Steinbruch Heeseberg bei Jerxheim – Oolithe und Stromatolithe des Unteren Buntsandsteins

Stromatolith aus dem Unteren Buntsandstein

In mehreren aufgelassenen Steinbrüche stehen auf dem Heeseberg Ton-, Silt- und Sandsteine sowie eingeschaltete Rogensteine (Oolithe) und Stromatolithe des Unteren Buntsandsteins an. Aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Fischrogen werden die Oolithe des Unteren Buntsandsteins in Deutschland traditionell als Rogensteine bezeichnet. In der Abfolge treten ebenfalls Stromatolithen auf, die durch die Kalkausfällung durch Mikroorganismen gebildet wurden (siehe nebenstehendes Foto).

Die Buntsandstein-Abfolge des Germanischen Beckens wurde ein einem flachen abflusslosen Becken bei einem vorherrschend warmen Klima gebildet. Aus den Hochlagen wurden klastische Sedimente in das Becken transportiert, während sich bei geringen Sedimenteinträgen Stromatolithen-Kolonien wuchsen und sich Oolithe in Zonen geringer Wassertiefen ablagerten.

Auf dem Heeseberg ist ein Geopfad des Geoparks Harz.Braunschweiger Land.Ostfalen eingerichtet. Die ehemaligen Steinbrüche sind auf einer Hinweistafel am Parkplatz dargestellt.

Lage des Aufschlusses

Der Aufschluss befindet sich ca. 18,5 km südwestlich von Helmstedt und ca. 1,0 km nördlich von Beierstedt. Die Ortschaft Jerxheim befindet sich in einer Entfernung von ca. 2,7 km. Am Heeseberg befinden sich mehrere aufgelassene Steinbrüche.

Karte des Heesebergs. Markiert ist der Steinbruch des Geopfads mit der Nummer 6.

Anfahrt:

Veranstaltungsstätte Hese5
Am Heeseberg 5
38381 Jerxheim
Niedersachsen

Von der Autobahn A 2 die Abfahrt Helmstedt-West (Nr. 61) nehmen und der Bundesstraße B 244 über Schöningen bis nach Jerxheim folgen. Am Ortsende von Jerxheim rechts auf die K 28 abbiegen, nach wenigen Metern einem kleinen Weg zur Gaststätte Hese5 folgen. Nach dem Parken dem Waldweg in Richtung des gut sichtbaren Aussichtsturms folgen. Am Waldweg sind gut sichtbare Hinweisschilder zu den Steinbrüchen angebracht.

Lithologie: Gesteinsbeschreibung

Rogensteine im Unteren Buntsandstein des Heesebergs (hier als Baustein im Aussichtsturm).

Im Steinbruch Heeseberg ist eine Abfolge des Unteren Buntsandsteins in einer Mächtigkeit von ca. 7 m aufgeschlossen. Die unteren 6 m bestehen aus Oolithen, in die wenige dünne Tonlagen und kleinere Stromatolithen eingeschaltet sind. Untergeordnet treten in der oolithischen Abfolge Sandsteine auf. Der obere Aufschlussteil (ca. 1 m) besteht ausschließlich aus größeren Stromatolithen.

Die Sandsteine setzen sich aus fein- bis mittelkörnigen Sandkörnern zusammen und sind gut sortiert. Die Mächtigkeit der Sandsteinlagen beträgt einige Zentimeter bis einige zehner Zentimeter. Typisch für den Buntsandstein ist seine rote Farbe, die durch den Gehalt an oxidiertem Eisen (Fe³⁺) verursacht wird. Im Gestein liegt Eisen daher als Hämatit vor.

Die Oolithe bestehen aus Ooiden, die eine calcitische Zusammensetzung haben. Die Ooide zeigen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,3 mm, allerdings treten in diesem Aufschluss auch Ooide mit Durchmessern von mehr als einem Zentimeter auf. Die Oolithe treten in relativ reinen Oolith-Bänken mit Mächtigkeiten von mehr als 10 cm auf und sind geschichtet und gradiert. Jedoch bestehen die Bänke aus mehreren Rippellagen. Die verschiedenen Lagen sind durch dünne Ton-Horizonte getrennt. An der Basis der Oolithbänke treten Trockenrisse auf, die deutlich machen, dass die Oolithe auf einem trockengefallenen Untergrund abgelagert wurden. Aufgrund der Ähnlichkeit mit Fischrogen werden die Oolithe des Unteren Buntsandsteins traditionell als Rogensteine bezeichnet.

Aussichtsturm auf dem Heeseberg

Die Stromatolithe treten an den Oberkanten der Oolithbänke auf und erreichen Mächtigkeiten von wenige Millimeter bis zu ca. 1,2 m in der obersten Schicht im Steinbruch Heeseberg. Es können einzelne Stromatolithen in Rippelfeldern aus Ooiden auftreten, die eine Höhe von 15 bis 30 cm erreichen. Die Stromatolithen bilden sich bevorzugt auf kleinen Erhebungen, z. B. sind Stromatolithen auf Rippelkämmen der Oolithe mächtiger und keilen in den Tälern aus.

Das Auftreten von Oolithen und Stromatolithen endet plötzlich mit dem Einsetzen der klastischen Sedimentation von roten Ton- und Sandsteinen im Hangenden der obersten Stromatolithenschicht.

Die Oolithe und Stromatolithe wurden als Bausteine für den Turm auf dem Heeseberg verwendet. Die Stromatolithen bilden dabei markante Elemente am Treppenaufgang und im unteren Teil des Turms.

Genese

Steinbruch auf dem Heeseberg (Punkt Nr. 6 des Geopfades)

Nachdem das Zechstein-Becken von Sedimenten verfüllt wurde, blieb im Buntsandstein ein ausgedehntes flaches Becken zurück, das als Zentraleuropäisches Becken bezeichnet wird. Das Beckenzentrum füllte sich mit Wasser und es bildete sich ein flacher See der Süßwasser bis Brackwasser enthielt, da das Becken keinen Abfluss hatte (endorheisches Becken) und so der Salzgehalt im Wasser zunahm. Solch ein Bereich nahe der Küstenlinie wird als Inland-Sabkha bezeichnet. Typischerweise sind die Sedimentationsraten sehr niedrig. Bei diesen niedrigenergetischen Bedingungen wurden feinkörnige Sedimente (Ton- und Siltsteine) abgelagert. Da das Becken sehr flach war und nur ein sehr geringes Relief aufwies, waren die Ablagerungsbedingungen sehr einheitlich. Im Beckenzentrum konnten sich in flachem Wasser bei Wellenbewegungen in Untiefenzonen Ooide durch Kalkausfällung bilden.

Die feinkörnigen Sedimente (Ton- und Silststeine) wurden bei geringer Strömungs- und Wellenenergie abgelagert. Auftretende Trockenrisse weisen auf die Austrocknung des Beckens hin. Die gebildeten Trockenrisse wurden bei einem Wasseranstieg mit feinkörnigem Material und Tonklasten verfüllt. Da in den Tonsteinen Spurenfossilien fehlen, hat keine Durchwühlung des Sediments durch Organismen (Bioturbation) stattgefunden. Daher herrschten bei Ablagerung der feinkörnigen Sedimente lebensfeindliche Bedingungen vor. Daher muss das Wasser im Germanischen Becken einen erhöhten Salzgehalt aufgewiesen haben.

Stromatolithen im Querschnitt im Steinbruch des Geopfades (Punkt Nr. 6)

Stromatolithen entstehen durch kalkabscheidende Prozesse, die von Mikroorganismen (Cyanobakterien) verursacht werden. In flachem, warmem Wasser bilden sich Biofilme aus Bakterien und Mikroorganismen. Die Biofilme fangen Sedimentpartikel ein und sind so am Aufbau der Stromatolithe beteiligt. Die Mikroorganismen bilden zumindest äußerlich blumenkohlähnliche Formen. Im Inneren sind Stromatolithen feingeschichtet und haben einen schaligen Aufbau.

Der Untere Buntsandstein ist eine der fossilärmsten Formationen im Germanischen Becken. Lediglich kommen Fossilien von Muschelschalern und Muschelkrebsen vor. Das Fehlen von Fossilien kann auf die langsame Erholung der Fauna nach dem Aussterbeereignis an der Perm/Trias-Grenze, schnell wechselnde Ablagerungs- bzw. Umweltbedingungen oder erhöhte Salzgehalte im Wasser zurückgeführt werden.