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Tektono- und lithostratigraphische Kartierungskriterien für den Zentralteil
des Schwarzburger Sattels
THOMAS HEUSE, UWE KRONER & STEFFEN BARTL
4 Abb., 1 Tab.
Anschrift der Autoren: Dr. THOMAS HEUSE, Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (Außenstelle Weimar),
Prüssingstr. 25, 07745 Jena, E-Mail: [email protected]. Dr. UWE KRONER, E-Mail: [email protected]; Cand. Geol. STEFFEN BARTL, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie und
Paläontologie, Cotta-Straße 2, 09599 Freiberg.
Kurzfassung
Aktuelle strukturgeologische Untersuchungen im Rahmen der Neukartierung des Zentralbereichs des Schwarzburger Sattels
erfordern eine Revision der Kartiereinheiten im Liegenden der kambro-ordovizischen Goldisthal-Formation sowie der
Frauenbach- und Phycodes-Gruppen. Die wichtigsten Ergebnisse, abgeleitet aus der Region des Schwarzatals bei Katzhütte,
sind:
Die NW- und die SE-Flanke des Schwarzburger Sattels besitzen trotz ähnlicher Lithologien keine identische
Deformations- und Metamorphosegeschichte. Während die SE-Flanke durch eine relativ einfache SE-vergente Falten- und
Überschiebungstektonik charakterisiert ist, sind in der NW-Flanke ältere, variszische Metamorphose- und
Verformungsinkremente konserviert, die für initial NE-SW-gerichtete Stapelungsprozesse sprechen.
In der Kernzone, in welcher die komplexeste Strukturgeometrie zu beobachten ist, ergaben sich keine Hinweise auf
prävariszische tektonometamorphe Prägung. Hauptargument für eine ausschließlich variszische Entstehung ist die
Einbeziehung kambro-ordovizischer Magmatite in den metamorphen Lagenbau.
Die jüngste duktile Verformung der NW-Flanke ist mit der Hauptprägung der SE-Flanke korrelierbar. Zusätzlich konnten
innerhalb der Kernzone NE-SW-streichende Zonen mit einer sinistralen Strike-slip-Komponente nachgewiesen werden.
Generell ergibt sich das Bild einer spätvariszischen SE-gerichteten Überschiebungstektonik der metamorphen Einheiten der
NW- auf die anchimetamorphe SE-Flanke. In diesem Modell wird die Blumenauer Störung als Grenzfläche zwischen dem
nordwestlichen Hangend- und dem südöstlichen Liegendblock betrachtet. Die in unmittelbarer Nähe zur postulierten
Überschiebungszone beobachtbare Metamorphose innerhalb des Altpaläozoikums der SE-Flanke, also des Liegendblockes,
wird durch advektiven Wärmetransport während des Auf- und Überschiebungsprozesses erklärt.
Aus diesen strukturellen Feldbefunden ergibt sich, dass für den Zentralteil des Schwarzburger Sattels
lithostratigraphische Kartierkriterien allein ungeeignet sind und eine Korrelation zwischen NW- und SE-Abschnitt
problematisch ist. Für die aktuelle Kartierung der Geologischen Karten 1 : 25 000 werden daher nachfolgende
Kartiereinheiten neu definiert und zur Diskussion gestellt:
Katzhütte-Gruppe: Kernzone-Komplex (tektonostratigraphisch liegende Einheit)
Frohnberg-Formation mit Altenfeld-Subformation (tektonostratigraphisch hangende Einheit).
Die vorliegende Untergliederung beinhaltet Termini des Kartieransatzes aus den 30er Jahren (DEUBEL, FISCHER, v.
GAERTNER, NAUMANN) sowie der späteren Kartierung durch E. und P. BANKWITZ. Im Sinne der Stabilität der
stratigraphischen Nomenklatur wird vorgeschlagen, diese historisch etablierten Termini weiter zu benutzen, die
stratigraphischen Einheiten allerdings neu zu definieren.
S c h l a g wo r t e : Cadomiden, Varisziden, Saxothuringikum, Schwarzburger Sattel, Tektonik, Stratigraphie, Kartierung.
Abstract
The actual mapping of the central part of the Schwarzburger Sattel iniciated a revision of the stratigraphical units below the
Cambro-Ordovician Goldisthal Formation and the Frauenbach and Phycodes Groups. Relevant results from the Schwarzatal
region near Katzhütte are:
Lithologically, the NW and SE flanks of the Schwarzburger Sattel are comparably developed, but show significant
differences according to there tectono-metamorphic history. The SE flank is characterized by relatively simple SE directed
fault and thrust tectonics. In contrast, the NW flank has conserved older increments of Variscan metamorphism and
deformation. Kinematic indicators testify an initial NE-SW tectonic transport.
The most complex structural geometry is manifested inside the Kernzone. Intrafoliatic layers of Cambro-Ordovician
magmatites within the Kernzone constitute the main evidence for an exclusive Variscan development.
The latest ductile deformation of the NW flank is compatible to the pervasive structural evolution of the SE flank.
Additionally, sinistral strike slip movements are observable inside the Kernzone. The metamorphic units of the NW flank are
thrusted onto the anchimetamorphic SE flank by late Variscan SE-NW directed compression. The Blumenau fault represents
the border between the northwestern hanging wall and southeastern footwall. The metamorphism of the footwall unit close to
the fault is explained by advective heat transfer caused by thrusting of the hanging wall.
According to the structural results, a lithostratigraphical correlation between lithologies of the SE and NW flanks seems
problematic. For the actual geological mapping 1 : 25 000 the following mapping units are revised and discussed:
Katzhütte Group: Kernzone Complex (tectonostratigraphic lower unit)
Frohnberg Formation with Altenfeld Member
(tectonostratigraphic upper unit).
The new subdivision includes terms of the mapping period from the thirties of the last century (DEUBEL, FISCHER, v.
GAERTNER, NAUMANN) and from the last mapping by E. und P. BANKWITZ. In accordance with the stability of stratigraphic
nomenclature it is suggested, to conserve these historically established terms for the revised units.
In ha lt s ve rze ic h n is
1.
Einleitung
2.
Geschichte der Kartierung und Vergleich der lithostratigraphischen Einheiten
2.1.
Erstkartierung durch LORETZ
2.2.
Revisionskartierung durch DEUBEL, FISCHER, v. GAERTNER und NAUMANN
2.3.
Detailkartierung durch E. und P. BANKWITZ
3.
Strukturinventar
3.1.
NW-Flanke
3.2.
Kernzone
3.3.
SE-Flanke
3.4.
Diskussion
3.5.
Strukturmodell
3.5.1.
Finale Strukturprägung
4.
Revision der Kartiereinheiten
4.1.
Katzhütte-Gruppe
4.2.
Kernzone-Komplex
4.3.
Frohnberg-Formation
4.4.
Altenfeld-Subformation
Danksagung
Schriftenverzeichnis
1. Einleitung
Abb. 1 zeigt die Position des Schwarzburger Sattels innerhalb des Saxothuringikums und gibt eine generalisierte
Übersicht der lithostratigraphischen Einheiten. Der Zentralteil des Schwarzburger Sattels besteht aus einer
Grauwacken-Tonschiefer- bis Meta-Grauwacken-Phyllit-Wechsellagerung mit schichtungs- bzw.
foliationsparallelen Einlagerungen saurer und basischer Meta-Magmatite und deren Tuffe und Tuffite sowie
untergeordnet aus Lyditen und Schwarzschiefern. Geotektonisch werden die flyschoiden Ablagerungen einem
cadomischen backarc basin zugeordnet, wobei die geochemischen Signaturen der Grauwacken dem Typ eines
Kontinentalen Inselbogens entsprechen (LINNEMANN et al. 1999; KEMNITZ et al. 1999). Die cadomische
Entwicklung wird durch die Intrusion von Granitoiden an der Wende Proterozoikum-Paläozoikum abgeschlossen
(GEHMLICH et al. 1997). Nach einem zeitlichen Hiatus transgredieren im Schwarzburger Sattel oberkambrische
oder unterordovizische Schelfsedimente, die geochemisch einem passiven Kontinentalrand zugeordnet werden.
Die klassische Interpretation des Saxothuringikums geht von einem einheitlichen prävariszischen marinen
Ablagerungsraum auf cadomisch konsolidierten Basement aus. Im thüringischen Normalprofil, welches von der
SE-Flanke des Schwarzburger Sattels hergeleitet wird, ist eine nahezu kontinuierliche Sedimentation vom
Ordovizium bis in das obere Visé zu beobachten. Die sich anschließende variszische Gebirgsbildung äußert sich
hier in einer relativ einfachen Schiefergebirgstektonik mit einem SE-vergenten Faltenbau. Durch Extrapolation
auf Gebiete, in denen ebenfalls Gesteine der „Thüringischen Fazies“ aufgeschlossen sind, ergibt sich demnach
ein Szenario, welches das gesamte Saxothuringikum als ein an der Grenze Unter- zu Oberkarbon durch NW-SEgerichtete konvergente Plattenbewegungen konsolidiertes Terrane erklärt. Die thüringische Faziesreihe gilt als
autochthon, bestenfalls parautochthon. Deckentektonik soll sich ausschließlich auf die im Südosten auftretende
Bayerische Fazies und die überlagernden exotischen Gneisvorkommen der Münchberger Masse sowie ihrer
Äquivalente im Wildenfelser und Frankenberger Zwischengebirge beschränken (FRANKE 1984). Die
Großstruktur des Saxothuringikums wurde und wird als ein Wechsel von NE-SW-streichenden Antiklinal- und
Synklinalzonen, also mittels eines relativ einfachen Großfaltenbaus, erklärt.
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Abb. 1. Generalisierte Karte des Schwarzburger Sattels
Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre ergaben für den saxothuringischen Bereich einen wesentlich
komplizierteren Aufbau. So liegen beispielsweise unmetamorphes cadomisches Basement der Lausitz
(LINNEMANN et al. 2000) neben mittel bis hochgradig metamorphisierten Granodioriten des Erzgebirges, welche
hinsichtlich ihres Eduktalters den Lausitzer Einheiten entsprechen. Im Westerzgebirge liegen mehrfach
übereinanderfolgend eklogit- bis grünschieferfazielle Metasedimente, die hinsichtlich ihrer Lithologie und ihres
Eduktalters Affinitäten zur thüringischen Faziesreihe des Schwarzburger Sattels aufweisen (MINGRAM 1996,
1998). Für die sächsischen Schiefergebirge wird ebenfalls ein Deckenbau abgeleitet (GEHMLICH et al. 2000).
Die vorliegende Arbeit beabsichtigt nicht, die Gesamtproblematik der variszischen Orogenese erschöpfend
zu behandeln. Vielmehr soll am Beispiel des Zentralteils des Schwarzburger Sattels gezeigt werden, dass nicht
nur im Südosten des Saxothuringikums sondern auch im nordwestlichen Teil, in unmittelbarer Nähe zum
thüringischen Normalprofil, die klassischen Strukturmodelle an ihre Grenzen stoßen. Es wird ebenfalls
demonstriert, dass die Interpretation des Schwarzburger Sattels als einfache Antiklinalstruktur nicht haltbar ist.
Da in den jeweiligen Sattelflanken unterschiedliche Deformations- und Strukturinkremente auskartierbar sind, ist
eine stratigraphische Korrelierung an sich ähnlicher Lithoeinheiten auf beiden Flanken der Kernzone unzulässig.
Der Metamorphosegrad variiert sowohl regional zwischen grünschieferfazieller Kernzone mit NW-Flanke und
anchimetamorpher SE-Flanke als auch zwischen unmittelbar benachbarten Einheiten wie zwischen Kernzone
und der NW-Flanke.
Eine besondere Stellung kommt der Kernzone selbst zu. Deren klassische Interpretation als eigenständige
und älteste stratigraphische Einheit des Neoproterozoikum ist mit neueren radiometrischen Datierungen
foliationsparallel eingelagerter kambro-ordovizischer Meta-Rhyolithoide bzw. deren Tuffe oder Tuffite nicht
mehr vereinbar. Offensichtlich sind proterozoische Edukte zusammen mit kambro-ordovizischen Gesteinen
variszisch gestapelt und verschuppt worden. Der Umfang der sedimentären und magmatischen altpaläozoischen
Anteile lässt sich derzeit nicht abschätzen.
Anlass der hier vorgestellten strukturgeologischen Untersuchungen ist die gegenwärtige Neukartierung der
Geologischen Karten 1 : 25 000 Königsee, Großbreitenbach und Steinach und die daran anschließend geplante
Kartierung der Blätter Unterneubrunn und Eisfeld, die in ihrer Fläche den Zentralteil des Schwarzburger Sattels
von der Fränkischen Linie im Südosten bis zur Saalfelder Störungszone im Nordwesten überdecken. Der
notwendige Kartieransatz soll in stärkerem Maße als bisher strukturellen und metamorphen Aspekten Rechnung
tragen. Ziel war die Abtrennung tektono- und lithostratigraphischer Einheiten nach Deformationsstil und
Metamorphosegrad. Kartierbare lithologische Einlagerungen in und beiderseits der Kernzone besitzen nur
bedingt lithostratigraphische Signifikanz. Die Lithoeinheiten werden in ihrem jeweiligen Typusgebiet definiert.
Ähnliche Ausbildungen auf der gegenüberliegenden Seite der Kernzone werden als Äquivalente der jeweiligen
Lithoeinheit bezeichnet. Beispielsweise liegt das Typusgebiet der Altenfeld-Subformation im NW-Abschnitt.
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Einlagerungen von silifizierten Grauwacken, Schwarzschiefern und Meta-Basaltoiden in der FrohnbergFormation südöstlich der Kernzone sind hier seltener und in ihrer Mächtigkeit reduziert und können als
Äquivalente der Altenfeld-Subformation interpretiert werden.
2. Geschichte der Kartierung und Vergleich der lithostratigraphischen Einheiten
Die Kartierung der Geologischen Messtischblätter 1 : 25 000 Königsee (GK 5332), Unterneubrunn (GK 5431),
Großbreitenbach (GK 5432), Eisfeld (GK 5531) und Steinach (GK 5532) vollzog sich historisch in drei Etappen.
Die heute noch gültigen amtlichen Geologischen Karten 1 : 25 000 entstammen der Erstkartierung durch LORETZ
Ende des 19. Jahrhunderts. Die Herausgabe der in den 20er und 30er Jahren des 20. Jahrhunderts durch DEUBEL,
FISCHER, v. GAERTNER und NAUMANN kartierten Blätter Großbreitenbach, Königsee und Unterneubrunn war für
das Jahr 1942 geplant und konnte bis Kriegsende nicht mehr realisiert werden. Die Manuskriptkarten sind in der
Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie archiviert. Ende der 60er und Anfang der 70er Jahre des
letzten Jahrhunderts wurden durch E. und P. BANKWITZ zwei Detailkartierungen südwestlich und nordöstlich der
Masserberger Scholle durchgeführt. Aus diesen vorliegenden Manuskriptkarten und späteren Arbeiten resultiert
der aktuelle lithostratigraphische Standard für den zentralen Abschnitt des Schwarzburger Sattels. Nachfolgend
werden die wesentlichen stratigraphischen Auffassungen der drei Kartieretappen kurz skizziert (Tab. 1).
Tab. 1. Gegenüberstellung der Kartieransätze für den Zentralteil des Schwarzburger Sattels; gestrichelt: Bezug zur
Gliederung v. GAERTNER (1934), wenn zitiert.
2.1. Erstkartierung durch LORETZ
- Blatt Steinheid, heute Steinach, kartiert 1877–78, 1881 (LORETZ 1885a); Blatt Eisfeld, kartiert 1879–82
(LORETZ 1885b); Blatt Großbreitenbach, kartiert 1881–1883 (LORETZ 1892a); Blatt Königsee, kartiert 1887–89
(LORETZ 1892b); Blatt Masserberg, heute Unterneubrunn, kartiert 1882–1886, 1892 (LORETZ 1898).
- Erläuterungen für die Blätter Steinheid und Eisfeld (LORETZ 1885c, d), die Blätter Großbreitenbach und
Königsee (LORETZ 1892c, d), das Blatt Masserberg (LORETZ 1906).
Ein zentraler und stärker metamorpher Bereich, die „älteren Schiefer phyllitischen Aussehens“ (p), wurde
flankiert von „halbphyllitischen und halbklastischen Schiefern“ (pcb). Die Einheiten wurden stratigraphisch in
das Kambrium gestellt. Teile der "älteren Schiefer phyllitischen Aussehens" wurden später in den
Revisionskartierungen (DEUBEL & v. GAERTNER 1942; DEUBEL et al. 1942; v. GAERTNER & NAUMANN 1942)
zur Kernzone und zu den Unteren Katzhütter Schichten gestellt. Im wesentlichen umfassten LORETZ´
„halbphyllitische und halbklastische Schiefer“ die späteren Altenfelder und Oberen Katzhütter Schichten.
2.2. Revisionskartierung durch DEUBEL, FISCHER, v. GAERTNER und NAUMANN
- Blatt Großbreitenbach, Kartierung 1932 abgeschlossen (DEUBEL & v. GAERTNER 1942); Blatt Königsee,
Kartierung 1932 abgeschlossen (DEUBEL, FISCHER, v. GAERTNER & NAUMANN 1942); Blatt Unterneubrunn,
Kartierung 1934 abgeschlossen (v. GAERTNER & NAUMANN 1942).
- Erläuterungen zu den Blättern Königsee/Großbreitenbach (DEUBEL, v. GAERTNER, & NAUMANN 1943).
Die lithostratigraphischen Einheiten im Zentralteil des Schwarzburger Sattels werden in einer Reihe von
Publikationen diskutiert:
- v. GAERTNER (1931): Katzhütter Schichten, Altenfelder Schichten.
- v. GAERTNER (1934): Kernzone, Untere Katzhütter Schichten, Altenfelder Schichten, Obere Katzhütter
Schichten.
Die Abtrennung der Kernzone von den Unteren Katzhütter Schichten wurde aufgrund des
Metamorphoseunterschieds vorgeschlagen und ihre Stellung als selbständige stratigraphische Einheit diskutiert
(v. GAERTNER 1934: 6). Die zeitliche Zuordnung der Katzhütter Schichten in das Präkambrium geht auf DEUBEL
zurück (v. GAERTNER 1934: 2) und wurde zuerst von NAUMANN (1929) und v. GAERTNER (1931) vermutet. Die
an verschiedenen Stellen (z. B. v. GAERTNER 1934: 6) zitierte Auffassung, v. FREYBERG (1923) habe bereits
Präkambrium im Kern des Schwarzburger Sattel angenommen, ist nicht zutreffend. Im Hangenden der
Katzhütter Schichten werden Mellenbacher und Goldisthaler Schichten ausgehalten und zeitlich gleichfalls in
das Präkambrium und später in das fragliche Kambrium gestellt (v. GAERTNER 1944).
- DEUBEL et al. (1943): Kernzone, Untere Katzhütter Schichten, Kieselschieferhorizont, Obere Katzhütter
Schichten.
- SÖLLIG (1953): Kartierung des Ostteils des Schiefergebirgsanteils Blatt Eisfeld (unveröffentlichte
Diplomarbeit, Manuskriptkarte unveröffentlicht). Die Mellenbacher Schichten werden als Teil der Oberen
Katzhütter Schichten angesehen.
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- HIRSCHMANN (1959): Kartierung des Westteils des Schiefergebirgsanteils Blatt Eisfeld (unveröffentlichte
Diplomarbeit 1958, Manuskriptkarte unveröffentlicht).
Eine Zusammenfassung des Kenntnisstands zu den Katzhütter Schichten bis ca. 1970 gibt FALK (1974).
2.3. Detailkartierung durch E. und P. BANKWITZ
- BANKWITZ, P. (1971): Schnetter Berg-Schichten (Kernzone und Untere Katzhütter Schichten), Schönbrunner
Schichten, Rollbergschichten (Mittlere Katzhütter Schichten, Altenfelder Schichten), Kieselbachschichten,
Pechleiteschichten (Obere Katzhütter Schichten).
- BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1973): Schnetter Berg-Schichten (Kernzone und Untere Katzhütter Schichten),
Schönbrunner Schichten, Rollbergschichten, Untere und Obere Kieselbachschichten, Pechleiteschichten, mit
weiteren lithostratigraphischen Untergliederungen; die Grenze Altenfelder Schichten/Obere Katzhütter
Schichten verläuft innerhalb der Oberen Kieselbachschichten.
- BANKWITZ, E. & BANKWITZ, P. (1975): Katzhütter Serie mit Schnetter Berg-Schichten, Schönbrunner
Schichten, Rollbergschichten, Kieselbachschichten, Pechleiteschichten und weiteren lithostratigraphischen
Untergliederungen;
- BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995): Katzhütter Gruppe mit Schnetter Formation und Großbreitenbacher
Formation sowie lithostratigraphischer Untergliederung in Schichten; Frohnberg-Gruppe (ohne Formationen)
mit lithostratigraphischer Untergliederung in Schichten; die Grenze Untere Katzhütter Schichten/Altenfelder
Schichten verläuft innerhalb der Großbreitenbacher Formation zwischen Unteren und Oberen
Rollbergschichten; die Grenze Altenfelder Schichten/Obere Katzhütter Schichten verläuft am Top der
Großbreitenbacher Formation zwischen Unteren und Oberen Kieselbachschichten.
3. Strukturinventar
Im Rahmen einer Strukturkartierung wurden mehrere Profile im Bereich der Kernzone im Schwarzatal bearbeitet
(Abb. 2). Die Kartiergebiete folgen zumeist Taleinschnitten und wurden so gewählt, dass sie weitestgehend
senkrecht zum Streichen der Sattelachse verlaufen.
Die Kartiergebiete I bis IV queren dabei die gesamte Kernzone des Schwarzburger Sattels und reichen
sowohl in die NW-, als auch in die SE-Flanke. Das Kartiergebiet V befindet sich in der SE-Flanke. Außerdem
wurden Detailuntersuchungen entlang des Wurzelbergprofils in der Grenzzone Frohnberg-/Goldisthal-Formation
durchgeführt.
Folgende Fragestellungen sollten beantwortet werden:
- Existieren auch außerhalb der Kernzone strukturelle Merkmale, die neben der Lithologie als
Kartierkriterien herangezogen werden können? Für die Abgrenzung der Kernzone wurden
Strukturkriterien schon immer benutzt.
- Wie begründet sich die Sonderstellung der Kernzone? Die extrem komplexe Strukturentwicklung ist
schon immer Gegenstand der Diskussion gewesen. Wie vereinbaren sich die oben erwähnten kambroordovizischen Einschaltungen mit einer postulierten ersten proterozoischen Gefügeprägung?
- Wieso nimmt die Metamorphose von der Kernzone nach Nordwesten graduell nach Südosten aber sehr
abrupt ab?
- Welchen Stellenwert besitzt in diesem Szenario die Blumenauer Störung, und nach welchen Kriterien
kann diese Grenze zwischen Kernzone und SE-Flanke auskartiert werden?
Um diese Fragen zu klären, wurde mit zwei Ansätzen gearbeitet. Einerseits sollte ein großer
Strukturdatensatz geschaffen werden, welcher Aussagen zur Signifikanz bestimmter Raumlagen liefert.
Andererseits war an einzelnen Aufschlüssen eine Detailbearbeitung bezüglich der jeweiligen strukturprägenden
Prozesse durchzuführen.
Gemessen wurden sowohl Flächengefüge wie Schieferungen unterschiedlicher Generationen, Foliationen und
Klüfte als auch lineare Elemente wie Schnittlineare, Faltenachsen und Mineralstreckungslineare.
Die im Gelände als Hauptfoliation erkennbare Hauptablösefläche wurde eingemessen und unabhängig von
ihrer genetischen Stellung betrachtet. Als Lineare wurden Schnittlineare (ss/s 1; sn/sn+1 etc.) und
Mikrokrenulationen (Runzelung) gemessen. Diese wurden, da sie sich genetisch bedingen, in Abb. 2 aus
Gründen der Übersichtlichkeit zusammengefasst. Betrachtet man das synoptische Diagramm, welches die
Foliationsdaten über alle Gebiete beinhaltet, erscheint das Bild einer Antiklinalstruktur mit nach Nordwestenbzw. Südosten einfallenden Flächen. Die stereographischen Projektionen in den drei verschiedenen Zonen, also
NW-Flanke, Kernzone und SE-Flanke, offenbaren eine wesentlich kompliziertere Strukturgeometrie. Nur in der
Kernzone fällt die Hauptfoliation bipolar ein, während sowohl in der NW- als auch SE-Flanke ein NW-Einfallen
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charakteristisch ist. Die Lineare zeigen die für eine Schiefergebirgstektonik typische Raumlagebeziehung zu den
Flächengefügen. Der größte Teil der Faltenachsen mit den assoziierten Schnittlinearen bzw. Runzelungen ist
flach NE-SW-orientiert. Nur vereinzelt treten steilere Lineare auf. Diese auf den ersten Blick relativ einfache
Strukturgeometrie relativiert sich sofort, wenn der Charakter der Hauptfoliation für die jeweiligen Gebiete
betrachtet wird.
Abb. 2. Lage der Kartiergebiete (I-V) mit Strukturdaten. Im synoptischen Netz (A) ist die Häufigkeitsverteilung der
Raumlagen der Hauptfoliationen über den gesamten Bereich des untersuchten Abschnitts im Schwarzburger Sattel
dargestellt. Das generelle Merkmal für die NW- und SE-Flanke (D, G) ist das einheitliche Einfallen nach Nordwesten. Für
die Kernzone (F) ist ein bipolares Einfallen sowohl nach Südosten als auch nach Nordwesten charakteristisch. Der genetische
Charakter der Hauptablöseflächen ist dabei unterschiedlich (s. Pkt. 3). Demzufolge repräsentieren auch die ähnlich
orientierten Lineare unterschiedliche Schnittbeziehungen: SE-Flanke ss/s1 (E); Kernzone (C) und NW-Flanke sn+1/sn+2 (B).
Schmidtsches Netz, untere Halbkugel.
6
3.1. NW-Flanke
In den Hangendbereichen der NW-Flanke tritt die Hauptschieferung in Form einer s1-Schieferung auf. Dies lässt
sich beispielsweise am Aufschluss an der Bushaltestelle Altenfeld nachweisen da hier noch
Schichtungsmerkmale gefunden werden konnten (Abb. 3a). Die Schieferung durchschlägt die Schichtungsgefüge
winklig, bildet aber kein Linear mit diesen aus. Es treten synkinematische Quarzmobilisate auf, die
foliationsparallel in eine leicht phyllitische Tonschiefer-Grauwacken-Wechsellagerung eingelagert sind. Im
unteren Abschnitt der NW-Flanke ist der Deformations- und Metamorphosegrad höher. Die Hauptschieferung
kann nicht mehr als eine sichere s1-Schieferung betrachtet werden, da keinerlei Schichtungsmerkmale kartierbar
sind und die Quarzmobilisate isoklinal in die Foliation eingefaltet sind. Sie wird deshalb als sn+1 bezeichnet und
kennzeichnet den metamorphen Lagenbau der Metasedimente. Ihrem Charakter nach handelt es sich um eine
Transpositionsfoliation (Abb. 3b). Die s1-Schieferung der oberen Bereiche sowie die Transpositionsfoliation im
tieferen Teil der NW-Flanke sollten einen gemeinsamen Prozess widerspiegeln. Dafür spricht sowohl die gleiche
Raumlage als auch eine uniforme NE-SW-Orientierung der finiten Streckungsachse. Dass diese
Gefügegeometrie für die gesamte NW-Flanke signifikant zu sein scheint, wird beispielsweise in den NE-SWgestreckten Geröllkomponenten des Quarzits vom Langen Berg (Äquivalente der Goldisthal-Formation)
deutlich.
NW Flanke: Von den höheren zu den tieferen Abschnitten gehen Schichtungs- und Schieferungsgefüge von einer dominanten
s1-Schieferung (Abb. 3a. Altenfeld) in eine Transpositionsfoliation über (Abb. 3b, c. Finkenbachtal). Intrafolial verfaltete
Segregationsquarze sind charakteristisch für den metamorphen Lagenbau (sn+1). Eine nachfolgende Verfaltung führt im
Grenzbereich zur Kernzone zur Krenulation der Hauptfoliation, die mit einer flach nach Südosten einfallenden s n+2Schieferung assoziiert ist. Für das gesamte Untersuchungsgebiet sind späte SE-gerichtete, spröd-duktile Überschiebungen
typisch.
In der Kernzone (Abb. 3d. Leutnantsmühle zwischen Katzhütte und Großbreitenbach) ist eine sehr komplexe
Strukturentwicklung konserviert. Typisch ist die disharmonische Verfaltung eines metamorphen Lagenbaus (s n+1) welche von
der Hauptfoliation (sn+2) geschnitten wird und durch bipolares Einfallen charakterisiert ist.
Dieser dynamische Schieferungsprozeß ist auch in unmittelbarer Nähe zur Kernzone in der SE-Flanke zu beobachten (Abb.
3e. südöstlich der Blumenauer Störung, westlich Blumenau). Während SE-gerichteter Auf- und Überschiebungsprozesse
kommt es zur Reaktivierung, Überscherung und Verfaltung der präexistenten Schieferungsflächen. Im Unterschied zur
Kernzone werden hier aber nicht grünschieferfazielle Phyllite und Quarzite, sondern Sedimente mit Schichtungsrelikten
verformt.
Von der Kernzone in Richtung Südosten existiert eine SE-gerichtete Falten- und Überschiebungstektonik mit einer deutlichen
s1-Schieferung, welche die Schichtung schneidet (Abb. 3f. Wurzelberg-Profil bei Goldisthal).
Da eine initiale NE-SW-Streckung (x-Achse des Strainellipsoids als wichtigster Indikator für tektonische
Transportrichtungen) einer postulierten auschließlichen NW-SE-Polarität während der variszischen
Gebirgsbildung im Saxothuringikum gegenübersteht (FRANKE 2000; ONCKEN et al. 2000), muss an dieser Stelle
betont werden, dass es sich hier nicht um eine exotische Abweichung handelt, sondern dass diese
Straingeometrie für viele Bereiche des Saxothuringikums repräsentativ ist. NE-SW-gerichtete Streckungslineare
sind sowohl im nordwestlich unmittelbar angrenzenden grünschieferfaziell geprägten Vesser-Gebiet
nachgewiesen (KEMNITZ et al. 1999) sowie partiell im Ruhlaer Kristallin (WUNDERLICH 1989). Mehr oder
weniger flächendeckend treten sie auch im Saxothuringikum wie beispielsweise dem Metamorphikum von Berg
(Frankenwald), dem Bergaer Sattel, der Mehltheuerer Kulmmulde und dem Vogtland auf (KRONER
unveröffentlicht). Auf die Konsequenzen für das variszische Kollisionsszenario soll hier nicht näher eingegangen
werden.
Die oben geschilderte Strukturentwicklung wird von einer jüngeren Verformung überlagert. Diese führt zur
Steilstellung, flexurartigen Verbiegung und teilweisen Verfaltung der Hauptfoliation. Damit assoziiert ist die
Anlage einer jüngeren, flach nach Südosten einfallenden Schieferung (sn+2), die mit der sn+1-Schieferung ein
Schnittlinear (Abb. 3c) bildet und zu einer deutlich ausgebildeten Runzellung führt. Nähert man sich der
Kernzone von Nordwesten, ist eine kontinuierliche Zunahme der Metamorphose und Deformation festzustellen.
Beispielsweise nimmt die Durchdringung mit Quarzmobilisaten zu, und die Tonschiefer werden stärker
phyllitisch. Im Bereich des Finkenbachtals (Kartiergebiet IV) ist makroskopisch kein Metamorphoseunterschied
zwischen Phylliten der südöstlich angrenzenden Kernzone und den tieferen Bereichen der NW-Flanke
feststellbar. Die Kernzone kann hier nur infolge der komplexen Strukturgeometrie (s. 4.2.) abgegrenzt werden.
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Abb. 3. Strukturbilder aus der Zentralzone des Schwarzburger Sattels. Die Hauptablösefläche zeigt außer im Bereich der
Kernzone generelles NW-Einfallen. Der Charakter der Hauptfoliation unterscheidet sich aber deutlich.
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3.2. Kernzone
Trotz der beobachtbaren Ähnlichkeit von Lithologie und Metamorphosegrad ist die Kernzone durch die Summe
ihrer Eigenschaften deutlich von der NW-Flanke unterscheidbar. Spektakulärstes Merkmal ist der
durchgreifende disharmonische Faltenbau. Die Verfaltung erfasst einen metamorphen Lagenbau, welcher durch
Segregationsquarze gekennzeichnet ist, die ihrerseits intrafolial gefaltet sind. Die Ähnlichkeiten zur
Transpositionsfoliation der unteren Bereiche der NW-Flanke weisen darauf hin, dass es sich hier um analoge
Strukturen handelt.
In der Kernzone ist die Schieferung sn+1 der NW-Flanke eng gefaltet und durch eine Schieferung sn+2
überprägt. Diese sn+2-Schieferung bildet die Hauptschieferung der Kernzone und ist nicht identisch mit der s n+2Schieferung der NW-Flanke. Während es sich bei den Flächen der NW-Flanke um eine relativ einfache
Krenulationsschieferung handelt, die flach nach Südosten einfällt, ist das s n+2 der Kernzone ein Ensemble von
steil nach Nordwesten bzw. Südosten einfallenden Flächen, die einen komplexen Faltungs- und
Schieferungsprozess anzeigen (Abb. 3d). Die Schnittlineare werden von der eingefalteten sn+1-Schieferung und
der jüngeren sn+2-Schieferung gebildet. Lokal sind auch steile Faltenachsen und damit assoziierte Schnittlineare
beobachtbar. So ist beispielsweise an der Leutnantsmühle zwischen Katzhütte und Großbreitenbach eine solche
Zone aufgeschlossen, in der die Gefügeentwicklung mit einer sinistralen Blattverschiebungskomponente
verbunden ist. Diese Strukturen treten quantitativ aber nur untergeordnet in Erscheinung.
3.3. SE-Flanke
Beim Übergang in die SE-Flanke ist ein Wechsel im Gefügeinventar und ein deutlicher Metamorphosesprung im
Bereich der Blumenauer Überschiebung auffallend. Signifikantes Merkmal der SE-Flanke des Schwarzburger
Sattels ist das Fehlen der Segregationsquarze. Schon im unmittelbaren Grenzbereich zur Kernzone sind
Schichtungs- und Schieferungsgefüge partiell wieder erkennbar. Die kartierbare und überwiegend steil nach
Nordwesten einfallende Hauptschieferung stellt eine s1-Schieferung dar, die ein Schichtungsgefüge schneidet.
Das damit verknüpfte Schnittlinear wird demnach durch ss und s1 gebildet. Besonders am westlichen
Ortseingang Blumenau ist aber auch in diesem Bereich eine komplexe Schieferungsentwicklung zu beobachten,
die einen disharmonischen Faltenbau überprägt. Im unmittelbaren Grenzbereich zur Kernzone ist eine deutliche
Regionalmetamorphose zu beobachten, die mit der s1-Schieferung in Verbindung steht (Abb. 3e). Lokal konnte
eine s2-Schieferung kartiert werden, welche in ihrer Raumlage deutlich abweicht und durch ein NW-SEStreichen gekennzeichnet ist. Sie wurde bisher nur im unmittelbaren Grenzbereich zur Blumenauer Störung
nachgewiesen und kann mit den für die ganze Kernzone typischen NW-SE-orientierten Querstörungen in
Verbindung gebracht werden.
Im Bereich des Wurzelbergprofils bei Goldisthal, also ca. 1 km südöstlich der Kernzone ist makroskopisch
keinerlei Metamorphose mehr zu beobachten. Die aufgeschlossenen Abschnitte der Frohnberg- und GoldisthalFormationen zeigen deutliche Schichtungs- und Schieferungsgefüge, bei oben schon erwähnter
Raumlagekonstanz der s1-Schieferung. In diesem Profil ist ein SE-vergenter Großfaltenbau offensichtlich. Diese
Faltengeometrie ist für die gesamte SE-Flanke des Schwarzburger Sattels charakteristisch.
SE- bis S-gerichtete subhorizontale Überschiebungszonen sind in allen Bereichen beobachtbar und
repräsentieren jüngste duktile bis spröd-duktile Strukturen (Abb. 3f). Diese passen strukturell und genetisch zum
Prozess der SE-gerichteten Überschiebungs- und Faltentektonik und belegen ebenfalls den durchweg
kompressiven Charakter der jüngsten duktilen Verformung.
3.4. Diskussion
Die oben charakterisierten Strukturentwicklungen sind ein geeignetes Kriterium für den Kartierer. Alle
beschriebenen Strukturen sind makroskopische Gefüge und im Gelände erkennbar. Durch die prinzipiell
ähnlichen Raumlagen der jeweiligen Hauptfoliationen kann die Orientierung allein nicht als
Unterscheidungskriterium genügen. Vielmehr ist der Charakter der jeweiligen Hauptablösefläche für eine
prinzipielle Untergliederung zu beachten. Aber auch dabei ist nicht die einzelne Eigenschaft von Bedeutung,
sondern erst die Summe aller Eigenschaften (Metamorphose, Strukturprägung und Lithologie) erlaubt eine
sinnvolle Untergliederung der kartierbaren Einheiten. Am deutlichsten wird dies in der Kernzone. Betrachtet
man nur die Metamorphose, so ist diese nicht signifikant anders als in den tieferen Bereichen der NW-Flanke.
Nimmt man nur die komplexe Schieferungsentwicklung so findet man ähnliche Strukturen südöstlich der
Blumenauer Störung. Erst die Kombination der Eigenschaften, nämlich eine komplexe Faltungs- und
Schieferungsentwicklung, die einen metamorphen Lagenbau mit Segregationsquarzen überprägt, trifft
ausschließlich auf die Kernzone zu.
9
Prävariszisch gehörten sowohl die Kernzone mit der NW-Flanke als auch die SE-Flanke einem kontinentalen
Krustenbereich an. Dafür sprechen die ähnliche lithologische Ausbildung im Kambro-Ordovizium sowie das
Fehlen exotischer Gesteinsassoziationen im Grenzbereich zwischen beiden Domänen. Bezüglich der
tektonometamorphen Prozesse unterscheiden sie sich aber deutlich. Während in der SE-Flanke als
Hauptverformung ausschließlich eine SE-gerichtetete Falten- und Überschiebungstektonik auftritt, sind in der
NW-Flanke zusätzlich ältere variszische Prozesse konserviert. Die Unterschiede hinsichtlich
Regionalmetamorphose und Strukturentwicklung sind ausschließlich das Ergebnis heterogener variszischer
Prozesse. Ältere Inkremente der NW-Flanke haben keine Entsprechung in der SE-Flanke.
Unabhängig von den Kartierkriterien, liegt im Zentralteil des Schwarzburger Sattels eine Großstruktur vor,
die mit einer einfachen Antiklinale nicht vereinbar ist. Offensichtlich sind die konservierten variszischen
strukturprägenden Prozesse in den beiden Sattelflanken nicht deckungsgleich. Das bedeutet, dass eine
automatische Korrelation über die Sattelflanken hinweg keine Erklärung hinsichtlich des zu beobachtenden
Struktur- und Metamorphoseinventars bietet. Der Begriff Sattel ist zwar ein Synonym für Antiklinale, sollte
unserer Meinung nach aber als klassisch etablierter Begriff beibehalten werden. Wie noch gezeigt werden soll,
ist die spätvariszische Faltung an eine SE-gerichtete Überschiebungstektonik gekoppelt und die Kernzone
repräsentiert in diesem Szenario den Anschnitt einer Rampe innerhalb einer Auf- und Überschiebungsgeometrie
(Flat and Ramp, Abb. 4).
Abb. 4. Synopse der Deformationsentwicklung.
Der Zentralteil des Schwarzburger Sattels wird als eine SE-gerichtete Auf- und Überschiebungsstruktur interpretiert, in der
die regionalmetamorph beanspruchte NW-Flanke mit der Kernzone auf die unmetamorphe SE-Flanke aufgeschoben wird.
Dieser Prozeß wird nicht an einzelnen Flächen realisiert, sondern ist an ein Störungsvolumen gebunden, das durch eine
komplexe Schieferungsentwicklung charakterisiert ist (Kernzone und unmittelbar angrenzende SE-Flanke). Da hier eine
deutlich höhere Verformung akkumuliert ist, könnte man diesen Bereich auch als Scherzone bezeichnen.
Da NW- und SE-Flanke ähnliche Lithologien besitzen, muß für den nordwestlichen Teil ein älteres (frühvariszisches)
tektonometamorphes Ereignis gefordert werden. Da beide Prozesse in der Kernzone am intensivsten gewirkt haben, ist hier
die komplexeste Strukturentwicklung konserviert. Es konnten in Gelände keine Anzeichen einer proterozoischen
10
Gefügeprägung nachgewiesen werden. (geologischer Schnitt verändert nach BANKWITZ; P. & BANKWITZ; E. 1995: 53, Abb.
4.2-4).
3.5. Strukturmodell
Das Saxothuringikum ist hinsichtlich der konservierten geotektonischen Prozesse inhomogen. Die Gleichsetzung
des minimalen Sedimentationsalters der unterkarbonischen Abfolgen der Teuschnitz-Ziegenrücker Mulde von
334 Ma (FRANKE & STEIN 2000) mit der ältesten Zeitmarke der variszischen Orogenese führt zur Reduktion der
Deformationsgeschichte auf eine relativ späte SE-NW-Konvergenz.
Demgegenüber steht der Ansatz eines synorogenen Sedimentationsraums, welcher sowohl im Nordwesten
(NW-Flanke des Schwarzburger Sattels und Mitteldeutsche Kristallinzone, MDKZ) als auch im Südosten
(Vogtland, Mehltheuerer Kulmmulde, Bergaer Sattel) von Gebieten begrenzt wird, in denen ältere variszische
Prozesse nachweisbar sind. Der inkrementelle Strain innerhalb dieser frühvariszisch verformten Bereiche spricht
für eine initiale NE-SW-Polarität des tektonischen Transports. Korreliert man die frühe Kinematik mit der
Plattenbewegung während der unterkarbonischen Kollisionstektonik, so ergibt sich das Bild eines großräumigen
sinistralen Strike-Slip-Szenarios entlang der Grenze Ost-Avalonia (Rhenoherzynikum) und des Armorikanischen
Terrane Assemblages (ATA). Die MDKZ repräsentiert demnach u. a. zerscherte Reste eines zwischengelagerten
Inselbogensystems. Die Migmatisierung des Ruhlaer Kristallins wurde durch neuere U/Pb–Datierungen an
Zirkonen (SHRIMP) auf ca. 355 Ma datiert (ZEH, persönliche Mitteilung) und belegt frühvariszische
tektonometamorphe Prozesse. Die postkinematische Intrusion des Thüringer Hauptgranits erfolgte bei ca. 340
Ma (U/Pb konventionell, Zeh persönliche Mitteilung).
Die Regionalmetamorphose im NW-Abschnitt des Schwarzburger Sattels, inklusive der Kernzone, wird als
Resultat der Überschiebung und Stapelung von Teilen der MDKZ auf die unmittelbar angrenzenden Bereiche
der ATA gedeutet. Das Nebeneinander von gestapelten Bereichen und Subsidenzzonen mit synorogener
Sedimentation kann zwanglos mit Transpressions-Transtensionsprozessen entlang dieser großregional zu
fordernden Blattverschiebungssutur erklärt werden.
3.5.1. Finale Strukturprägung
Das heute großräumig kartierbare Strukturbild ist Ausdruck einer SE-gerichteten Auf- und
Überschiebungstektonik. Diese führt zu einer Überprägung des präexistenten metamorphen Lagenbaus des
epizonal metamorphisierten lithologischen Komplexes der Kernzone und der NW-Flanke. Die
Transpositionsfoliation wird steilgestellt, flexurartig verbogen und teilweise verfaltet. Die komplexe
Schieferungsentwicklung der Kernzone und die jüngste, flach nach Südosten einfallende Schieferung der NWFlanke (sn+2) sind an diesen Prozess gekoppelt.
Simultan erfährt die SE-Flanke ihre Hauptstrukturentwicklung, die sich in einer SE-vergenten Faltung der
Sequenzen und der Ausbildung der damit assoziierten s1-Schieferung äußert. Die Blumenauer Störung trennt den
initial nicht metamorphen Liegendblock (SE-Flanke) vom epizonal metamorphisierten Hangendblock
(Kernzone, NW-Flanke). Sie wird als eine sinistrale Blattverschiebungszone interpretiert, welche während der
finalen Strukturprägung durch die SE-gerichtete Auf- und Überschiebungstektonik reaktiviert wurde. Noch
während der Überschiebung scheint eine sinistrale Strike-slip-Komponente aktiv gewesen zu sein. Die SEgerichtetete Überschiebungskomponente ist aber eindeutig vorherrschend. Das zeigen die überall zu
beobachtenden subhorizontalen Überschiebungsflächen, welche die jüngsten duktilen Gefüge repräsentieren.
Damit erscheint uns eine Flat-and-Ramp-Geometrie als Erklärung für das Deformationsbild des Zentralteils des
Schwarzburger Sattels am wahrscheinlichsten (Abb. 4). Das heutige Anschnittsniveau würde demzufolge einen
Teil der Rampe repräsentieren. Die Auf- und Überschiebung wurde aber nicht entlang einzelner Flächen sondern
innerhalb eines Störungsvolumens realisiert, welches sowohl im Hangend- als auch im Liegendblock zu
beobachten ist und sich infolge der spektakulären, komplexen Schieferungsentwicklung deutlich von den
angrenzenden Bereichen abhebt. Die Hauptverformung wurde wiederum in der Kernzone akkumuliert.
Die durchgreifende Transposition initialer Gefüge während der frühvariszischen Stapelungstektonik sowie
die nachfolgende intensive Verformung während der SE-gerichteten Auf- und Überschiebungstektonik erklären
die Sonderstellung der Kernzone. Die im Liegendblock unmittelbar zur Blumenauer Störung hin zu
beobachtende Metamorphose verläuft synchron zur Ausbildung der für die SE-Flanke typischen s1-Schieferung
bzw. im unmittelbaren Grenzbereich zur komplexen Schieferungsentwicklung. Dies wird dahingehend gedeutet,
dass diese phyllitischen Tonschiefer infolge advektiven Wärmetransports während der Überschiebung des
warmen Hangendblocks auf den kühleren Liegendblock entstanden sind. Druck- und Temperaturbestimmungen
für den Liegendblock (4–4,5 kb bei 350–375 °C, SCHÄFER 1997) erfordern eine Tiefe von mehr als 10 km.
FRANKE & STEIN (2000) diskutieren ein Maximalalter von 334 Ma für diese finale duktile Verformung,
abgeleitet aus den jüngsten Turbiditablagerungen der Teuschnitz-Ziegenrücker Mulde.
11
4. Revision der Kartiereinheiten
Die Lithostratigraphie bildete die Grundlage aller bisherigen Kartierungen im Zentralteil des Schwarzburger
Sattels. Metamorphose- und Deformationsunterschiede wurden nur untergeordnet als Kartierkriterien genutzt, z.
B. die Abtrennung eines zentralen und stärker metamorphen Bereichs (p) durch LORETZ (1885b, 1892a, b, 1898)
und die Abgrenzung der Kernzone von den Unteren Katzhütter Schichten durch v. GAERTNER (1934) und
DEUBEL et al. (1943). BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995) betonten den lithostratigraphischen Charakter ihrer
Gliederung, wobei Metamorphose-Isograde lithostratigraphische Einheiten schneiden.
Die hier vorgestellte Revision der Kartiereinheiten basiert auf den oben diskutierten strukturellen
Untersuchungsergebnissen. Zwei tektonostratigraphische Einheiten werden etabliert, die sich hinsichtlich ihres
Metamorphosegrades und ihres Strukturinventars auskartieren lassen (Kernzone-Komplex, FrohnbergFormation). Einlagerungen von Lyditen, Meta-Basaltoiden sowie Schwarzschiefern werden als AltenfeldSubformation ausgehalten. Prinzipiell ähnliche Lithoeinheiten werden außerhalb ihres jeweiligen Typusgebiets
als Äquivalente der jeweiligen Lithoeinheit bezeichnet. Dies trägt der differenzierten tektonometamorphen
Entwicklung beiderseits der Kernzone Rechnung.
Für die laufende Kartierung der Geologischen Karten 1 : 25 000 Königsee (GK 5332), Großbreitenbach (GK
5432) und Steinach (GK 5532) und die daran anschließend geplante Kartierung der Blätter Unterneubrunn (GK
5431) und Eisfeld (GK 5531) werden nachfolgende Kartiereinheiten neu definiert und zur Diskussion gestellt:
Katzhütte-Gruppe
Kernzone-Komplex (tektonostratigraphisch liegende Einheit)
Frohnberg-Formation mit Altenfeld-Subformation (tektonostratigraphisch hangende
Einheit)
Die vorliegende Untergliederung beinhaltet Termini des Kartieransatzes aus den 30er Jahren (DEUBEL,
FISCHER, v. GAERTNER, NAUMANN) ergänzt durch die von BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995) eingeführte
Frohnberg-Einheit. Im Sinne der Stabilität der stratigraphischen Nomenklatur wird vorgeschlagen, diese
historisch etablierten Termini weiter zu benutzen, die stratigraphischen Einheiten allerdings neu zu definieren.
Die Eignung dieses Ansatzes für den gesamten Zentralteil des Schwarzburger Sattels muss sich im
Kartierprozess beweisen. Auf eine Untergliederung der Einheiten in weitere Subformationen oder Horizonte
(zuletzt BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. 1995) wird vorerst verzichtet. Die neuen Kartiereinheiten werden der
Stratigraphischen Kommission Deutschlands, Subkommission Riphäikum-Silur, zur Ratifizierung vorgelegt.
4.1. Katzhütte-Gruppe
Namensgebung: Nach der Ortschaft Katzhütte im oberen Schwarzatal, TK 5432 Neuhaus am Rennweg.
Erstbeschreibung: Katzhütter Schichten, v. GAERTNER (1931); Katzhütter Serie, BANKWITZ, E. & BANKWITZ, P.
(1975); Katzhütter Gruppe (BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. 1995).
Begründung der hierarchischen Stellung: Die Katzhütte-Gruppe beinhaltet nachfolgende litho- und
tektonogenetisch assoziierte Einheiten, vom tektonisch Liegenden zum Hangenden:
Kernzone-Komplex (epizonal metamorphe tektonostratigraphische Einheit)
Frohnberg-Formation (anchi- bis epizonal metamorphe lithostratigraphische Einheit) mit
Altenfeld-Subformation (anchi- bis epizonal metamorphe lithostratigraphische Einheit).
Sie ersetzt die Begriffe Katzhütter Schichten (v. GAERTNER 1931) sowie Katzhütter Serie (BANKWITZ, E. &
BANKWITZ, P. 1975) und umfasst die Katzhütter und Frohnberg-Gruppen (BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. 1995).
Definition: Flyschoide Abfolge, bestehend aus einer Grauwacken-Tonschiefer- bis Meta-Grauwacken-PhyllitWechsellagerung mit schichtungs- bzw. foliationsparallelen Einlagerungen saurer und basischer MetaMagmatite, deren Tuffe und Tuffite sowie Lyditen und Schwarzschiefern.
Liegendgrenze: nicht bekannt.
Hangendgrenze: Goldisthal-Formation sowie deren Äquivalente an der NW-Flanke oder Einheiten der
Frauenbach- und Phycodes-Gruppen (Hangendgrenze der Frohnberg-Formation).
Verbreitung: GK 5332 Königsee, GK 5432 Großbreitenbach, GK 5431 Unterneubrunn, GK 5531 Eisfeld, GK
5532 Steinach.
12
Metamorphose: anchi- bis epizonal.
Mächtigkeiten: Entsprechend des unterschiedlichen Kartieransatzes und abweichender Schichtgrenzen
differieren die angegebenen Mächtigkeiten der Einheiten. DEUBEL & v. GAERTNER (1942), DEUBEL et al. (1942)
sowie v. GAERTNER & NAUMANN (1942) geben in den Mächtigkeitstabellen zu den Revisionskartierungen für
die Katzhütter Schichten eine Gesamtmächtigkeit von 900–950 m an (500 m Untere Katzhütter Schichten, 50–
100 m Altenfelder Schichten, 350 m Obere Katzhütter Schichten). Zur Mächtigkeit der Kernzone finden sich
keine Angaben. BANKWITZ, E. & BANKWITZ, P. (1975) geben als Gesamtmächtigkeit der Katzhütter Serie ca.
2000 m an. Nach BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995) erreicht die Mächtigkeit der Katzhütter Gruppe 1750 m
(Schnetter Formation inklusive der Kernzone 1150 m, Großbreitenbacher Formation 600 m) und die der
Frohnberg-Gruppe 400 m. Transponierte Gefüge, vor allem im Kernzone-Komplex, sowie unsichere
lithostratigraphische Leithorizonte erschweren unserer Auffassung nach reelle Mächtigkeitsangaben.
Abschätzungen von 1000–2000 m für die gesamte Katzhütte Gruppe bzw. von mehreren Hundert Metern für die
Untereinheiten erscheinen allerdings realistisch.
Bemerkungen: Geotektonisch werden die flyschoiden Ablagerungen der Katzhütte-Gruppe einem cadomischen
Backarc basin zugeordnet, wobei die geochemischen Signaturen der Grauwacken auf ein Liefergebiet vom Typ
eines Kontinentalen Inselbogens schließen lassen (LINNEMANN et al. 1999; KEMNITZ et al. 1999). Die
cadomische Entwicklung im Schwarzburger Sattel wird durch die Intrusion von Granitoiden an der Wende
Proterozoikum/Paläozoikum abgeschlossen (GEHMLICH et al. 1997).
4.2. Kernzone-Komplex
Namensgebung: Nach der Lage im Kartenbild als zentraler und höher metamorpher Bereich des Schwarzburger
Sattels.
Erstbeschreibung: Kernzone, v. GAERTNER (1934).
Begründung des Namens und der hierarchischen Stellung: Seit seiner Etablierung ist der Begriff „Kernzone“ für
den Zentralbereich des Schwarzburger Sattels widerspruchsfrei angewandt worden. Im Sinne der Stabilität der
stratigraphischen Nomenklatur wird darauf verzichtet, einen neuen geographischen Begriff einzuführen
(SALVADOR 1994: 24). Aufgrund der epizonalen Metamorphose, des komplexen Strukturinventars und fehlender
lithostratigraphischer sowie offensichtlich auch zeitlicher Bezüge der unterschiedlichen lithologischen
Komponenten zueinander wird die Kernzone-Einheit hierarchisch als „Komplex“ eingestuft (SALVADOR 1994:
42).
Typus-Lokalität: Aufschluss am Zirkel, westlicher Ortseingang Mellenbach-Glasbach, TK 5332 Königsee. H:
56
08350; R: 4435575.
Definition: Tektonostratigraphische Einheit, bestehend aus Meta-Grauwacken und Phylliten und gekennzeichnet
durch Segregationsquarze, penetrative Transpositionsfoliation, eine komplexe Schieferungsentwicklung und
foliationsparallele Einlagerungen vorwiegend saurer Meta-Magmatite sowie deren Tuffe und Tuffite.
Liegendgrenze: nicht bekannt.
Hangendgrenze: Frohnberg-Formation im SE-Abschnitt und deren Äquivalente im NW-Abschnitt des
Schwarzburger Sattels.
Verbreitung: GK 5332 Königsee, GK 5432 Großbreitenbach, GK 5431 Unterneubrunn, GK 5531 Eisfeld.
Metamorphose: epizonal.
Eduktalter: Datierungen detritischer Zirkone sprechen für eine Zuordnung in das Neoproterozoikum III
(Einzelzirkon-Evaporisationsalter, Pb/Pb-Methode, nach KOBER; LINNEMANN et al. 1999, 2000). Bisher datierte
Meta-Rhyolithoide besitzen kambro-ordovizische Alter, ebenso eine Einzelbestimmung eines detritischen
Zirkons aus einer Meta-Grauwacke (LINNEMANN et al. 1999, 2000 sowie U/Pb-Datierungen von KEMNITZ et al.
1999).
Bemerkungen: Der Kernzone-Komplex wird im Nordwesten und im Südosten durch das Aussetzen der
Segregationsquarze und den Übergang von Transpositionsfoliation zu Schichtungs- und Schieferungsgefügen
13
definiert. Die Strukturgeometrie ändert sich nordwestlich der Kernzone graduell und im Südosten, im Bereich
der Blumenauer Störungszone, bedingt durch SE-vergente Aufschiebungen, relativ abrupt. Die vorgeschlagenen
Kartierkriterien lehnen sich an die Revisionskartierung durch DEUBEL, v. GAERTNER und NAUMANN an. Die
Abgrenzung der Kernzone von den Unteren Katzhütter Schichten erfolgte auch dort anhand des abnehmenden
Metamorphosegrades und des damit verbundenen Wechsels im Deformationsstil, der sich im NW-Abschnitt auf
50–200 m genau kartieren ließ (v. GAERTNER 1934: 12; DEUBEL et al. 1943: 16). Die Neudefinition der
Hangend-Grenze der Kernzone geht nicht konform mit der Abgrenzung der Schnetter Formation von der
überlagernden Großbreitenbacher Formation im Sinne von BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995). Letztere
Gliederung basierte auf einer lithostratigraphischen Abtrennung, wobei Metamorphose-Isograde
lithostratigraphische Einheiten schneiden. Die foliationsparallelen Einlagerungen kambro-ordovizischer MetaRhyolithoide können als variszische Scherkörper angesehen werden. Aufgrund der geochronologischen Daten
favorisierten LINNEMANN et al. (1999, 2000) eine Interpretation der Kernzone als tektonische Melange aus
proterozoischen und paläozoischen Bestandteilen, die gegenüber ihren benachbarten Einheiten tektonisch
entkoppelt ist.
4.3. Frohnberg-Formation
Namensgebung: Nach dem Berg Frohnberg, ca. 3 km nördlich Sachsenbrunn, TK 5531 Eisfeld.
Erstbeschreibung: Frohnberg-Gruppe, BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995).
Begründung der hierarchischen Stellung: Die Frohnberg-Einheit wurde von BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E.
(1995) im Rang einer Gruppe etabliert. Sie beinhaltete keine Formationen und setzte sich zusammen aus Oberen
Kieselbachschichten sowie Unteren und Oberen Pechleiteschichten (nach heutigem Verständnis Subformationen
oder Member). Gemäß den Richtlinien der International Subcommission on Stratigraphic Classification (ISSC)
bildet die Formation die Basiseinheit der Lithostratigraphie (SALVADOR 1994: 33 ff.). Zwei und mehr
Formationen können zu einer Gruppe vereint werden. Von der Etablierung einer Gruppe ohne Formationen ist
abzusehen (SALVADOR 1994: 35). Für die Frohnberg-Einheit wird daher der Rang einer Formation
vorgeschlagen.
Typus-Profil: Aufschlüsse am Frohnberg, ca. 3 km nördlich Sachsenbrunn, TK 5531 Eisfeld, SE-Abschnitt des
Schwarzburger Sattels.
Definition: Lithostratigraphische Einheit, gekennzeichnet durch eine Grauwacken-TonschieferWechsellagerung, z. T. mit Konglomeraten, Meta-Granitoiden und schichtungs- bzw. foliationsparallelen
Einlagerungen von vorwiegend sauren Meta-Magmatiten sowie deren Tuffe und Tuffite.
Liegendgrenze: Kernzone-Komplex.
Hangendgrenze: Goldisthal-Formation oder Einheiten der Frauenbach- und Phycodes-Gruppen im Südosten;
Äquivalente der Frohnberg-Formation im NW-Abschnitt des Sattels werden am Langen Berg (GK 5321
Königsee) und am Schleuse-Horst (GK 5431 Unterneubrunn) von Äquivalenten der Goldisthal-Formation
überlagert.
Verbreitung: GK 5332 Königsee, GK 5432 Großbreitenbach, GK 5431 Unterneubrunn, GK 5531 Eisfeld, GK
5532 Steinach.
Metamorphose: anchi-bis epizonal; SCHÄFER (1997: 56 ff.) ermittelte an einer Probe des in die FrohnbergFormation intrudierten Glasbach-Granits und einer Probe vom Wurzelberg-Profil südöstlich Goldisthal
Metamorphosebedingungen von 4–4,5 kb bei 350–375 °C.
Alter: Geochronologische Alter von detritischen Zirkonen und Granitoid-Geröllen belegen ein Höchstalter der
Sedimentation im Neoproterozoikum III. Als jüngstes Alter kann die Intrusion cadomischer Granitoide im
Grenzbereich Proterozoikum/Paläozoikum (Glasbach-Granit, 541 7 Ma; GEHMLICH et al. 1997) oder im frühen
Unterkambrium (Laubtal-Granit, 533 4 Ma; LINNEMANN et al. 2000) angesehen werden.
Bemerkungen: Schichtungs- bzw. foliationsparallele Einlagerungen saurer Meta-Magmatite sind wahrscheinlich
an den kambro-ordovizischen Magmatismus gebunden (KEMNITZ et al. 1999) und können als variszische
Scherkörper interpretiert werden. Äquivalente der Frohnberg-Formation im NW-Abschnitt des Schwarzburger
Sattels weisen eine deutliche regionalmetamorphe Beanspruchung auf. Im unteren Teil wechsellagern Bereiche
14
mit penetrativer Transpositionsfoliation mit Abschnitten, die durch Schichtungs- und Schieferungsphänomene
gekennzeichnet sind. Letztere dominieren zum Hangenden hin bei generell abnehmender metamorpher
Beanspruchung. Die Frohnberg-Formation beinhaltet stratigraphisch ungefähr die Unteren und Oberen
Katzhütter Schichten (v. GAERTNER 1934) oder den oberen Teil der Katzhütter Gruppe und die FrohnbergGruppe im Sinne von BANKWITZ, P. & BANKWITZ, E. (1995).
4.4. Altenfeld-Subformation
Namensgebung: Nach dem Ort Altenfeld, TK 5431 Schönbrunn.
Erstbeschreibung: Altenfelder Schichten, v. GAERTNER (1931).
Begründung der hierarchischen Stellung: Aufgrund geringerer Mächtigkeiten der Altenfeld-Einheit innerhalb
der dominanten Grauwacken-Tonschiefer-Wechsellagerung wird ihre hierarchische Stellung als Subformation
der Frohnberg-Formation bzw. von deren Äquivalente vorgeschlagen.
Typus-Profil: Aufschlüsse am SE-Rand der Ortslage Altenfeld, TK 5431 Schönbrunn, NW-Abschnitt des
Schwarzburger Sattels.
Definition: Lithostratigraphische Einheit, gekennzeichnet durch schichtungs- bzw. foliationsparallele
Einlagerungen von Lyditen, Meta-Basaltoiden, deren Tuffe und Tuffite sowie Schwarzschiefern in einer
Grauwacken-Tonschiefer-Wechsellagerung.
Untergrenze: Definiert durch das Einsetzen der lithologischen Einlagerungen.
Obergrenze: Definiert durch das Aussetzen der lithologischen Einlagerungen.
Verbreitung: GK 5332 Königsee, GK 5432 Großbreitenbach, GK 5431 Unterneubrunn, GK 5531 Eisfeld.
Metamorphose: anchi- bis epizonal.
Alter: Eine Acritarchenassoziation aus einer Lydit-Probe spricht für die zeitliche Zuordnung in das
Neoproterozoikum III (Oberes Vendium, HEUSE 1989).
Bemerkungen: Die Altenfeld-Subformation entspricht stratigraphisch ungefähr den Altenfelder Schichten im
Sinne v. GAERTNER (1934). Einlagerungen von silifizierten Grauwacken, Schwarzschiefern und MetaBasaltoiden in der Frohnberg-Formation südöstlich des Kernzone-Komplexes können als Äquivalente der
Altenfeld-Subformation interpretiert werden. Allerdings sind sie in der Mächtigkeit und Häufigkeit des
Auftretens stark reduziert.
Da n k sa g u n g
Der Erstautor dankt Familie BANKWITZ, Potsdam, für vielfältige Diskussionen anlässlich eines gemeinsamen
Geländeseminars. Dieser Artikel wäre ohne die engagierte Mitarbeit folgender Studenten der TU-Bergakademie
Freiberg nicht möglich gewesen: NORMANN FISCHER, CORNELIA FÖRSTER, FALK GILBRICHT, THOMAS GRAF,
ANKE HÖFER, MARLEEN KÄSTNER, CLAUDIA KRAUSCH, PIA LIPPMANN, SUSANN RAMM, JÖRG SIMON, STEFFI
SCHMIDT und CLAUDIA WEBER. Außerdem möchten sich die Autoren für die Geländeeinführung, für
Anregungen zum Kartieransatz und für die Korrektur des Manuskripts bei Herrn JÜRGEN WUNDERLICH, Weimar,
bedanken.
Schriftenver zeichnis
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