1. Einleitung

„Es gibt in ganz Europa, vielleicht auf der ganzen Erde, kein Gebirge, welches auf so kleinem Raume eine so große Mannigfaltigkeit von Gesteinen aufweisen kann, [sic!] wie der Harz", urteilte 1871 Albrecht Groddeck.

Diese Aussage von Groddeck wird im Laufe der Hausarbeit bestätigt, der Harz besticht tatsächlich durch eine immense Gesteinsdiversität.

Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit ist es, den Harz als nördlichstes Mittelgebirge Deutschlands vorzustellen. Dabei erfolgt eine Spezialisierung auf die Geomorphologie des Gebirges, die erdgeschichtliche Entwicklung, den Oberflächenformenreichtum und den regionalgeologischen Bau. Zudem wird auf die Vorländer des Mittelgebirges eingegangen.

2. Einordnung

Das Gebiet Deutschlands lässt sich in die Regionen Norddeutsches Tiefland, Mittelgebirge und Alpen gliedern. Diese Gliederung ist geologisch bedingt. Die Strukturelemente des Untergrunds verursachen darüber hinaus eine weitere Differenzierung, vor allem des Reliefs der Mittelgebirge. Hier kann zwischen Mittelgebirgsschwelle, Süddeutschem Stufenland und Alpenvorland unterschieden werden, sodass insgesamt fünf geomorphologische Großregionen in Deutschland vorhanden sind. 1

Der Harz zählt zu den deutschen Mittelgebirgen und ist das nördlichste deutsche paläozoische Mittelgebirge. Gemeinsam ist allen Mittelgebirgen, dass sie spätestens seit dem Tertiär gegenüber den Tiefländern, Senken und Becken als relative Hochschollen herausgehoben wurden und deshalb bevorzugte Abtragungsbereiche waren. Dies ist der Grund dafür, dass ihnen weitestgehend die Überdeckung durch mächtige quartäre Sedimente fehlt. ² Der geschlossene Mittelgebirgszug besitzt eine Fläche von etwa 2220 km² mit einer Längserstreckung von 90 km bei 30 km maximaler Breitenausdehnung. Das Mittelgebirge ist 400 Millionen Jahre alt und der Name Harz (althochdeutsch hard) bedeutet Bergwald. 3

¹ SEMMEL 1996, p. 9

² ZEPP 2002 a, p. 286 f.

³ MEIBEYER 1990 a, p. 7-10

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Abb.1: Der Harz (Ausschnitt aus der Karte Regierungsbezirk Braunschweig 1: 500 000 im Atlas Regierungsbezirk Braunschweig) 4

Morphologisch wird der Harz als Pultscholle bezeichnet, wobei der nördliche Teil stärker herausgehoben ist als der südliche. 5

Das Mittelgebirge liegt in der nördlichen Fortsetzung des rheinischen Schiefergebirges, deswegen sind sich die dort herrschenden Schichten und der geologische Aufbau sehr ähnlich. 6

⁴ MEIBEYER 1990 b, p. 8

⁵ ROTHE 2005 a, p. 54

⁶ HENNINGSEN 2006a, p. 55

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3. Grundlagen der Geomorphologie

Der Name Geomorphologie bezeichnet die wissenschaftliche Beschäftigung mit den Formen der festen Erdoberfläche, dazu gehören die Oberflächenformen der Landgebiete ebenso wie die Oberflächenformen des Meeresbodens. Aus dem Griechischen leitet sich ge= Land, morphe= die Form und logi= die Kunde ab. Wörtlich übersetzt lässt sich die Wissenschaft von den Formen des Landes zusammenfügen. 7

Die Beschreibung und Ordnung der Oberflächenformen, die Formentypen, deren räumliche Verteilung und die Entwicklung der Formen in Raum und Zeit sind Gegenstände der Geomorphologie. 8

Räumlich bedeutet die Erforschung von reliefbildenden und - formenden Prozessen die Betrachtung der Reliefssphäre. Hier überlagern sich Lithosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Atmosphäre zu einem komplexen Wirkungsgefüge. Daraus ergeben sich Anknüpfungspunkte zwischen der Geomorphologie und den geowissenschaftlichen und naturwissenschaftlichen Nachbardisziplinen.

In der Abbildung wird dies graphisch dargestellt. 9

Abb. 2: Reliefsphäre als räumlicher Bezug der Geomorphologie 10

⁷ AHNERT 1996, p.13

⁸ BAUMHAUER 2006 a, p. 1

⁹ ZEPP 2002 b, p. 15-16

¹⁰ ZEPP 2002 c, p. 16

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Das Relief der Erde verändert sich ständig durch tektonische Vorgänge, deren Ursachen im Erdinneren zu suchen sind. Hierbei sind die Förderung vulkanischer Gesteine und die Hebung von Teilen der Erdkruste zu nennen. Dem entgegen stehen Senkungen von Teilen der Erdkruste sowie die Rückführung oberflächennah anstehender Gesteine in die Erdkruste und den Erdmantel. Die skizzierten Prozesse werden als endogene Prozesse bezeichnet. Sie sind primär verantwortlich für die Herausbildung von Höhenunterschieden und verursachen maßgeblich den strukturellen Aufbau und die Beschaffenheit der Erdkruste.

Höhenunterschiede im Relief sind Voraussetzung dafür, dass auf der Erdoberfläche Gesteinsmaterial unter dem Einfluss der Schwerkraft transportiert wird. Dies geschieht von einem Ort höherer zu einem Ort niedrigerer potentieller Energie. Die Schwerkraft wirkt dabei, bezogen auf die Erdoberfläche, niveauausgleichend. Sie wirkt in den seltensten Fällen unmittelbar, sondern meistens mittelbar, gebunden an ein Transportmittel (Transportmedium). Als dieses wirken fließendes Wasser, Eis und bewegte Luft. Bei genügend steilem Relief kann lockeres, fließ- und gleitfähiges Material unmittelbar in Bewegung geraten. Dies bezeichnet man als gravitative Massenbewegungen. Diese Prozesse laufen an der Eroberfläche ab und werden als exogene Vorgänge bezeichnet. Grundsätzlich wirken sie auf einen Ausgleich von Höhenunterschieden hin und sind mit Materialumlagerungen auf der festen Erdoberfläche verbunden. Zu den Abtragungsformen kommen somit noch die Ablagerungsformen hinzu. 11

4. Die Geomorphologie des Harzes

4.1 Erdgeschichtlicher Überblick

Bereits im 16. Jahrhundert setzte eine Erforschung des Harzes im Zusammenhang mit dem Erzbergbau ein.

Die ältesten Gesteine des Harzes sind in der Wippraer Zone zu finden.

Die ausschließlich paläozoischen Gesteine des Harzes reichen bis in das ältere Silur zurück. Von dieser über 400 Millionen Jahre zurückreichenden Zeit über das ganze Devon bis zum Oberkarbon wurden mehrere tausend Meter mächtige, kalkige, tonige und sandige Sedimente im Bereich des variskischen Geosynklinaltroges abgelagert. Eine Geosynklinale ist ein Sedimentationstrog. Die Geosynkinaltheorie nach Hans Stille in Bezug auf die Gebirgsorogenese ist zwar überholt, jedoch ist es legitim den Fachbegriff zu verwenden.

¹¹ ZEPP 2002 d, p. 17-18

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Senkungsvorgänge des Troges bewirkten das Aufreißen von Spalten im Meeresboden. Entlang dieser wurde untermeerischer Vulkanismus aktiv, welcher magmatische Diabasen, durch metamorphe Umwandlungsvorgänge grünlich gefärbte Ergussgesteine, förderte. Ein Relikt dessen ist der Oberharzer Diabaszug. Ebenfalls strömten erzhaltige Exhalationen aus. Der Grundstein für wichtige Erzlagerstätten des Harzes, bspw. die des Rammelsberges bei Goslar, wurde gelegt.

Die durch diese untermeerischen Vulkanite aufgebauten Schwellen wurden von Korallen besiedelt, welche schließlich zu über 500 m mächtigen Kalkriffen anwuchsen und auch noch heute in den Elbingeröder und Iberger Kalken zu finden sind. ¹² Die Sedimentation endete im Südostharz bereits im Oberdevon, während sie im Nordwestharz bis an die Grenze Unter-/ Oberkarbon andauerte.

Während des frühen Oberkarbons vor etwa 318 Millionen Jahren bildete sich im Zusammenhang mit einer weltweiten Orogenese das von Südwesten nach Nordosten quer durch Europa verlaufende variskische Faltengebirge. Dessen Verlauf ist noch heute in den alten Gebirgsrümpfen der Vogesen, des Thüringer Waldes, des Schwarzwaldes, des Rheinischen Schiefergebirges und im Harz nachweisbar.

Letzterer liegt zusammen mit dem Rheinischen Schiefergebirge in den rhenoherzynischen Zone. Diese ist nach den zwei Gebirgen benannt und erstreckt sich zwischen der Subvariszischen Vortiefe und dem Saxothuringikum. ¹³ Während des Prozesses wurden die Meeresbodensedimente des Synklinaltroges zu aufsteigenden Schwellen und absinkenden Mulden zusammengeschoben und schließlich als Faltengebirge über den Meersspiegel gehoben. Noch vor dem Aufstauchen kam es im Bereich des späteren Ostharzes zu Abrutschungen ganzer Gesteinsserien von den Flanken der aufsteigenden Schwellen in die Mulden. Dies hatte eine Verlagerung immenser Gesteinsschollen, deren chaotische Anordnung als Olisthostrome (= Schuttkörper ¹⁴ ) und Einbettung in fremde Gesteinskörper zur Folge. Mit diesen wurden sie dann teilweise in weitere orogenetische Prozesse einbezogen ¹⁵ . Vor allem im Ostharz wurden große Gebirgsschollen deckenartig übereinander geschoben, es entstand die sogenannte Ostharz-Decke. Dort liegen auch heute noch ältere Gesteine über jüngeren. 16

¹² MEIBEYER 1990 c, p. 14

¹³ MOHR 1993 a, p. 14

¹⁴ KNOLLE 1997 a, p. 12

¹⁵ MEIBEYER 1990 d, p. 14

¹⁶ KNOLLE 1997 b, p. 12

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Begleitet wurde die Heraushebung mit Granitintrusionen, welche das Eindringen von Magma in den Gesteinsverband darstellen. Diese stiegen entlang tektonischer Spalten in den Gebirgskörper auf und verursachten die Granit-, bzw. Gabbromassive von Brocken, Ramberg und bei Bad Harzburg. Die Gesteine in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft verwandelten sich unter Kontaktmetamorphose, d.h. unter hohen Temperaturen und hohem Druck in hoch erosionswiderständigen Hornfels, welcher z.B. auf der Achtermannshöhe zu finden ist. Zudem drangen metallsalzhaltige, zum Teil wässrige Schmelzen in die tektonischen Gangsysteme im Oberharz ein und schufen durch deren Auffüllung die dortigen hydrothermalen Erzlagerstätten.

Die Abtragung und Einrumpfung des Gebirges erfolgte unter wechselfeucht- ariden Klimabedingungen im Perm, genauer im Rotliegenden. Die permokarbone Rumpffläche als eine wellige Landoberfläche bildete sich unter Abräumung der Höhen und Auffüllung der Senken mit dem Gesteinsschutt.

Während dieser Zeit fanden im Harz infolge der tektonischen Spannungen vulkanische Ausbrüche statt. Im Südharz am Großen Auerberg, um Ilfeld und bei Bad Sachsa wurden Porphyre gefördert ¹⁷ . Dies ist die Sammelbezeichnung für alle Ergussgesteine, die über eine dichte und/oder sehr feinkörnige Grundmasse verfügen, in welcher größere Kristalle eingesprengt sind. Sie entstehen, wenn Gesteinsschmelzen plötzlich abkühlen und erstarren. ¹⁸ Bei Ilfeld breiteten sich diese mit einer 300 m großen Mächtigkeit deckenhaft aus. Besonders quarzreiche Porphyre, als Rhyolithe bezeichnet, finden sich bspw. beim Ravensberg in Bad Sachsa.

Im Anschluss wurde der Harz vom Zechsteinmeer überflutet. In dem lagunenartigen Flachmeer kam es zur Abscheidung mächtiger Salz- und Gipsfolgen.

Von kurzen Festlandzeiten unterbrochen blieb das Gebiet des Harzes fast während des gesamten Mesozoikums ¹⁹ , welche die Zeitspanne von 230 bis 70 Millionen Jahren vor heute umfasst ²⁰ , ein meeresüberflutetes Sedimentationsgebiet. Dabei wurde eine mächtige Sedimentfolge aus unterschiedlichen Gesteinen der Trias, des Jura und der Kreide geschaffen.

¹⁷ MEIBEYER 1990 e, p. 16

¹⁸ PORPHYR 2005 a, p. 697-698

¹⁹ KNOLLE 1997 c, p. 14

²⁰ MESOZOIKUM 2005 b, p. 552

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