Der Ort Stedtfeld liegt etwa fünf Kilometer westlich von Eisenach im Tal der Hörsel. Die Erstnennung des Ortes erfolgte bereits im Jahre 1155. Südlich von Stedtfeld erstreckt sich, zum Thüringer Wald gehörend, ein großes Waldgebiet (Stedtfelder Revier), in dem ein etwa fünf Kilometer langes Teilstück des Rennsteiges verläuft.
In diesem Gebiet hinterließ die Erdgeschichte über 250 Millionen Jahre lang deutlich ihre Spuren. So lagern im Stedtfelder Revier vier geologische Formationen:
- Rotliegendes,
- Zechstein,
- Buntsandstein und
- Muschelkalk.
Seit 1522 wurden hier u.a. Kupfererze abgebaut. Erst um 1800 musste der Bergbau aus wirtschaftlichen Gründen endgültig eingestellt werden. Zahlreiche Relikte wie Pingen, Schächte, Halden, Stollen und Wasserkünste sind heute noch in den Wäldern vorhanden. Seit 1994 ist das ehemalige Revier als eingetragenes Flächendenkmal (FND) ausgewiesen. Es ist ein bergbauhistorischer Lehrpfad eingerichtet worden, welcher auf acht Stationen Auskunft über den mittelalterlichen Kupferbergbau gibt. Neben den geologischen und technischen Zeitzeugen gibt es entlang des Bergbaulehrpfades viele Kostbarkeiten und Schönheiten aus Flora und Fauna zu entdecken.
Folgende Stationen sind eingerichtet:
- Station 1: Stedtfeld – Unteres Schloss
- Station 2: Gipsmühle – Kupferhütte
- Station 3: Rangenwiese – Kunstgraben
- Station 4: Ententeich – Pochteich
- Station 5: Zechenhaus – Stollen „Carl August“
- Station 6: Mundloch – Fürstenstollen
- Station 7: Plateau – Schachtförderung
- Station 8: Erdschacht – Erzabbau
- Station 9: Mühlkopf – Schutzhütte mit Wartburgblick
Der Fürstenstollen (St. 6) wurde für den Lehrpfad ein Stück weit geöffnet, um seine Funktion den Besuchern zu demonstrieren. Verzimmerung, Fahrbretter und Wasserhaltung wurden nachgebaut. Auch ein Handkarren mit Spurnagel soll die Arbeit des Bergmannes zeigen. Der Zugang in den Berg ist über dieses Mundloch aber nicht mehr möglich. Jedoch findet sich oberhalb des Stollens ein noch in der Zeit des aktiven Bergbaus entstandener Aufschluss, welcher einen guten Einblick in die ansonsten nur Untertage erkennbaren geologischen Formation des untersten Zechsteins zulässt.
Aber wie kommt das Kupfererz nun in den Zechstein?
Durch die Transgression (Vordringen) des Meeres in das Zechsteinbecken, in dem sich auch die hiesige Gegend befand, wurden über der vorhandenen Schichtenlage aus dem Rotliegenden neue Sedimente abgelagert.
Am Aufschluss „GOTANGER“ ist diese Grenze zwischen dem Rotliegenden und dem Zechstein in eindrucksvoller Weise aufgeschlossen.
Die marinen Ablagerungen des Zechsteins beginnen vor etwa 260 Millionen Jahren im oberen Perm mit dem Zechsteinkonglomerat. Dieses ist als typisches Transgressionskonglomerat ausgebildet. Möglich ist aber auch, dass dieses noch zur älteren Formation des Rotliegenden gehört. Das Gestein ist sehr ungleichkömig und nach den vorherrschenden Korngrößen als fein- bis grobkörniger geröllführender Sandstein einzustufen. Über ihm setzt schlagartig der Kupferschiefer ein. Trotz seines Namens ist es ein Sedimentgestein und kein metamorphes Gestein. Dieser kohlig-bituminöse durch organische Substanz eingefärbte schwarzblaue Mergelstein ist die Ablagerung des ältesten Zyklus im Zechsteinmeer – der Werrafolge – und zeichnet sich durch eine schiefrige bis dünnplattige Spaltbarkeit aus. Die obersten plattigen Partien leiten über zum Zechsteinkalk. Dieser entwickelt sich von einem Mergelstein bis zu einem typischen Kalkstein. Es ist plattig bis bankig ausgebildet und intensiv geklüftet.
Die Ablagerungen des Zechsteins und mit ihnen die des Kupferschiefers, sind nicht im gesamten Zechsteinbecken gleichartig ausgebildet. Es wird eine Beckenfazies (Beckenbereich mit relativ hoher Meerestiefe), eine Randfazies (Beckenbereich mit mittlere Meerestiefe) und eine Schwellenfazies (Beckenbereich mit relativ geringer Meerestiefe oder keiner Meeresbedeckung) unterschieden. In der Beckenfazies, die flächenmäßig den größten Anteil im Becken einnimmt, ist der Kupferschiefer mit Mächtigkeiten zwischen wenigen Zentimetern und wenigen Dezimetern ausgebildet. Die Meerestiefe, in denen die Beckenfazies des Kupferschiefers abgelagert wurde, betrug vermutlich mehr als 200 Meter. In der Randfazies erreicht der Kupferschiefer größere Mächtigkeiten. Die Schwellenfazies beschränkt sich auf jene Beckenregionen, die vor Einbruch des Zechsteinmeeres noch ein kräftiges Paläorelief mit kleinräumigen Schwellen und Mulden aufwiesen. Entsprechend stark schwanken dort die Mächtigkeiten des Kupferschiefers: in den Mulden ist sie relativ hoch, und zu den Kleinschwellen hin nimmt sie ab. Teilweise keilt der Kupferschiefer an den Kleinschwellenrändern sogar komplett aus.
Am Grund dieses Meeres in den Fazies bildete sich im ersten Zyklus der Überflutung eine Faulschlammschicht, über der sich nachfolgend die weiteren Sedimente der Zechsteinzyklen legten. Aus diesen untersten Ablagerungen und deren anschließender Verfestigung entstand der hier im Kupferbergbau interessierende Kupferschiefer und stellt einen der markantesten geologischen Leithorizonte in Europa dar. Er bildete sich dabei nur im tieferen Teil des Meeresbeckens, dessen Bodenwasser sauerstofffrei war. Dies erklärt auch den im Erz vorzufindenden Schwefelgehalt sowie die gute Erhaltung der darin erhaltenen Fossilien (u.a. Kupferschieferhering). Das Material wurde bei der Verfestigung (Kompaktion des Tonsedimentes) durch den Auflastdruck auflagernder jüngerer Sedimentschichten nur leicht komprimiert, weshalb sich die einzelnen Schichten eines Kupferschieferblocks zumeist gut in dünne Scheiben (schiefrige Spaltbarkeit) teilen lassen.
Diese Schicht lagerte sich unterhalb der sogenannten Redox-Sprungschicht ab. Das Meerwasser war anfänglich geschichtet in eine sauerstoffreiche Schicht nahe der Meeresoberfläche und eine sauerstofffreie Schicht (Tiefenwasser) darunter. Die Sprungschicht stellt die Grenzfläche zwischen beiden Wasserkörpern dar. Im Tiefenwasser wurde das abgesunkene organische Material, das zusammen mit den Tonpartikeln den Meeresboden erreichte, von Mikroorganismen zersetzt (Faulschlammbildung). Die Entstehung einer sauerstofffreien Zone hängt damit unmittelbar mit der Zechstein-Transgression zusammen, wobei dieser Vorgang an jenen Zeitraum gebunden ist, in dem der Meeresspiegel am schnellsten anstieg. Da durch das schnelle landwärtige Vordringen des Wassers und damit der raschen Überflutung ausgedehnter Festlandsbereiche mit nährstoffreichen Böden in kurzer Zeit große Mengen an Nährstoffen ins Meerwasser gelangten, führte dies zu einer explosiven Vermehrung von Algen. Nach deren Absterben sowie Absinken wurde der dort vorhandene Sauerstoff relativ zügig infolge der Zersetzung des organischen Materials durch Mikroorganismen verbraucht und bildete Schwefelwasserstoff. Mit dem während einer Transgression generell geringem Eintrag von Sedimentpartikeln konnte sich eine gewisse Faulschlammschichtdicke herausbilden. Erst mit der Verlangsamung der Transgression reicherte sich das Tiefenwasser wieder mit Sauerstoff an. Die Schwarztonsedimentation, deren Dauer auf 20.000 bis 60.000 Jahre geschätzt wird, endete folglich und die Ablagerung der folgenden Sedimentschichten des Zechsteins (Zyklen) begann.
Bei den bergbaulich abbauwürdigen Vererzungen werden zwei Typen unterschieden:
Diese ist gekennzeichnet durch mittlere Metallgehalte von etwa 3 %.
In der Regel reichen die Vererzungen des Kupferschiefers auch in die unmittelbar unter- und überlagernden Gesteinseinheiten des obersten Rotliegend (sog. Sanderz) und des Werra-Karbonats hinein. Die Entstehung dieser sulfidischen Vererzungen wird allgemein im Zusammenhang mit der Mobilisierung von Metallen in unterlagernden Rotliegend-Sedimenten und -Vulkaniten oder dem Variszischen Grundgebirge durch aufgestiegene, oxidierende Salzlösungen gesehen. Erreichten die mit Metallen angereicherten Lösungen das chemisch reduzierende Kupferschiefer-Niveau, verbanden sich die Metallionen mit dem Sulfidschwefel im Sediment und fielen als Erzminerale aus. Die Temperatur der an der Bildung der Lagerstätten beteiligten Lösungen wird auf ca. 120 °C geschätzt. Zeitlich fällt diese Vererzung vermutlich in die Trias.
Die mittleren Metallgehalte liegen bei etwa 0,7 %.
Hierbei handelt es sich um hydrothermale Gänge, die an Störungen gebunden sind. Ihre Entstehung geht auf die Tektonik im Zusammenhang mit der Fernwirkung der Alpenbildung zurück und fällt in die späte Kreide und das Tertiär.
Das Kupfererz kann fein im Gestein verteilt sein („Erzspeise“) oder als dünnes Band (sogenannte „Erzlineale“) oder bohnenförmige Einschlüsse vorkommen (sogenannte „Hieken“).
Der Thüringer Wald, in dem sich auch das Bergbaurevier von Stedtfeld befindet, stellt eine nordwest-südost orientierte Leistenscholle dar, die entlang von Störungen an ihrem Nordost- und Südwestrand horstartig aus dem Untergrund herausgehoben wurde. Diese Hebung, bei der es sich um eine Fernwirkung der Alpenentstehung (saxonische Tektonik) handelte, begann in der Oberkreide und endete im jüngeren Tertiär, und erstreckte sich somit über einen Zeitraum von etwa 40 Millionen Jahren. Dieses herausgehobene Mittelgebirge ist in seinen Rändern von den Ablagerungen des Zechsteins gesäumt, wobei am vorliegenden Aufschluss eine Abtragung des Gebirge bis zum Zechstein, hier der Werrafolge stattfand. Durch diese auch die Kupferschieferschicht betreffenden tektonischen Vorgänge kam es zu Lagerungsverhältnissen, unter denen der örtliche Bergbau erst entwickeln konnte (Freilegung des Kupferschiefers im Hangende) aber auch zu leiden hatte (gegeneinander verschobene Erzhorizonte).
Im Jahr 1742 ist der unterhalb des Aufschlusses befindliche Fürstenstollen angelegt worden. Mit diesen Stollen konnte man „das ganze Gebirge aufschließen“. Das Schieferflöz wurde vom Stollen aus in flachen Streben mühselig abgebaut. Die Bergleute mussten seitlich im Liegen arbeiten und verkrümmten dabei (Krummhälserbaue). Die Schiefer wurden mit Hunten (Karren), die auf Flachbrettern liefen, durch die Stollen gefördert. Der Stollen war etwa 100 Lachter (200 m) ins Rotliegende gebaut und nur teilweise verzimmert. Nach jeweils 95 m und 145 m hatte er Lichtlöcher. Bereits 1744 mussten die Arbeiten im Stollen bereits wieder mangels eines wirtschaftlichen Erzabbaus eingestellt werden. An dem hierbei zurückgelassen Abraum ist durch Verwitterungseinflüsse aus den primären Kupfersulfiden die farbintensiven Umwandlungsminerale Malachit (grün) und Azurit (blau) entstanden. Diese sind als dünne Bestege sowohl auf dem Kupferschiefer selbst als auch auf dem liegenden Zechsteinkonglomerat ausgebildet.
Wenn Ihr Euch vor Ort ausreichend umgeschaut habt, beantwortet zum Loggen dieses Cache bitte noch nachstehende Fragen:
Frage 1
Schätze die Höhe und die Breite des Aufschlusses!
Die Aufschlusswand muss hierzu weder beklettert noch sonst betreten werden – beachtet unbedingt das Hinweisschild vor Ort.
Frage 2
Welches erdgeschichtliche Phänomen lässt sich anschaulich am Aufschluss ablesen und wozu führte es?
Als Anregung zur Beantwortung der Frage lässt sich die vor Ort befindliche Infotafel heranziehen.
Frage 3
Betrachte das vor den Aufschluss liegende Gestein näher!
Wie stellt es sich dar (Art, Farbe, Größe, Dicke, Oberflächenbeschaffenheit)?
Lassen sich kupferbezogene Verwitterungserscheinungen erkennen und welche sind es?
Tragt Euer Log ruhig schon mal ein und mailt die Antworten an:
RIPmhl
Wenn Ihr ein Foto von Euch oder Eurem GPS an den Log anhängen könntet, wäre es sehr schön, stellt aber bekanntermaßen keine Logbedingung dar!
Viel Spaß mit diesem Cache wünscht Euch
RIPmhl & Team
Quellen:
Bücher/Zeitschrift
- Geologische Sehenswürdigkeiten des Wartburgkreises und der kreisfreien Stadt Eisenach
- Heimatblätter des Eisenacher Landes
- Neue Werra-Zeitung
Internet:
- eisenach.thueringer-allgemeine.de
- de.wikipedia.org
Bilder:
- Eigene Aufnahmen
- Faltblatt – Eisenacher Lebensräume