (rhönisch-rheinisch). Nach HUMMEL /40/ ist diese Rich­ tung ebenfalls bereits jungkimmerisch angelegt worden. Wahrscheinlicher aber ist, daß die der Mittelmeer-Mjösen-Zone zugehörigen Streichrichtun­ gen bereits präsedimentär durch das Lineament vorgegeben sind, zu be­ stimmten Zeiten wieder belebt und dann in die vorhandenen Stockwerke durchgepaust werden. So beispielsweise als vorwiegend N - S streichende, im Tertiär geöffnete Spalten und Klüfte, auf denen die Vulkanite empor­ dringen konnten. Damit wird natürlich eine stratigraphische Altersfixie­ rung solcher Störungszonen recht unsicher. Das spiegelt sich beispiels­ weise in der unterschiedlichen Bewertung jungkimmerischer Bewegungen und eines damit verbundenen eventuellen Lösungsaufstieges für die Fragen der Salzverteilung innerhalb der Kaliflöze wider /11/, /37/• Eine detaillierte Analyse des Bewegungsablaufes gerade in Hinsicht des Zusammenhanges mit der Umbildung der Kaliflöze wäre von wesentlicher Bedeutung. Sie sollte

z. B. die Möglichkeit der bereits zechsteinzeitlichen Wirksamkeit rheini­ scher Strukturelemente nicht außer acht lassen. - Dort, wo es zur Ver­ gitterung von rheinischen und herzynen Strukturelementen kam, bildeten sich in der Regel tiefreichende Zerrüttungszonen. Damit waren Schwäche­ zonen gegeben, auf denen es bevorzugt einmal zum Durchbruch von Vulka­ niten, zum anderen aber auch zum Eindringen von Oberflächenwasser bis

ins Salinar kommen konnte. Die Vergesellschaftung von Schlotbrekzien und

Messungen /73/ und ausgedehnter Kartierungen /26/, für das weitere Unter­ suchungsgebiet ein erstes deutlicheres Bild der Zusammenhänge zwischen Tek tonik und Basaltaufstieg vor«

Zur generellen tektonischen Anlage der Störungszonen im Werra-Kaligebiet sei auf die bisher zitierte Literatur (HOPPE /37/, GRUMBT /26/ und andere) verwiesen« In der weiteren Diskussion erfolgt eine Beschränkung auf sol­ che Fakten und Zusammenhänge, die für die Beurteilung der Prozesse des Aufstieges von Gasen, Lösungen und Vulkaniten von wesentlicher Bedeutung sind. Ein Gesichtspunkt wäre, daß es sich zumeist nicht um einzelne durch­ gehende Spalten oder Klüfte, sondern häufig um Störungszonen handelt. Ihre Absetzigkeit oder unterschiedliche Öffnung spiegelt sich recht gut u. a.

in der wechselnden Erfüllung mit Basalt (Bild 6) bzw. auch den unterschied­ lich intensiven Umbildungen (Lösungsaufstieg) in den Kaliflözen wider.

Die Entstehung derartiger Störungszonen ist überwiegend nur durch eine bruchartige Verformung zu erklären. Damit ist aber bei Aufreißen der Spalten bis ins Liegende die Möglichkeit des Aufstieges von Gasen, Lösun­ gen und Basalten gegeben.

Bild 6

Absetzen eines Basaltganges im Mittleren Werra-Steinsalz (Na 1ß ) und Rekonstruktion der Bewegungsrichtung - Kali­ werk "Ernst Thälmann", Merkers

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