Original paper

Tertiary relief development of the central Harz Mountains and the information given by the analyses of karst sediments

König, Wolfram; Schmidt, Karl-Heinz; Frühauf, Manfred

Abstract

The formation and age of high level planation surfaces is discussed in the context of relief development in the Harz Mountains in Cenozoic times. The plateau of Elbingerode shows special geological and geomorphological conditions, because Devonian limestone crops out and a karst relief has developed preserving Cenozoic sediment residuals.Two sedimentary deposits near Hartenberg (510 m a.s.l.) and north of Hüttenrode (475 m a.s.l.) were investigated in greater detail. They are located near the divide between the catchments directly draining the northern margin of the Harz Mountains and the tributaries to the Bode River. Lignite from the Hartenberg profile was dated as Oligocene by palynological analysis. At both sites muscovite-bearing fine sands have very good to good sortings that give evidence of a sedimentation in littoral, lagoonal, estuarine or lacustrine shallow water environments. It is assumed, that the fine sands were deposited, when a planation surface close to base level was in existence in the central Harz Mountains.A comparison with the Oligocene to Miocene marine fine sands rich in mica in the foreland of the Harz Mountains (190-260 m a.s.l.) supports this assumption. There is no ultimate evidence of a marine influence on the fine sand deposits in the central Harz Mountains, but many arguments support the conclusion, that they were deposited in a sedimentation area close to a coast line within the Oligocene to Miocene time periods just as the fine sands in other uplands of Western and Central Germany.

Kurzfassung

Die Entstehung und das Alter der Hochflächen im Harz wird im Zusammenhang mit der Reliefentwicklung des Mittelgebirges im Känozoikum diskutiert. Die Elbingeröder Hochfläche ist durch besondere geologische und geomorphologische Bedingungen gekennzeichnet. Aufgrund der Löslichkeit der anstehenden devonischen Massenkalke ist ein Karstrelief entwickelt, in dessen Hohlformen Relikte von känozoischen Sedimenten erhalten sind.Zwei Sedimentvorkommen, am Hartenberg (510 m NN) und nördlich von Hüttenrode (475 m NN), wurden genauer untersucht. Sie sind nahe der Wasserscheide zwischen dem Einzugsgebiet der Bode und den Einzugsgebieten der Fließgewässer des nördlichen Harzrandes gelegen. Braunkohle aus dem Hartenberg-Profil wurde erstmalig palynologisch ins Oligozän datiert. Für die muskovithaltigen Feinsande beider Standorte wurden sehr gute bis gute Sortierungswerte berechnet, aus denen eine littorale, lagunäre, ästuarine oder limnische Sedimentation in flachem Wasser abgeleitet werden kann. Die Sande wurden vermutlich abgelagert, als im Mittelharz ein flachwelliges Relief nahe der Erosionbasis existierte.Eine vergleichende Betrachtung mit den oligozänen bis miozänen marinen glimmerhaltigen Feinsanden im Zechsteinausstrich des nördlichen Harzvorlandes (190-260 m NN) bestärkt diese Annahme. Es gibt keinen endgültigen Beweis für die marine Beeinflussung der Feinsandvorkommen im Mittelharz, aber viele Argumente stützen die Schlussfolgerung, dass sie ebenfalls in einem küstennahen Sedimentationsraum in dem Zeitraum vom Oligozän bis Miozän abgelagert wurden. Diese Befunde im Harz decken sich mit Erkenntnissen aus anderen Mittelgebirgen inWestdeutschland.

Keywords

relief developmenthigh level planation surfacestertiary karst depositsgranulometric analysesbiostratigraphical datingparticle-size distributioncentral harz mountains