Das Waldviertel ist der südliche Ausläufer der böhmischen Masse, die selbst wieder den südlichen Rand eines einst mächtigen Faltengebirges, dem variszischen Gebirge darstellt. Dieses bildete sich im Paläozoikum, also vor etwa 400 Millionen Jahren. Damit ist das Waldviertel das älteste Gebirge Österreichs.
Dieses Gebirge wurde allmählich wieder abgetragen. Man schätzt, dass zum Ende des Paläozoikums im Zeitalter Perm (vor ca. 300 Mill. Jahren) die Abtragung abgeschlossen war. Übrig blieben 350 - 1000 Meter hoch gelegene, wellige Rumpffläche mit Kuppen, Rücken und breiten Talmulden - also die für das Waldviertel typischen Oberflächenformen. Die größten Erhebungen sind im Westen zu finden, nach Osten sinkt die Meereshöhe.
Die vorherrschenden Gesteinsarten sind Granit und Gneis.
Granit ist ein Tiefengestein, das innerhalb der Erdkruste in einer Tiefe von mehr als 2 km durch die Erstarrung von Magma entstand. Es erstarrte sehr langsam in größeren Tiefen, wodurch sich relativ große Kristalle bilden konnten. Granit setzt sich aus diesen Kristallen, vorwiegend Feldspat und Quarz, zusammen. Durch Kontakt und Einschluss von Nebengesteinen entstanden schließlich die verschiedensten Granitformen.
Gneis entstand dagegen durch Metamorphose, indem das Ausgangsmaterial von vielen Gesteinsschichten überlagert wurde und sich durch hohen Druck bzw. hohe Temperatur umbildete. Deshalb sind die Kristalle eher klein und das Material oft schichtförmig angeordnet. Nur wenn das darüberliegende Material erodiert ist oder ehemals tiefliegende Schichten durch Tektonik an die Oberfläche gehoben wurden, kommt Gneis an der Oberfläche vor.
Sowohl der Granit als auch der Gneis sind wasserundurchlässig, womit sich das häufige Vorkommen von Sümpfen im Waldviertel erklären lässt. Gneis ist allerdings etwas weicher als Granit und wurde deshalb in größerem Ausmaß abgetragen als Granit. Deshalb ist die Granithochebene hügeliger, schroffer und auch höher als das Gneishochland, das durch sanfte, weite, leicht hügelige Ebenen charakterisiert ist. Wegen der größeren Menge an Abbaumaterials ist die landwirtschaftliche Nutzung im Gneisgebiet lohnender als im Granit, wo man an Stelle der Felder meistens nur Wiesen und Wälder findet.
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