Schwarzwälder Granite und Granitporphyre, Odenwälder Granit und Granodiorit

Neben den Graniten treten im Schwarzwald auch gangförmige Granitporphyre auf, welche eine sehr ähnliche mineralische Zusammensetzung wie die Granite besitzen, sich aber dadurch auszeichnen, dass in einer feinkörnigen Grundmasse große Kalifeldspat- und Quarzkristalle „schwimmen“; man spricht von einem „porphyrischen Gefüge“. Sie sind meist graurot bis dunkelrot gefärbt. Die Granitporphyre durchschlagen die Granite und Metamorphite.

Im Südschwarzwald dominieren wieder die Granite. Sie reichen vom Rand des Oberrheingrabens bei Kandern bis nordöstlich von Waldshut-Tiengen. Von Westen nach Osten werden die Südschwarzwälder Granite bezeichnet als: Rand-, Münsterhalden-, St. Blasien-, Bärhalde-, Schluchsee-, Wellendingen-, Klemmbach-, Malsburg-, Mambach-, Schlächtenhaus-, Albtal-, Säckingen- und Hauenstein-Granit. Wie im Nordschwarzwald treten auch im Süden sowohl Biotit- als auch Zweiglimmergranite auf. Beim Malsburg- und Albtal-Granit handelt es sich um Biotitgranite, die häufig feinkörnige, dunkle Mineralanreicherungen (besonders Biotit) und seltener Nebengesteinseinschlüsse enthalten. Zu den Zweiglimmergraniten wird der Bärhalde- und Schluchsee-Granit gezählt. Diese Granite zeigen neben Biotit und Muskovit als Glimmerminerale oftmals eine hydrothermale Alteration, die zu einer Umwandlung insbesondere der Feldspäte geführt hat; hierbei wurde der Feldspat z. T. in den feinschuppigen Hellglimmer Serizit überführt.

Die flächenhafte Erstreckung der Granitkörper an der Erdoberfläche gibt eine Vorstellung von der Größe dieser Körper, über deren Tiefenerstreckung allerdings nur wenige Daten vorliegen. Nach ihrer Entstehung wurden die Granite zusammen mit dem gesamten kristallinen Grundgebirge herausgehoben. Schon im Perm waren große Teile der Granite abgetragen, was eine Vorstellung von der Hebungsgeschwindigkeit der damaligen Erdkruste vermittelt. Geophysikalische Untersuchungen haben Hinweise geliefert, wonach die meisten Granitkörper des Schwarzwalds unterhalb der heutigen Landoberfläche noch eine Tiefenerstreckung von 4–8 km aufweisen (Lüschen et al., 1987). Das gewinnbare Potenzial wird aber nachfolgend aus praktischen Gründen nur bis zur Höhenlage der jeweiligen Fließgewässer betrachtet, welche die Granitkörper durchziehen. Die durch geologische Kartierung nachgewiesene flächenhafte Ausdehnung der Schwarzwälder Granitplutone stellt sich wie folgt dar (nach GIS):

• Bühlertal-Granit: 52 km²
• Forbach-Granit: 112 km²
• Oberkirch-Granit: 106 km²
• Seebach-Granit: 36 km²
• Triberg-Granit: 258 km²
• Malsburg-Granit: 108 km²
• Albtal-Granit: 82 km²
• St. Blasien-Granit: 89 km²

Neben den Graniten treten im Schwarzwald Diorite als magmatische Intrusionen auf. Die Diorite besitzen im Vergleich zu den Graniten eine sehr geringe flächenhafte Verbreitung. Ihr Auftreten beschränkt sich hauptsächlich auf den Südschwarzwald, wo sie im Bereich des Mambach-Granits vorkommen. Es handelt sich hierbei um einen feinkörnigen, hornblendeführenden, grauen Glimmerdiorit, der bei der Ortschaft Fröhnd im Wiesental bis Ende der 1980er Jahre gewonnen wurde.

Im Nordwesten Baden-Württembergs sowie im angrenzenden Hessen treten die kristallinen Gesteine des Odenwalds zu Tage. Es handelt sich hierbei um Granodiorite und Granite, die durch metamorphe Gesteine, wie z. B. Amphibolit, Glimmerschiefer oder Schiefergneise, getrennt sind. Im baden-württembergischen Teil des Odenwalds sind nur die Gesteine des westlichen Weschnitz-Plutons und des Heidelberg-Granits aufgeschlossen. Es handelt sich hierbei um mittel- bis grobkörnige, hellgraue bis rötliche Granodiorite bzw. Biotitgranite aus Feldspäten, Quarz und Glimmer (Biotit). Die Granodiorite unterscheiden sich von den Graniten durch einen höheren Plagioklasgehalt und dem verstärkten Auftreten von dunklen Mineralen aus der Amphibolgruppe (Hornblenden).

Die Granodiorite des Weschnitz-Plutons stehen in einem Dreieck zwischen Heppenheim und Weinheim im Westen sowie Lindenfels im Osten an. Benannt ist der Weschnitz-Pluton nach dem gleichnamigen Fluss, der das Gebiet von Nordosten nach Südwesten durchfließt, bevor er bei Weinheim den Odenwald verlässt. Wie alle kristallinen Gesteinskörper im Odenwald weist der Weschnitz-Pluton ein NO–SW-gerichtetes Streichen auf. Begrenzt wird der Pluton im Norden durch Gneise, Amphibolite, Glimmerschiefer, Gabbros und Diorite des Bergsträßer Odenwalds. Im Osten und Süden bilden der Tromm- und Heidelberg-Granit sowie ein aufgelöster Dioritzug, das sog. ­Schollenagglomerat, die Grenze der Granodioritverbreitung. Stellenweise befinden sich auch isolierte Granodioritvorkommen im Heidelberg-Granit. Das größte geschlossene, eigenständige Granodioritvorkommen des Weschnitzplutons in Baden-Württemberg liegt im Bereich der Ortschaften Ritschweier, Oberflockenbach, Rippenweier, Rittenweier und Ursenbach.

Der südliche Teil des Odenwälder Kristallins wird vom Heidelberg-Granit gebildet, welcher sich von Schriesheim im Süden bis Weinheim im Norden erstreckt. Nach Osten und Nordosten geht der Heidelberg-Granit in den Tromm-Granit über, welcher sich zum überwiegenden Teil im Nachbarland Hessen befindet. Im Osten und Süden des Granitverbreitungsgebiets werden die kristallinen Gesteine durch Sedimentgesteine des Perms und Buntsandsteins überlagert. Nur im Neckartal, östlich von Heidelberg, tritt der mittel- bis grobkörnige Granit noch einmal zu Tage und hat daher auch seinen Namen erhalten.

Tabelle: Übersicht über die frühere und heutige Nutzung, die Erschließungsmöglichkeiten aufgrund morphologischer Verhältnisse und Nutzungspotenziale der Granitvorkommen im Schwarzwald (von Nord nach Süd) und der Granit- und Grano­dioritvorkommen im Odenwald unter besonderer Berücksichtigung ihrer Eignung als Werksteinmaterial (Informationsstand 2012). Die Überdeckung über den nutzbaren Gesteinskörpern besteht hauptsächlich aus aufgewittertem, vergrustem Granit, Sedimentgesteinen (Buntsandstein, Muschelkalk) und Hangschutt.

Geringes Nutzungspotenzial: Triberg-, St. Blasien- und Heidelberg-Granit. Einige der eingangs genannten Granitvarietäten eignen sich nicht zur Werksteingewinnung, z. B. besitzen der Sprollenhaus-, Wildbad-, Säckingen- und Hauenstein-Granit nur ein geringes Verbreitungsgebiet. Andere Granitvorkommen, wie der Rand- und Eisenbach-Granit sind tektonisch stark überprägt, was eine Nutzung als Naturwerkstein erheblich einschränkt.

Das Nutzungspotenzial der Schwarzwälder Granitplutone ist stark unterschiedlich ausgeprägt. Ein wichtiger Parameter sind die Abstände zwischen den sich überschneidenden natürlichen Trenn- bzw. Kluftflächen (Kluftabstände), da hieraus die nutzbaren Rohblockgrößen resultieren. Oberkirch- und Bühlertal-Granit besitzen die durchschnittlich größten Rohblockvolumina aufgrund ihrer meist weitständigen Klüftung. Im Vergleich dazu sind die Kluftabstände im Forbach-Granit und Raumünzach-Granit engständiger. Weitere rohstoffgeologische Bewertungskriterien sind die Neigung der Plutonite zur Vergrusung und die über ihnen liegenden Abraummächtigkeiten. Vergrusung, also die oberflächennahe Entfestigung des Gefüges, tritt in allen Graniten des Schwarzwalds auf. In stark geklüfteten Gesteinen ist sie jedoch deutlich stärker ausgeprägt als in Graniten mit weitständigen Trennflächen. Manche Granitkomplexe, wie z. B. der Triberger Granit, haben mehrfache tektonische Beanspruchung und hydrothermale Veränderungen erfahren. Zudem bestehen lokale Unterschiede, wie z. B. im Malsburg-Granit, der bei Tegernau eine mehrere Zehnermeter mächtige Vergrusungszone aufweist (weshalb hier Sandgruben betrieben werden), im Bereich von Malsburg-Marzell hingegen auch in Oberflächennähe frisch und unverwittert ansteht.

Geochronologische Datierungen an den granitischen Gesteinen des Südschwarzwalds ergaben, dass Bärhalde-, Albtal-, St. Blasien- und Schlächtenhaus-Granit im Zeitraum zwischen 334 und 332 Mio. Jahren, also im höheren Unterkarbon entstanden sind ­(Schaltegger, 2000). Im nördlichen Zentralschwarzwald und dem Nordschwarzwald treten die großen Plutone von Bühlertal, Forbach, Raumünzach, Seebach, Oberkirch usw. auf, wobei sich ältere Biotit- und etwas jüngere Zweiglimmer-Granite mit Biotit und Muskovit unterscheiden lassen. Ihre Abkühlungsphasen konnten auf 325–315 Mio. Jahre datiert werden (Hess et al., 2000). Der Granit von Baden-Baden ist etwa vor 330–325 Mio. Jahren intrudiert (Wickert et al., 1990). Die Granitmassive des Schwarzwalds entstanden also alle an der Wende von Unter- zu Oberkarbon. Die älteren Granitvorkommen, wie z. B. der Schlächtenhaus- und Münsterhalden-Granit, zeigen eine etwa parallele Einregelung der Minerale und Anzeichen bruchhafter Deformation. Diese Erscheinungen lassen darauf schließen, dass diese Granitkörper während und nach der Abkühlung und noch vor ihrer Heraushebung durchgreifende tektonische Bewegungen erfahren haben. Es handelt sich dabei um die ausklingenden Bewegungen der variskischen Gebirgsbildung.

Nach der Intrusion der Granite kam es im Oberkarbon und Rotliegenden (Unterperm) zur Dehnung der Kruste und dabei zur Bildung von Horst- und Grabenstrukturen. Diese Krustenweitung war verbunden mit einem sauren und explosiven Vulkanismus, der zur Bildung von Granitporphyrgängen und mächtigen Deckenablagerungen aus rhyolitischen Laven und Pyroklastiten führte, die als Quarzporphyre bezeichnet werden. Die Granitporphyre stehen im Nord- und Zentralschwarzwald in engem genetischen Zusammenhang mit den Granitplutonen. Geochemische Untersuchungen von Schleicher (1978) zeigen, dass es sich um die Ganggefolgschaft des Seebach-Granits im Nordschwarzwald und des Triberg-Granits im Mittleren Schwarzwald handelt. Ebenso können die Granitporphyre des südwestlichen Südschwarzwalds dem Schlächtenhaus-, Klemmbach- und Malsburg-Granit zugeordnet werden. Dagegen zeigen die Ganggesteine des übrigen Südschwarzwalds keine geochemische Übereinstimmung mit den Granitplutonen (Schleicher, 1978; Schaltegger, 2000). Zudem treten sie nicht nur in den Graniten auf, sondern auch in den umgebenden Metamorphiten. Nach einem Modell von Schleicher (1978) handelt es sich bei den Granitporphyren um das Ergebnis eines zweiten anatektischen Aufschmelzungsereignisses im Bereich des Südschwarzwalds. Die Bildungsalter der Granitporphyre und Quarzporphyre werden von Süden nach Norden jünger: 332 +2/-4 bis 307 ± 5 Mio. Jahre im Südschwarzwald und 286 ± 7 Mio. Jahre im Nordschwarzwald (Lippolt et al., 1983; ­Schaltegger, 2000). Während des Rotliegenden kam es zur Erosion großer Gebiete und zur Freilegung der Granite und Granitporphyrgänge an der Erdoberfläche.

Im weiteren Verlauf der geologischen Entwicklung des Schwarzwalds wurden die kristallinen Gesteine von Sedimenten des Mesozoikums überlagert. Mit dem Ende des Juras fand eine Wende im tektonischen Regime statt, was auf die einsetzende Gebirgsbildung der Alpen zurückzuführen ist. Im Tertiär kam es zum Einsinken des Oberrheingrabens, was zu einer starken bruchtektonischen Beanspruchung der Grundgebirgsgesteine führte und sich in einer Vielzahl von Störungen und einer engständigen Durchklüftung äußert. Die Rohblockgrößen in den Grundgebirgsgesteinen des Schwarzwalds sind daher geringer als in tektonisch weniger beanspruchten Regionen, wie z. B. dem ostbayerischen Grundgebirge (Oberpfalz, Fichtelgebirge, Bayerischer Wald).

Die magmatischen Gesteine des Odenwalds gehören zur Mitteldeutschen Kristallinschwelle, die sich von Südwesten über den Odenwald, Spessart und dem Ruhlaer Kristallin im Thüringer Wald nach Nordosten erstreckt. Im Gegensatz zu den Graniten im Schwarzwald, die durch das Aufschmelzen von kontinentaler Kruste entstanden sind, zeigen geochemische Untersuchungen an den magmatischen Gesteinen des Odenwalds deutliche Hinweise für eine Bildung an einem aktiven Kontinentalrand (Stein, 2001a; Altherr et al., 1999; Henes-Klaiber, 1992). Dies bedeutet, dass es dort auch zum Aufschmelzen ozeanischer Kruste kam, wie es heute im japanischen oder indonesischen Inselbogen stattfindet. Die Intrusions- bzw. Abkühlungsalter der magmatischen Gesteine im Odenwald nehmen von Norden nach Süden ab. Für die Gesteine des Weschnitz-Plutons und des Heidelberg-Granits wird von Leyk et al. (2001), Rittmann (1984), Kreuzer & Harre (1975, rekalkuliert) ein Abkühlungsalter von 336–323 Mio. Jahren angegeben. Damit sind die granitoiden Gesteine des südlichen Odenwalds zeitgleich mit den Graniten des Schwarzwalds an der Wende von Unter- zu Oberkarbon in die Kruste eingedrungen und abgekühlt (s. o.). Der weitere Verlauf der Entstehungsgeschichte des Odenwalds weist mit dem sauren und explosiven Vulkanismus im Rotliegenden, der Bildung der Quarzporphyrschlote und ‑decken von Weinheim, Schriesheim und Dossenbach sowie der Ablagerungsgeschichte der mesozoischen Sedimente deutliche Parallelen zum Schwarzwald auf (s. o.).