Geologie des Stadtgebietes von Mülheim

Karbon

Im Untergrund des gesamten Ruhrgebietes finden sich mächtige Ablagerungen des Karbons, die im Süden des Ruhrgebietes auch die Oberfläche erreichen. Die Karbon-Schichten, die im Rahmen der Variszischen Gebirgsbildung gefaltet wurden, werden in Richtung Norden von einem zunehmend mächtigeren Deckgebirge überdeckt.

Nur im Süden und Südwesten der Stadt Mülheim reicht das Karbon auf beiden Seiten der Ruhr bis an die Oberfläche. Dabei handelt es sich um Gesteine der Namur-Stufe, die meistens unter geringer Löss- oder Grundmoränenbedeckung liegen, teilweise aber auch direkt anstehen. Die nach Norden hin abtauchende Karbon-Oberfläche erreicht in den nördlichen Stadtteilen nirgendwo mehr die Geländeoberfläche.

Unterkarbon

Im Unterkarbon war das heutige Ruhrgebiet Teil des Rhenoherzynischen Beckens. Plattentektonisch war dieses Becken Teil des Kleinkontinentes Avalonia, der im Rahmen der Kaledonischen Gebirgsbildung mit anderen Platten zu einer Landmasse kollidiert war, die als Laurussia oder Old-Red-Kontinent bezeichnet wird.

Das Rhenoherzynische Becken war dem in Nordeuropa gelegenen Old-Red-Kontinent südöstlich vorgelagert und vertiefte sich zu Beginn des Unterkarbons und griff nach Norden und Nordwesten vor (GRABERT 1998). Dabei entwickelten sich im Becken zwei unterschiedliche Faziesbereich. Im Nordwesten bildeten sich karbonathaltige, fossilreiche Flachwasserkalke, die als Kohlenkalk-Fazies bezeichnet werden. Weiter im Südosten und somit in größerer Küstenferne kamen Alaun- und Kieselschiefer, Tuffe und Grauwacken zur Ablagerung. Dieser Bereich wird als Kulm-Fazies bezeichnet. Die Grenze beider Faziesräume lag im westlichen Ruhrgebiet und damit etwa im Raum Mülheim.

Oberkarbon

Das Rhenoherzynische Becken bildete den Nordrand eines größeren Meeres, das als Rheischer Ozean bezeichnet wird. Dieser Ozean wurde im Verlauf des Karbons durch die Nordwanderung des Gondwana-Kontinents allmählich geschlossen. Gondwana und weitere vorgelagerte Mikroplatten kollidierten mit Avalonia, der ehemalige Meeresraum wurde als Gebirge herausgehoben.

Während im Devon und Unterkarbon der Sedimenteintrag vor allem aus nördlicher Richtung in das Rhenoherzynische Becken kam, änderte sich dies im Oberkarbon. Jetzt lieferte das gehobene Land im Süden den meisten Sedimenteintrag. Mit der Heraushebung der im Rhenoherzynischen Trog angehäuften Sedimente wurde das Meer schließlich auf einen schmalen, nördlich des aufsteigenden Gebirges gelegenen Streifen begrenzt, der als Subvariszische Saumtiefe bezeichnet wird (Abb. 1).

Die Schichten der Subvariszischen Saumtiefe entstanden als Ablagerungen eines langgezogenen Beckens, das sich von England, Nordfrankreich und Belgien über das Ruhrgebiet bis nach Osteuropa erstreckte. Das Becken nahm den Abtragungsschutt des aufsteigenden Variszischen Gebirges auf und konnte über lange Zeiträume im Oberkarbon ein Gleichgewicht zwischen Absenkung und Sedimentauffüllung wahren. Es bildete sich eine flache Küstenebene, in der sich unter tropischen Klimabedingungen große Moorgebiete ausbreiten konnten. Diese Ebene war gekennzeichnet durch hohe Grundwasserstände und gelegentliche Meereseinbrüche, wobei der marine Einfluss im Verlauf des Oberkarbons abnahm.

Abb. 1: Paläogeographie des Oberkarbons im nördlichen Mitteleuropa

In diesem Ablagerungsraum entstand ein mehrere tausend Meter mächtiger klastisch-organogener Schichtstapel, der gegen Ende des Oberkarbons verfaltet wurde. Die Sedimente wurden dabei durch die Druck- und Wärmeerhöhung verdichtet und aus den Torflagen entstanden Kohlenflöze, die für die wirtschaftliche Entwicklung des Ruhrgebietes von überragender Bedeutung waren.

Das Oberkarbon im Mülheimer Stadtgebiet beginnt mit dem Namur B, das in seinem unteren Abschnitt noch flözleer ist. Gesteine aus dieser Zeit sind auf der Westseite des Ruhrtals verbreitet, allerdings nur selten aufgeschlossen. Es handelt sich überwiegend um eine Wechselfolge aus Grauwacken, Sandsteinen, Ton- und Schluffsteinen.

Im höheren Namur B setzt in der Kaisberg-Formation und anschließend in der Sprockhövel-Formation die Flözführung im Ruhrkarbon ein. Das Meer war einer Küstenebene gewichen. Damit endete ein seit dem Devon andauernder fast ausschließlich marin geprägter Zeitabschnitt. In die Ton-, Schluff- und Sandsteinabfolge sind immer wieder Steinkohlenflöze eingelagert. Zudem sind konglomeratische Sandsteine und mehrere marine bzw. marin beeinflusste Horizonte eingeschaltet. Schichten aus dem Namur streichen an der Karbon-Oberfläche im Westen und Süden Mülheims großräumig aus oder liegen oberflächennah in geringer Tiefe.

Die Witten-Formation aus dem Westfal A beginnt mit dem marinen Sarnsbank-Horizont und endet unterhalb des ebenfalls marinen Plaßhofsbank-Horizontes (Abb. 2). Der marine Einfluss ist geringer als in der Sprockhövel-Formation. Die Witten-Formation bildet eine Folge von Ton-, Schluff- und Sandsteinen. Letztere können teilweise konglomeratisch sein, wie z.B. der Finefrau-Sandstein. Die Sandsteine werden als Küsten- oder Deltaablagerungen gedeutet. In die Witten-Formation sind zahlreiche Kohlenflözen eingeschaltet. Schichten der Witten-Formation sind in der Regel unter Löss bedeckt und damit nicht unmittelbar an der Oberfläche aufgeschlossen. Im Untergrund des östlichen Stadtgebietes sind sie im Zentrum der Essener Mulde, deren Muldenzentrum sie aufbauen, weiträumig vorhanden.

Abb. 2: Stratigraphie Westfal A für das Ruhrgebiet
Grafik aus JANSEN & DROZDZEWSKI (1986), verändert

Die Bochum-Formation gehört in das Obere Westfal A (Abb. 2). Ähnlich wie die Witten-Formation handelt es sich um eine Abfolge von Ton-, Schluff- und Sandsteinen mit zahlreichen Einschaltungen von Steinkohlenflözen. Die Formation beginnt mit dem marinen Plaßhofsbank-Horizont und endet unmittelbar unter dem marinen Katharina-Horizont. Die im mittleren Teil der Schichtenfolge enthaltenen Kaolin-Kohlentonsteine stellen wichtige stratigraphische Leithorizonte dar. Schichten der Bochum-Formation streichen nirgendwo an der Oberfläche aus.

Jüngere Ablagerungen des Oberkarbons, wie sie etwa aus dem benachbarten Essen bekannt sind, fehlen im Untergrund von Mülheim bereits, da diese Schichten nach der Heraushebung des Variszischen Gebirges erodiert wurden.