IPES: Ingenieurgeologischer Problembereich Elbtalschiefergebirge

Projektlaufzeit

03/2022-02/2024

Projektpartner

Arbeitsgruppe Tektonik, TU Bergakademie Freiberg

Projektziele

• Dokumentation der Gesteine des Elbtalschiefergebirges und ihrer Deformation
• Neugliederung der Region nach tektonischen Kriterien
• Analyse von Geometrie  und Kinematik von Deformationsstrukturen
• Dokumentation der erfassten Strukturen für die Störungsdatenbank Sachsens

Projektergebnisse

Tektonische Gliederung

Basierend auf strukturgeologischen und lithologischen Eigenschaften wurden für das variszische Grundgebirge des Elbtalschiefergebirges und Osterzgebirges sechs übergeordnete tektonische Einheiten bestimmt und in einer tektonischen Karte visualisiert:

• der erzgebirgische Randbereich der Mittelsächsischen Scherzone,
• der Kern der Mittelsächsischen Scherzone,
• die phyllitische Zone des Elbtalschiefergebirges,
• die schwach bis niedriggradig metamorphe Zone des Elbtalschiefergebirges,
• die hochtemperiert überprägte Niedrigdruck (Low Pressure) - Hochtemperatur (High Temperature) LP-HT-Zone des Elbtalschiefergebirges,
• der Südwestrand des Lausitz-Blockes.

In diese Einheiten sind spät- und post-variszische Magmatite eingedrungen, und sie werden von permo-karbonischen und kretazischen Sedimenten überlagert.

Die Mittelsächsische Scherzone

Die Mittelsächsische Scherzone ist eine breite spröd-duktile Störungszone, welche mittel- bis hochgradig metamorphe Gneise des Erzgebirges sowie niedriggradig metamorphe Gesteine des Elbtalschiefergebirges überprägt hat. Sie bildet ein Netz aus mylonitischen und kataklastischen Bewegungsbahnen, die um Scherlinsen mäandrieren.

Der Südwestrand der Scherzone liegt innerhalb der osterzgebirgischen Gneise. Der NW-Rand entspricht den südwestlich vom Chloritgneis gelegenen Phylliten.

Bruchtektonik

Das bruchtektonische Störungsnetz  wird dominiert von Nordost- , Nordwest- sowie Nord-streichenden Verwerfungen. Die wichtigsten bruchtektonischen Störungen verlaufen parallel zu den tektonischen Einheiten und trennen das Elbtalschiefergebirge vom Erzgebirge als auch die sedimentären Deckenstapel innerhalb des Elbtalschiefergebirges. Die Störungsversätze reichen von mehreren 10er bis 100er Metern bis hin zu Mikroversätzen, die nur im Dünnschliff erkennbar sind. Transformstörungen sind weit im Untersuchungsgebiet verbreitet.  Abschiebungen wurden vor allem im Elbtalschiefergebirge beobachtet, während im Bereich des Erzgebirges flache Überschiebungsbahnen auftreten. Das gesamte Grundgebirge ist zudem zerklüftet, mit Kluftflächenabständen vom Meter- bis in den Zentimeter-Bereich.

Metamorphosegrad

Die Gesteine weisen verschiedene Grade und Typen von Metamorphose auf:

• Die Gneise des Erzgebirges sind mittel- bis hochgradig regionalmetamorph überprägt,
• Für die LP-HT-Zone wird eine grünschiefer- bis amphibolitfazielle LP-HT-Regionalmetamorphose angenommen,
• Die phyllitische Zone und die devonische tuffitische Diabas-Kalkstein-Serie zeigen (beginnende) grünschieferfazielle Regionalmetamorphose,
• Das Unterkarbon des Elbtalschiefergebirges und die Weesensteiner Gruppe sind nur schwach deformiert,
• Die Gesteine innerhalb der Mittelsächsischen Scherzone wurden mylonitisiert,
• Gesteine im Umkreis des Granites von Markersbach und des  Dohnaer Granodiorits wurden kontaktmetamorph überprägt,
• Hydrothermale Alterationen und Silifizierung treten insbesondere in der Mittelsächsischen Scherzone und in der LP-HT-Einheit auf. Im Bereich der Scherzone führte diese Silifizierung zur Verkittung der zerrütteten Gesteine durch eine harte SiO₂-Matrix.

Tektonische Entwicklung

Die Gesteine des Elbtalschiefergebirges wurden in einem Meeresbecken im Paläozoikum abgelagert. 

Während der variszischen Gebirgsbildung wurden die Gesteine an Nordwest- streichenden Überschiebungen übereinander gestapelt und metamorph überprägt, sodass sie heute in mehreren tektonischen Decken vorliegen.

Anschließend wurde das Gebiet von einer dextralen Transformtektonik erfasst. Von dieser zeugen der Scherlinsenbau, Schersinnindikatoren in den Gesteinen sowie die Streckungslineare auf den Störungsflächen. Die mittel- bis hochgradig metamorphen Gneise des Erzgebirges und die niedriggradigen Phyllite des Elbtalschiefergebirges wurden während dieser Phase an der duktilen Mittelsächsischen Scherzone nebeneinandergestellt.

Das Ende der Deformation wird von der Ablagerung oberkarbonischer Sedimente im Döhlen-Becken  sowie der Intrusion des Granites von Markersbach  im obersten Unterkarbon markiert.