Lagerstättengeologie

Geologie des Gebietes um Giershagen

Land unter im Devonmeer

Während der Devonzeit (vor ca. 380 Mio. Jahre) lag das Gebiet um Giershagen im Bereich eines Meeresbeckens südlich des Äquators, dessen Nordrand vom Old-Red-Kontinent (Laurussia) begrenzt wurde. Seine vorgelagerte Schelfküste lag im Bereich des heutigen Hochsauerlandes. Dort befand sich ein großes, auf dem Schelfrand wachsendes Riff („Briloner Massenkalk”). Während die ersten Wirbeltiere an Land gingen und sich die ersten Landpflanzen entwickelten, setzte am Ende des Unterdevons starker Vulkanismus ein. Es bildeten sich am Meeresboden beim heutigen Giershagen kleine bis zu 1.500 m breite und bis zu 250 m hohe vulkanische Schwellen aus Diabas, einer erstarrten vulkanischen Lava. Diabas wird wegen seiner dunkelgrünen Farbe auch Grünstein genannt.
Diabase des Mittel- und Oberdevons im östlichen Sauerland werden als „Hauptgrünsteinzug“ bezeichnet.

Roteisensteinlager an den Flanken

An den Flanken der vulkanischen Schwellen stiegen aus der Tiefe eisenhaltige Lösungen auf und lagerten sich durch hydrothermale Prozesse als Eisenstein ab. An der Grenze Oberes Mitteldevon/Oberdevon endete die Erzsedimentation. Später wurden sie von anderen Schichten überlagert und durch Faltung verformt.

Roter Stein als „Zuckerguss”

Roteisenstein finden wir am Ostsauerländer Hauptgrünsteinzug nur an der Grenze zwischen Diabas oder Schalstein als Liegendem (Gesteinschicht unter der Lagerstätte) und dem benachbarten Schiefer und Kalkstein als Hangendem (Gesteinsschicht über der Lagerstätte).

Roteisenstein besteht aus Eisenoxid, das aber meist durch fremde Substanzen wie Ton, Quarz, Kiesel oder Kalk verunreinigt ist. Man spricht – abhängig von den Anteilen – von kieseligen oder kalkigen Hämatiterzen.

Der Eisenstein ummantelt wie ein Zuckerguss die vulkanischen Schwellen am Eckefeld, im Lülingsloch und am Martenberg. Am Arnstein und im Huxhohl finden wir halbkreisförmige Lager. Die Form von Linsen haben die Eisensteinvorkommen am Webel, am Wartersberg, im Schmalental, beim Beringhof und am Hömberg (Beringhausen).

Gewaltige Kräfte

Durch plattentektonische Bewegungen wurde der Meeresraum des Devonmeeres immer mehr eingeengt. Die darin abgelagerten Sedimentschichten wurden durch das Kollidieren zweier Kontinentplatten (Laurussia und Gondwana) zu dem „Variszischen Gebirge” aufgefaltet, zu dem auch das Rheinische Schiefergebirge gehört.

Einfallen und Streichen

Im Zuge dieser Faltung wurden auch die Eisensteinlagerstätten zum Teil stark verändert. Sie wurden „zerrissen”, gegeneinander verschoben und steilgestellt. So finden wir die Lager mit sehr unterschiedlichem Einfallen – von flach einfallend bis fast senkrecht stehend, z.T. sogar überkippt.

Marmor – echt oder unecht ?

In unmittelbarer Nähe zum Arnsteinvulkan befindet sich ein Steinbruch, in dem Marmor abgebaut wurde, der auch im Devon gebildet wurde.
Echter Marmor entsteht im Erdinneren durch sehr starke Hitze- und Druckeinwirkung (Gesteinsumwandlung durch Regional- oder Kontaktmetamorphose).
Unechten „Marmor“ wie an dieser Stelle findet man im Ostsauerland und Waldeck in den Kalkschichten des Mittel-Devons. Auch er ist durch hohen Druck entstanden. Bitumen- und schwefelkieshaltige sogenannte Flinzkalke haben sich aus Kalkschlämmen gebildet. Durch die hohe Last der aufliegenden, später abgelagerten Sedimente entstand aus den Kalkschlämmen ein sehr dichter, metamorph veränderter, polierfähiger, dunkelgraublauer Stein (mikrokristalliner Kalzit). Er tritt hier in plattigen, von Kalkspatadern durchzogenen Bänken bis 60 cm Dicke auf. Die Klüfte sind durch Einschwemmungen grau bis beigefarben marmoriert. Die Schieferung ermöglicht eine leichte Abspaltung.
Im Diemeltal oberhalb der Furt befindet sich in der Eschenseite ein Feld mit Marmor aus Kalk der Adorf-Stufe des Oberdevons.

Schieferplatten – rot-violett und grau

Ebenfalls aus dem Oberdevon stammen die sog. Hemberg-Schichten aus rot-violettem Tonschiefer (Fosley- (Fuchs)felsen), der im Wechsel mit grau-grünem Schiefer den „Rotenberg” bildet.
Jüngeren Datums ist der Kulmtonschiefer, der in einem Steinbruch am Heimberg abgebaut wurde. Er ist ein plattiges bis dünngeschiefertes, meist hell- bis dunkelgraues Gestein. Es entstand vor ca. 350 Mill. Jahren im Unterkarbon.

Noch einmal Land unter im Zechsteinmeer

Im Perm vor (ca. 250 Mio. Jahren) lagen die jetzigen Hochflächen um Giershagen im Küstenbereich des Zechsteinmeeres. Priesterberg und Radenberg ragten als Inseln aus dem Meer. Im Eckefeld bildeten sich in der Brandung Gerölle. Die Meeresküste verlief auf einer Linie von Niedermarsberg über Giershagen, Adorf, Korbach nach Marburg.

Total verkalkt

In dem flachen und warmen Meer bildete sich Kalkstein. Er wird aufgebaut von den Kalkschalen und Skeletten der Muscheln, Schnecken oder Korallen. Auch durch Ausfällen aus dem warmen Wasser – vergleichbar mit dem Verkalken von Wasserkochern- bildeten sich Kalkablagerungen.

Himmlisches Blau

Auf diese Weise bildete sich im Mühlental auch eine größere Lagerstätte eines in Deutschland seltenen Minerals – des Cölestins.
Cölestin ist ein durchscheinendes weißes bis bläuliches Mineral im Kristallform.
Im Oberperm befand sich am Mühlental die Küste des Zechsteinmeeres, dessen Randbereiche 4 mal austrockneten. Dadurch bildeten sich jeweils Sulfatgesteine (Gips und Anhydrit) sowie feinkörniges und faseriges Cölestin, das an dieser Stelle abgebaut wurde.

Kalk und Kupfer

Die Stinkkalke und Schaumkalke des mittleren Zechsteins (Zechstein 2 / Staßfurt-Folge) finden wir überwiegend westlich einer Linie Obermarsberg – Giershagen – Borntosten. Sie wechseln ab mit lehmigen Mergelschichten, den sogenannten Kupferletten. Sie bedecken auf dem Rennefeld, auf der Hai(d)e, im Buchholz und im Dorfbereich von Giershagen die devonischen und karbonischen Schiefer.

Kupferführende Schichten aus dem oberen Zechstein (Zechstein 3 / Leine-Folge) befinden sich östlich dieser Linie, am Hundebusch, im Kaltenbeutel, im Leitmarschen Bruch, am Homberg und bei Borntosten. Hier sind heiße metallhaltige Lösungen aus dem Erdmantel aufgestiegen und in die Klüfte und Fugen des Kalkgesteins eingedrungen.

Diabas und Eisen

So wie die Kupfervorkommen um Giershagen an die Kalkformationen gebunden sind, so sind die Eisenerzlager unzertrennlich mit den Diabasvulkanen verbunden.