Die Ruhr-Gruppe

In den Ablagerungen des höheren Namur B begann im Ruhrgebiet das Produktive Oberkarbon. Die flözführenden Formationen werden in einer übergeordneten lithostratigraphischen Einheit zur Ruhr-Gruppe zusammengefasst. Die Bildung der Steinkohle endete im Ruhrkarbon am Ende des Westfal C.

Kaisberg-Formation

Die Kaisberg-Formation ist die erste flözführende Formation des Ruhrkarbons (Abb. 2). Sie wurde von der Sprockhövel-Formation abgetrennt, da diese anhand der Fossilfunde in das Namur C gestellt wird, während die Kaisberg-Formation in das Namur B gehört. Definitionsgemäß wird die Grenze Namur B/C an die Stelle des ersten Auftretens von Goniatiten der Gattung Gastrioceras gelegt.

Während zu Beginn der Namur-Stufe (Namur A) noch marine Bedingungen in der Vortiefe herrschten, änderten sich ab dem Namur B die Sedimentationsbedingungen in Richtung einer fluviatil und deltaisch geprägten Küstenebene, da die Subvariszische Saumtiefe im nördlichen Vorfeld des Variszischen Gebirges nun weitgehend mit Sedimenten aufgefüllt war und sich die Flüsse mit ihrer Sedimentfracht in das Becken vorbauen konnten.

Die Liegendgrenze zur Ziegelschiefer-Formation (Vorhalle-Schichten) befindet sich an der Basis des Grenzsandsteins, der auch die Bezeichnung Liegendste Werksandsteinbank führt. Die Hangendgrenze zur Sprockhövel-Formation wird an die Basis des marinen Cremer-Horizontes gelegt. Dieser folgt im Hangenden von Flöz Cremer. Schichten der Kaisberg-Formation sind nur entlang der Ruhr in Oberflächennähe oder sogar an der Oberfläche anzutreffen (Abb. 1). Benannt ist die Formation nach dem Kaisberg bei Hagen-Vorhalle. Dort streicht ein Teil der Schichtenfolge innerhalb der Hiddinghäuser Mulde an der Oberfläche aus.

Die Schichten der Kaisberg-Formation, die zusammen mit den anderen flözführenden Formationen zur Ruhr-Gruppe zusammengefasst werden, bestehen aus einer Abfolge von Ton-, Schluff- und Sandsteinen mit den ersten drei Steinkohlenflözen des Ruhrkarbons (Abb. 3). Innerhalb der Formation vollzieht sich also der Wechsel vom Flözleeren zum Produktiven Oberkarbon. Bei Flöz Sengsbank handelt es sich um das älteste abbauwürdige Kohlenflöz im Ruhrgebiet. Insgesamt ist die Flözführung der Kaisberg-Formation allerdings unbedeutend und unregelmäßig.

In der Kaisberg-Formation sind mehrere markante Sandsteine ausgebildet: u.a. der Grenzsandstein, der Kaisberg-Sandstein, der Sengsbänksgen-Sandstein (Kaisberg-Konglomerat) und der Sengsbank-Sandstein. Der Grenzsandstein lässt sich im Gelände gut verfolgen, so dass der Beginn der Kaisberg-Formation lithologisch gut erkennbar ist. Er wird entweder als Strandbarre oder als eine fluviatile Ablagerungen in einem Delta gedeutet. Der konglomeratische Kaisberg-Sandstein, der in der Wittener Hauptmulde bis zu 30 m Mächtigkeit erreichen kann, entstand in den verzweigten Rinnen eines verwilderten Flusssystems, das nach Westen entwässerte und im Bereich Hagen in eine Meeresbucht mündete. Schrägschichtung innerhalb des Sandsteinkörpers deutet auf Ablagerung und Erosion von Sedimenten in zahlreichen sich häufig verlagernden Flussrinnen hin. Die im Hangenden folgenden Sandsteine werden ebenfalls als fluviatile Rinnenfüllungen eines verwilderten Flusses angesehen. Die Sandsteine der Kaisberg-Formation haben im östlichen Ruhrgebiet ihre größte Mächtigkeit. Nach Westen hin nimmt diese ab, der Grenzsandstein setzt schließlich ganz aus.

Die zwischen den markanten Sandsteinen der Kaisberg-Formation liegenden Schichten, die insbesondere eine Wechsellagerung von Schluffsteinen mit geringmächtigen Sandsteinen darstellen, sind als küstennahe Brackwasserablagerungen entstanden. Sie zeigen Zeiten an, in denen das Meer wieder vorstoßen konnte und die Küstenlinie zurückdrängte.

Sprockhövel-Formation

Die Sprockhövel-Formation ist Teil der Namur-Stufe. Sie gehört zum Produktiven Oberkarbon und ist lithostratigraphisch Teil der Ruhr-Gruppe. Die Formation wird anhand ihrer Goniatiten-Fauna in das Namur C gestellt. Sie reicht von der Basis des marinen Cremer-Horizontes bis an die Hangendgrenze von Flöz Sarnsbank bzw. bis die Basis des marinen Sarnsbank-Horizontes (Abb. 5). Ab dort beginnt die Witten-Formation und damit die Westfal-Stufe. Intern kann man die Sprockhövel-Formation untergliedern in die Untere- und die Obere Sprockhövel-Formation. Die Grenze beider Untereinheiten bildet die Basis des marinen Hinnebecke-Horizontes.

Die Schichten der Sprockhövel-Formation, deren mittlere Mächtigkeit bis zu 550 m beträgt, stellen überwiegend eine Abfolge von Ton-, Schluff- und Sandsteinen dar (Abb. 4), in die eine Reihe von Steinkohlenflöze eingeschaltet ist, die aber teilweise nicht abbauwürdig waren. Die Flöze der Sprockhövel-Formation, die mit weniger als 1 Prozent nur einen kleinen Anteil am Aufbau der gesamten Abfolge einnehmen, weisen laterale Mächtigkeitsschwankungen und Flözscharungen auf. Gemäß ihres sehr geringen Anteils an Flüchtigen Bestandteilen bzw. ihres sehr hohen Inkohlungsgrades wurden die Flöze als Anthrazite oder Magerkohlen angesprochen. Für den Bergbau ergiebig waren vor allem Flöz Wasserbank und Hauptflöz.

Die teils mächtigen Sandsteine sind meistens fein- oder mittelsandig, gelegentlich auch konglomeratisch ausgebildet. Besonders der konglomeratische Wasserbank-Sandstein und der Sandstein im Liegenden von Flöz Neuflöz gehören zu den mächtigsten Sandsteinen des Ruhrkarbons. Sie treten auch morphologisch deutlich in Erscheinung. Diagenetisch sind die Sandsteine der Sprockhövel-Formation, die die "Ruhrsandsteine" im engeren Sinne umfassen, durch Kieselsäure zementiert und daher hart und verwitterungsresistent. Sie wurden im südlichen Ruhrgebiet früher als Baustoff für Mauern, Häuser, Kirchen und Brücken benutzt und in zahlreichen Steinbrüchen längs der Ruhr abgebaut.

Insgesamt zeigen die Schichten der Sprockhövel-Formation mit mehreren marinen Horizonten noch eine starke marine Beeinflussung, die in den jüngeren Formationen des Ruhrkarbons kontinuierlich abnimmt. In den vollmarinen Horizonten kann eine artenarme, aber individuenreiche Fauna gefunden werden, zu der insbesondere Goniatiten zählen.

Witten-Formation

Die Witten-Formation umfasst den unteren Abschnitt des Westfal A. Sie beginnt an der Basis des marinen Sarnsbank-Horizontes, der im Hangenden von Flöz Sarnsbank 2 folgt, und reicht bis zur Obergrenze von Flöz Plaßhofsbank bzw. zur Basis des marinen Plaßhofsbank-Horizontes. Gegliedert wird die Witten-Formation in die Untere- und die Obere Witten-Formation (Abb. 7).

Es handelt sich um eine Wechsellagerung grau gefärbter Ton-, Schluff und Sandsteine (Abb. 6 und 8) mit eingelagerten Kohlenflözen. Die Flöze der Witten-Formation wurden im Ruhrgebiet intensiv abgebaut. Günstig für den Bergbau waren die Flözmächtigkeiten, außerdem die weite und relativ konstante Verbreitung und Ausbildung der Flöze. Neben der Steinkohle gab es innerhalb der Girondelle-Flözgruppe auch einen Toneisensteinhorizont, dessen Erz lokal abgebaut wurde. Die maximale Mächtigkeit der Witten-Formation erreicht rund 660 m, wobei eine deutliche Mächtigkeitszunahme von Südosten nach Nordwesten feststellbar ist, was auf eine starke Subsidenz des Nordwestteils der Subvariszischen Saumtiefe zurückzuführen ist.

Es treten mehrere teils stärker, teils schwächer marin beeinflusste Horizonte auf. Zur Makrofauna dieser Horizonte gehören unter anderem Goniatiten, Pectiniden, Gastropoden, Brachiopden und Linguliden. Eindeutig marin sind nur die Goniatiten-führenden Sarnsbank- und Finefrau-Nebenbank-Horizonte. Der marine Einfluss in der Formation nimmt im Vergleich zu den Schichten der Sprockhövel-Formation ab und folgt damit dem generellen Trend vom Liegenden zum Hangenden in den Sedimenten der Ruhrkarbon-Gruppe.

Die Steinkohlen der Witten-Formation haben 8 bis 17 Prozent Flüchtige Bestandteile (Magerkohle). Die nach Nordwest feststellbare Mächtigkeitszunahme der Formation zeigt sich auch in der Aufspaltung zahlreicher Kohlenflöze, vor allem in der Abfolge von Flöz Mausegatt bis Finefrau. Besonders reine und mächtige Flöze finden sich aber vor allem im Südosten.

Die Formation enthält in ihrem unteren Abschnitt einige mächtige, teils konglomeratische Sandsteine, der obere Abschnitt der Witten-Formation ist dagegen Sandstein-ärmer (Abb. 7). Insgesamt liegt der Sandsteinanteil in der gesamten Schichtenfolge bei rund 30 Prozent (Drozdzewski & Koetter 2008). Es handelt sich bei ihnen um teils mächtige Rinnensande, die verzeigten Flusssystemen entstammen. So gehört der Finefrau-Sandstein im Liegenden von Flöz Finefrau zu den großräumig auftretenden Sandsteinen des Ruhrkarbons. Er ist sogar bis in das Münsterland und den niederländisch-belgischen Grenzraum nachweisbar. Im südlichen Ruhrgebiet tritt er in der Landschaft gebietsweise reliefbildend auf. Der Mausegatt-Sandstein unterhalb von Flöz Mausegatt wird dagegen als die Ablagerung eines mäandrierenden Flusssystems aufgefasst. Eine andere Interpretation deutet ihn als eine Delta- oder Ästuarbildung.

Bochum-Formation

Die Bochum-Formation umfasst den oberen Abschnitt des Westfal A. Sie reicht von der Basis des marinen Plaßhofsbank-Horizontes, der über dem Flöz Plashofsbank liegt, bis zur Basis des marinen Horizontes über Flöz Katharina (Abb. 11). Im Hangenden folgt die Essen-Formation, mit der das Westfal B beginnt. Die Bochum-Formation kann weiter unterteilt werden in die Untere, Mittlere und Obere Bochum-Formation.

Die Schichten der Bochum-Formation, die eine Mächtigkeit von maximal 800 m aufweisen, bestehen aus einer Wechselfolge von Ton-, Schluff- und teils konglomeratisch ausgebildeten Sandsteinen (Abb. 9 und 10). Zudem wird die Bochum-Formation von einer dichten Abfolge von Flözen durchzogen, was sie zum flözreichsten Teil des produktiven Oberkarbons macht, wobei die Flöze ungleich innerhalb der Schichtenfolge verteilt sind. Der untere Abschnitt der Formation ist eher flözarm, erst ab Flöz Sonnenschein beginnt eine dichte Flözführung mit zahlreichen ehemals abbauwürdigen Flözen. Ihre Steinkohlen haben einen Anteil an Flüchtigen Bestandteilen von 17 bis 30 Prozent (Fettkohle).

Im unteren Abschnitt der Bochum-Formation treten verstärkt Sandsteine auf. Teilweise haben diese Sandsteinhorizonte eine überregionale Verbreitung und sind dann, wie der konglomeratische Sandstein innerhalb der Schöttelchen-Flözgruppe, von stratigraphischer Bedeutung. Harte Sandsteine können auch als Reliefbildner hervortreten. Ab Flöz Sonnenschein bis zur Obergrenze der Formation sind Sandsteine dann seltener. Kennzeichnend für diese Sandsteine ist, dass sie horizontal nicht lange aushalten, sondern eher linsenförmig in eine feinkörnigere Schichtenfolge eingelagert sind.

Die Bochum-Formation entstand überwiegend unter nichtmarinen Ablagerungsbedingungen. Die schon in der Sprockhövel- und Witten-Formation zu erkennende Tendenz der abnehmenden marinen Beeinflussung setzt sich somit in den Schichten der Bochum-Formation fort.

In der Unteren Bochum-Formation treten noch vier marine Horizonte auf, die durch eine marine Makrofauna belegt sind. Im mittleren und höheren Abschnitt der Bochum-Formation zeigen entsprechende Mikro- und Makrofaunen das Auftreten von Brackwasserbedingungen. Eine Besonderheit sind Kaolin-Kohlentonsteine, die vermehrt im mittleren Abschnitt der Formation vorkommen und sich sehr gut als Leithorizonte verwenden lassen.

Essen-Formation

Die Essen-Formation umfasst den unteren Abschnitt des Westfal B. Sie reicht von der Basis des marinen Katharina-Horizontes bis an die Basis des marinen Domina-Horizontes und wird unterteilt in die Untere, Mittlere und Obere Essen-Formation. Im Hangenden von Flöz Grimberg 1 liegt die Grenze zwischen der Unteren und der Mittleren Essen-Formation. Das Hangende von Flöz Zollverein 1 wiederum bildet die Grenze von Mittlerer und Oberer Essen-Formation.

Die Schichten der Essen-Formation bestehen aus einer Abfolge von Ton- und Schluffsteinen, teils auch Sandsteinen und zahlreichen Steinkohlenflözen, die vor allem im mittleren und oberen Teil der Formation auftreten. Ab der Oberen Essen-Formation tragen die Flöze keine individuellen Bezeichnungen mehr, sondern werden mit Buchstaben gekennzeichnet. Die Sedimente der Formation entstanden weitgehend unter nichtmarinen Bedingungen. Nur die Basisschicht über Flöz Katharina enthält eine marine Makrofauna.

Verglichen mit der Bochum-Formation im Liegenden und der Horst-Formation im Hangenden sind die Schichten auffallend sandsteinarm und feinklastisch ausgebildet. Es kommen keine überregional verfolgbaren Sandsteine vor. Die Tonsteine sind bisweilen stark Pyrit-haltig. In der Mittleren Essen-Formation treten mehrere Kaolin-Tonsteinlagen auf, die sehr hilfreich sind für die stratigraphische Einordnung der Schichten.

Im unteren und mittleren Abschnitt der Formation findet sich in den feinklastischen Sedimenten oft eine individuenreiche nichtmarine Muschelfauna. In der Obere Essen-Formation gibt es Horizonte mit zahlreichen, gut erhaltenen Pflanzenfossilien.

Horst-Formation

Die Horst-Formation umfasst den oberen Abschnitt des Westfal B. Sie folgt im Hangenden der Essen-Formation und beginnt von der Basis des marinen Domina-Horizontes im Hangenden von Flöz L und reicht bis an die Basis des marinen Ägir-Horizontes. Die Formation kann weiter unterteilt werden in die Untere und die Obere Horst-Formation. Die Schichten der Horst-Formation streichen im Norden und Nordwesten des Ruhrgebietes an der Karbon-Oberfläche aus, liegen aber unter dem Deckgebirge und erreichen nicht die Geländeoberfläche.

Die Horst-Formation bildet eine Wechselfolge von tonigen oder sandigen Schluffsteinen mit Sandsteinen, in die Steinkohlenflözen eingeschaltet sind. Die Sandsteine sind teils geröllführend, weisen Mächtigkeitsschwankungen auf und besitzen meistens eine geringe laterale Verbreitung. Abgesehen vom marinen Domina-Horizont an der Basis handelt es sich um nichtmarine Schichten. Die Flöze zeigen lateral Mächtigkeitsschwankungen bis zum völligen Ausfall, außerdem Aufspaltungen und Scharungen. Viele Flöze waren nicht abbauwürdig.

Mittels Fossilien ist eine stratigraphische Korrelation kaum möglich, so dass in der Host-Formation auftretende Kaolin-Tonsteine, die allerdings in der Regel geringmächtig sind, für eine Parallelisierung verwendet werden.

Dorsten-Formation

Die Dorsten-Formation umfasst den unteren Abschnitt des Westfal C. An ihrer Basis liegt der marine Ägir-Horizont. Die Grenze zur Lembeck-Formation im Hangenden wird oberhalb der Niebelung-Flözgruppe gelegt. Die Formation wird in die Untere und Obere Dorsten-Formation unterteilt, wobei die Grenze im Hangenden von Flöz Hagen 1 gelegt wird. Verbreitet sind die Schichten im Kern der Lippe- und der Emscher-Hauptmulde. In der Lippe-Hauptmulde ist dabei das ganze Schichtprofil der Formation erhalten.

Abgesehen vom Ägir-Horizont an der Basis der Formation treten keine weiteren marinen Horizonte auf. Die übrigen Ablagerungen sind limnisch-fluviatile Bildungen. Zwar treten zahlreiche Flöze auf, diese sind jedoch meistens unrein und durch laterale Faziesänderungen gekennzeichnet. Neben Ton- und Schluffsteinen finden sich viele, teils konglomeratische Sandsteine. Für eine stratigraphische Korrelation können Kaolin-Tonsteine genutzt werden, die in verschiedenen Positionen innerhalb der Dorsten-Formation auftreten.

Lembeck-Formation

Die Lembeck-Formation gehört zeitlich in das Westfal C. Sie ist die jüngste flözführende Formation des Ruhrkarbons. Unterlagert wird sie von der Dorsten-Formation und beginnt an der Obergrenze der Nibelung-Flözgruppe. Im Ruhrgebiet ist die Lembeck-Formation nur kleinräumig und nur noch ihr unterer Abschnitt anzutreffen, da die höheren Bereiche bereits früh abgetragen wurden und diskordant von permischen Sedimenten überlagert werden. Anstehend an der Karbon-Oberfläche, aber vom Deckgebirge überlagert, liegen Schichten der Lembeck-Formation kleinräumig im Kern der Lippe-Hauptmulde.

In der Raesfelder Mulde, im Übergangsbereich vom Ruhrgebiet zum Münsterland, wurde eine Mächtigkeit von 420 m ab Basis der Lembeck-Formation erbohrt. Im Raum Ibbenbüren, wo die Lembeck-Formation vollständig bis zur Hangendgrenze erhalten geblieben ist, wird die Grenze zur Osnabrück-Formation oberhalb von Flöz Ziu gelegt. Mit der Osnabrück-Formation endet das Produktive Oberkarbon.

Die Schichten der Lembeck-Formation, die weitgehend limnischer Entstehung sind, bestehen aus Sand- und Schluffsteinen mit eingelagerten Steinkohlenflözen. Die zahlreichen Sandsteine sind zum Teil konglomeratisch ausgebildet. Die Flöze waren nicht abbauwürdig.

Literatur

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