Geologische Erstkartierung des Kartenblattes 5522 Freiensteinau

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1 Norbert Henkel Geologische Erstkartierung des Kartenblattes 22 Freiensteinau Geologische Erstkartierung des Kartenblattes 22 Freiensteinau G1 Norbert Henkel Einleitung Die Geologische Landesaufnahme gehört zu den Kernaufgaben des Dezernates Geologische Grundlagen (G1) des HLUG. Sie umfasst die flächenhafte und punktuelle Beschreibung des geologischen Untergrundes von Hessen. Ziel ist es, die im Gelände erhobenen Flächen- und Punktdaten in einem Fachinformationssystem für die Öffentlichkeit in aktueller und standardisierter Form bereit zu stellen. Eines der Produkte der Geologischen Landesaufnahme ist das Kartenwerk der Geologischen Karte im Maßstab 1 : (GK2), zu dem auch das bislang noch nicht bearbeitete Blatt 22 Freiensteinau gehört. Die geologischen Karten lassen Aussagen hinsichtlich der Verbreitung, Beschaffenheit, Genese und der Altersbeziehungen einzelner Gesteinseinheiten zu. Einen Überblick zur regionalen Geologie bietet die Geologische Übersichtskarte von Hessen im Maßstab 1 : (GÜK300). Lage des Blattgebietes ein O Das Kartenblatt Freiensteinau hat eine Ausdehnung von rund 0 km 2. Die mächtigen vulkanischen Gesteinsabfolgen dieses Gebietes bilden den südöstlichen Rand des vulkanischen Vogelsberges, dem mit einer Fläche von über km² größten zusammenhängenden Vulkangebiet in Mitteleuropa (Abb. 1). Die Gesteine des Buntsandsteins im Osten des Blattgebietes gehören zur angrenzenden Osthessischen Buntsandsteinscholle. Wenings 22 e r g Freiensteinau Neuhof Die höchsten Erhebungen sind mit 3, m der Horst und mit 3,6 m die Naxburg in der Umgebung von Gunzenau im zentralen Bereich der Karte. Zahlreiche Gewässer wie die Lüder, Moosbach, Kemmete, Salz, Steinaubach und Steinebach durchfließen und entwässern in die Vorfluter Fulda im Nordosten oder Kinzig im Süden. vulkanische Gesteine (Tertiär) Kalkstein (Muschel-Kalk) St a.d. Sandstein (Buntsandstein) Schluff, Sand, Schutt (Quartär) Abb. 1: Lage der Geologischen Karte 22 Freiensteinau und seiner Nachbarblätter am SE-Rand des Vogelsberges, der Osthessischen Buntsandsteinscholle im Nordosten und des Schlüchterner-Beckens im Südosten. 101

2 Jahresbericht 2011 Geländearbeiten Der Vogelsberg gilt generell nicht als Ballungsraum und hat daher nicht die Bedeutung anderer dicht besiedelter Gebiete von Hessen. Die mangelhaften Aufschlussverhältnisse im gesamten Arbeitsraum lassen dazu eine schnelle geologische Landesaufnahme nicht zu. Dies sind wohl mit die Gründe dafür, dass die geologische Karte des Blattes Freiensteinau bislang noch nicht erstellt worden ist. Sie gehört daher zu den letzten noch nicht herausgegebenen hessischen Kartenblättern. Diese Lücke soll nun geschlossen werden. Im Gegensatz zum Rheinischen Schiefergebirge sind im Vogelsberg oft wenige oder keine Gesteinsaufschlüsse zu finden. Die geologische Kartierung ist daher im Wesentlichen auf Lesesteine angewiesen. Daneben geben dem Geologen auch morphologische Gegebenheiten Hinweise auf die Lagerung von Gesteinsformationen im Untergrund. Wichtige Informationen liefern ebenfalls die in der Bohrdatenbank Hessen dokumentierten Bohrungen, die im Vorfeld der Geländearbeiten ausgewertet wurden. Sämtliche Erkenntnisse wurden mit graphischen Symbolen in die geologische Geländekarte eingetragen. Die Kartengrundlage für die Feldkarte liefert die Topographische Karte TK2, die zum Zwecke der besseren Bearbeitung für die Geländearbeiten auf den Maßstab 1 : vergrößert wurde. Neben der GÜK300 existiert nur für einen schmalen Streifen am Ostrand des Kartenblattes eine moder ne geologische Teilkartierung in Manuskriptform, mit der die dort zu Tage tretenden Sedimentgesteine des Buntsandsteins und des Tertiärs erfasst worden sind. Über das gesamte Blattgebiet von Freiensteinau verteilt liegen vor allem von den vulkanischen Gesteinen Proben sowie Dünnschliffe vor, die von verschiedenen Bearbeitern zwischen 192 und 1989 genommen und in die petrographische Sammlung des HLUG überführt worden sind. Vor allem die Ergebnisse der Auswertung der Gesteinsdünnschliffe und der Handstücke aus der Sammlung sind eine wichtige Grundlage für die weitere Bearbeitung des Kartenblattes, geben sie doch punktuelle Daten über die Beschaffenheit der Gesteinsformationen preis. Mit diesen punktuellen Informationen über die Gesteine, zusammen mit den vorliegenden flächen haften Kartierungen im Ostteil des Kartenblattes sowie auf den Nachbarblättern, konnte die Gelände arbeit begonnen werden. Nach einer Übersichtsbegehung wurde mit der Detailkartierung begonnen. Abb. 2: Entnahme von Gesteinsproben im Gelände. Abb. 3: Basanitblock mit herausgewitterten sogenannten Olivinknollen (Lherzolith-Xenolithen). 102

3 Norbert Henkel Geologische Erstkartierung des Kartenblattes 22 Freiensteinau Im Rahmen der Kartierung wurden zunächst natürliche Felsaufschlüsse, wie Felswände, Klippen (Abb. 3) und Böschungen aufgesucht. Hier konnten aus dem frisch anstehenden Gestein neue Proben genommen werden. Die Dünnschliffe (Abb. +) dieser Gesteinsproben geben später Gewissheit über die mineralogische Zusammensetzung des Gesteins und den genauen Gesteinsnamen an diesem Geländepunkt. Im zweiten Schritt wurden die Flächen begangen, auf denen nur indirekte Beobachtungen bezüglich der dort im Untergrund anstehenden Gesteinsformationen gemacht werden konnten. Dabei ist die Landesaufnahme auf Lesesteine angewiesen, die z. B. auf Ackerflächen, Waldböden, Weganschnitten oder unter den Wurzeln umgestürzter Bäume verbreitet sind. Diese während der jüngsten Erdgeschichte im Hangschutt der Fließerden oftmals umgelagerten Gesteinsbruchstücke liefern meist einen guten Hinweis auf die Gesteinsvorkommen im Untergrund und in der Umgebung des Fundpunktes. Weitere Hinweise geben die Geländeformen. So können Geländedellen, Verebnungen, Rippen, Kanten aber auch Quellen, Talanfänge und Täler sowie Feuchtstellen Ausdruck der verschiedenen Gesteinsformationen sein. Abb. : Dünnschliff eines typischen Basanits mit großen Olivin-Einsprenglingen in feinkörniger Grundmasse (gekreuzte Polarisatoren). Abb. : Dünnschliff eines typischen Leuko-Alkalibasalts mit großen Olivin- und Pyroxen-Einsprenglingen in feinkörniger feldspatreicher Grundmasse (gekreuzte Polarisatoren). Nachdem alle Erkenntnisse zum Aufbau des geologischen Untergrunds zusammengetragen wurden, gilt es die Gesteinsvorkommen des Blattgebietes in einheitlich aufgebaute Kartiereinheiten zu gliedern und diese auf der geologischen Karte voneinander abzugrenzen. Es entsteht so eine geologische Manuskriptkarte im Maßstab 1 : (Abb. ) als Grundlage für die GK2. Abb. 6: Ackerterrassen im hügeligen Gelände. 103

4 Jahresbericht Auenlehm Abschwemmmassen 9 3 Ablagerungen in Nebentälern Fließerde Olivinbasalt, porphyrisch Alkalibasalt, porphyrisch Basanit, porphyrisch Gesteinsgrenze Probenahmestelle s. Abb Abb. : Ausschnitt aus geologischer Karte (NW-Quadrant, Manuskriptblatt 1 : ) mit der dazugehörigen Legende. Zur Geologie der Gesteinsvorkommen Die vulkanische Gesteinsabfolge lagert über einem heterogenen Untergrund aus Sedimentgesteinen des Tertiärs, der Trias (Buntsandstein, Muschelkalk, lokal Keuper), des Perms (Rotliegend, Zechstein) und des Devons. Im Kartiergebiet wurden im nordöstlichen und östlichen Randbereich Gesteine des vorbasaltischen Tertiärs (kiesig-sandige Basisschichten des Untermiozäns) und der Trias (Mittlerer Buntsandstein) angetroffen. Die vulkanischen Gesteine des Vogelsberges sind im Unter- bis Mittelmiozän (vor 18 bis Millionen Jahre) abgelagert worden (Bogaard et al. 2001). Sie sind aus unterschiedlichen Magmen hervorgegangen, die im oberen Erdmantel in Tiefen zwischen etwa 0 und 100 km entstanden 10 sind. Das Gesteinsspektrum lässt sich grundsätzlich in drei große Gruppen unterteilen (Ehrenberg 1986, Bogaard et al. 2001). Zunächst wurden Gesteine der alkalibasaltischen sowie der tholeiitischen Serie gefördert, die dann in einer Spätphase von basanitischen Vulkaniten überlagert worden sind. Diese jüngsten Vulkanite des Vogelsberges führen häufig zahlreiche Olivinknollen (Erdmantel-Xenolithe). Das sind Gesteinsbruchstücke, die beim Aufstieg der betreffenden Magmen aus bis zu 80 km Tiefe mitgerissen wurden. Sie belegen, dass die Schmelzen schnell und weitgehend unverändert unmittelbar aus dem Erdmantel gefördert wurden. Die Olivinknollen sind sehr instabil und verwittern daher oft sehr leicht

5 Norbert Henkel Geologische Erstkartierung des Kartenblattes 22 Freiensteinau (Abb. 3). Voluminöse Laven überwiegen bei weitem. Die Abfolge der jüngsten Phase im Vogelsberg überdeckt weiträumig die älteren vulkanischen Gesteine, wodurch der Eindruck eines fast rein basaltischen Vulkangebietes entsteht. Der Vogelsberg ist durch eine intensive Bruchtektonik in einzelne Schollen zerlegt (Ehrenberg & Hickethier 198). Während vulkanischer Ruhephasen wurden die Gesteine unter den damals herrschenden tropischsubtropischen Klimabedingungen z. T. tiefgründig verwittert und abgetragen. Nach dem Ende des Vulkanismus setzte eine intensive Bodenbildung ein, die zur Entstehung von Roterden und Bauxiten führte. Die letzten gut 2, Millionen Jahre, das Zeitalter des Quartärs, werden durch einen Wechsel von Warmund Kaltzeiten charakterisiert. Die Vogelsberg-Region gehörte während der Kaltzeiten zum Periglazialraum, so dass es zu oberflächennahen Umlagerungsprozessen gekommen ist, welche die heutige Landschaftsoberfläche stark prägen. Ausblick Bislang sind ca. 1/3 des Kartenblattes Freiensteinau geologisch aufgenommen worden. Weitere Geländeaufenthalte folgen. Parallel zur Arbeit im Gelände ist eine Luftbildauswertung sowie Analyse von Laserscandaten der Geländeoberfläche zur Bestimmung vorhandener tektonischer Elemente vorgesehen, deren Ergebnisse die geologische Kartierung ergänzen werden. Ebenfalls soll die Bodenkarte im Maßstab 1 : (BK0) in die Kartierung einbezogen werden und ein Abgleich erfolgen. Vor allem für die Beschreibung der jüngsten, quartären Gesteinsformationen können die Informationen aus der Bodenkarte eine wichtige Grundlage darstellen. Mit der geologischen Landesaufnahme des Kartenblattes Freiensteinau wird in absehbarer Zeit eine der letzten weißen (d. h. noch nicht veröffentlichten) geologischen Karten des Kartenwerkes GK2 von Hessen den Nutzern zur Verfügung gestellt werden. Literatur: Bogaard, P.J.F., Wörner, G. & Henjes-Kunst, F. (2001): Chemical stratigraphy and origin of volcanic rocks from the drill-core Forschungsbohrung Vogelsberg Geol. Abh. Hessen, 10: 69-99; figs., tabs., 1 ann.; Wiesbaden. Ehrenberg, K.-H. & Hickethier, H. (198): Die Basalt basis im Vogelsberg. Schollenbau und Hinweise zur Entwicklung der vulkanischen Abfolge. Geol. Jb. Hessen, 113: 9-13, 2 Abb., 1 Tab., 2 Taf.; Wiesbaden. Ehrenberg, K.-H. (1986): Vulkanische Bildungen im Vogelsberg. Fortschr. Mineral., 6, Beih. 2: 1-3, 3 Abb., 18 Tab.; Stuttgart. 10

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