Grauwacke-Funde aus dem Steinbruch bei Fischwasser

 Geologie - Neuigkeiten vom Fischwasserquarzit -

Der Steinbruch im Wald zwischen Lugau-Fischwasser ist heute nur noch als  wassergefülltes Restloch zu sehen. Hier wurde in historischen Zeiten ein hellgraues Gestein, mit der geologischen Bezeichnung Fischwasserquarzit, gefördert.

Abbildung 1: Grauwacke von Fischwasser.

Schon sehr lange vermuteten Geologen das sich im Untergrund des Steinbruchs Fischwasser Grauwacken befinden könnten, wie sie die Felsen in Rothstein dominieren. Mit der Unterstützung eines Fuchses ist nun bei zwei kleinen Exkursionen der materielle Nachweis gelungen. Mehr dazu weiter unten.

Abbildung 2: Steinbruch heute, ein kleines Naturparadies.

Was ist der Fischwasserquarzit? Und was macht ihn so besonders?

Geologisch wird dieses Gestein der Rothstein-Formation zugeordnet, zu der auch der Rothsteiner Felsen, der Prestewitzer Quarzit und der Hornberg-Quarzit gehören.
Stratigraphisch sind diese Gesteine Teil der Lausitzer Gruppe, die wiederum an den Lausitzer Block angrenzt, der sich über weite Teile der südlichen Niederlausitz und Ostsachsens erstreckt.

Die Farbe des Fischwasserquarzits kann variieren. Überwiegend besitzt er eine lichtgraue bis mittelgraue Farbe. Oft ist er von dunkelgrauen bis blaugrauen Flecken durchsetzt. Es gibt jedoch auch Quarzitvarianten die gelbliche Farben aufweisen können. Verursacht wird dieser Effekt durch eine gelbe Patina beim Kontakt mit eisenhaltigem Wasser.

Abbildung 3: Verschiedene Quarzitvarianten vom Steinbruch Fischwasser

Geologisch hat dieses unscheinbare graue Gestein eine sehr interessante Geschichte. Entstanden ist es vor etwa 570 bis 566 Millionen Jahren in einem Tiefseebecken als marines Sediment, zwischen einem großen Inselbogen und dem Festland des Afrikanischen Teils vom Urkontinent Gondwana. Ursprungsgesteine sind Sedimente, hervorgegangen aus Trübeströmen und eine Vielzahl unterschiedlicher alkalischer Magmen, wie sie an Inselbögen auch heute noch auftreten. Großflächige unterseeische hydrothermale Aktivitäten mit kieselsäurereichen Flüssigkeiten, erzeugten den sehr harten Fischwasserquarzit.

Vor etwa 540 Millionen Jahren schlossen sich die Tiefseebecken und das entstandene Gestein wurde es zu einem großen Gebirge aufgefaltet, dem Cadomischen Gebirge. Es reichte von Westspanien über Teilen Frankreichs, Mitteleuropa, bis in die heutige Türkei. Das von Südwesten kommende ehemalige Gebirge, biegt hier in Richtung Südosten ab.

Vom Zeitalter her gehören diese Gesteine in das Neoproterozoikum III. Um es zeitlich einzuordnen: Das Zeitalter begann vor 1 Milliarde Jahren und endete mit dem Beginn des Kambriums vor 545 Millionen Jahren.

Stratigraphische Tabelle Neoproterozoikum, Beginn Paläozoikum
zur Einordnung des Rothstein-Formation und damit des Fischwasserquarzits

In den folgenden Jahrmillionen wurde dieses Gebirge abgetragen, in nachfolgende Gebirgsbildungsprozesse wieder mit einbezogen und stellt heute, gemeinsam mit anderen Gesteinen der sogenannten Lausitzer Gruppe und Lausitzer Blocks, dass sogenannte Cadomische Basement der Lausitz und Ostsachsen dar. Ein sehr altes Grundgebirge also.

Zwar reicht die Rothstein-Formation im Untergrund noch weiter nach Norden und wurde dort vielfach erbohrt. Mit dem Fischwasserquarzit tritt jedoch das nördlichste natürliche Vorkommen des Cadomischen Gebirges in Europa an der Oberfläche zu tage. Allein das ist schon ein besonderes geologisches Alleinstellungsmerkmal. Ab hier fallen die Gesteine der Rothstein-Formation steil nach Norden in die Torgau-Doberlug-Finsterwalder Synklinale ein. Bei einer Synklinale handelt es sich um eine tiefreichende Gesteinsmulde die durch das seitliche Zusammenstauchen von Gesteinen entsteht. Mehr dazu in einem späteren Aufsatz.

Erstmals wissenschaftlich beschrieben wurde der Fischwasserquarzit von Karl-Cäsar Leonhard, Professor für Geognosie und Mineralogie an der Heidelberger Universität. Er bereiste um 1821 unsere Gegend und veröffentlichte dazu 1842 im Jahrbuch für Mineralogie, Geognosie, Geologie und Petrefaktenkunde der Universität zu Heidelberg. Interessant dabei, er beschreibt einen „lichtgrauen Kieselschiefer ohne fremdartige Beimengungen“.

Abbildung 4: Auszug aus dem Jahrbuch für Mineralogie, Geognosie,
Geologie und Petrefaktenkunde.

Schon seit etwa 120 Jahren vermuten jedoch Geologen im Untergrund das Vorkommen von dunklen bis schwarzen Kieselschiefern oder Grauwacken, analog dem Vorkommen am Rothsteiner Felsen. So auch Otto von Linstow, ein bedeutender deutscher Geologe des 19. Jahrhunderts. In seinem Aufsatz zum „Anstehenden Silur in der Mark Brandenburg und in der Provinz Sachsen“, erschienen im Zentralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie 1907, beschreibt er zum Steinbruch Fischwasser: An wenigen Stellen, aber immer an den am tiefsten gelegenen, erkennt man dunkle zusammenhängende Einschlüsse im Gestein, deren Deutung weiter unten (in seinem Aufsatz) erfolgt.

Bei der Beschreibung der Gesteine des Felsen in Rothstein, fällt Otto von Linstow eine Eigentümlichkeit auf. In den oberen Bereichen nehmen von unten nach oben die dunklen Bestandteile im Kieselschiefer schnell ab. Im Übergang treten noch häufig dunkle Flecken auf, die schließlich in einen reinen Quarzit wechseln, der von den Eigenschaften sowie der Farbe, vom Quarzit im Steinbruch bei Lugau-Fischwasser nicht mehr zu unterscheiden ist. Für ihn finden damit die im Steinbruch Fischwasser auftretenden dunklen Partien eine einfache Erklärung. Es sind die Vorboten des in der Tiefe befindlichen dunklen Kieselschiefers, heute als Grauwacke bezeichnet. Würde man im Steinbruch in Fischwasser eine Bohrung niederbringen, so sein logischer Schluss, würde man auf den unter dem Quarzit befindlichen Kieselschiefer stoßen.

In der späteren Literatur lassen sich leider kaum weitere Hinweise auf diese Gedanken mehr finden. Lediglich Arbeiter haben erwähnt, das an tieferen Stellen dunkles Gestein aufgetreten sein soll. Durch Fundstücke und Proben belegen lies sich das bisher nicht.

Erste Exkursion

Bei einer kleinen Exkursion am 29. September 2023 zum ehemaligen Steinbruch bei Fischwasser, fielen dem Autor und seinem Begleiter, die von Otto v. Linstow beschriebenen dunkelgrauen bis blaugrauen Einschlüsse im Anstehenden Fischwasserquarzit auf.

Abbildung 5: Flecken im Gestein des Fischwasserquarzit.

Dabei ist eine deutliche Tendenz zu erkennen. Je weiter man dem von Süden nach Norden ausgerichteten anstehenden Gesteinsbänken folgt, desto häufiger und intensiver werden die dunklen bis blaugrauen Partien im Gestein.

Abbildung 6: Blaugraue Flecken im Fischwasserquarzit.

An einem Felsenrest am Nordostende des Steinbruchs, ist der Übergang von reinem Quarzit, über sehr dunklem, bis hin zu blaugrauer Grauwacke heute gut erkennbar.

Abbildung 7: Felsenrest mit Übergang von Fischwasserquarzit (rechts unten)
zu Grauwacke (links).

Offenbar war zu Zeiten von Karl-Cäsar Leonhard und Otto von Linstow die nötige Tiefe des Steinbruchs bei Fischwasser noch nicht erreicht, so das diese Übergänge im Fischwasserquarzit noch nicht deutlich sichtbar wurden.

Bei der Exkursion erfolgte eine erste Bestandsaufnahme der Wechsel und Vorkommen dunkler Partien in den anstehenden Gesteinen. Die hereinbrechende Dämmerung beendete jedoch die Arbeiten.

Zweite Exkursion

Bei einer weiteren Exkursion am 03. Oktober 2023, nun mit besserer Ausrüstung und einem ordentlichen Zeckenschutz, wurden die ehemaligen Halden am Nordende des Steinbruchs näher unter die Lupe genommen. Warum? In Vorbereitung der Exkursion wurde von der Annahme ausgegangen, das die unbestätigten Informationen über dunkle Gesteinsfunde einen wahren Kern enthalten könnten. Sollten Arbeiter in der Vergangenheit in den tieferen Schichten auf Grauwacken gestoßen sein, müsste der Abraum davon Spuren oder auch Reste enthalten. Und wenn es nur in Form von winzigen Splittern oder Absprüngen der dunklen Gesteine ist.

Völlig unerwartete Unterstützung erhielt die Exkursion von einem dort lebenden Fuchs. Dieser hat in eine der Halden seinen Bau eingerichtet und dabei Handstücke und Splitter von schwarz-blauer Grauwacke zu Tage gefördert. Das ersparte der Exkursion einige Arbeit.

Abbildung 8: Erste Fundstücke von Grauwacken im Steinbruch Fischwasser.

Mit diesen ersten Fundstücken ausgerüstet, fanden sich schnell weitere Grauwacke-Handstücke am Nordhang des Steinbruchs.

Abbildung 9: Grauwacken-Fundstücke am Fuchsbau.

Damit war klar, die Arbeiter und der Geologe Otto von Linstow hatten recht. Die Belege sind damit erbracht. Im Untergrund steht eindeutig Grauwacke an, analog der Rothsteiner Formation. Und sie ist auch gefördert worden. Das ist anhand der Reste in den Halden gut erkennbar.

Abbildung 10: Vergleich Rothstein-Grauwacke
und Fischwasser-Grauwacke.

Ein Vergleich der beiden Grauwacken lässt optisch praktisch keinen nennenswerten Unterschied erkennen. Erst unter der Lupe zeigt sich im Rothsteiner Felsen ein höherer Anteil an Basaltresten.

Anschießend hat die Exkursion vom 03. Oktober 2023 noch mal alle Hinweise fotografisch dokumentiert. Bei diesen Arbeiten wurden weitere Entdeckungen gemacht. So wurden in einem anstehenden Felsen des Fischwasserquarzits am Nordostende linsenförmige Einschlüsse gefunden. 

Abbildung 11: Linsenförmiges Gebilde im Fischwasserquarzit.

Sie ähneln in der Form dem Querschnitt von Pillow-Lava. Kissenlava oder Pillowlava ist unter Wasser erstarrte Basaltlava von kissenartiger Form. Sie gilt als sicheres Indiz für subaquatischen (unterseeischen) Vulkanismus. Zufallsprodukt oder ist hier ein uralter unterseeischer Lava-Einschluss vorhanden? Es bedarf weiterer Forschungen um das genau festzustellen.

Fließstrukturen im Fischwasserquarzit

Abbildung 12: Schwarze schlangenförmige Einschlüsse
im Fischwasserquarzit.

Abbildung 13: Detail der schwarzen Einschlüsse im Fischwasserquarzit.

Wie auf dem Foto oben gut zu erkennen, sind im Fischwasserquarzit am Ostufer des Teiches Fließstrukturen gut erkennbar. Schlangenförmig durchzieht ein feines schwarzes Band und mehrere runde Fragmente den hellgrauen Quarzit. Warum das schwarze Band vom Verkieselungsprozess nicht erfasst wurde, ist nicht ohne Weiteres zu klären. Offenbar gab es aber Zeiträume in denen der Quarzit noch nicht das sehr harte und spröde Gestein von heute war. Bei dem schwarzen Material scheint es sich weniger um Grauwacke sondern eher Basalt zu handeln. Weitere Untersuchungen müssen das noch klären.

Erdbeben im Steinbruch?

Ein Fundstück am Nordrand des Steinbruchs brachte eine Brekzie zu tage. Im Gegensatz zu den bisherigen Beobachtungen im Steinbruch Fischwasser, ist hier ein klarer diskordanter Übergang zwischen Fischwasserquarzit und Gesteinsfragmenten der Grauwacken gut erkennbar.

Abbildung 14: Weitere Grauwacke-Funde. Dabei links eine Brekzie mit klarem Übergang von Grauwacke zum Fischwasserquarzit.

Abbildung 15: Grauwacke-Brekzie auf Fischwasserquarzit in einer Detailaufnahme.

Mit diesem Fundstück sind tektonische Bewegungen der fernen Vergangenheit im Fischwasserquarzit belegt. Offenbar war die Grauwacke derartig heftigen Bewegungen ausgesetzt, dass das Gestein vollständig zertrümmert wurde. Möglicherweise ein heftiges Erdbeben oder ein Gebirgsbildungsprozess. Anschließend haben silikathaltige Wässer die Zwischenräume zwischen dem Grauwacke-Fragmenten wieder verkittet, ähnlich wie Zement. Der anliegende Fischwasserquarzit ist von der Störung nicht betroffen. Es ist daher anzunehmen das dessen Entstehung später erfolgte, also damit etwas jünger ist.

Stress im Fischwasserquarzit

Das auch der Fischwasserquarzit heftigen tektonischen Beanspruchungen ausgesetzt war, zeigt ein anderer Felsenrest.

Abbildung 16: Fischwasserquarzit mit Stress und Verwerfungen.

Zwar wurden bei der Recherche in der geologischen Literatur zum Fischwasserquarzit noch keine Informationen dazu gefunden. Verwunderlich sind die Stress- und Verwerfungsspuren aber nicht. Haben doch die Rothstein-Formation und damit der Fischwasserquarzit, in den mehr als einer halben Milliarde Jahren geologischer Entwicklung, mehrere Gebirgsbildungsprozesse und zahlreiche tektonische Veränderungen überstanden. Die Bankung und die wellenförmigen Verformungen lassen auf gewaltige Drücke schließen.

Strömungsmarken im Fischwasserquarzit?

Ein Fragment des Fischwasserquarzits fiel beim Fotografieren mit weißem Licht besonders auf.

Abbildung 17: Strömungsmarken in Fischwasserquarzit.

Im Gestein sind feine ineinander laufende dunkle Streifen erkennbar. Sie ähneln sehr dem Querschnitt von fossilen Strömungsmarken und Wellenrippeln, wie sie häufig in fließenden Gewässern, am Meeresboden, in Trübeströmen der unterseeischen Kontinentalhänge oder in Dünen vorkommen.

Aus der Entstehungsgeschichte der Rothstein-Formation ist bekannt, dass deren Grauwacken und Quarzite auf Turbidite in der Tiefsee zurück gehen. Ein Turbidit ist eine geologische Ablagerung eines Trübestroms, der aus einer Mischung aus fließendem Wasser und Sedimenten besteht. Diese Turbidite weisen manchmal typische Strömungsmarken und Wellenrippeln auf.

Es liegt also nahe das in diesem kleinen Fragment des Fischwasserquarzits tatsächlich Spuren solcher Strömungsmarken erhalten geblieben sind. Nach über einer halben Milliarde Jahren sehr Bemerkenswert.

Was sonst noch gefunden wurde

Historisches Werkzeug der Arbeiter vom Steinbruch Fischwasser

Ein ungewöhnliches Stück stark verrosteten Eisens fiel einem Teilnehmer am Wegrand auf. Vor allem sein hohes Gewicht, dass sehr deutlich über dem einer Eisengeode oder Raseneisensteins lag.

Abbildung 18: Altes Werkzeug von oben.

Abbildung 19: Altes Werkzeug seitlich.

Nach der Reinigung stellte es sich als ein sehr alter Hammer oder Pickel heraus. Ein Werkzeug was hier möglicherweise einmal zum Einsatz kam und vergessen wurde.

Kieselschiefer eines Flusses?

Beim begehen der Halden des Steinbruchs bei Fischwasser und der unmittelbaren Umgebung, fielen den Teilnehmern immer wieder schwarze und stark gerundete kleine Kieselschiefer auf. Ihre Häufigkeit ist auffällig.

Abbildung 20: Schwarze gebänderte Kieselschiefer.

Farbe, die sehr hellen Quarzbänder und der Abrollungsgrad lassen auf Flusssedimente schließen.

Umgeben ist der Steinbruch von Diluvialen Sanden. Diluviale Sande sind Ablagerungen, die während der Eiszeit durch Gletscherbewegungen und Flusserosion entstanden sind. Sie sind charakterisiert durch ihre grobkörnige Zusammensetzung. Interessanter Weise lassen sich in der unmittelbar benachbarten Kiesgrube keine Kieselschiefer in den Sanden finden.

Möglicherweise ist die Quelle für die schwarzen Kieselschiefer aber ein alter Flusslauf. Denn die Eismassen entwässerten Richtung Süden und Südwesten. Die Funde sind aber hauptsächlich auf den Halden und im nördlichen Teil des Steinbruchs zu finden. War der Fischwasser-Felsen ein Hindernis für einen nach Norden fließenden Fluss, in dessen Strömungs-Lee sich diese kleinen schwarzen Kieselschiefer offenbar absetzten? Durch die Förderung sind die kleinen Kiesel in den Abraum gelangt. Ob es sich tatsächlich so verhält, können nur weitere Untersuchungen zeigen.

Weitere Forschungen notwendig

Auch 200 Jahre nach seiner ersten bekannten Beschreibung, hat der Steinbruch bei Fischwasser noch nicht alle seine geologischen Geheimnisse erzählt. Es wird sicher noch interessant weitere Forschungen vorzunehmen. Die Notwendigkeit ergibt sich schon aus den weiter oben offen gebliebenen Fragen. Es kann also noch spannend werden.

Natur pur

Abbildung 21: Foto vom Ostufer des kleinen Restlochs.

Heute ist das Restloch des Fischwasser-Steinbruchs ein wichtiges natürliches Gewässer. Zahlreiche Spuren um den kleinen Teich belegen die reiche Tierwelt. Die Natur hat sich den verbliebenen Rest vom Felsen also wieder zurückgeholt. Rund um den Teich führt ein schmaler Wanderweg. Einladung zu einem Spaziergang durch ein uraltes Kapitel unserer Erdgeschichte.

Abbildung 22: Frosch im Wasser des Steinbruchrestlochs.

Zeit den Steinbruch des Fischwasserquarzit als Geologisches Denkmal im Elbe-Elster Kreis zu schützen.

Die bisher gewonnenen Erkenntnisse sind bei weitem nicht abschließend. Auch nicht die Recherchen. Doch die bisher zusammengetragene Erkenntnisse zeigen ein geologisches Kleinod, was so einmalig in Brandenburg sein dürfte. Mit dem Fischwasserquarzit ragt der nördlichste Punkt des Sächsich-Brandenburgischen Grundgebirges überhaupt aus der Erdoberfläche hervor.

Sein extrem hohes Alter der Gesteine, die ungewöhnliche geologische Geschichte und seine Exposition in der Landschaft, wie in der Geologie, lassen diesen kleinen Steinbruch mit seinen unscheinbaren Quarziten und Grauwacken sehr schützenswert erscheinen.

Von den vier natürlichen Fundstellen der Rothstein-Formation in der Niederlausitz, existieren nur noch zwei, wie richtigerweise das Kompendium der Geologie Ostdeutschlands von Dietrich Franke vermerkt. Der Rothsteiner Felsen und der Steinbruch bei Fischwasser. Die natürlichen Fundstellen bei Prestewitz und am Hornberg sind längst der menschlichen Nutzung zum Opfer gefallen. Übrigens befinden sich alle nur im Elbe-Elster Kreis. Wäre es nicht an der Zeit etwas zum Erhalt zu tun?

Erläuterungen

Was ist die Cadomische Gebirgsbildung?

Eine kurze und prägnante Beschreibung der Cadomischen Gebirgsbildung oder Cadomische Orogenense findet sich hier auf Wikipedia: Cadomische Gebirgsbildung

Was sind Kieselschiefer?

Kieselschiefer ist ein historischer, meist nur im deutschsprachigen Raum verwendeter Begriff für hornsteinartige, dichte, schiefrige, schwarze, dunkelgraue bis grünliche oder braune Gesteine. Er ist sehr hart. Sein Bruch ist splittrig bis muschlig. Häufig ist er von hellen Quarzadern durchzogen.
Petrographisch gehört das Gestein zu den Grauwacken. Wird aber manchmal auch für Radiolithe verwendet.

Was sind Grauwacken?

Auf Wikipedia findet der Leser eine umfassende Beschreibung des wichtigen Gesteines.
Entstehung von Grauwacken

Was sind Brekzien?

Brekzien sind in der Geologie klastische Gesteine, die aus einer Mischung von abgerundeten oder eckigen Gesteinsfragmenten bestehen, die in einem Bindemittel zusammengehalten werden. Sie ähneln den Konglomeraten, unterscheiden sich jedoch dadurch, dass die Gesteinsfragmente in der Brekzie eckig und nicht abgerundet sind. Es gibt verschiedene Entstehungsformen. Bei der hier aufgetretenen Brekzie handelt es sich um eine Tektonische Brekzie. Sie entstehen durch die Zertrümmerung von Gesteinen während tektonischer Prozesse wie Gebirgsbildung oder Erdbeben.

Literaturverzeichnis:

Unsere ältesten Gesteine – Das Cadomische Gebirge in Sachsen – Geologie Sachsen.de

Tiefengeologie Land Brandenburg; Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR), Dr. Thomas Höding, Michael Göthel, 2021

Überblick zur regionalgeologischen Situation im Land Brandenburg einschließlich Berlin
Michael Göthel & Norbert Hermsdorf, Brandenburg. geowiss. Beitr. Cottbus 21 (2014), Teil 1 Grundgebirge

Regionale Geologie von Ostdeutschland - Ein Kompendium
Dietrich Franke (2022), http://regionalgeologie-ost.de/Einfuehrung.htm

Werner Stackebrandt, Volker Manhenke (Hrsg.): Atlas zur Geologie von Brandenburg. Landesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe Brandenburg, Kleinmachnow 2002, 2. Auflage, ISBN 3-9808157-0-6.

Centralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie in Verbindung mit dem Neuen Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, herausgegeben von M. Bauer in Marburg, E. Koken in Tübingen, Th. Liebisch in Göttingen, Jahrgang 1907.
Quelle: University of Michigan/USA

Jahrbuch für Mineralogie, Geognosie, Geologie und Petrefaktenkunde, herausgegeben von Dr. K. C. Von Leonhardt und Dr. H. G. Bronn, Professoren an der Universität Heidelberg, Jahrgang 1842, Seite 841.

ResearchGate
4.26 Südliche Phyllitzone (SPZ) im Abschnitt Bitterfeld-Döbern (26), Chapter · December 2001

Peter Bankwitz, Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungs Zentrum GFZ

Bernd Buschmann, Technische Universität Bergakademie Freiberg

Jürgen Kopp

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Ediacaranische Gesteine aus dem kaledonischen Untergrund der Saxo-Thüringischen Zone (NE-Böhmische Masse, Deutschland): Altersbeschränkungen, geotektonischer Rahmen und Beckenentwicklung.

January 2007, Geological Society London Special Publications 286(1):35-51

DOI:10.1144/SP286.4

Authors: Ulf Linnemann, Senckenberg Naturhistorische Sammlungen Dresden

Ediacaran rocks from the Cadomian basement of the Saxo-Thuringian Zone (NE Bohemian Massif, Germany): Age constraints, geotectonic setting and basin development

Fotos

Sämtliche Fotos wurden fotografiert und bearbeitet von V. Kock, Finsterwalde/ Niederlausitz, 2023

Vel Thurvik
Mit 8 Megapixeln durch die Niederlausitz.