Geologie von Dresden

Lage, Aufbau und Entwicklung

Dresdens Geologie wird oberflächennah vor allem durch Ablagerungen der Eiszeiten geprägt. Im Elbtal herrschen fluviatile, also von Flüssen abgelagerte Sedimente vor. Am südlichen Talhang liegen häufig äolische, vom Wind transportierte Sedimente wie Löss und Lösslehm. Im Süden und Südwesten treten ältere Gesteine an die Oberfläche, darunter kreidezeitlicher Pläner, permische Sediment- und Vulkangesteine sowie variszische Tiefengesteine. In den höher gelegenen nördlichen Stadtteilen stehen proterozoische Granitoide oberflächennah an. Das breite Elbtal sowie die angrenzenden Talhänge, Hochflächen und Höhenzüge bestimmen die Geländeform.

Die kristalline Basis gehört zum Saxothuringikum am Nordrand des Moldanubikums und damit zum Böhmischen Massiv und zu den west- und mitteleuropäischen Varisziden. Der größte Teil Dresdens liegt in der Elbezone, einem nordwest–südöstlich verlaufenden, von Überschiebungen und Verwerfungen geprägten Strukturelement. Sie entstand durch gegenläufige Bewegungen des Lausitzer Antiklinoriums und des Erzgebirgs-Antiklinoriums im Oberkarbon. Dresden liegt zwischen beziehungsweise an mehreren Einheiten: Lausitzer Granodioritkomplex, Elbtal-Schiefergebirge, Erzgebirgs-Zentralzone, Döhlen-Senke und Meißner Massiv. Lokale Strukturen sind die Weißiger Senke mit rotliegenden und kreidezeitlichen Gesteinen sowie die nur durch Bohrungen und untertägige Aufschlüsse bekannte Briesnitz-Senke.

Nach der variszischen Gebirgsbildung wurde Mitteleuropa seit dem frühen Perm zunächst von Dehnungstektonik geprägt. Später führten die alpidische Gebirgsbildung sowie die Öffnung des Atlantiks zu Kompressions- und Scherbewegungen. In der Oberkreide sank der Raum zwischen Lausitzer und Mittelsächsischer Störung grabenartig ab. Ein Arm des Kreidemeeres lagerte im Osten sandige Sedimente und weiter westlich zwischen Pirna und Meißen den tonig-mergeligen, kalkhaltigen Pläner ab. Seit dem Ende der Oberkreide entwickelte sich entlang der Lausitzer Störung das heutige Elbtal. Weitere Absenkungen im Tertiär und Pleistozän ermöglichten das Vordringen des elsterkaltzeitlichen Inlandeises. Erosion formte rechts der Elbe steile Kerbtäler, die sogenannten Gründe, und lenkte links der Elbe osterzgebirgische Flüsse im Unterlauf nahezu rechtwinklig zum Elbtal ab.

Tektonik und Gesteinsstockwerke

Das wichtigste tektonische Element ist die Lausitzer Störung oder Lausitzer Überschiebung. Sie verläuft ungefähr parallel zur Elbe und prägt das Landschaftsbild. Gemeinsam mit der Westlausitzer Störung streicht sie nordwest–südöstlich und begrenzt die Elbezone zum Lausitzer Massiv. Anhaltende Bewegungen bewirken, dass die älteren Granodiorite des Lausitzer Massivs höher liegen als die jüngeren Kreidegesteine. Südwestlich verlaufen parallel dazu die Weesensteiner, Mittelsächsische und Karsdorfer Störung. Die Mittelsächsische Störung trennt das Erzgebirgskristallin vom schwächer metamorphen Fundament der Elbezone und versetzt dieses als rechtslaterale Seitenverschiebung um 80 bis 90 km nach Südosten. Querstörungen versetzen Schichten zusätzlich horizontal und vertikal im Dekameterbereich.

Der Untergrund wird in drei Stockwerke gegliedert. Das Grundgebirgsstockwerk besteht aus gefalteten, unterschiedlich stark metamorphen und von Plutoniten sowie Anatexiten durchsetzten präkambrischen und paläozoischen Gesteinen. Im Nordosten treten neoproterozoische Granodiorite des Lausitzer Komplexes auf. Südwestlich der Westlausitzer Störung liegen unter anderem Grauwacken der Weesensteiner Gruppe, der cadomische Dohnaer Granodiorit, altpaläozoische Serien und variszische Monzonit-Intrusionen des Meißner Massivs. Monzonit ist im Weißeritztal, Dohnaer Granodiorit am Gamighübel aufgeschlossen.

Das Übergangs- oder Molassestockwerk der Döhlen-Senke erscheint nur im äußersten Südwesten. Seine Abfolge reicht vom Oberkarbon bis zum Oberrotliegenden und umfasst Schluff- und Sandsteine, Konglomerate und Arkosen sowie eingeschaltete Tuffe und Rhyolite. In tieferen Teilen kommen uranführende Steinkohlen vor.

Das Deckgebirgsstockwerk enthält Oberkreide-Sedimente der Elbe-Senke und quartäre Lockergesteine. Cenomaner Sandstein wird nach Nordosten von Pläner des Turon bis Coniac überlagert. Die quartäre Decke ist meist wenige Meter bis etwa 25 m, in der Dresdner Heide örtlich 70 m mächtig. Elsterkaltzeitliches Eis überfuhr das heutige Stadtgebiet zweimal; möglicherweise erreichte auch Eis des älteren Saale-Stadiums den Nordwesten. Die Elbe nutzt ihren heutigen Lauf seit dem zweiten Elster-Eisvorstoß. Ihre Talweitung enthält daher überwiegend Ablagerungen vom Elster-2-Stadium bis zum Holozän. Im Süden liegen Grundmoränen und Schmelzwasserbildungen, an südlichen Hängen weichselkaltzeitlicher Löss und Lösslehm. Saalekaltzeitliche Schmelzwässer lagerten im Nordosten den Heidesand ab, aus dem während der Weichsel-Kaltzeit die Dünen der Dresdner Heide entstanden.

Bodenentwicklung und Bodentypen

Gletscher, Schmelzwässer, Flüsse, Wind und periglaziale Vorgänge formten die Dresdner Böden. Feinmaterial wie Ton, Schluff und Feinsand wurde aus Schotterablagerungen ausgeblasen und besonders im Süden wieder abgelagert. In sommerlichen Tauphasen rutschten oder flossen wassergesättigte Schichten über gefrorenem Untergrund und vermischten sich. Die jüngsten Substrate liegen in den Auen: Dort bedecken wechselnd humose Schichten pleistozäne Kiese. Hochmittelalterliche Rodungen verstärkten die Erosion im südlichen Mittelgebirge und damit die Ablagerung von Auesedimenten. Der überwiegende Teil des heutigen Bodensubstrats entstand erst nach dem Höhepunkt der Weichselkaltzeit. Seit dem Neolithikum wurden die ursprünglich vielfältigen Böden durch Besiedlung und intensive Nutzung großflächig verändert.

Dresden gehört zur Bodengroßlandschaft der „Lösslandschaften des Berglandes“. Die Elbtalweitung bildet eine eigene Bodenlandschaft. In noch regelmäßig überfluteten Bereichen kommen Vega aus Auenschluff oder Auensand sowie Gley-Vega über Fluvikiessand vor. Auf nicht mehr überfluteten Niederterrassen finden sich unter anderem Vega, Haftnässe-Pseudogley, Gley-Pseudogley, Braunerde und Braunerdegley. Im Lausitzer Lösshügelland herrschen auf verwittertem, skelettreichem Ausgangsgestein Braunerden, Podsol-Braunerden und Gleye vor; im basenarmen Heidesandgebiet außerdem Pseudogleye. Südliche Hänge und Plateaus tragen vor allem Parabraunerden und Pseudogley-Parabraunerden aus Löss und Lössderivaten. Im östlichen Bereich treten meist pseudovergleyte Braunerden und Parabraunerden auf.

Grundwasser

In Dresden bestehen zwei hydraulisch voneinander getrennte Grundwasserstockwerke. Der untere Horizont, der „kretazische Komplex“, liegt in rotliegenden und kreidezeitlichen Sedimenten. Nahe der Lausitzer Überschiebung ist er mehr als 400 m mächtig, im Stadtzentrum 150 bis 200 m. Für die Wassergewinnung werden jedoch nur die oberen 40 bis 100 m erschlossen. In fein- und mittelkörnigen Sandsteinen steht das Wasser artesisch unter Druck. Eine Bohrung am Albertplatz erreichte 1837 in 240 m Tiefe die Kreidebasis und lieferte anfangs 8,5 l/s artesisches Wasser. Vermutlich strömt dieses Grundwasser vom südlichen Neubildungsgebiet nach Norden und tritt an der Lausitzer Überschiebung in das Quartär über. Es wird derzeit nicht als Trinkwasser gefördert, sondern wegen seiner geschützten Lage als strategische Reserve bewahrt.

Der obere Horizont liegt in pleistozänen Sanden und Kiesen des unmittelbaren Elbtals und wird stellenweise von wenig durchlässigem Auelehm bedeckt. Er wird im Norden durch die Lausitzer Überschiebung und im Süden durch Hochlagen des kreidezeitlichen Plänermergels begrenzt. Normalerweise fließt sein Wasser zur Elbe. Bei Elbehochwasser kann sich die Fließrichtung umkehren, sodass Flusswasser in den Untergrund gelangt. Auch Wasserhaltungen auf Baustellen und die Grundwasserförderung verändern das Strömungsbild. Einzelbrunnen und Brunnengalerien fördern ungefähr 22.000 m³ Trink- und Brauchwasser pro Tag; zahlreiche automatische Messstellen überwachen den Grundwasserspiegel.

Baugrund, Altbergbau und Erdbeben

Ingenieurgeologisch wird zwischen Fest- und Lockergesteinen unterschieden; allgemeine Angaben ersetzen kein standortbezogenes Baugrund- oder geotechnisches Gutachten. Verwitterungsbeständige Festgesteine wie Granodiorit, Monzonit, Andesit und Grauwacke besitzen hohe Festigkeit, sind frostsicher und auch für große Lasten geeignet. Klüfte und Schieferungsflächen können an Steilhängen jedoch Felsstürze und Geländebrüche begünstigen. Die Gesteine gehören je nach Verwitterung zu den Bodenklassen 6 bis 7. Weniger beständige Tuffe, Tuffite, Schiefertone sowie Mergel-, Ton- und Schluffsteine verlieren bei Verwitterung stark an Festigkeit. Ihre Verwitterungszone kann mehr als 5 m tief sein; für höhere Lasten sind geeignete Gründungen nötig.

Organische Böden in verlandeten Altwasserläufen sind frostempfindlich, praktisch nicht tragfähig und müssen als Baugrund ausgetauscht werden. Feinkörnige Aue- und Tallehme sind stark zusammendrückbar und nur gering bis mäßig tragfähig; Wasser kann ihre Konsistenz weiter verschlechtern. Lösslehm kann bei mindestens steifer Konsistenz abhängig von der Last bedingt geeignet sein. Geschiebelehm besitzt meist mittlere bis gute Tragfähigkeit, ist aber uneinheitlich und wasserempfindlich. Bindiger Verwitterungslehm ist mäßig, tieferer Verwitterungsschutt meist gut tragfähig. Hangschutt trägt im Allgemeinen gut, kann aber zeitweise Schichtwasser führen. Grobkörnige Fluss- und Schmelzwassersande sowie Kiese sind überwiegend frost- und witterungsunempfindlich und gut tragfähig. Enggestufter Heidesand mit weniger als 5 % Feinkorn trägt gut, lässt sich jedoch schlecht verdichten und kann bei dynamischer Belastung ausfließen.

Im südwestlichen Gittersee liegen alte Gruben des Reviers Freital-Burgk. Dort wurde seit dem 16. Jahrhundert Steinkohle aus Rotliegend-Sedimenten gewonnen; wegen ihres Urangehalts betrieb die Wismut AG/SDAG von 1945 bis 1989 Bergbau. Der im 19. Jahrhundert angelegte Tiefe Elbstollen entwässert die Gruben noch heute. Tagesbrüche und Senkungen müssen bei Bauvorhaben berücksichtigt werden. Nach DIN 4149 liegt Dresden nicht in einem Gebiet relevanter Erdbebengefährdung. Leichte Beben aus dem Egertalgraben können dennoch bis Dresden wahrgenommen werden.

Rohstoffe und sichtbare Aufschlüsse

Festgesteine und quartäre Ablagerungen lieferten früher in zahlreichen Steinbrüchen sowie Sand-, Kies- und Lehmgruben Baustoffe. Verwendet wurden unter anderem Sandstein, Pläner und Kalkstein. Heute werden vor allem pleistozäne Sande der Hellerberge gewonnen.

Monzonit aus dem Plauenschen Grund diente zur Herstellung von Schotter, Splitt, Mauer- und Pflastersteinen sowie Packlagern. Von 1963 bis 1970 waren noch der Ratssteinbruch in Dölzschen und der Steinbruch „Heidenschanze“ in Coschütz in Betrieb; zusammen lieferten sie jährlich bis zu 70.000 t Material für Betonzuschläge und Straßenbau. Granodiorit im Nordosten wurde früher ebenfalls gebrochen, ist heute aber aus Landschafts- und Naturschutzgründen von der Nutzung ausgeschlossen.

Saaleglaziale Schmelzwassersande erreichen an den Hellerbergen bis zu 60 m Mächtigkeit. Die Fein- bis Mittelsande eignen sich für Kalksandstein, Mauer-, Putz- und Mörtelsand. Die Lagerstätte am Augustusweg enthält ungefähr 100 Millionen Tonnen. Ihr Material besitzt über 90 % Quarz, wenig Fein- und Kieskorn und eine hohe Homogenität. Eiszeitliche Sande und Kiese wurden außerdem in Dobritz, Leuben und Kaditz bis zu 15 m mächtig abgebaut; ehemalige Kiesgruben dienen heute als Badegewässer. Löss, Lösslehm und Hanglehm wurden am südöstlichen Elbtalhang in bis zu 10 m mächtigen Schichten zusammen mit Plänermergel zu Ziegeln verarbeitet. 1994 endete der wirtschaftliche Abbau; Lehm wurde danach vereinzelt noch als Dichtungsmaterial genutzt.

Typische sichtbare Aufschlüsse sind der Ratssteinbruch mit Pläner über Monzonit, Monzonit im Plauenschen Grund und Tännichtgrund, Granodiorit an der Mordgrundbrücke und am Prießnitz-Wasserfall, Porphyrit am Hutberg bei Weißig sowie Heidesand an der Prießnitz. Der „Hohe Stein“ in Plauen ist eine Monzonitklippe mit Brandungstaschen des marinen Cenomans.