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Tagungsband
Geosymposium
150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen

2 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen

 
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 3
4
Danksagung
6 Grußworte
11 Tagungsbeiträge
13
Georessourcen & Nachhaltigkeit – Widerspruch oder Chance für die Zukunft?
Jörg Matschullat
18
Der Sächsische Geologische Dienst – Tradition und Zukunft
Katrin Kleeberg
21
Zukunft der Steine- und Erden-Industrie in Deutschland
Bert Vulpius
31
Kluftgrundwasserleiter und Wasserspeicher – Herausforderungen an die Wasserwirtschaft
Traugott Scheytt
33
Geogefahren durch die Interaktion von Mensch und Natur
Peter Dommaschk
38
Geologie 150 oder 4.0? – keine Zukunft ohne (geistige) Erneuerung
Jens Richter
41
Vom Bohrloch zum 3D-Modell – Wie entsteht ein digitales Abbild des geologischen Untergrundes?
Sascha Görne
52
Digitalisierung in der Rohstofferkundung: Von der Intuition zu quantitativer hybrider Datenanalyse
Andreas Barth, Martin Köhler, Peggy Hielscher, Hartmut Kühne, Andreas Brosig, Andreas Knobloch, Andreas Kempe,
Peter Bock
61 Gastbeitrag
62
Lumineszenz eines kulturhistorischen Erbes: Der Topas vom Schneckenstein, Sachsen, Deutschland
Manuela Zeug, Lutz Nasdala, Chutimun Chanmuang N., Manfred Wildner, Christoph Hauzenberger
67 Projekte
68
Digitales Grafisches Datenmanagement als Kernelement der Erkundungsplanung für die Eisenbahn-
Neubaustrecke Dresden – Prag
Lisa Thiele, Sabine Kulikov
74
GeoMAP – Geologische, hydrogeologische und geomechanische Modellierungs-, Visualisierungs-
und Prognosewerkzeuge zur Darstellung von Bergbaufolgen und Nachnutzungspotenzialen
Maria Ussath, Axel Rommel, Mathias Hübschmann (Red.), Sylvi Hädecke, Priscilla Ernst, Ralf A. Oeser, Axel Rommel,
Maria Ussath, Mathias Hübschmann, Fabian Weber, Gunther Lüttschwager, Heinz Konietzky, Lukas Oppelt, Sebastian Pose,
Thomas Grab, Tobias Fieback, Jiří Mališ, Martin Klempa, Jindřich Šancer
80
ResiBil – Wasserressourcenbilanzierung und –resilienzbewertung im Ostteil des Sächsisch-
Tschechischen Grenzraumes
Carsten Schulz, Axel Rommel (Red.), Peter Börke, Carsten Schulz, Ottomar Krentz, Friedrich Mihm,
Robert Junge, Michaela Pohle, Axel Rommel, Sabrina Mittag, Štěpánka Mrázová, Zuzana Skácelová, Roland Nádaskay,
Bedrich Mlčoch, Zbyněk Hrkal, David Rozman,
Pavel Eckardt
87
Artus – Geologische Anwendungen und Risiken im Tieferen Untergrund von Sachsen –
Eine tektonische Neugliederung Sachsens
Franz Müller, Leomaris Domínguez-Gonzalez, Uwe Kroner, Klaus Stanek, Louis Andreani, Ottomar Krentz, Ines Görz,
Sebastian Weber
Inhalt

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4 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
In 150 Jahren hat Sachsens
Geologischer Dienst berühmte
Geologen wie Prof. Hermann
Credner, Prof. Franz Kossmat
und Prof. Kurt Pietzsch hervor-
gebracht. Sie gaben geologische
Kartenwerke heraus, systema-
tisierten regionalgeologische
Kenntnisse und schafften eine
fundierte Grundlage für die
Rohstoff- und Grundwasserer-
kundung sowie den Talsperren-, Straßen- und Brückenbau. Ihr
Werk wurde von nachfolgenden Generationen von Geologen
fortgesetzt, denen ich für ihre Tätigkeit und Einsatzbereitschaft
ganz herzlich danke.
Nennen möchte ich vor allem unsere ehemaligen und derzeitigen
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die gewissenhaft, zuverlässig,
fachlich kompetent und mit Kreativität bis zum heutigen Tag ihre
Arbeit weiterführen.
So wurden mehr als 200 geologische Kartenwerke erarbeitet, ca.
125 km Bohrkernmaterial aus 25.000 geologischen Bohrungen
systematisch archiviert, 670.000 Bohrungs- und Aufschluss-
dokumentationen digital erfasst sowie ca. 50.000 Berichte und
Gutachten archiviert. Jedes Jahr werden zur Politikberatung und
zur Unterstützung der sächsischen Vollzugsbehörden mehr als
1.500 Fachstellungnahmen und Expertisen im Rahmen von
Verwaltungsverfahren zu den verschiedensten geologischen
Fragestellungen verfasst.
Im Wandel der Zeit mussten und müssen sich unsere Mitarbei-
terinnen und Mitarbeiter immer wieder neuen Herausforderun-
gen stellen. Lag in den frühen Jahren der Fokus der geologischen
Grundlagenarbeit auf der geologischen Landesaufnahme, domi-
nieren heute Projektarbeiten zu Themen des Umwelt- und Res-
sourcenschutzes, zur Nutzung erneuerbarer Energien (Erdwärme)
sowie zur Erdbeben- und Umweltüberwachung.
Die komfortable und zeitgemäße digitale Bereitstellung von
verschiedensten geologischen Daten ist heute die zentrale Ser-
viceaufgabe des Sächsischen Geologischen Dienstes. Damit
werden Aktivitäten der Wirtschaft, der Wissenschaft und der
Verwaltung vielfältig unterstützt. Dank der weitsichtigen und
strategischen Entscheidungen der Sächsischen Staatsregierung
können wir auf das Erreichte der letzten 30 Jahre mit Stolz zu-
rückblicken. Hervorzuheben sind insbesondere die umfangreiche
Sicherung der wichtigsten analogen Archivbestände im Zeitraum
der politischen Wende Anfang der 90er Jahre des letzten Jahr-
hunderts und die kontinuierliche Bereitstellung von umfangrei-
chen Ressourcen zu deren Erschließung und Digitalisierung in
den letzten 10 Jahren z. B. im Rahmen des Projektes „Rohstoff-
daten Sachsen“ – ROHSA 3. Damit konnte eine leistungsfähige
digitale Basis geschaffen werden, um anstehende Zukunftsauf-
gaben effektiv in Angriff zu nehmen.
Die Nutzung von Spezialsoftware, der 3D-Technologie sowie eine
verstärkte Einbeziehung von Parametrisierungen und Algorith-
misierungen der immensen Anzahl von geologischen Daten wird
bei deren digitaler Verarbeitung immer stärker in den Fokus ge-
langen.
Danksagung

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 5
Die organisatorische Einbindung des Sächsischen Geologischen
Dienstes dauerhaft am Standort Freiberg in das Sächsische
Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) ist
die Grundlage für eine breite, abteilungsübergreifende innerbe-
hördliche Zusammenarbeit einerseits, ermöglicht darüber hinaus
eine enge, effektive und komfortable Zusammenarbeit und
Vernetzung mit den Geoinstitutionen (TU Bergakademie Freiberg,
Sächsisches Oberbergamt, Helmholzzentrum für Ressourcen-
technologie, Geokompetenzzentrum e.V., Bergarchiv u.a.) am
GeoMontan-Standort Freiberg. Die vereinbarte noch engere
Zusammenarbeit des LfULG mit der TU Bergakademie Freiberg
auf infrastrukturellem Gebiet (Geobibliothek, Sächsisches Ge-
steins- und Analytikzentrum in der Stadt Freiberg) werden wei-
tere Synergien erschließen und die Attraktivität des Standortes
erhöhen.
Mit freundlichem Glück Auf
Dr. Frank Fischer
Abteilungsleiter Geologie, Sächsisches Landesamt für
Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

6 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Grußworte

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 7
150 Jahre – auch wenn
diese für die Zeitrechnung
im geologischen Sinne nicht
mal ein Wimpernschlag zu
sein vermögen - so hat der
Geologische Dienst in
Sachsen in dieser Zeit viel
Großes geleistet.
Den Grundstein legte die
neue geologische Landes-
aufnahme. Mit dieser
Aufgabe wurde 1872 der
Leipziger Professor Hermann Credner von der sächsischen Lan-
desregierung beauftragt. Um den Erfordernissen der Industriali-
sierung gerecht zu werden, war das Wissen um den geologischen
Untergrund für die Suche nach Rohstoffen sowie den Bau von
Brücken, der Eisenbahn und Talsperren unerlässlich.
Bis zum heutigen Tag entwickelte sich aus dem einst königlichen
Auftrag der Geologische Dienst zu einer fest etablierten und
wertvollen Größe in der sächsischen Verwaltung. In dieser Zeit
hat sich die Darstellung des sächsischen Untergrundes von
kunstvollen Gemälden in moderne 3D-Modelle gewandelt, wel-
che einen immer besseren Einblick in die Tiefe bieten. Aufgaben
wie die Kartierung der sächsischen Geologie und die Beratung
für kleine und große Bauprojekte zum Baugrund sind geblieben.
Hinzu kamen das Einschätzen von Georisiken, der Geotopschutz
sowie die nachhaltige Sicherung unserer Rohstoff-, Wasser- und
Energieversorgung.
Neue Zeiten bringen neue Herausforderungen: so wie vor 150
Jahren die industrielle Revolution vorangetrieben werden sollte,
stehen wir heute mehr denn je vor der wichtigen Aufgabe, unsere
Erde als lebenswerten Planeten zu erhalten. Mit Beiträgen zu
einer klimaschonenden Energiegewinnung, dem Schutz unserer
natürlichen Ressourcen und dem Voranbringen der Digitalisie-
rung innerhalb der Fachbehörde hat der Geologische Dienst in
Sachsen wesentliche Aufgaben auf dem Weg zu einer nachhal-
tigeren Lebensweise inne.
In Zukunft heißt es, diese Ziele weiter mit Nachdruck zu verfol-
gen. Grüne Energie statt fossile Energieträger durch zum Beispiel
Erdwärme forcieren. Lokale und umweltverträgliche Rohstoff-
versorgung und Wertschöpfungsketten in der Kreislaufwirtschaft
fördern, statt die Ausbeutung indigener Völker und langer Lie-
ferketten zur Produktion von E-Autos zu unterstützen. Wir
müssen uns dieser Verantwortung bewusst werden. Für all diese
Bereiche sehe ich das Wissen und die Arbeit unserer geologischen
Fachabteilung als einen essenziellen Beitrag, um unseren nach-
folgenden Generationen eine Welt zu hinterlassen, auf der es sich
zu leben lohnt.
Mit Dank für die bisher geleistete Arbeit für Sachsen und dessen
Bürger gratuliere ich dem geologischen Dienst zu seinem
150-jährigen Bestehen und wünsche für das Angehen der neuen
Herausforderungen alles Gute.
Mit freundlichen Grüßen
Grußwort
Ihr Wolfram Günther
Sächsischer Staatsminister für Energie, Klimaschutz,
Umwelt und Landwirtschaft

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8 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Hermann Credner, erster
Direktor der Geologischen
Landesuntersuchung des
Freistaates Sachsen, be-
schrieb 1873 eine der
Hauptaufgaben seiner
Einrichtung als „… die
möglichst genaue Erfor-
schung des geologischen
Baus, des Mineralreich-
tums und der Bodenver-
hältnisse des Königreiches
sowie die Nutzbarma-
chung der gewonnenen Resultate für die Wissenschaft, die
Land- und Forstwirtschaft, für Bergbau und Verkehr sowie die
übrigen Zweige technischer Betriebsamkeit“.
Schon damals war klar, die Geologie ist nicht nur die Wissen-
schaft vom Aufbau und der Entwicklung der Erdkruste, sondern
spielt für unseren Freistaat in allen Bereichen eine grundlegende
Rolle. Alles was wir bauen, bewegen, anpflanzen und was wir aus
der Erde gewinnen, fußt auf dem Wissen über die sächsische
Geologie. Wir sind darauf angewiesen, dass dieses Wissen bereit-
gestellt und verwaltet wird. Seit mehr als 150 Jahren erfüllt diese
wichtigen Aufgaben der Sächsische Geologische Dienst.
Im Namen des Staatsministeriums für Energie, Klimaschutz,
Umwelt und Landwirtschaft gratuliere ich zu diesem Jubiläum
herzlichst. Ich danke jedem Mitarbeiter für seine Leistungen.
Bürger, Wirtschaft, Wissenschaft, Verwaltung und nicht zuletzt
unsere Umwelt profitieren tagtäglich vom Einsatz unseres
Geologischen Dienstes.
Die bereitgestellte fachliche Grundlage ermöglichte es in den
vergangen 150 Jahren in Politik, Verwaltung und Wirtschaft
wichtige Entscheidungen fundiert treffen zu können. Dies ist
auch in Zukunft weiter von hoher Bedeutung.
Mit verschiedenen Schwerpunktthemen trägt der Sächsische
Geologische Dienst heute zur Bewältigung von aktuellen gesell-
schaftspolitischen Herausforderungen bei.
Hierzu zählen die Klimakrise, die Stärkung des Wirtschaftsstand-
ortes Sachsen oder die Überwachung von Geogefahren. Projekte
wie der Geothermieatlas, die Modellierung, Visualisierung und
Prognose von Bergbaufolgen, die Schienenneubaustrecke Dres-
den – Prag oder die Überwachung von Felsstürzen und Erdbeben
seien an dieser Stelle beispielhaft genannt.
Für die Zukunft wünsche ich weiterhin viel Schaffenskraft, um
aktiv unseren Freistaat mitzugestalten, unsere Umwelt für
nachfolgende Generationen zu schützen und Sachsen als lebens-
werten Ort zu erhalten.
Mit freundlichem Gruß
Grußwort
Dr. Gerd Lippold
Staatssekretär im Staatsministerium für Energie,
Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 9
Am 6. April 1872 wurde
die Geologische Landes-
untersuchung im König-
reich Sachsen gegründet.
Der heutige Geologische
Dienst des Sächsischen
Landesamtes für Umwelt,
Landwirtschaft und Geo-
logie (LfULG) in Freiberg ist
damit einer der ältesten
geologischen Dienste in
Deutschland.
Seit 150 Jahren sind wir in Sachsen der Ansprechpartner für alle
Fragen zur Nutzung und zum Schutz unseres geologischen Un-
tergrundes sowie zu seinen Wechselwirkungen mit Maßnahmen
an der Erdoberfläche.
Die Vergangenheit des Freistaates ist eng mit seiner Geologie
verknüpft. Vor allem die Silbererze und das Porzellan, aber auch
seine Vielfalt an Landschaften haben Sachsen weltweit berühmt
gemacht. Wir blicken auf eine reiche Geschichte - und auf große
Aufgaben der Zukunft.
Dabei gibt es viele Themen, die uns über Jahrzehnte hinweg
beschäftigen werden. Dies betrifft maßgeblich die als Transfor-
mationsagenda bezeichneten fachlichen Felder der Umwelt-,
Klima-, Energie-, Biodiversitäts- und Agrarwende; wobei hier im
Speziellen auch der Ausstieg aus der Braunkohleverstromung in
der Lausitz und im Mitteldeutschen Revier und die damit ver-
bundene Strukturentwicklung dieser Regionen gehört.
Es sind die ganz großen fachpolitischen Herausforderungen
unserer Zeit – die nicht nur für Deutschland bzw. Sachsen Rele-
vanz haben, sondern weltweit – und wir stehen mit unseren
vielen Aufgabenfeldern als LfULG mittendrin. Wir können hier
maßgeblich in unseren Kompetenzfeldern – für Alle erlebbar –
Sachsens Zukunft mitgestalten! Der Geologische Dienst Sachsens
hat für diese Aufgaben als geowissenschaftliche Fachabteilung
innerhalb des LfULG eine zentrale Rolle inne.
Ich möchte mich an dieser Stelle für das hohe Engagement und
die Leistungsbereitschaft unserer Mitarbeiterinnen und Mitar-
beiter herzlich bedanken.
„Von der Tradition zur Moderne“ – das Motto des Jubiläumsjah-
res repräsentiert 150 Jahre an wertvollen Daten, Erkenntnissen
und interdisziplinärem Wissen zum sächsischen Untergrund mit
aktuellen geologischen Anwendungen in Wissenschaft, For-
schung, Wirtschaft und Verwaltung.
Ich freue mich, mit Ihnen unter diesem Motto unser Jubiläum im
Rahmen eines Festaktes und einer anschließenden Fachveran-
staltung in Freiberg zu begehen.
Mit freundlichem Glück Auf
Grußwort
Ihr Norbert Eichkorn
Präsident, Sächsisches Landesamt für Umwelt,
Landwirtschaft und Geologie

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10 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Lange Zeit waren Roh-
stoffvorkommen die
Grundlage für eine wirt-
schaftlich erfolgreiche
Entwicklung von Staaten.
In Freiberg verfolgte man
in den letzten Jahrhunder-
ten verschiedene Ansätze,
um diese wichtigen – wie
wertvollen – Rohstoffe zu
erforschen, zu erhalten
und zu ersetzen. Am An-
fang unserer Stadt stand
ein zufälliger Silberfund um 1168. Dass sich darauf einmal der
Reichtum Sachsens, seine wirtschaftliche und kulturelle Entwick-
lung gründete, verdanken wir der mutigen Entscheidung Otto
von Wettins. Er räumte Jedem das freie Bergrecht ein. Doch um
diesen Reichtum zu sichern und zu erhalten, dazu brauchte es
noch zwei weitere Bausteine: Bildung und Forschung. In Freiberg
wurde dieser Weg 1765 mit der Gründung der Bergakademie
vollzogen, der ältesten montanwissenschaftlichen Universität
der Welt. Mit dem Wissen aus der Bergakademie wurde in Frei-
berg ein Ausgleich zum schwindenden Silberabsatz geschaffen.
Die Gründung der Bergakademie steht in einer Reihe mit großen
naturwissenschaftlichen Universitäten in St. Petersburg (Staatl.
Bergbauuniversität, 1773 gegründet von Katharina der Großen)
und Paris (École des mines, gegründet 1783 auf Anordnung von
Ludwig XVI.). Neben diesem Ansatz des Rohstoffersatzes durch
Wissen, verfolgte man in Freiberg eine weitere Idee: Den nach-
haltigen Umgang mit Rohstoffen. Beispielhaft dafür steht
Oberberghauptmann Hans Carl von Carlowitz (1645 – 1714),
welcher mit seinem Buch „Sylvicultura oeconomica“ als Begrün-
der des Prinzips der Nachhaltigkeit gilt.
Er verfolgte vor 300 Jahren das Ziel einer drohenden Rohstoff-
krise im Holz durch planmäßiges Aufforsten, Säen und Heizen
entgegenzuwirken.
Vor 200 Jahren setzte sich ein weiterer Prozess in Freiberg in
Gang: Flächenhafte geologische Untersuchungen. Der Freiberger
Bergrat Abraham Gottlob Werner (1749-1817) sah die Lösung
für die Brennstoffkrise in Steinkohle. Sie sollte das Holz ersetzen.
Im Auftrag von Friedrich August II. starteten geologische Unter-
suchungen unter Bergrat Werner. Damit wurde zugleich die
Grundlage für den geologischen Dienst in Sachsen gelegt.
Silbererz, Holz, Steinkohle – die Rohstoffe die erforscht, erhalten
oder ersetzt werden sollten, wechselten. Die Fragen zur Energie-
wende, die Suche nach alternativen Rohstoffen und Brennstoffen
setzt sich bis heute fort. Diese Suche ist verbunden mit großen
Fragen des 21. Jahrhunderts. Sie sind politischer, ethischer und
wissenschaftlicher Natur und müssen ganzheitlich gedacht
werden.
Es macht mich als Oberbürgermeister stolz, dass solche Fragen
von unserer Stadt aus gelöst werden. Es ist das Fundament aus
Geschichte, das Bewusstsein für das Problem, aber vor allem das
Vermögen unserer Bürger Lösungen zu finden, was unsere Stadt
bis heute prägt. Aber es sind auch das Wissen und der Zuspruch
verschiedenster Akteure, die es möglich machen, von hier aus
Grundlagen für Antworten auf die großen Fragen dieser Zeit zu
suchen. Ich bedanke mich für das Vertrauen in unsere Stadt als
Standort des Staatlichen Geologischen Dienstes im Freistaat
Sachsen und gratuliere herzlich zu 150 Jahren Bestehen und der
erfolgreichen Fortentwicklung.
Mit einem herzlichen „Glückauf“
Grußwort
Sven Krüger
Oberbürgermeister Stadt Freiberg

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 11
Tagungsbeiträge
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 11

12 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 13
Georessourcen & Nachhaltigkeit –
Widerspruch oder Chance für die Zukunft?
Prof. Dr. Jörg Matschullat
TU Bergakademie Freiberg
Professur für Geochemie und Geoökologie
Direktor Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum
Werner-Bau, Brennhausgasse 14
09599 Freiberg
E-Mail: Joerg.Matschullat@ioez.tu-freiberg.de
Zum Autor
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Jörg Matschullat ist promovierter Geologe und Mineraloge mit
Schwerpunkt Geochemie. Seit 1999 leitet er die Professur für
Geochemie und Geoökologie an der TU Bergakademie Freiberg.
Seit seiner Promotion arbeitet er zu Umweltfragen auf unter-
schiedlichen Skalenebenen. Dies umfasst regionale, nationale
und internationale Arbeiten zur Bodenchemie einschließlich der
Teilnahme an großen pedogeochemischen Kartierungen und
reicht bis in die regionale Klimaforschung.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie?
Bereits vor 1999 entstanden erste Kontakte zum LfULG im
Rahmen eines größeren DFG-Projektes zur Umweltbelastung im
Osterzgebirge. Diese Kontakte wuchsen über die Jahre und
führten zu gegenseitiger Wertschätzung und Unterstützung.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
Mehr Freiraum für kreatives Arbeiten auch jenseits des unmit-
telbaren Pflichtenheftes – zum Beispiel bei Forschungsthemen,
sowie mehr Mut, auch weniger konventionelle Weg zu beschrei-
ten öffnet stets Chancen auf neue Erkenntnisse, die am Ende sehr
wertvoll sind für das Gemeinwesen. Herausforderungen sind
keine Mangelware; dies betrifft interne Strukturen ebenso wie
die nicht minder realen globalen Herausforderungen, die es auf
der regionalen Ebene zu identifizieren und anzunehmen gilt.

14 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Kurzfassung des Vortrages
Der Titel mag in diversen Ohren nach Widerspruch klingen. Das
kann daran liegen, dass manchmal eine verengte Wahrnehmung
für die Bedeutung des Begriffs „Georessourcen“ vorliegt. Der
Terminus „Georessourcen" schließt alle Ressourcen – mit Aus-
nahme der Sonnenenergie – ein, die als Basis für das Leben der
menschlichen Gesellschaft dienen und deren komplexe Nutzung
die menschliche Wechselwirkung mit unseren System Erde vor-
aussetzt. Dies schließt vor allem die natürlichen Ressourcen
(Wasser, Böden, Luft, sowie mineralische und energetische Roh-
stoffe wie geothermische Energie) ein, ebenso wie deren Anwen-
dungsbereiche (Leben in Land und Stadt, Landwirtschaft, Indus-
trie und Wirtschaft, Verkehr, Kreislaufwirtschaft und Entsorgung),
sowie in einem weiteren Sinn auch Atmosphäre und Klima.
Georessourcen sind unser aller Lebensgrundlage. Aus diesem
grundlegenden Zusammenhang ergibt sich unmittelbar, dass ein
bewusster und sehr verantwortungsvoller Umgang mit Geores-
sourcen Voraussetzung dafür ist, dass wir Menschen uns lang-
fristig keine Chancen für die Zukunft verbauen. Und mit dieser
Erkenntnis ist letztendlich bereits die Antwort auf die Titelfrage
gegeben. Es kann kein gedeihliches (Über)leben der Menschheit
geben ohne nachhaltigen Umgang mit den Georessourcen.
Diese Aussage lässt sich an unzähligen Beispielen handfest un-
termauern – denken wir an Folgen von Extremwetterereignissen,
deren Impakt sehr oft durch Missmanagement, also nicht
nachhaltigen Umgang mit Georessourcen erst in die Katastrophe
führt. Hochwasserereignisse mögen als Beispiel dienen – Sied-
lungsflächen sind in Flussauen fehl am Platz. Manche erinnern
sich an den Begriff „Schwarzes Dreieck“ für die größere Grenz-
region von Deutschland, Polen und Tschechien. Heute sprechen
wir zu Recht von einem „grünen Dreieck“ und doch erinnern sich
unsere Böden und Grundwasserleiter noch für viele weitere
Jahrzehnte an den fast 150 Jahre währenden industriellen
Missbrauch, der die Region zu einer der höchst belastetsten
Gebiete der Erde machte. Ähnliches gilt für die reiche Bergbau-
geschichte unserer Region ebenso wie in anderen Gebieten der
Erde. Noch heute, lange nach dem Ende des ehemaligen Berg-
baus, zeigt ein Blick auf unsere bodenchemischen und hydroche-
mischen Daten, wie Jahrhunderte nicht nachhaltigen Bergbaus
und daran gekoppelter Industrieprozesse Böden und Gewässer
ebenfalls auf Jahrhunderte belastet haben. Dies beschreibt bei-
spielhaft die dunkle Seite falsch verstandener Ausbeutung von
Georessourcen. Dass es auch anders geht, zeigen uns wiederum
Beispiele aus der Region. Spätestens seit dem 15. Jahrhundert
arbeitet die Grube Niederschlag nach Annaberg-Buchholz. Mit
bis heute sichtbaren Folgen. Doch zugleich erlebte die Grube eine
radikale Renaissance seit 2010. Ein Bergwerk, das kaum zu sehen
ist, keine unmittelbare Wasser-, Boden- und Luftbelastung her-
vorruft. Saubere Lastwagen verlassen die Grube und transpor-
tieren bereits vorkonzentriertes Material zur weiteren Aufberei-
tung nach Aue. Dort werden aus dem Rohstoff ebenfalls mit
modernsten und umweltschonenden Methoden Wertstoffe für
die Industrie. Ja, dass sich so etwas rentiert, hängt auch von
Marktpreisen ab. Doch eine Gesellschaft, die sich ernsthaft
Nachhaltigkeit und Verantwortung für künftige Generationen
verpflichtet fühlt, wird Lösungen finden. Analoges gilt für letzt-
endlich alle Bereiche der Nutzung von Georessourcen.
Der Geologische Dienst verfügt über einen wertvollen Schatz von
geologischen Daten. Die große Herausforderung ist es, diese
weiterhin zu digitalisieren und aufzubereiten, um sie zur Verfü-
gung zu stellen. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Zukunft, die
Georessourcen in Sachsen zu bewerten und zu überwachen, um
eine nachhaltige und umweltschonende Nutzung zu ermöglichen.
Wenn wir nachkommenden Generationen eine für Menschen
lebenswerte Welt hinterlassen wollen, dann gilt es, konsequent
vom Ende her zu denken – und nicht kurzfristigen Interessen zu
folgen. Wasser, Boden und Luft sind DIE Georessourcen, ohne
deren Verfügbarkeit bei guter Qualität wir dauerhaft nicht exis-
tieren können. Mit dieser Erkenntnis ist die Prämisse gesetzt, der
sich alle weiteren unter- und nachzuordnen haben. Und ja, es ist
möglich, mit dieser Prämisse gut zu leben UND weiterhin auch
primäre mineralische Ressourcen zu nutzen. Es wird vermutlich
mehr kosten als heute, doch „reich früh zu sterben“ erscheint
vermutlich den meisten als weniger attraktiv im Vergleich zu
einem etwas bescheideneren jedoch langen und gesunden Leben.
Der Vortrag wird exemplarisch Kernfragen aufnehmen und diese
mit der Zukunft staatlicher Vorsorge verbinden: Wo gehen wir
als Gesellschaft hin? Was sind die wesentlichen Herausforderun-
gen für die Zukunft? Wie stellen wir uns Rohstoffverknappun-
gen? Was bedeutet bei alldem Nachhaltigkeit? Welche Rolle
spielen erneuerbare Energieformen? Ist unsere Lebensqualität
bedroht?

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 15
Abbildung1: „Was, wenn es ein großer Schwindel ist und wir umsonst eine bessere Welt schaffen?“ (Joel Pett, 2008).
Referenzen
Pett, Joel (2008): Climate summit. Environmental cartoon,
https://www.climateactionreserve.org/blog/2012/08/31/environmental-cartoons-by-joel-pett/

16 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
The title may sound like a contradiction to some ears. This may
be because some carry a narrow perception of the meaning of
the term "georesources". The term "georesources" includes all
resources – with the exception of solar energy – that serve as
the basis for the life of human society and whose complex use
requires human interaction with our Earth system. This includes
above all natural resources (water, soil, air, as well as mineral and
energetic raw materials such as geothermal energy) and their
application areas (rural and urban life, agriculture, industry and
economy, transport, recycling management and waste disposal),
and in a broader sense also the atmosphere and climate.
Georesources are the basis of life for all of us. It follows directly
from this fundamental connection that a conscious and very
responsible use of georesources is a prerequisite for ensuring
that we humans do not block any opportunities for the future in
the long term. And this realisation ultimately provides the answer
to the title question already. There can be no prosperous (survival)
of humankind without sustainable management of georesources.
This statement can be substantiated by countless examples – let
us think of the consequences of extreme weather events, the
impact of which very often leads to catastrophe in the first place
due to mismanagement, i.e., unsustainable use of georesources.
Flood events may serve as an example – settlement areas are out
of place in river floodplains. Some people remember the term
"Black Triangle" for the larger border region of Germany, Poland
and the Czech Republic. Today, we rightly speak of a "green tri-
angle" and yet our soils and aquifers remember for many more
decades the almost 150 years of industrial abuse that made the
region one of the most highly polluted areas on Earth. The same
is true of our region's rich mining history, as it is in other areas
of the world. Even today, long after the end of former mining, a
look at our soil chemical and hydrochemical data shows how
centuries of unsustainable mining and industrial processes linked
to it have also polluted soils and waters for centuries. This is an
example of the dark side of the misunderstood exploitation of
georesources. Again, examples from the region show us that
things can be done differently. The Niederschlag mine near An-
naberg-Buchholz has been working since the 15th century at the
latest. With consequences that are still visible today. Yet at the
same time, the mine has experienced a radical renaissance since
2010. A mine that is barely visible, does not cause any immediate
water, soil or air pollution. Clean trucks leave the mine and
transport already preconcentrated material to Aue for further
processing. There, the raw material is also turned into valuable
materials for industry using the most modern and environmen-
tally-friendly methods. Yes, that something like this is profitable
also depends on market prices. But a society that is seriously
committed to sustainability and responsibility for future gener-
ations will find solutions. The same applies to all areas of the use
of geological resources.
The Geological Survey has a valuable treasure trove of geological
data. The great challenge is to continue to digitise and process
these in order to make them available. Furthermore, it is a task
for the future to evaluate and monitor the georesources in Saxony
in order to enable a sustainable and environmentally friendly use.
If we want to leave a world worth living in for future generations,
we have to think consistently from the end – and not follow
short-term interests. Water, soil and air are THE georesources
without whose availability and good quality we cannot exist in
the long term. This realisation sets the premise to which all other
considerations must be subordinated and followed.
And yes, it is possible to live well with this premise AND to
continue to use primary mineral resources. It will probably cost
more than it does today, but "dying rich early" probably seems
less attractive to most compared to a somewhat more modest
but long and healthy life.
The lecture will take core questions as examples and link them
to the future of state provision: Where are we going as a society?
What are the main challenges for the future? How do we face
raw material shortages? What does sustainability mean in all
this? What role do renewable forms of energy play? Is our
quality of life under threat?
Abstract of the lecture:
Georesources & sustainability – contradiction or opportunity for the future?

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 17
Figure 1: “What, if it’s a big hoax and we create a better world for nothing?” (Joel Pett, 2008).
Pett, Joel (2008): Climate summit. Environmental cartoon,
https://www.climateactionreserve.org/blog/2012/08/31/environmental-cartoons-by-joel-pett/
Referenzen

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18 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Der Sächsische Geologische Dienst –
Tradition und Zukunft
Dipl.-Geologin Katrin Kleeberg
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und
Geologie, Abteilung Geologie
Referat Geoarchive, Datenmanagement
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: katrin.kleeberg@smekul.sachsen.de
Zur Autorin
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Nach dem Studium der Geowissenschaften in Greifswald und
Freiberg (1982-1987) war ich bis 1990 als Erkundungsgeologin
für Steine/Erden-Rohstoffe und Braunkohle im VEB Geologische
Forschung und Erkundung tätig. Anschließend arbeitete ich bis
1997 bei verschiedenen Ingenieurbüros in den Bereichen Lager-
stättenerkundung und Bergbauplanung.
Im Jahr 1998 begann meine Tätigkeit als Referentin im Sächsi-
schen Geologischen Dienst, Referat Rohstoffgeologie. Dabei war
ich u.a. für die Fachberatung der Behörden und der Industrie im
Bereich Rohstoffsicherung/Lagerstättenschutz und die Konzep-
tion des Fachinformationssystems Rohstoffe zuständig.
Von 2013 bis 2016 leitete ich mit dem Projekt ROHSA 3 „Rohstoff-
daten Sachsens“ eines der wichtigsten Vorhaben der Sächsischen
Rohstoffstrategie. Im Jahr 2017 war ich beim Sächsischen
Oberbergamt tätig. Seit Januar 2018 leite ich das Referat Geo-
archive, Datenmanagement.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
Während meiner beruflichen Tätigkeit habe ich die vielfältige und
spannende sächsische Geologie im Gelände erlebt, konnte zahl-
reiche geologische Daten selbst erheben und die in den Geoar-
chiven vorhandenen Informationen zum Vergleich nutzen. In den
„alten“ Archiv-Daten steckt das Wissen von Generationen erfah-
rener und fachlich kompetenter Geowissenschaftler und Geowis-
senschaftlerinnen. Diese Daten haben einen hohen und vor allem
bleibenden wirtschaftlichen Wert. Mit der Bereitstellung digitaler
„alter“ und neuer Geodaten liefert der Geologische Dienst der
Gesellschaft fundierte Grundlagen für die Beantwortung vieler
drängender Fragen unserer Zeit.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 19
Kurzfassung des Vortrages
Vor 150 Jahren wurde der Sächsische Geologische Dienst unter
dem Namen „Geologische Landesuntersuchung des Königreiches
Sachsen“ in Leipzig gegründet. Seine Hauptaufgaben, die detail-
lierte geologische Landesaufnahme und die damit verbundene
Sammlung geologischer Daten und Informationen ergaben sich
aus den wirtschaftlichen Erfordernissen der industriellen Revo-
lution in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts.
Heute ist der Geologische Dienst die geowissenschaftliche
Fachbehörde des Freistaates Sachsen und damit der zentrale
Ansprechpartner für Fragen zur Nutzung und zum Schutz unse-
res geologischen Untergrundes.
Die Aufgaben des Geologischen Dienstes haben sich im Laufe der
Zeit infolge der sich ändernden wirtschaftlichen und gesell-
schaftlichen Fragestellungen entsprechend gewandelt. Wichtige
Tätigkeitsbereiche sind heute Stellungnahmen zu Fragen des
Schutzes, der Sicherung und der Erschließung einheimischer
Ressourcen (Rohstoffe, Grundwasser, Erdwärme), der Sicherheit
des Baugrundes und der Abwehr geologisch bedingter Gefähr-
dungen wie beispielsweise Felsstürze.
Der Geologische Dienst berät weiterhin zu Vorhaben der öffent-
lichen Hand und unterstützt diese mit umfangreichen Daten,
geologischen Untersuchungen und der Fachkunde seiner Be-
schäftigten. Beispiele sind die Suche nach einem Endlager für
hochradioaktiven Abfall, Sanierungsvorhaben in Bergbaugebie-
ten und herausragende Infrastrukturvorhaben wie die Eisenbahn-
Neubaustrecke Dresden-Prag.
Seit der Gründung des Geologischen Dienstes werden in den
Geoarchiven und den geowissenschaftlichen Sammlungen sys-
tematisch Informationen in Form von Bohrungsdokumentatio-
nen, Berichten und Karten sowie Bohrkernen, Belegstücken und
Gesteinsproben gesammelt und strukturiert aufbewahrt. Dieses
vielfältige Archiv- und Sammlungsmaterial ermöglicht einen
tiefen Blick in den Untergrund Sachsens und ist dabei von hohem
volkswirtschaftlichen Wert, denn geologische Daten altern nicht
und mit ihrer Hilfe kann beispielsweise der Aufwand für neue
Erkundungen deutlich verringert werden. Durch ROHSA 3 (Roh-
stoffdaten Sachsens), das im Jahr 2013 gestartete Schlüsselpro-
jekt der Sächsischen Rohstoffstrategie, konnte die Erschließung
und digitale Verfügbarmachung von Informationen zu sächsi-
schen Bodenschätzen erheblich beschleunigt werden. Die vor-
handenen Unterlagen und die stetig neu hinzukommenden In-
formationen werden seit einigen Jahren systematisch digitalisiert,
in Datenbanken abgelegt und zunehmend internetbasiert für die
Öffentlichkeit verfügbar gemacht.
Das im Jahr 2020 in Kraft getretene Geologiedatengesetz trägt
mit seinen Regelungen zur Übermittlung, dauerhaften Siche-
rung und Bereitstellung geologischer Daten entscheidend dazu
bei, dass zum einen der Geologische Dienst seine vielfältigen
und verantwortungsvollen Aufgaben erfüllen kann und zum
anderen die Wirtschaft, Hochschulen und Forschungseinrich-
tungen, Fach- und Genehmigungsbehörden, Öffentlichkeit und
Privatpersonen geologische Daten in großem Umfang nutzen
können.
Der Staatliche Geologische Dienst muss sich heute und in der
Zukunft immer wieder neuen Aufgaben stellen, dazu gehören
z. B. die digitale Sicherung und Verfügbarmachung von Daten,
die Nutzung innovativer Technologien, Fachexpertise auf hohem
Niveau und faktenbasierter Wissenstransfer zu Themen wie Kli-
mawandel, Ressourcenverfügbarkeit und Konflikten bei konkur-
rierenden Flächennutzungen. Die großen politischen Umbrüche
in 150 Jahren deutscher Geschichte bedeuteten auch für den
Sächsischen Geologischen Dienst zahlreiche Strukturwechsel
und Neuausrichtungen seiner Aufgabenschwerpunkte. Geblieben
ist aber immer das Verantwortungsgefühl für das Land Sachsen
und das Engagement in Bezug auf Daseinsvorsorge und Tätigkeit
zum Nutzen des Freistaates und seiner Bevölkerung.

20 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
150 years ago, the Saxon Geological Survey was founded in
Leipzig under the name "Geologische Landesuntersuchung des
Königreiches Sachsen" (Geological Survey of the Kingdom of
Saxony). Its main tasks of conducting detailed geological surveys
of the country and the associated collection of geological data
and information resulted from the economic requirements of the
industrial revolution in the second half of the 19th century.
Today, the Geological Survey is the geoscientific authority of the
Federal State of Saxony and thus the central point of contact for
questions concerning the use and protection of our geological
subsurface. The tasks of the Geological Survey have changed
accordingly over time as a result of shifting economic and social
issues. Nowadays, important areas of activity are statements on
questions of protection, safeguarding and exploration of domes-
tic resources (raw materials, groundwater, geothermal energy),
the safety of the subsoil and the defence against geologically
induced hazards such as rockfalls.
The Geological Survey also advises on publicsector projects and
supports them with extensive data, geological investigations and
the expertise of its employees. Examples include the search for
a final repository for highly radioactive waste, remediation
projects in mining areas and outstanding infrastructure projects
such as the new Dresden-Prague railroad line.
Since the founding of the Geological Survey, information has
been systematically collected and stored in a structured manner
in the geoarchives and the geoscientific collections in the form
of borehole documentation, reports and maps as well as drill
cores, specimens and rock samples. This diverse archive and
collection material allows a profound insight into the sub-sur-
face of Saxony. At the same time, it is of high economic value,
because geological data do not age and with their help, for ex-
ample, the effort for new explorations can be significantly re-
duced. The key project of Saxony's raw materials strategy, called
ROHSA 3 (Rohstoffdaten Sachsens - Saxony's raw materials
data), was launched in 2013. This project has significantly accel-
erated the development and digital availability of information on
Saxony's mineral resources. For several years now, the existing
documents and the new information that is constantly being
added have been systematically digitized, stored in databases
and increasingly made available to the public via the Internet.
In 2020, the Geological Data Act came into force. With its regu-
lations on the transmission, permanent preservation and provi-
sion of geological data, it plays a decisive role in enabling the
Geological Survey to fulfil its diverse and responsible tasks and
in enabling industry, universities and research institutions,
technical and licensing authorities, the public and private indi-
viduals to make extensive use of geological data.
The State Geological Survey faces everchanging tasks today and
in the future. These include, for example, digitally securing and
making available data, using innovative technologies, high-level
technical expertise, and fact-based knowledge transfer on topics
such as climate change, resource availability, and conflicts in
competing land uses. The major political up-heavals in 150 years
of German history also meant numerous structural changes and
realignments of its main tasks for the Saxon Geological Survey.
What has always remained, however, is the sense of responsibil-
ity for the Federal State of Saxony and the commitment to the
provision of public services and activities for the benefit of the
state and its population.
Abstract of the lecture:
The Saxon Geological Survey - Tradition and Future

image
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 21
Zukunft der Steine- und Erden-Industrie
in Deutschland
Dipl.-Geologe, Dipl.-Kaufmann (FH)
Bert Vulpius
Unternehmerverband Mineralische Baustoffe (UVMB) e.V.
Wiesenring 11
04159 Leipzig
E-Mail: vulpius@uvmb.de
Zum Autor
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Seit dem Abschluss meines Geologiestudiums mit Stationen in
Greifswald und Freiberg stehen rohstoffgeologische und lager-
stättenwirtschaftliche Fragestellungen zur Gewinnung und
Nutzung von Steine- und Erden-Rohstoffen im Mittelpunkt
meiner beruflichen Tätigkeit. In meiner jetzigen Funktion als
Geschäftsführer des Unternehmerverbandes Mineralische Bau-
stoffe (UVMB) e. V. vertrete ich die Interessen der rohstoffgewin-
nenden und weiterverarbeitenden Steine- und Erden-Industrie in
den Ländern Mecklenburg-Vorpommern, Berlin/Brandenburg,
Sachsen-Anhalt, Thüringen und Sachsen.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie?
Zum Geologischen Dienst Sachsen bestehen vielfältige Arbeits-
beziehungen. Hier beschäftigen mich insbesondere Fragen der
Rohstoffsicherung, der Lagerstättenbewertung, inhaltliche Bei-
träge zur Sächsischen Rohstoffstrategie oder gemeinsame Akti-
onen im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit, z. B. zur Präsentation
des Gesteins des Jahres.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
Eine Zukunftsaufgabe für die sächsische Geologie besteht darin,
die öffentliche Wahrnehmung und die Akzeptanz für die nach-
haltige Nutzung von Georessourcen noch stärker in die gesell-
schaftliche Diskussion einzubringen. Dabei geht es besonders
darum, die Leistungen der Geologie für die gesellschaftliche
Entwicklung stärker sichtbar zu machen.
Weiterhin sehe ich in der Stärkung der angewandten Geologie
und Wirtschaftsgeologie sowie in der weiteren Entwicklung des
Berufsbildes des Geologen/Geowissenschaftlers zukünftige Auf-
gabenschwerpunkte.

22 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Kurzfassung des Vortrages
Zusammenfassung
In jedem Jahr werden in Deutschland stabil zwischen 500 und
600 Mio. Tonnen Steine- und Erden-Rohstoffe gewonnen. Die
Steine- und Erden-Industrie stellt damit wichtige Vorleistungen
für die Bauwirtschaft und wichtige Grund- und Ausgangsstoffe
für zahlreiche Industriezweige zur Verfügung.
Auch zukünftig wird sich ein breites Anwendungsfeld für einhei-
mische Steine- und Erden-Rohstoffe ergeben. Ohne den Einsatz
dieser Rohstoffe sind die Ziele der Deutschen Nachhaltigkeits-
strategie und des Europäischen Green Deals nicht umsetzbar.
Die Sicherung des Zugangs zur Nutzung einheimischer Rohstoffe
und ein gesellschaftlicher Konsens über die Nutzung dieser
Rohstoffe stellen wichtige Zukunftsaufgaben dar. Die Geowis-
senschaften können bei der Entwicklung eines Rohstoffbewusst-
seins einen wichtigen Beitrag leisten.
Die Transformationsprozesse zur Erreichung einer CO
2
-Neutrali-
tät stellen für die Gips-, Kalk-, Zement- und Ziegelindustrie in
Deutschland eine große Herausforderung dar.
Gewinnungsstätten der Steine- und Erden-Industrie bilden
Hotspots der Biodiversität und leisten einen wichtigen Beitrag
zur Erreichung der europäischen Artenschutzziele.
Abstract
Every year, between 500 and 600 million tons of aggregates are
extracted in Germany. The mineral and building materials indus-
try thus provides important preliminary services for the con-
struction industry and important basic (and starting) materials
for numerous branches of industries.
Also in the future, there will be a broad field of application for
local aggregate raw materials. Neither the goals of the German
Sustainability Strategy nor the European Green Deal cannot be
achieved without the use of these raw materials. Securing access
to the use of local raw materials and a social consensus on the
use of these raw materials are important tasks for the future.
Geosciences can make an important contribution to the devel-
opment of an awareness of raw materials in society.
The transformation processes to achieve CO
2
neutrality represent
a major challenge for the gypsum, lime, cement and brick indus-
tries in Germany. Extraction sites of aggregates industry are
hotspots of biodiversity and make an important contribution to
the achievement of the European species protection goals.
Einheimische Rohstoffgewinnung – eine unverzichtbare
Säule der nationalen Rohstoffversorgung
Einheimische Rohstoffe bilden eine unverzichtbare Säule der
nationalen Rohstoffversorgung, ohne die eine Bewältigung der
gesellschaftlichen Herausforderungen von Wohnungsbau, Infra-
struktur, Mobilität und Umweltschutz nicht möglich ist. Auch vor
dem Hintergrund erstmals aufgetretener Versorgungsengpässe
bei heimischen Baurohstoffen setzt sich die Bundesregierung in
ihrer Rohstoffstrategie (BMWi, 2020) dafür ein, dass die Roh-
stoffgewinnung in Deutschland gestärkt und die Rohstoffsiche-
rung wirksamer in die Raumordnung eingebunden wird. Im
Einsatz von Recycling-Baustoffen als Ersatz für Primärrohstoffe
wird eine weitere wichtige Säule einer nachhaltigen Ressourcen-
wirtschaft gesehen.
In Deutschland sind in den vergangenen 20 Jahren pro Jahr ca.
574 Mio. Tonnen Steine- und Erden-Rohstoffe gewonnen wor-
den (Abbildungen 1, 2). Die Gewinnung liegt mengenmäßig auf
einem hohen Niveau. Im Zeitraum 2001 bis 2016 schwankten die
Mengen zwischen 538 Mio. und 662 Mio. Tonnen. Von dieser
Rohstoffmenge entfallen ca. 45 % auf Sand und Kies, ca. 38 %
auf Naturstein, ca. 11 % auf Kalkstein und ca. 4 % auf tonige
Rohstoffe (BBS, 2019).
Die Menge der Sekundärrohstoffe (Recycling-Baustoffe und in-
dustrielle Nebenprodukte) lag im gleichen Zeitraum bei 90 Mio.
Tonnen im Jahr und bewegte sich zwischen 79 Mio. und 102 Mio.
Tonnen (BBS 2019). Auf Recycling-Baustoffe entfallen davon
66 %, auf Aschen aus industriellen Prozessen (Hochofen-, Stahl-
werks-, Steinkohleflugasche, HMVA) ca. 24 % und auf REA-Gips
ca. 8 % (BBS, 2019).
Der zukünftige Bedarf ist selbst unter volkswirtschaftlich un-
günstigen Rahmenbedingungen bei einem Nullwachstum des
Bruttoinlandsproduktes ungebrochen, da auch dann in einem
Mindestumfang Erhaltungsmaßnahmen durchgeführt werden
müssen. Aus den Anforderungen an den Wohnungs- und Infra-
strukturbau, die Energiewende, die energetische Sanierung des
Gebäudesektors (EU, 2021) und die Sanierung der Abwasser- und
Kanalnetze kann von einem anhaltend hohen Rohstoffbedarf
über Jahrzehnte ausgegangen werden. Im Moment sind lediglich
Grenzen bei den Finanzierungsmöglichkeiten durch die öffentli-
chen Haushalte auszumachen, die die Nachfrage begrenzen. Der
volkswirtschaftliche Bedarf übersteigt seit Jahren den finanzier-
baren Bedarf.

image
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 23
Auch die Umsetzung der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesre-
publik (Breg, 2021) mit ihren komplexen Zielstellungen ist ohne
Rohstoffe nicht erreichbar. Unter hohen Umweltstandards ge-
wonnene einheimische Rohstoffe nehmen dabei eine Schlüssel-
rolle ein.
Eine Ablösung einheimischer Rohstoffe durch Importe ist ange-
sichts der benötigten Mengen kaum vorstellbar und sowohl aus
wirtschaftlichen und sozialen Gründen als auch unter ökologi-
schen Gesichtspunkten nicht vertretbar. Bis 2035 ist in Abhän-
gigkeit von der volkswirtschaftlichen Entwicklung ein jährlicher
Rohstoffbedarf an Primärrohstoffen zwischen 555 Mio. und 650
Mio. Tonnen zu erwarten. Bei Sekundärrohstoffen kann von 88
Mio. bis 99 Mio. Tonnen pro Jahr ausgegangen werden (BBS,
2019). Durch die eingeleiteten Transformationsprozesse der
deutschen Volkswirtschaft wird das Aufkommen an industriellen
Nebenprodukten, die an die Verbrennung von fossilen Energie-
trägern gebunden sind (z. B. REA-Gips, bestimmte Aschen), zu-
rückgehen.
Abbildung 1: Kiesgewinnung aus dem Grundwasser (Foto: UVMB).
Pro Jahr werden in Deutschland ca. 250 Mio. Tonnen Sand und Kies gewonnen, die insbesondere für die Betonherstellung verwendet werden. Kies ist der
wichtigste heimische Baurohstoff (Elsner & Szurlies, 2020). (Foto: UVMB)

24 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Sicherung des Zugangs zu einheimischen Rohstoffen
Für die sichere Versorgung der Volkswirtschaft mit Steine- und
Erden-Rohstoffen ist es notwendig, dass ein entsprechendes
Geopotential zur Verfügung steht, Rohstoffe erfolgreich nach-
gewiesen und gekennzeichnet, in ausreichendem Maße raum-
ordnerisch für die Rohstoffgewinnung gesichert worden sind
sowie ein gesellschaftlicher Konsens über die Nutzung dieser
Rohstoffe besteht.
Deutschland ist nach Einschätzung der Bundesanstalt für Geo-
wissenschaften und Rohstoffe (Steinbach, 2016) ein rohstoffrei-
ches Land. Das zeigt auch die Monografie der Steine- und Erden-
Lagerstätten Deutschlands (Börner et al., 2012). So kann
Deutschland bei Steine- und Erden-Rohstoffen seinen Rohstoff-
bedarf aus eigenen Ressourcen decken. Auch ist davon auszuge-
hen, dass auf Basis des lagerstättengeologischen Potentials für
viele Generationen genügend Rohstoffe zur Verfügung stehen.
Unter dem Ansatz der Kreislaufwirtschaft und deren Weiterent-
wicklung ist bei Steine- und Erden-Rohstoffen auch langfristig
nicht von einer Verknappung, die auf eine Erschöpfung der na-
türlichen Ressourcen zurückzuführen ist, auszugehen.
Die Probleme, die bei der Versorgung mit Rohstoffen entstehen
können und auch in ersten Fällen schon zu lokalen Versorgungs-
engpässen mit Baurohstoffen geführt haben (Elsner & Szurlies,
Abbildung 2: Entwicklung der Rohstoffgewinnung in Mio. Tonnen für den Zeitraum 2001 bis 2035 (Datengrundlage: BBS, 2019).
Für den Zeitraum 2025 bis 2035 wurde eine Abschätzung für einen oberen und unteren Pfad vorgenommen. Im oberen Entwicklungspfad wird von einem
jährlichen Wachstum des BIP von ca. 1,7 % ausgegangen, im unteren Pfad von einer Wachstumsrate von ca. 0,5 %.
2020), resultieren aus vielfältigen Nutzungs- und Interessenkon-
flikten, die zwischen der Rohstoffgewinnung und Belangen wie
Naturschutz, Wasserschutz, Tourismus, Siedlungsentwicklung,
Hochwasserschutz, Land- und Forstwirtschaft auftreten können.
Hinzu kommt eine nachlassende gesellschaftliche Akzeptanz
gegenüber industriellen Entwicklungen, die auch die Gewinnung
von Steine- und Erden-Rohstoffen betrifft. Zukünftig muss es
gelingen, diese Nutzungs- und Interessenkonflikte intelligenter
aufzulösen und die einzelnen Belange besser aufeinander abzu-
stimmen. Leider hat sich in der Interessensabwägung das Ent-
weder-Oder-Prinzip durchgesetzt, beim dem die Sicherung ein-
heimischer Rohstoffe häufig unterliegt, obwohl durchaus
multifunktionale Nutzungsmöglichkeiten bestehen. Hier wird es
Aufgabe der Raumordnung sein, im Rahmen der Landes- und
Regionalplanung neue Akzente zu setzen und einen sachlich
fundierten gleichrangigen Abwägungsprozess zu gewährleisten.
Kenntnisse der rohstoff- und lagerstättengeologischen Verhält-
nisse und der lagerstättenwirtschaftlichen Notwendigkeiten sind
dabei unverzichtbar. Über die entsprechende Sachkompetenz
verfügen als Fachbehörden die Geologischen Landesdienste, die
deshalb in den gesamten Raumplanungsprozess von der Aufstel-
lung der Landesentwicklungspläne bis hin zur Genehmigung der
Regionalpläne stärker einbezogen werden sollten (Schröder &
Vulpius, 2021b).

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 25
Eine Aufgabe wird sein, den geologischen Kenntnisstand ständig
zu erweitern.
Kritisch muss an dieser Stelle bewertet werden, dass in den
vergangenen drei Jahrzehnten der geologische Erkundungsvor-
lauf bei Steine- und Erden-Rohstoffen deutlich abgenommen
hat. Man muss hier im wahrsten Sinne von einem Substanzver-
zehr sprechen. Eine systematische Suche und Erkundung von
Rohstoffpotenzialen mit öffentlichen Mitteln ist in ganz
Deutschland bis auf Ausnahmen (BW, z.T. BY) zum Erliegen ge-
kommen (Schröder & Vulpius, 2021a). Auch die Rohstoffindust-
rie hat in den vergangenen Jahren im Wesentlichen auf bekannte
Lagerstätten zurückgegriffen und nicht in die Suche neuer La-
gerstätten investiert. Hierfür gibt es verschiedene Gründe. Auf
staatlicher Seite fehlt es an finanziellen und personellen Mitteln
und zum Teil auch am Grundverständnis, dass die Sicherung von
Rohstoffen Bestandteil der Daseinsvorsorge ist. Durch die föde-
rale Struktur der Bundesrepublik besitzt das Thema in den ein-
zelnen Bundesländern ein unterschiedliches Gewicht. Im Freistaat
Sachsen sind die Rahmenbedingungen für die Rohstoffwirtschaft
grundsätzlich gut. In den zurückliegenden Jahren hat der Frei-
staat im Rahmen des ROHSA-Projekts erhebliche Anstrengungen
unternommen, geologische Daten zu sichern, digital verfügbar
zu machen und neu zu bewerten.
Für Unternehmen ist die Suche nach neuen Rohstofflagerstätten
sehr risikoreich. Während das Erkundungsrisiko im Allgemeinen
unternehmerisch toleriert wird, liegt das Hauptproblem in der
mangelnden Sicherheit, aufgesuchte und erkundete Lagerstätten
auch tatsächlich nutzen zu können. Die raumordnerischen
Möglichkeiten zur Rohstoffsicherung sind in der Regel zu
schwach und stellen keinen ausreichenden Sicherungsmecha-
nismus dar. Die mangelnde Flächenverfügbarkeit verstärkt dieses
Problem nochmals. Die raumordnerische Ausweisung von Flä-
chen speziell zur Aufsuchung von Rohstoffen, die auch eine
Abbauoption einschließt, wird raumplanerisch kaum praktiziert.
Hier fehlt es häufig an dem Verständnis der Raumplaner, dass die
Aufsuchung einer Lagerstätte bereits weit im Vorfeld der eigent-
lichen bergbaulichen Nutzung beginnen muss. Als sehr zweck-
mäßig hat sich in diesem Zusammenhang in den neuen Bundes-
ländern die Anwendung des Bundesberggesetzes (BBergG) auf
die Steine- und Erden-Rohstoffe im Rahmen des Einigungsver-
trages erwiesen. So war es bis zur Einführung des Gesetzes zur
Vereinheitlichung der Rechtverhältnisse bei Bodenschätzen im
Jahr 1996 möglich, auf der Basis von lagerstättengeologischen
Aufsuchungen Bergbauberechtigungen nach dem BBergG zu
beantragen. Diese bieten vergleichsweise hohe unternehmerische
Sicherheiten und bessere Möglichkeiten für eine anschließende
raumordnerische Rohstoffsicherung.
Das gesellschaftliche Umfeld für den Abbau und die Nutzung
einheimischer Rohstoffe hat sich in den vergangenen Jahren
stark verändert. Obwohl für Deutschland eine intakte Infrastruk-
tur, moderne Produktionsanlagen und Produktionsstätten sowie
wirtschaftliches Wachstum entscheidende Voraussetzungen für
den Fortbestand des Wohlstandes sind, werden Infrastrukturvor-
haben, industrielle Projekte oder andere Investitionen zuneh-
mend von einer kritischen Öffentlichkeit begleitet, die diese
grundsätzlich in Frage stellen. In diese Projekte ordnen sich in
der Regel auch Tagebaue und Steinbrüche der Steine- und Erden-
Industrie ein, die auf Grund ihrer Laufzeit von meist mehr als 30
Jahren in einem besonders kritischen Fokus der Öffentlichkeit
stehen. Hier müssen sich Unternehmen auf Bürgerinitiativen bis
hin zum Auftreten einer professionellen, gut vernetzten, überre-
gional agierenden Protestszene einstellen. Wir haben es hier mit
einem echten gesellschaftlichen Zielkonflikt zu tun. Auf der einen
Seite wird eine ständige Steigerung des Lebensstandards erwar-
tet, auf der anderen Seite steht man wirtschaftlichen Projekten,
die eine ganz wesentliche Grundlage für die Realisierung dieser
Erwartungen sind, ablehnend gegenüber (Vulpius, 2016). Die
Entwicklung eines Verständnisses für wirtschaftliche Wertschöp-
fungsprozesse, zur der auch die Ausbildung eines Rohstoffbe-
wusstseins gehört, kann helfen, diesen gesellschaftlichen Ziel-
konflikt aufzulösen. Die Rohstoffindustrie hat ein großes
Interesse an der Vermittlung von Geowissen und der Entwicklung
eines Rohstoffbewusstseins, um die Akzeptanz für die Nutzung
einheimischer Rohstoffe zu verbessern. Dass dies nicht nur eine
Aufgabe der Industrie, sondern eine gesamtgesellschaftliche
Aufgabe ist, zeigt beispielhaft die Rohstoffstrategie des Freistaa-
tes Sachsen. Sie widmet dem Thema Rohstoffbewusstsein sogar
einen eigenen Abschnitt, in dem es auszugsweise heißt: „Das
Hinwirken auf ein ideologiefreies, auf Wissen und nicht auf
Ängsten beruhendes gesellschaftliches Rohstoffbewusstsein ist
als gesamtgesellschaftliche Aufgabe auszugestalten: … durch
eine solide naturwissenschaftliche Grundlagenausbildung, …
durch gezielte Wissens- und Praxisvermittlung zu rohstoffrele-
vanten Themen“ (SMWA 2017, S. 32). Im Rahmen ihrer Öffent-
lichkeitsarbeit engagiert sich die Rohstoffindustrie in den Geo-
parks und Veranstaltungen wie denen zum Gestein des Jahres
oder zum Tag des Geotops.
Hilfreich können in diesem Zusammenhang auch Rohstoffdia-
loge im Rahmen der Landes- und Regionalplanung sein, die
unter Teilnahme der an der raumordnerische Rohstoffsicherung
beteiligten Fachbehörden, der Geologischen Landesdienste, der
Rohstoffindustrie, betroffener Bürger und Gemeinden sowie von
Umweltverbänden Konflikte abbauen und Konsenslösungen er-
arbeiten.

image
26 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Klimaneutralität von Baustoffen
FDie Transformationsprozesse zur Erreichung der CO
2
-Neutralität
stellen die Steine- und Erden-Industrie vor erhebliche Herausfor-
derungen. Überall dort, wo mineralische Rohstoffe in einem
Brennprozess verarbeitet werden, bedarf es vernünftiger wirt-
schaftlicher, energie- und umweltpolitischer Rahmenbedingungen,
um eine Deindustrialisierung Deutschlands zu verhindern. Beson-
ders betroffen sind davon die Kalk-, Zement- und Ziegelindustrie.
In den Diskussionen um die Reduzierung von Treibhausgasen
stehen Bauweisen mit mineralischen Baustoffen stark im Fokus
der öffentlichen Diskussion. An dieser Stelle bedarf es einer
ganzheitlichen Betrachtung, die die Möglichkeiten der einzelnen
Baustoffe zur Bedarfsdeckung, ihre Materialeigenschaften,
Öko-Bilanzen und die Präfenzen der Kunden einbeziehen. Be-
züglich regionaler Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Langlebig-
keit, Recyclingfähigkeit und der Kombinierbarkeit mit anderen
Baustoffen weisen mineralische Baustoffe viele Vorteile auf
(Abbildung 3). Die Steine- und Erden-Industrie verfolgt das Ziel,
den CO
2
-Ausstoß zu minimieren. So hat beispielsweise die
deutsche Zementindustrie einen Fahrplan zur Dekarbonisierung
bis 2050 aufgestellt (VDZ, 2020). Seit 1990 ist es den deutschen
Zementherstellern gelungen, die CO
2
-Emissionen sowohl spezi-
fisch als auch absolut in den Größenordnungen zwischen 20 bis
25 Prozent zu reduzieren. Geholfen haben dabei die Verringe-
rung des Klinkeranteils im Zement und der Ersatz von fossilen
Energieträgern zugunsten biomassehaltiger alternativer Brenn-
stoffe. Im Moment kann davon ausgegangen werden, dass bis
2030 nochmals eine Minimierung beim CO
2
-Ausstoß von ca. 27
Prozent gegenüber dem Jahr 2019 (ca. 55 Prozent gegenüber
1990) erreicht werden kann. Bis 2050 will die Zementindustrie
die Klimaneutralität unter Ausschöpfung aller verfügbarer Po-
tenziale sowie der Anwendung externer Effekte, wie beispiels-
weise der CO
2
-Speicherung und geeigneter Verfahren zur Nut-
Abbildung 3: Herstellung von rezyklierten Gesteinskörnungen.
Sekundärrohstoffe wie Recycling-Baustoffe und industrielle Nebenprodukte stellen gegenwärtig eine Substitutionsquote von ca. 15 % sicher (BBS, 2019).
zung von CO
2
, erreichen. Entsprechende Pilotprojekte sind
angelaufen. In Baden-Württemberg arbeiten vier Zementher-
steller im Projekt „catch4climate“ an der Abscheidung von CO
2
und der klimaneutralen Herstellung synthetischer Kraftstoffe.
Auf dem Gelände des Schwenk Zementwerks bei Schwäbisch
Hall entsteht eine Demonstrationsanlage im halbindustriellen
Maßstab (BW, 2020).
Ebenso haben die deutsche Kalk- und Ziegelindustrie CO
2
-
Roadmaps zur klimaneutralen Produktion aufgestellt. In Anbetracht
der wirtschaftlichen und technischen Herausforderungen, die ein
solcher Transformationsprozess benötigt, ist für die energieinten-
siven Industrien vor allem Entwicklungszeit notwendig. Die Her-
ausforderungen liegen dabei in der ausreichenden Bereitstellung
von grünem Wasserstoff zu wirtschaftlich tragbaren Konditionen
und in der Schaffung einer Versorgungsinfrastruktur.
Ein wesentlicher Aspekt ist auch die Gewährleistung einer
möglichst verbrauchernahen Rohstoffgewinnung. Immerhin
entfielen 2019 rund 9,4 % der Beförderungsleistung des inländi-
schen Lkw-Güterverkehrs auf Steine- und Erden-Rohstoffe (KBA,
2021). Die raumordnerische Sicherung einer verbrauchernahen
Rohstoffgewinnung kann deshalb einen wesentlichen Beitrag
dazu leisten, dass klimaschädliche Transportaufwendungen ge-
ringgehalten werden.
Wenn es um die Baustoffe der Zukunft geht, wird kein Weg an
mineralischen Baustoffen mit ihren hervorragenden bautechni-
schen und bauphysikalischen Eigenschaften vorbeiführen. Die
heute oftmals geführte Debatte um alternative Baustoffe lässt
völlig außer Acht, dass sich mittlerweile die Hybridbauweise mit
einer Kombination aus verschiedenen Baustoffen durchgesetzt
hat. Auch hier bieten sich für mineralische Baustoffe vielfältige
Einsatzmöglichkeiten (Seyffert & Vulpius, 2021).

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 27
Abbildung 4: Szenario zur Entwicklung
der Bedarfsdeckung bei Gips-Rohstoffen
in Mio. Tonnen (BBS, 2019).
Oben: Entwicklung des REA-Gips
Aufkommens, unten: Entwicklung der
Naturgipsgewinnung in einem oberen
und unteren Entwicklungspfad für die
wirtschaftliche Entwicklung.
Versorgungslücke Gips-Rohstoffe
Das Aufkommen an Gipsrohstoffen in Deutschland belief sich
2019 auf 10,9 Mio. Tonnen. Davon entfielen 6 Mio. Tonnen und
damit ca. 55 % auf Rauchgasentschwefelungsgips (REA-Gips)
(BGR, 2020). Für 2035 wird der deutsche Bedarf an Gipsrohstof-
fen je nach wirtschaftlicher Entwicklung auf 9,1 bis 10,7 Mio.
Tonnen eingeschätzt (BBS, 2019). Durch die umweltpolitischen
Entscheidungen zum Kohleausstieg wird sich die Menge an bisher
genutztem REA-Gips laufend verringern und mit der Einstellung
der Kohleverstromung ganz entfallen. Das daraus resultierende
Defizit muss durch eine entsprechende Erhöhung der Gewinnung
von Naturgips ausgeglichen werden (BMWi, 2020).
In Anbetracht der bestehenden Nutzungs- und Interessenskon-
flikte bei der Gewinnung von Naturgips stellt die kontinuierliche
Steigerung der Gewinnungsmenge zur Kompensation des Aus-
falls des REA-Gipses eine große Herausforderung dar, zumal der
Rohstoff anders als Sand und Kies nicht flächendeckend in
Deutschland verfügbar ist. Er ist geologisch bedingt auf wenige
Regionen beschränkt und konzentriert sich auf relativ wenige
Gewinnungsstellen. In den nächsten beiden Jahrzehnten muss
zur Bedarfsdeckung die Gewinnungsmenge von gegenwärtig ca.
4,8 Mio. Tonnen Jahresförderung nahezu verdoppelt werden. Im
Rahmen der Kreislaufwirtschaft können auch Recycling-Gipse
zur Bedarfsdeckung beitragen. Momentan ist aber festzustellen,
dass immer noch deutlich mehr Gipsbaustoffe in den Baukörper
eingebaut werden, als im Rahmen des Rückbaus von Bauwerken
als mineralischer Bauabfall anfallen. Das jährliche Aufkommen
an gipshaltigen Bauabfällen lag in den vergangenen Jahren
stabil bei vergleichsweise geringen 0,6 Mio. Tonnen. Selbst bei
einer deutlichen Steigerung der Mengen an Recycling-Gips
bleiben die zur Verfügung stehenden Potenziale für die Bedarfs-
deckung gering und können in keinem Fall den Ausfall an REA-
Gips kompensieren (Abbildung 4). Nach Angaben des Bundesver-
bandes der Gipsindustrie lag die Recyclingrate im Jahr 2021 bei
10 % (BV Gips, 2021), was eine deutliche Steigerung gegenüber
dem Jahr 2018 darstellt (Abbildung 5). Mittel- bis langfristig wird
die Möglichkeit gesehen, Recycling-Gips in der Größenordnung
bis 0,3 Mio. Tonnen pro Jahr herzustellen. Aktuell wird das Recy-
cling von Gipsbaustoffen neben kostengünstigen Verwertungs-
möglichkeiten innerhalb der EU durch die Anforderungen an die
Asbestfreiheit (Null-Faseransatz) erschwert. Eine weitere
Schwierigkeit besteht im dezentralen Aufkommen von gipshal-
tigen Abfällen, dem stehen gegenwärtig drei Recycling-Anlagen
in ganz Deutschland gegenüber. Gips-Recycling ist damit auch
immer eine logistische Herausforderung.

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28 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Die zukünftige Bedarfsdeckung an Gipsbaustoffen hat eine hohe
Bedeutung für die Umsetzung von gesellschaftspolitischen
Zielstellungen zur Ressourceneffizienz im Bauwesen. Themen
wie der Wohnungsneubau von 400.000 Einheiten pro Jahr (SPD,
Bündnis 90/Die Grünen und FDP, 2021) oder der Erhalt und die
Sanierung alter Bausubstanz sind beim industriellen Bauen ohne
Gipsbaustoffe gegenwärtig nicht umsetzbar.
Biodiversität – ein Nebeneffekt mit
gesellschaftlichem Mehrwert
Gewinnungsstätten der Steine- und Erden-Industrie bilden
Hotspots der Biodiversität mit einer Reihe von Besonderheiten
(Fox & Vulpius, 2018, Abbildung 6):
Die Rohstoffgewinnung als Eingriff in Natur- und Landschaft
stellt einen dynamischen landschaftsverändernden Prozess
dar, bei dem Lebensraumtypen in unterschiedlicher Ausprä-
gung und enger Verzahnung immer wieder neu entstehen.
Natürliche dynamische landschaftsverändernde Prozesse, die
insbesondere Pionierarten benötigen, finden in unserer Kul-
turlandschaft nur noch sehr eingeschränkt statt. Eine große
Bedeutung für derartige natürliche dynamische Prozesse
hatten in den zurückliegenden Jahrhunderten Flusslandschaf-
ten. Da in Mitteleuropa die Flüsse heute stark reguliert sind,
finden solche Prozesse hier nur noch sehr eingeschränkt statt.
Mit der Rohstoffgewinnung von Sanden und Kiesen im Tage-
bau entstehen heute komplexe Ersatzlebensräume für Arten
der unregulierten Flusslandschaften. Der Rohstoffabbau tritt
hier an die Stelle des frei mäandrierenden Flusses, der unter
anderem frische Abbruchkanten, temporäre Kleingewässer
sowie vegetationsfreie Sand- und Kiesbänke schafft.
Mit der Rohstoffgewinnung entstehen nährstoffarme Rohbo-
denstandorte und oligotrophe Wasserkörper. Aufgrund des ho-
hen Nutzungsdruckes in unserer Kulturlandschaft sind derartige
nährstoffarme Lebensräume nur noch selten anzutreffen.
Geringe Besucherfrequenz und geringer Freizeitdruck ermög-
licht in Tagebauen und Steinbrüchen eine ungestörte Entwick-
lung der Habitate und der daran gebundenen Arten und dies
über einen relativ langen Zeitraum, da Bergbauprojekte in der
Regel über mehrere Jahrzehnte realisiert werden.
Im Rahmen der Wiedernutzbarmachung der bergbaulichen
Eingriffsfläche besteht die Möglichkeit, zielgerichtet auf die
Entwicklung der Folgelandschaft und der Biodiversität Einfluss
zu nehmen.
Gewinnungsstätten sind ein wichtiges Element in der groß-
räumigen Vernetzung von Biotopstrukturen. Bereits kleinere
Tagebaue, die ein Mosaik an Lebensräumen aufweisen, wirken
in der Kulturlandschaft als Trittsteinbiotope und nehmen damit
eine wichtige Funktion im Biotopverbund ein.
Abbildung 5: Anfall und Verbleib von Bauabfällen auf Gipsbasis im
Jahr 2018.
Gegenwärtig werden ca. 50 % der gipshaltigen Abfälle deponiert
(Kreislaufwirtschaft Bau, 2021).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 29
Abbildung 6: Die Insektenvielfalt in Gewinnungsstätten als Beleg für die Lebensraumvielfalt (Foto: UVMB).
Z. B. Dünen-Sandlaufkäfer auf offenen, trockenen Sandflächen, Libellen wie die Gemeine Becher-jungfer in unterschiedlichen Gewässern bzw. offenen
Bereichen, bei Schmetterlingen typische Wiesenarten wie Schachbrett oder in Wald- und Saumbereichen der Braune Waldvogel. (Foto: UVMB).
Viele Unternehmen engagieren sich in Artenschutzprojekten und
tragen zum Erhalt von bedrohten Tier- und Pflanzenarten bei.
Die Ergebnisse aus diesen Projekten sind ein wichtiger Baustein,
um die Akzeptanz für die Gewinnung einheimischer Rohstoffe
zu erhöhen und unterstreichen die Bedeutung der Steine- und
Erden-Industrie zur Erreichung der europäischen Artenschutz-
ziele. Auch die Europäische Kommission erkennt inzwischen an,
dass die Rohstoffgewinnung einen positiven Beitrag zur Erhal-
tung der biologischen Vielfalt leisten kann (EU 2011).

30 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
BBS (Juni, 2019): Bundesverband Baustoffe –
Steine und Erden e.V.: Die Nachfrage nach Pri-
mär- und Sekundärrohstoffen der Steine- und
Erden-Industrie bis 2035 in Deutschland. - Berlin.
https://www.baustoffindustrie.de/fileadmin/
user_upload/bbs/Dateien/Downloadarchiv/Roh-
stoffe/Rohstoffstudie_2019.pdf (13.10.2021).
BGR (2020): Bundesanstalt für Geowissenschaf-
ten und Rohstoffe: Deutschland – Rohstoffsitu-
ation 2019, Hannover.
BMWi (2020): Rohstoffstrategie der Bundesre-
gierung – Sicherung einer nachhaltigen
Rohstoffversorgung Deutschlands mit nicht-
energetischen mineralischen Rohstoffen. –
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
(BMWi), Berlin.
Börner, A. et al. (2012): Steine- und Erden-Roh-
stoffe in der Bundesrepublik Deutschland. Geo-
logisches Jahrbuch, Sonderhefte, Reihe D Mine-
ralogie, Petrographie, Geochemie,
Lagerstättenkunde, Heft SD 10, Hannover. In
Kommission: E. Schweizerbarth‘sche Verlags-
buchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart.
Breg (2021): Die Bundesregierung: Deutsche
Nachhaltigkeitsstrategie – Weiterentwicklung
2021. -Berlin.
https://www.bundesregierung.de/resource/
blob/998006/1873516/3d3b15cd92d0261e7a-
0bcdc8f43b7839/2021-03-10-dns-2021-finale-
langfassung-nicht-barrierefrei-data.
pdf?download=1, (02.08.2021).
BV Gips (12.10.2021): Bundesverband der Gips-
industrie e.V.: Recycling von Gips als Beitrag zur
Ressourcenschonung.- Medieninformation
02/21, Berlin.
https://www.gips.de/fileadmin/user_upload/ak-
tuelles/Medieninfo_BV_Gips_02-2021_-_Recy-
clinggips.pdf
BW – Baden-Württemberg (2020): Klimaschutz:
Mit CO
2
aus Zementwerken erneuerbare Kraft-
stoffe herstellen. Pressemitteilung vom
18.11.2020.
https://www.baden-wuerttemberg.de/de/ser-
vice/presse/pressemitteilung/pid/mit-co2-aus-
zementwerken-erneuerbare-kraftstoffe-herstel-
len/ (02.08.2021).
Elsner, H. & Szurlies, M. (03/2020): KIES – DER
WICHTIGSTE HEIMISCHE BAUROHSTOFF!- Com-
modity TopNews 62, Herausgeber: Bundesan-
stalt für Geowissenschaften und Rohstoffe,
Hannover.
https://www.bgr.bund.de/DE/Gemeinsames/Pro-
dukte/Downloads/Commodity_Top_News/Roh-
stoffwirtschaft/62_kies.pdf;jsessionid=EDE23E2
601AA3A129C4E24C21E6C4700.2_cid321?__
blob=publicationFile&v=5
EU – Europäische Kommission (2011): Leitfaden
der Europäischen Kommission zur Rohstoffge-
winnung durch die NEEI unter Berücksichtigung
der Anforderungen an Natura 2000-Gebiete.
Amt für Veröffentlichungen der Europäischen
Union, Luxemburg.
EU – Europäische Kommission (2021): Europäi-
scher Grüner Deal: Erster klimaneutraler Konti-
nent.-
https://ec.europa.eu/info/strategy/priori-/
ties-2019-2024/european-green-deal_de
Fox, O. & Vulpius, B. (2018): Rohstoffgewinnung
im Fokus von Biodiversität und Artenschutz.-
Rohstoffbericht 2018, Mitteilungen zu Geologie
und Bergwesen von Sachsen-Anhalt, Band 19:
S. 57-64.
KBA – Kraftfahrt-Bundesamt (2021): Anteil von
Steine- und Erden-Rohstoffen an der Beförde-
rungsleistung des inländischen Lkw-Güterver-
kehrs 2019. Telefonische Auskunft am
05.10.2021.
Kreislaufwirtschaft Bau (2021): Mineralische
Bauabfälle Monitoring 2018 – Bericht zum Auf-
kommen und zum Verbleib mineralische Bauab-
fälle. – Kreislaufwirtschaft Bau, c/o Bundesver-
band Baustoffe – Steine und Erden e.V., Berlin.
Schröder, N. & Vulpius, B. (2021a): Aufsuchung
und Gewinnung einheimischer Rohstoffe Me-
thodische Gesichtspunkte zur raumplanerischen
Rohstoffsicherung.- RaumPlanung 211 /
2-2021: S. 86-91.
Schröder, N. & Vulpius, B. (2021b): Aufsuchung
und Gewinnung einheimischer Rohstoffe As-
pekte zur planerischen Umsetzung der Roh-
stoffsicherung. RaumPlanung 213 / 5 - 2021,
S. 57 - 61.
Seyffert, S. & Vulpius, B. (2021): Zur Materialität
des Bauens für die Stadt der Zukunft. RaumPla-
nung Heft 214 / 6-2021, S. 29 - 34.
SMWA (2017): Sächsisches Staatsministerium
für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr: Roh-
stoffstrategie für Sachsen. Rohstoffwirtschaft –
eine Chance für den Freistaat.- 2. Aufl., 8/2017,
Dresden.
SPD, Bündnis 90/Die Grünen und FDP (2021): 7.
Offensive für bezahlbares und nachhaltiges
Bauen und Wohnen. S. 8., 15.10.2021.
Steinbach, V. (2016): BGR Industrieworkshop –
Gewinnung und Verarbeitung von Quarzroh-
stoffen in Deutschland. Vortrag, Hannover, den
27. Januar 2016.
VDZ (2020): Verein Deutscher Zementwerke e.V.:
Dekarbonisierung von Zement und Beton –
Minderungspfade und Handlungsstrategien.
Düsseldorf, 2020.
https://www.vdz-online.de/wissensportal/publi-
kationen/dekarbonisierung-von-zement-und-
beton-minderungspfade-und-handlungsstrate-
gien (02.08.2021).
Vulpius, B. (2016): Kooperation zwischen Roh-
stoffindustrie und Geoparks – eine klassische
Win-Win-Situation.- GeoTop 2016 – Kultur.
Wert.Stein, Schriftenreihe der DGG, Heft 88:
S. 133-138.
Referenzen

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 31
Kluftgrundwasserleiter und Wasserspeicher –
Herausforderungen an die Wasserwirtschaft
Prof. Dr. Traugott Scheytt
TU Bergakademie Freiberg /
Professur für Hydrogeologie
und Hydrochemie
Gustav-Zeuner-Str. 12
09599 Freiberg
https://tu-freiberg.de/geo/hydro
E-Mail: traugott.scheytt@geo.tu-freiberg.de
Tel.: 03731 / 39-2775
Zum Autor
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Prof. Dr. Scheytt ist aktuell Inhaber des Lehrstuhles für Hydrogeo-
logie und Hydrochemie an der TU Bergakademie Freiberg.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie?
Mit einem Gründungsdatum von 1765 ist die TU Bergakademie
Freiberg die älteste noch bestehende montanwissenschaftliche
Bildungseinrichtung der Welt. Entsprechend besteht ein großer
Erfahrungsschatz zu den vielfältigen Fragestellungen des Unter-
grundes, insbesondere zur Nutzung von natürlichen Ressourcen.
Der Lehrstuhl Hydrogeologie und Hydrochemie ist eng mit der
sächsischen Geologie verbunden, was sich aktuell u.a. durch die
gutachterliche Einbindung in die Flutung der Urangrube König-
stein, durch die Bearbeitung von Fragestellungen zur Wasserwirt-
schaft in der Lausitz nach dem Braunkohlenausstieg und durch
eine Vielzahl an studentischen Abschlussarbeiten (u.a. zum Revier
Lugau/Oelsnitz) zeigt. Aktuelle Schwerpunkte der hydrogeologi-
schen-hydrochemischen Forschung am Lehrstuhl liegen u.a. in
der experimentellen Untersuchung und modellgestützten Be-
schreibung des (reaktiven) Stoff-, Wärme- und Partikeltransports,
der Optimierung von Methoden für verschiedene geohydraulische
und geothermische Problemstellungen sowie hydrochemischen
Fragestellungen.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
Ein Schwerpunkt der sächsischen Geologie wird zukünftig die
Verknüpfung von Informationen und Kenntnissen zum geologi-
schen Untergrund mit Informationen zum Klima, zur Landnutzung
und zur Hydrologie sein. Das Ziel ist die nachhaltige Nutzung und
der Schutz der Lebensgrundlagen auf Basis belastbarer Progno-
sen.

32 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Kurzfassung des Vortrages
Die zurückliegenden Jahre führten nicht nur bei vielen Haus-
brunnen im Erzgebirge zu einer massiven Absenkung der
Grundwasseroberfläche, sondern auch Talsperren und Oberflä-
chengewässer zeigten Niedrigwasserstände. Die erwarteten kli-
matischen Änderungen in den nächsten Jahrzehnten mit Clus-
terbildungen von trockenen und feuchten Jahren lassen
befürchten, dass auch zukünftig mehrjährige Trockenphasen
auftreten werden, die wiederholt zu gravierenden Problemen bei
der Wasserversorgung führen können. Damit sind Änderungen
der Grundwasserbeschaffenheit und somit der Qualität des
Trinkwassers verbunden. Ein großer Anteil der Grundwasserleiter
Sachsens, insbesondere im Erzgebirge, sind als Kluftgrundwas-
serleiter ausgebildet. Kluftgrundwasserleiter haben häufig eine
geringe Speicherkapazität und weisen hohe Strömungsge-
schwindigkeiten auf. Gleichzeitig ist das Erzgebirge aufgrund der
hohen Niederschläge von enormer Bedeutung für die Trinkwas-
serspeicher und für die Grundwasserneubildung.
Zu den Lösungsansätzen für die Optimierung der Wasserspeiche-
rung gehört zukünftig ein intensives Zusammenspiel zwischen
Oberflächenwasser und Grundwasser sowie die Nutzung weite-
rer Speicher (z. B. aufgelassene Bergwerke). Dazu zählt auch die
Nutzung der Grundwasserleiter als Wasserspeicher und die
Umwandlung einer eher ungesteuerten Grundwasseranreiche-
rung hin zu einem kontrollierten Rückhalt des Wassers im ge-
meinsam betrachteten Einzugsgebiet einer Talsperre und dazu-
gehörigem Grundwasserleiter.
Abstract of the lecture:
Fissured aquifers and water reservoirs – challenges for water management
The last years led not only to a significant decrease of the water
table in many private wells in the Erzgebirge (Saxony) region but
also in the drinking water dams und surface water bodies. The
anticipated climatic changes in the next years with clusters of
several dry and several wetter years may lead to repeated water
shortages in drinking water production. Not only water quantity
but also water quality will be affected adversely. A significant
number of aquifers in Saxony, especially in the Erzgebirge region,
are fissured aquifers. These aquifers exhibit often a low storage
capacity and a high flow velocity. However, due to high rainfall,
the Erzgebirge is also a source of utmost importance for drinking
water reservoirs and groundwater recharge.
The optimization of water storage can only be accomplished if
surface water, groundwater, and further storage possibilities (e.g.
abandoned mine sites) are managed together. The aquifers have
to be an integrative part of the water storage plan. Uncontrolled
groundwater recharge should be changed to a managed aquifer
recharge scheme within the catchment area taking into account
the surface water dams and the aquifers alike.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 33
Geogefahren durch die Interaktion von
Mensch und Natur
Dipl.-Ing. Geotechnik Peter Dommaschk
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie
Abteilung Geologie
Referat Ingenieurgeologie
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: peter.dommaschk@smekul.sachsen.de
Zum Autor
Nach dem Studium der Geotechnik (Vertiefung Ingenieurgeologie)
an der Bergakademie Freiberg (1981 − 1986) war Peter Dom-
maschk bis 1988 im Braunkohletagebau Schlabendorf Süd in der
Abteilung Geotechnik als Technologe für Tagebausicherheit und
bis 1990 im Institut für Bergbausicherheit in Freiberg als wissen-
schaftlicher Mitarbeiter tätig.
Ab 1990 war er als Baugrundgutachter in verschiedenen Ingeni-
eurbüros im Saarland, in Dresden, in Brand-Erbisdorf und in
Chemnitz tätig. Im Oktober 1999 begann seine Tätigkeit als Re-
ferent im Sächsischen Geologischen Dienst, Referat Ingenieur-
geologie. Ein markantes Felssturzereignis am 22.11.2000 im Elb-
sandsteingebirge führte letztendlich zur fachlichen Spezialisierung
auf die Geogefahren. Das führt zu sehr interessanten Arbeiten im
Freistaat Sachsen aber auch zu Tätigkeiten insbesondere im
Personenkreis Geogefahren gemeinsam mit Ingenieurgeologen
anderer Geologischer Dienste der Bundesrepublik Deutschland.
Im Jahr 2019 bis Anfang 2020 war Peter Dommaschk beim
Sächsischen Oberbergamt tätig. Hier konnte er maßgeblich an der
Vorbereitung und fachlichen Begleitung des Projektes "Erstellung
des Sächsischen Natursteinkatasters" mitwirken. Seit März 2020
ist er wieder an seinem alten Arbeitsplatz im Referat Ingenieur-
geologie tätig, beschäftigt sich wieder mit den Geogefahren und
betreut das Sächsische Natursteinkataster.

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34 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Kurzfassung des Vortrages
Zusammenfassung
Dem Drang der Menschen in Regionen zu siedeln, die den Ein-
flüssen von
Naturgefahren
ausgesetzt sind, steht die Sicherung
unterschiedlicher Schutzgüter und Flächennutzungen in dicht
besiedelten Regionen gegenüber. Das Thema der
geogenen
Naturgefahren
ist deshalb eine weitere wichtige Arbeitsaufgabe
für den Staatlichen Geologischen Dienst in Sachsen.
Anhand von 3 Beispielen werden die geogenen Naturgefahren
im Zusammenhang mit volkswirtschaftlichen Schäden, mensch-
lichen Tragödien, Gerichtsverfahren und darin die Rolle des
Staatlichen Geologischen Dienstes in Sachsen zwischen 1866
und der Gegenwart dargestellt.
1. Einleitung
Im aktuellen Festband zum Jubiläum 150 Jahre Landesgeologie
(Autorenkollektiv, 2022) wird der Geologische Dienst in Sachsen
in 11 Fachartikeln dargestellt. Es werden darin die vielfältigen
Arbeitsaufgaben umfänglich beschrieben. So wird auch auf Seite
66 bis Seite 77 das Thema der geogenen Naturgefahren und
unsere damit im Zusammenhang stehenden Arbeitsaufgaben
aufgezeigt.
Der Vortrag soll hier ergänzend den Fokus richten auf volkswirt-
schaftliche Schäden, menschliche Tragödien und darin die Rolle
des Staatlichen Geologischen Dienstes in Sachsen.
Felsstürze, Stein- und Blockschläge, Rutschungen, Murgänge
(Geröll- und Schlammlawinen) sind im Freistaat Sachsen die
wesentlichen geogenen Naturgefahren, die den Lebensraum des
Menschen bedrohen. Sie können Personen, Verkehrswege oder
Gebäude gefährden. Um diese
geogenen Naturgefahren
erken-
nen, beurteilen und abwehren zu können, ist es notwendig, die
Ursachen, ihre räumliche Verteilung und die Häufigkeit ihres
Auftretens zu kennen. Das Landesamt für Umwelt, Landwirt-
schaft und Geologie, Referat Ingenieurgeologie, betreibt dazu ein
im Jahr 2004 aufgebautes
Ereigniskataster zur Erfassung von
Massenbewegungen
für den Freistaat Sachsen (Abbildung 1).
Abstract
The urge of people to settle in regions that are exposed to nat-
ural hazards is contrasted by the need to secure different subjects
of protection and land uses in densely populated regions. For this
reason, the topic of geogenic natural hazards is one of important
tasks for the State Geological Survey in Saxony.
Based on three examples, geogenic natural hazards are presented
in context with economic damage, human tragedies, legal pro-
ceedings and the role of the State Geological Survey in Saxony
between 1866 and the present.
Darüber hinaus erstellen wir für öffentliche Auftraggeber
Ge-
fährdungseinschätzungen
zur Beurteilung der geogenen Natur-
gefahren und empfehlen geeignete Schutz- und Vorsorgemaß-
nahmen für die Bevölkerung und die Infrastruktur.
2. Der wandernde Berg von Falkenau
(Bahnstrecke zwischen Freiberg und Chemnitz) −
Hangrutschungen zwischen 1866 und 1931
"Dass die Gesteinsmassen im Bereich der Bahntrasse im Ein-
schnitt des durch ihn angeschnittenen Nordhanges am Kuhstein
westlich von Falkenau nicht starr liegen und Massenbewegungen
den Bahnkörper gefährdeten, wusste man bereits mit Beginn der
Bauarbeiten 1866 (lfd. Nr.: 202 im Ereigniskataster). Einem Brief
des Landrates an Richard Beck aus dem Nachlass Beck an der TU
Bergakademie Freiberg ist zu entnehmen, dass die Schwierigkei-
ten mit der Hangrutschung bekannt gewesen sind. Bereits im
Jahre 1887 wurden größere Abgrabungen gemacht, um das
Problem zu beheben, allerdings mit nur mäßigem Erfolg." Text-
passage aus
Der "Wandernde Berg" von Falkenau
von Walter
(2020) − Veröffentlichungen Museum für Naturkunde Chemnitz.
Abbildung 1: Ereigniskataster zur Erfassung von Massenbewegungen.
Darüber hinaus erstellen wir für öffentliche Auftraggeber Gefährdungs-
einschätzungen zur Beurteilung der geogenen Naturgefahren und emp-
fehlen geeignete Schutz- und Vorsorgemaßnahmen für die Bevölkerung
und die Infrastruktur.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 35
Abbildung 2: Geologischer Schnitt von Richard Beck zu den Lagerungsverhältnissen am "Wandernden Berg" (Archiv, LfULG).
Abbildung 3: Blick vom oberen Westrand der Baustelle nach Osten.
Die Person steht an einer nach Herstellung des Planums erfolgten Rutschung. Foto: K. Pietzsch am 22. April 1932 (Archiv, LfULG).
Mit der Gründung der "Sächsischen Geologischen Landesunter-
suchung" im Jahre 1872 in Leipzig begannen Hermann Credner
und seine Mitarbeiter mit der geologischen Spezialkartierung in
Sachsen (Credner, 1873). Das dabei entstandene, flächende-
ckende Kartenwerk im Maßstab 1 : 25 000 hätte wichtige
Grundlagen für die Trassenplanung geboten. Bereits in der
geognostischen Specialcharte von Naumann & Cotta (1837)
wurde das Gebiet kartiert und die durchaus für den späteren
Bahnbau relevanten schwierigen Lagerungsverhältnisse korrekt
dargestellt (Abbildung 2 und Abbildung 3).

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36 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 4: Postkarte vom Harrastunnel vor dem Felssturzereignis
(Ansichtskarte aus der Sammlung von Hejkal, Aufnahme vor 1905, Quelle: Wikipedia (04/2022),
https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Harrasfelsen.jpg&oldid=100433651).
Abbildung 5: Foto am 14.12.1913 nach dem
Felssturzereignis am Harrastunnel (Ritzau,
1993).
Im Lauf der Zeit wurden verschiedene Gutachter beauftragt. So
wandte sich auch Im Juni 1906 die Königliche Generaldirektion
der Sächsischen Staatseisenbahnen zur Beurteilung des Prob-
lems an Professor Hermann Credner, den Direktor der Königli-
chen Geologischen Landesanstalt in Leipzig.
In der Schlussphase der Maßnahmen erfolgte im Mai 1931 eine
weitere Einbeziehung von Professor Pietzsch (Sächsisches
Geologisches Landesamt). Im Herbst 1931 waren plötzlich neue
Bewegungen aufgetreten. Letztendlich wurden in 10 Monaten
275.000 Kubikmeter vom "Wandernden Berg" abgetragen,
15.000 Sprengungen waren erforderlich, 250 Arbeiter mit ca.
530.000 Lohnstunden wurden beschäftigt, 1.700 Arbeitszüge
mit 120.000 Kippwagen waren im Einsatz.
Die Abtragung des "Wandernden Berges" in einem so kurzen
Zeitfenster und bei laufendem Eisenbahnverkehr gehört zu den
bedeutenden ingenieurtechnischen Leistungen ihrer Zeit. Das
Phänomen des "Wandernden Berges" ist ein deutlicher Beleg für
die Wichtigkeit geotechnischer Untersuchungen vor größeren
Bauvorhaben. Wie auch beim Eisenbahnbau beriet der Geologi-
sche Dienst Sachsen mit seiner Sachkenntnis seit jeher den Tal-
sperren-, Brücken- und Tunnelbau, ab 1935 auch den Autobahn-
bau bei der Bewertung des Baugrundes.
3. Harrastunnel - Felssturzereignis am 14.12.1913
Am 14.12.1913 ereignete sich ein katastrophales Felssturzereig-
nis am Harrastunnel im Zschopautal auf der Bahnstrecke Nie-
derwiesa – Frankenberg (lfd. Nr.:
185
im Ereigniskataster). Es gab
10 Tote, 11 Schwerverletzte und 42 Leichtverletzte (Abbildung 4
und Abbildung 5).
Von der Königlichen Generaldirektion der Sächsischen Staatsei-
senbahnen wurde im März 1914 die Königliche Geologische
Landesuntersuchung mit einem Gutachten über die Beschaffen-
heit des Gebirges über und am Tunnel und über etwa dort not-
wendige Vorsichtsmaßregeln beauftragt.
Aus Archivunterlagen geht hervor, das bis Ende 1914 der Staat
23.137,23 Mark an die Hinterbliebenen der zehn Toten zahlte. An
die Schwer- und Leichtverletzten wurde insgesamt ca. 23.000
Mark gezahlt. Der Sachschaden bei der Eisenbahn belief sich auf
ca. 26.600 Mark. Ein Verletzter war mit einer Abfindung nicht
zufrieden und klagte auf Schadenersatz. Der Rechtsstreit mit
einem ersten Urteil im Dezember 1914 endete im Dezember 1920
mit einem Vergleich: gegen eine Abfindung von 35.000 Mark und
Begleichung aller Prozesskosten durch die Staatskasse verzichtet
der Kläger auf weitere Ansprüche.
4. Wartturm im Elbsandsteingebirge −
Felssturzereignis am 22.11.2000
Am 22.11.2000 ereignete sich ein Felssturz am Wartturm, wobei
500 m³ (ca. 1.000 t) Sandstein 80 m zu Tal stürzten. Es gab zum
Glück keine Personen- und nennenswerte Sachschäden.
Dieses Felssturzereignis ist mit lfd. Nr.:114 im Ereigniskataster
des LfULG erfasst (Abbildung 6 und Abbildung 7).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 37
Das damalige StUFA Radebeul (Stelle für Gebietsgeologie) und
das LfUG (Referat Ingenieurgeologie) wurden durch die Natio-
nalparkverwaltung Sächsische Schweiz mit der Gefahrenbeurtei-
lung beauftragt.
Abbildung 6: Der Wartturm am 22.11.2016 (Foto: Peter Dommaschk).
Autorenkollektiv (2022): Der Geologische Dienst
in Sachsen – Festband zum Jubiläum 150 Jahre
Landesgeologie. Geoprofil, Heft 16, Landesamt
für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
(Hrsg.), Dresden, 2022.
Credner, H. (1873): Die geologische Landesun-
tersuchung des Königreiches Sachsen. – 10 S.;
Leipzig (Verl. Breitkopf u. Härtel).
Naumann, C. F. & Cotta, B. (1837): Geognosti-
sche Specialcharte des Königreichs Sachsen und
der angrenzenden Länder-Abtheilungen. Maß-
stab 1:120 000, Hrsg.: Königlich-Sächsische
Bergakademie zu Freiberg; Dresden.
Ritzau, Hans-Joachim (1993): Schatten der Ei-
senbahngeschichte. Bd. 2.: Katastrophen der
deutschen Bahnen. Teil 2.: Gesamtchronik
1845–1992, Rotten- und Arbeitsunfälle, Bahn-
anschläge, Zusammenpralle an Bahnüberwegen,
SBZ und DDR. 3. Aufl.
Walter, H. (2020): Der "Wandernde Berg" von
Falkenau. – Veröffentlichungen Museum für
Naturkunde Chemnitz; 43, S. 183 – 198.
https://de.wikipedia.org/w/index.
php?title=Datei:Harrasfelsen.
jpg&oldid=100433651
Referenzen
Abbildung 7: Das Seismogramm zeigt den ersten Aufschlag am 22.11.2000
12:43:22 Uhr MEZ in einer Entfernung von ca. 12 Kilometer
(Quelle: Seismologisches Observatorium Berggießhübel).

38 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Geologie 150 oder 4.0? –
keine Zukunft ohne (geistige) Erneuerung
Dr. Jens Richter
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie
Abteilung Geologie
Projektgruppe IT-Modernisierung Geologie
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
Zum Autor
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
IT-Modernisierung (in) der Abteilung Geologie des LfULG
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie?
Ein Studium, ein Berufsleben und Hoffnungen: … dass sich jeder
Geologe bemüht, Digitalisierung mitzudenken und danach han-
delt, … dass es dem sächsischen SGD stets gelinge, der Gesell-
schaft wahrhaft und überzeugend zu Diensten zu sein, … dass wir
uns immer weniger auf digitalisierte 150jährige Bleistiftstriche
stützen müssen.
Was ist mir wichtig?
Einen bescheidenen Beitrag zu Vorgenanntem leisten. Dem
Geologen beistehen, Digitalisierung zu verstehen, mitzudenken
und mitzumachen. Die Sichtbarkeit und Wahrnehmung des
sächsischen Geologischen Dienstes in der Gesellschaft verbessern.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
Stets am Puls der Gesellschaft zu sein: Aufgaben und Bedürfnisse
erkennen, im Bündnis mit den jeweils richtigen Partnern bearbei-
ten und Ergebnisse in hoher Qualität abliefern.
Flexibel agieren UND das Fundament notwendiger Grundlagen
hegen und pflegen. Gesellschaftliche Akzeptanz für die Pflege des
Fundaments geologischer Basisdaten schaffen.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 39
Kurzfassung des Vortrages
Geologie und Digitalisierung – Warum?
Das Jubiläum des Staatlichen Geologischen Dienstes (SGD) von
Sachsen bietet nicht nur Anlass für eine Schau auf erreichte
Arbeitsergebnisse und für eine Standortbestimmung des Diens-
tes in der Gesellschaft, sondern auch für einen Ausblick auf die
künftige Entwicklung im Dienste von Wirtschaft, Bürgern und
Verwaltung.
Für die Erfüllung der Arbeitsaufgaben des Dienstes und seine
Wahrnehmung in der Gesellschaft wird mehr und mehr die er-
folgreiche Digitalisierung zu einem ausschlaggebenden Faktor.
Warum? Zum einen sind zahlreiche Arbeitsaufgaben wegen ihres
Umfangs im gesetzten Zeitrahmen nur erfüllbar, wenn Daten
digital vorliegen, sinnvoll strukturiert sind und Geschäftsprozesse
optimal strukturiert und mit IT-Methoden untersetzt sind. Dies
sind Voraussetzungen, um manuellen Bearbeitungsaufwand für
Routinearbeiten und Antwortzeiten zu senken. Zum anderen
erwarten die Kunden und Auftraggeber des Staatlichen Geolo-
gischen Dienstes nicht nur eine hohe fachliche Qualität seiner
Arbeitsergebnisse, sondern auch die in technischer Hinsicht
zeitgemäße Bereitstellung seiner Daten, Dienste und Dienstleis-
tungen – zum Teil geknüpft an hohe technische Standards.
Digitalisierung im sächsischen SGD –
eine formale Bestandsaufnahme
Wird nach dem Stand der Digitalisierung gefragt, ist das vorder-
gründige Interesse häufig auf eine Inventur vorhandener Fach-
anwendungen und dem Prozentsatz der Digitalisierung von
Fachdaten gerichtet.
Im Vortrag wird dazu ein Überblick gegeben. Diese Bilanz kann
aus mehreren Blickwinkeln für Sachsen durchaus positiv bewer-
tet werden.
In vorbildhafter Weise wurden und werden Dokumente mit Re-
levanz zur sächsischen Geologie systematisch und in erheblichem
Umfang nach hohen Qualitätsstandards digitalisiert, langzeitsta-
bil gespeichert und verfügbar gemacht. Die Freischaltung des
entsprechenden Systems DiGAS ist in Vorbereitung. Fachdaten
werden zum größten Teil in Datenbanken gehalten. Das dem
Geologen von Natur aus fremde Wesen Datenmodell hält zuneh-
mend Einzug.
IT-Lösungen unterstützen die Erfüllung aller Fachbereiche der
amtlichen Geologie – meist Fachinformationssysteme auf der
Grundlage von Datenbanken und Geographischen Informations-
systemen (GIS). Die beispielgebende „Elektronische Bohranzeige
Sachsen“ ELBA.Sax bündelt die Umsetzung dreier Gesetzlichkei-
ten (Bergrecht, Wasserrecht, Geologiedatengesetz) in Zuständig-
keit der jeweiligen Behörden auf einer Plattform. Diese Bündelung
und Schnittstellen zu eGovernment-Basiskomponenten bis hin
zur automatischen Veraktung haben schnell zu Bürokratie-Abbau
und breiter Akzeptanz geführt. Weitere Systeme für die anforde-
rungsgerechte Bereitstellung von Bohrungsdaten (BOHRIS) und
ein Informationsportal für die Erdwärme-Nutzung sind in Vor-
bereitung. 3D-Technologien unterstützen immer mehr die Arbeit
und sind zu einem festen Bestandteil des Instrumentariums
unseres SGD geworden; 3D-Modelle werden als Webdienst im
Internet bereitgestellt.
Nicht zuletzt stellt der SGD neben klassischen Downloads Daten
zunehmend als Webdienste bereit. (Die europäische INSPIRE-
Richtlinie hat hier zu einem segensreichen Aufbruch tradierter
Denkweisen und Paradigmen geführt.) Das Portfolio öffentlicher
Angebote wird durch eine Suchmaschine für Geologiedaten auf
www.geologie.sachsen.de
abgerundet.
Digitalisierung ist doch einfach – oder?
Die Technologien sind ja schon da
Sind wir mit Digitalisierung fertig, wenn jeder einen Computer
hat, alle geologischen Karten gescannt und alle Daten irgendwie
digital sind? Ist es nachhaltig oder verantwortbar, Daten eines
abgeschlossenen „Projekts“ in einer digitalen Schublade zu ver-
senken und diese auf lange Sicht dem Vergessen und Verfall
preiszugeben? Ist ein Tabellen-Kalkulationssystem ein guter
Datenspeicher für Verfahrensdaten oder als Dauerdatenspeicher
geeignet? Arbeiten wir wirklich effizient, wenn viele „lokal“ auf
ihrem PC arbeiten?
Neben solchen Fragen der Ausrichtung und Ausgestaltung von
Digitalisierung sind längst grundsätzlichere Dinge in den Fokus
der Diskussion geraten.
Inmitten von Spannungsfeldern muss Digitalisierung der
öffentlichen Verwaltung in der Praxis heute zusätzliche Hürden
überwinden. So sind sowohl Fachaufgaben zur Umsetzung
gesetzlicher und gesellschaftlicher Aufgaben zu erfüllen, als auch
die Regelungen der Datenschutzgrundverordnung zu beachten.
Wenn heutzutage von Fachkräftemangel die Rede ist, trifft dies
in hohem Maße auf die Informationstechnologie insgesamt zu.
Ganz besonders ist davon die Geoinformationstechnologie
betroffen. Inwieweit ist die öffentliche Verwaltung als Arbeit-
geber hier konkurrenzfähig im harten Wettbewerb mit der
Wirtschaft? Besteht überhaupt die Chance, „fertig“ ausgebildete
Fachkräfte für die drängenden Aufgaben zu binden – gerade
auch angesichts o.g. Spannungsfelder? Wie kann es gelingen,
die öffentliche Verwaltung gegenüber der (auch) leistungs-
und ergebnisorientiert arbeitenden Wirtschaft zu einem attrak-
tiven Arbeitgeber werden zu lassen, wenn gleichzeitig die
Erfüllung immer zahlreicher werdender formaler Vorgaben das
Primat hat?

40 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Ist das Glas halb voll oder halb leer? –
Worauf es (auch) ankommt
An einem Tag der Bilanz muss sich der Sächsische Geologische
Dienst mit Blick auf Digitalisierung nicht verstecken. Unverkenn-
bar ist gleichermaßen die noch zu füllende Hälfte des Glases. Hier
sei nur eine Auswahl entsprechender Indikatoren aufgezeigt:
Welcher Aufwand war nötig, um zu den erreichten Ergebnissen
zu kommen? Wie kann das Aufwand-Nutzen-Verhältnis verbes-
sert werden?
Verwaltungsmodernisierung und Bürokratie-Abbau sind erheb-
lich mehr als Digitalisierung. Die Praxis weist immer wieder
deutlich darauf hin: Bevor die Konzeption und Erstellung neuer
Software beginnt, müssen fachliche Aufgaben und die Abläufe
ihrer Erfüllung im Einzelnen verstanden und ggf. optimiert
worden sein.
Nach der reinen Lehre sollten Software-Anwendungen so einfach
wie möglich gehalten werden, um den Aufwand für deren
Wartung und Pflege im Zaum zu halten. Gleichzeitig zeigt die
Praxis, dass vor allem Schnittstellenvernetzte Anwendungen zu
Bürokratie-Abbau und massiver Effizienzsteigerung führen (z. B.
ELBA.Sax mit Bündelung der Kommunikation von drei Verwal-
tungsverfahren, automatisierter Veraktung u.v.a.m.). Zum ande-
ren weist auch das sächsische eGovernment-Gesetz den Weg zur
Verwendung von Standardkomponenten und damit letztendlich
zur Vernetzung. Auch hier kommt es also auf Prüfung und Ab-
wägung mit Erfahrung und Augenmaß an.
In hohem Maße beschäftigen uns Analysen und notwendige
Augenmaß-Abwägungen zwischen der Erfüllung von Fachauf-
gaben im gesellschaftlichen Interesse und im gesetzten Zeit- und
Ressourcenrahmen einerseits und der Erfüllung von Vorgaben im
Bereich Informationssicherheit und Datenschutz andererseits.
Auch hier wird künftig ein hohes Maß an Augenmaß, Fingerspit-
zengefühl und taktischem Geschick bei der Bewältigung vorge-
gebener Zielkonflikte gefragt sein.
Ganz abgesehen von den dargestellten harten Nüssen und allem
Bemühen, Digitalisierung voranzubringen: Sind wir uns am Ende
wirklich noch in jedem Falle bewusst darüber, was wir digitali-
sieren? Wie gut kann das technisch ausgereifte Endergebnis einer
Digitalisierung sein, wenn das Polygon auf einer Karte einem
150jährigen Bleistiftstrich entspricht? Ab wann bedarf im Lichte
aktueller Aufgaben auch die geologische Beschreibung einer
„originalen“, „historisch gewachsenen“ Legendeneinheit einer
fachlichen Prüfung und Überarbeitung? Wie organisieren wir das
Zusammenspiel der Erfüllung aktueller Fachaufgaben und der
notwendigen Qualitätssicherung für die geologische Datenbasis
des Freistaats? Welche Voraussetzungen müssen wir auf dem
Gebiet strukturierter Fachdatenhaltung erfüllt haben, bevor wir
neue Technologien einsetzen können (die ihre Daten nur struk-
turiert speichern können)?
Was bedeutet all dies für die Digitalisierung in der Breite des
Geologischen Dienstes? Wenn Digitalisierung nicht Selbstzweck
ist, sondern Mittel zur zeit- und anforderungsgerechten Erfül-
lung von Fachaufgaben und gesellschaftlichen Anforderungen
– können wir die zahlreichen mit Digitalisierung verbundenen
Herausforderungen dann überhaupt nachhaltig bewältigen
durch einige „IT-Kollegen“ hier und Geologen da?
Niemals.
Je mehr der Geologe/die Geologin Digitalisierung versteht, mit-
denkt und mitmacht, je besser „die IT“ fachliche Aufgaben und
Abläufe versteht, je besser die Kommunikation zwischen beiden
und mit den gesellschaftlichen Bedarfsträgern, umso besser wird
die Qualität des Gesamtergebnisses des Geologischen Dienstes
sein, umso höher wird dessen Effizienz sein, und umso besser
wird letztlich die Wahrnehmung des Geologischen Dienstes in
der Gesellschaft sein. Erfreulicherweise gibt es positive Indikato-
ren für einen entsprechenden Prozess im Sächsischen Geologi-
schen Dienst.
Digitalisierung kann gelingen und nachhaltig werden, wenn alle
zusammen am gleichen Strang ziehen – von jedem einzelnen
Mitarbeiter bis zu jedem Angehörigen der politischen Führungs-
ebene.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 41
Vom Bohrloch zum 3D-Modell – Wie entsteht ein
digitales Abbild des geologischen Untergrundes?
Dipl.-Geoökologe Sascha Görne
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie
Abteilung Geologie
Referat Geologische Kartierung, Geophysik
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: sascha.goerne@smekul.sachsen.de
Zum Autor
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Im Referat Geologische Kartierung, Geophysik beim Sächsischen
Geologischen Dienst tragen wir alle Informationen über den
geologischen Aufbau Sachsens zusammen, vermessen und kar-
tieren den Untergrund und stellen unsere Daten in digitaler Form
zur Verfügung. Ich arbeite daran, mithilfe von aufwändiger
Spezialsoftware ein dreidimensionales digitales Abbild des geo-
logischen Untergrundes zu erstellen. Außerdem beschäftige ich
mich mit der Ressource Erdwärme, deren Gewinnung aus großen
Tiefen und ihrer Nutzung als Bestandteil einer zukünftig kli-
maneutralen Energieversorgung.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie? Was ist
mir wichtig?
Als gebürtiger Freiberger bin ich durch die Bergbau-Vergangenheit
und damit auch durch die Geologie der Region geprägt. Während
meines Geoökologie-Studiums an der TU Bergakademie Freiberg
war die Befassung mit der sächsischen Geologie ein wichtiger
Bestandteil der Ausbildung. Durch meine Arbeit in verschiedenen
Bereichen des Geologischen Dienstes bin ich seit nunmehr über
15 Jahren eng mit der Geologie Sachsens verbunden. Es liegt mir
besonders daran, den heterogenen Aufbau des Erdinneren und
die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten des Untergrundes auch
Nicht-Fachleuten anschaulich zu vermitteln.
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie in
der Zukunft?
In vielen Lebensbereichen spielt die Geologie, bewusst oder un-
bewusst, eine wichtige Rolle. Dies wird in Hinblick auf die Folgen
von Klimaveränderungen, die Ressourcenknappheit, Infrastruk-
turprojekte sowie Wasser- und Energieversorgung in Zukunft
noch mehr an Bedeutung gewinnen. In diesem Kontext wird von
staatlichen Geologischen Diensten eine effiziente und unkompli-
zierte Bewertung und Datenbereitstellung erwartet werden. Dem
muss sich durch fortschreitende Digitalisierung und Ausbau von
e-Government-Lösungen gestellt werden.

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42 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Kurzfassung des Vortrages
Zusammenfassung
Geologische 3D-Modelle unterstützen Geowissenschaftler dabei,
den Aufbau des geologischen Untergrundes in seiner Gesamtheit
mit allen gegebenen Ungewissheiten zu erfassen, geologische
Modellvorstellungen zu überprüfen und Entscheidungen zu
treffen. Für die Erstellung von Geomodellen existieren verschie-
dene Ansätze mit individuellen Vor- und Nachteilen. Die Prozess-
kette von der Datenerhebung bis hin zur Veröffentlichung von
3D-Modellen ist durch viele Arbeitsschritte und einige Kernpro-
zesse, z. B. die Quantifizierung von Unsicherheiten gekennzeich-
net. Typische Anwendungsbereiche sind die Grundwasserversor-
gung, die Rohstoffproduktion, untertägige Infrastrukturprojekte
oder die Geothermie sowie die Wissenschaftskommunikation.
Abstract
Geological 3D models support geoscientists to understand the
structure of the geological subsurface in its entirety with all
given uncertainties, to verify geological model concepts and fi-
nally to make decisions. Different approaches with individual
advantages and disadvantages exist for the creation of geomod-
els. The workflow from data collection to publication of 3D
models is characterized by many steps and some core processes,
e.g. quantification of uncertainties. Typical applications are
groundwater supply, raw material production, underground in-
frastructure projects or geothermal energy supply as well as
science communication.
1. Einleitung
Die Aufgaben von Geologen sind vielfältig: sie müssen die
Tragfähigkeit eines Baugrundes bewerten, kosten- und materi-
alschonende Wege durch den Felsen bei Tunnelbauarbeiten fin-
den, Grundwasserschutzgebiete ausweisen, Rohstoffvorkommen
erkunden, Erdwärmereservoire erschließen, Konzepte für die
Endlagerung von radioaktiven Abfällen und CO
2
erstellen und vor
allem den geologischen Untergrund beschreiben und kartieren.
Für all diese Aufgaben ist eine möglichst genaue Kenntnis der
geologischen Verhältnisse bis in große Tiefen erforderlich. Daten
und Informationen über die Gesteinszusammensetzung unter
der Erdoberfläche werden seit 150 Jahren durch den Geologi-
schen Dienst von Sachsen zusammengetragen, aufgearbeitet
und bereitgestellt.
Technologische und ökonomische Trends führen dazu, dass im-
mer mehr Daten in kürzerer Zeit mit modernen Methoden und
über aktuelle Schnittstellen verarbeitet und verfügbar gemacht
werden müssen. Dieser Entwicklung stellen sich Geologische
Dienste weltweit und haben die Erstellung computergestützter
geologischer 3D-Modelle als Schlüsseltechnologie für die Bewäl-
tigung dieser vielfältigen Herausforderungen identifiziert. Welche
Vorteile 3D-Modelle haben, wie sie entstehen und welche Ein-
satzmöglichkeiten sie bieten, wird im Folgenden erläutert.
Abbildung 1: Collage von Karten-, Schnitt- und Bohrungsdarstellung der Geologischen Karte von Schildau aus dem Jahr 1931
(Linstow & Grahmann, 1931).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 43
2. Motivation für die Geomodellierung
Traditionell arbeiten Geologen mit Karten und Schnittprofilen,
die im Ergebnis der Auswertung von Fundpunkten im Gelände
(Lesesteine, geologische Aufschlüsse), linearer Profile (Schürfe,
Grabungen), vertikaler Profile (Sondierungen, Bohrungen), Un-
tertageanschnitten (Höhlen, Bergbau) sowie indirekter Methoden
(z. B. geophysikalische Messungen) entstehen. Dabei haben sie
stets ein geologisches Modell im Kopf, das die punkt-, linien- und
flächenhaften Informationen zu einem möglichen Aufbau der
Mit dem Aufkommen Geografischer Informationssysteme (GIS)
und computergestützter Konstruktionssoftware (CAD) in den
1970er Jahren ergaben sich auch für die Geologie ungeahnte
Möglichkeiten, geologische Modellvorstellungen in Form von
interaktiven 3D-Modellen und geografisch referenzierten Daten-
banken abzubilden und zu speichern. Durch die Entwicklung
spezieller Modellieralgorithmen, wie Discrete Smooth Interpola-
tion (Mallet, 1989) wurde es möglich, natürliche inhomogene
Objekte in vergleichsweise kurzer Zeit geometrisch abzubilden.
Zusätzlich stehen durch sich ständig weiterentwickelnde Fernerkun-
dungsmethoden, geophysikalische Messungen und weitere dreidi-
Gesteinsschichten in den drei Raumdimensionen vereint. Bereits
frühe geologische Karten enthalten Tiefeninformationen in Form
von Profilschnitten und Bohrprofilen (Abbildung 1), um den
dreidimensionalen geologischen Bau des Untergrundes auf
zweidimensionalem Papier abzubilden. Darüber hinaus versuch-
ten Autoren geowissenschaftlicher Abhandlungen seit jeher,
durch perspektivische Skizzen und geologische Blockbilder einen
Eindruck der räumlichen Lage von Strukturen und Gesteinskom-
plexen im Untergrund zu vermitteln (Abbildung 2).
mensionale Erfassungen von Untergrundeigenschaften, enorm
umfangreiche räumliche Daten zur Verfügung, die alle in Beziehung
zueinander gebracht und interpretiert werden müssen. Die geolo-
gische Modellierung erlaubt es, mit solch heterogenen Daten um-
zugehen und komplexe geologische Strukturen abzubilden, in ihrer
Relation zueinander zu erfassen und mit beliebigen Parametern zu
attribuieren sowie nach vielfältigen Kriterien automatisiert abzufra-
gen. Diese Möglichkeiten bieten ein hohes Anwendungspotential in
der Öl- und Gasindustrie, im Tief- und Verkehrswegebau, in der
Klimaforschung und auch für die Aufgaben eines Geologischen
Dienstes. 3D-Methoden haben sich somit zu den Standardwerkzeu-
gen in der geowissenschaftlichen Arbeit entwickelt.
Abbildung 2: Pseudo-3D-Darstellung des geologischen Untergrundes.
Links: perspektivische Skizze sich unter der Erdoberfläche schneidender Gänge (AGRICOLA 1556). Rechts: Blockbild vom Lagerstättengebiet Königstein,
nach einem Entwurf von O. Wagenbreth (aus: TONNDORF 2000).

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44 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
3. Definition des Modell-Begriffs
Ein Modell ist immer ein vereinfachtes Abbild der Wirklichkeit,
das erstellt wird, um ein bestimmtes Problem zu lösen (Turner et
al., 2021). Es ist gekennzeichnet durch die
Abbildung
eines na-
türlich existierenden Originals und durch
Verkürzung,
indem nur
für den jeweiligen Zweck relevante Attribute erfasst werden. Ein
weiteres Merkmal eines Modells ist der
Pragmatismus,
d. h. eine
selektive Ersetzung des Originals in Abhängigkeit des Zwecks der
Modellierung. Die Geologische Modellierung umfasst nach
Mallet (2002) alle mathematischen Methoden, die es ermögli-
chen, die
Topologie,
die
Geometrie
und die
physikalischen Ei-
genschaften
geologischer Objekte auf einheitliche Weise zu
modellieren und dabei alle Arten von Daten zu diesen Objekten
zu berücksichtigen.
Die Qualität und Aussagekraft eines Modells hängt in starkem
Maße von der Verlässlichkeit der Eingangsdaten, den verwende-
ten Interpolationsalgorithmen, dem Zweck der Modellierung aber
auch seiner Interoperabilität und Verfügbarkeit für Dritte ab.
Geologische 3D-Daten schaffen eine umfassende Datengrund-
lage für geowissenschaftliche Anwendungsbereiche. Die beim
Sächsischen Geologischen Dienst erstellten Modelle decken ein
breites Spektrum an Aufgaben, Anwendungsbereichen und
Maßstäben ab. Es werden unterschiedliche Formen geologischer
3D-Modelle ausgehalten. Dazu gehören die tiefen geologischen
Untergrundmodelle sowie die oberflächennahen hydrogeologi-
schen Modelle.
Abbildung 3: Schritte bei der Geomodellierung.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 45
4. Workflow der Geomodellierung
Ein strukturiertes und reproduzierbares Vorgehen ist wesentlich
für die Bearbeitung geowissenschaftlicher Fragestellungen. Die
Geomodellierung folgt dabei der klassischen wissenschaftlichen
Methode und gliedert sich in eine Abfolge von Arbeitsschritten
(Abbildung 3):
Definition einer Frage oder eines Problems,
Datenrecherche,
Erstellen eines konzeptionellen Modells,
Datenaufbereitung,
Initiale Modellierung,
Überprüfung,
Re-Modellierung inkl. Parametrisierung,
Qualitätskontrolle und
Veröffentlichung.
Einzelnen Arbeitsschritten kommt bei der Geomodellierung eine
besondere Bedeutung zu. Diese Kernprozesse, wie z. B. die Da-
tenaufbereitung oder die Qualitätskontrolle, können zu Schlei-
fen in der Prozesskette führen und tragen wesentlich zur Güte
des Modellierergebnisses dar.
Abbildung 4: Typische Untergrunddaten die für die Geomodellierung verwendet werden.
Alle Daten lassen sich nach dem Grad der räumlichen Auflösung einordnen (vertikale Achse) und weisen einen unterschiedlichen Grad an Verarbeitung
und Interpretation auf (horizontale Achse). Die Farben heben die Art der Daten für verschiedene Verarbeitungs- und Interpretationsstufen hervor. (über-
setzt aus: Wellmann & Caumon, 2018).
4.1 Datenrecherche und Datenaufbereitung
Die Datenakquise und -aufbereitung nehmen erfahrungsgemäß
den größten Zeitanteil des gesamten Prozesses ein, während die
Modellierung der rechenintensivste Arbeitsschritt ist.
Bei der Datenrecherche werden sämtliche Daten, die für das
Modellgebiet zur Verfügung stehen, zusammengetragen. Diese
Eingangsdaten können zunächst in Aufschlussdaten, also Beob-
achtungen, und Messdaten unterschieden werden. Während
Bohrdaten und lokale Aufschlussdaten i.d.R. sehr hochaufgelöst
sind, umspannen geringer auflösende geophysikalische und
Fernerkundungsdaten größere Gebiete. Im Zuge der Datenauf-
bereitung werden diese Rohdaten in Form von Karten, Schnitten,
Amplitudenstapelungen oder seismischer Reflektoren weiterver-
arbeitet, womit ihr Interpretationsinhalt ansteigt. Abbildung 4
enthält eine Zusammenstellung möglicher Eingangsdaten für
eine Geomodellierung und deren Einordnung nach räumlicher
Auflösung und Interpretationsgrad. Nur wenige Datentypen
bieten dabei eine umfassende räumliche Abdeckung in allen drei
Raumdimensionen (Wellmann & Caumon, 2018).

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46 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 5: Verschiedene Interpretationsmög-
lichkeiten der gleichen Bohrungsdatenlage:
(a) horizontale Lagerung der erbohrten Schichten,
(b) horizontale Schichtung mit tektonisch
bedingtem Schichtversatz,
(c) asymmetrische Auffaltung.
Die Aufbereitung der Eingangsdaten für das jeweilige Modellie-
rungstool kann sehr zeitaufwändig sein und erfordert je nach Art
der Daten verschiedene Arbeitsschritte, von der Strukturierung/
Formatierung über Formatkonvertierung, Koordinatentransfor-
mation und Interpretation bis hin zum Datenimport.
4.2 Geologische Modellbildung
Der eigentliche Prozess der Geomodellierung umfasst alle in einer
Spezialsoftware implementierten mathematischen Methoden zur
Erstellung von geologischen Schichtgrenzen. Dabei werden alle
im Recherche- und Aufbereitungsprozess gewonnenen Ein-
gangsdaten gewichtet und entsprechend berücksichtigt.
4.2.1 Konzeptionelles Modell
Bei der Softwareanwendung ist es wichtig, sich nicht nur auf
Interpolationsalgorithmen zu verlassen, sondern stets ein kon-
zeptionelles Modell des Untersuchungsgebietes im Kopf zu ha-
ben. Am Beispiel von interpretierten Bohrungsdaten sei dies kurz
verdeutlicht. Mit Hilfe von Bohrungen, vor allem durch die Ge-
winnung von Bohrkernen, lässt sich der Aufbau des Untergrundes
am Ort der Bohrung sehr genau und hochaufgelöst beschreiben.
Jedoch stellt eine Bohrung immer nur einen „Nadelstich“ in einen
möglicherweise sehr komplex und inhomogen aufgebauten
Gesteinskörper dar, der nicht zwingend für seine weitere Umge-
bung repräsentativ sein muss. Deshalb ist es zunächst wichtig,
Bohrungsdaten nicht isoliert, sondern immer im Kontext zu be-
nachbarten Aufschlüssen zu betrachten.
Wie Abbildung 5 verdeutlicht, ist selbst dann der Interpretations-
spielraum für den geologischen Bau noch groß. Eine identische
Datenlage kann also unterschiedlichste Untergrundverhältnisse
widerspiegeln. Um sich einem möglichst realitätsnahen Modell
zu nähern ist es deshalb wichtig, alle verfügbaren Datentypen zu
berücksichtigen und verschiedene Szenarien zu testen und auf
Plausibilität zu prüfen.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 47
Bei den beiden zuvor genannten Ansätzen werden Top- und
Basisflächen kreiert, welche geologische Einheiten, die eine ge-
wisse Gesteinsart oder Stratigraphie repräsentieren, begrenzen.
Da in diesen Fällen die Eingangsdaten in der Regel aus Bohrloch-
daten bestehen, sind sie für
direkte 3D-Interpolation
nicht gut
nutzbar. 3D-Interpolationsmethoden sind jedoch gut geeignet
für die Erstellung von geologischen Eigenschaftsmodellen. Oft
werden für die geometrische Repräsentation dieser Modelle finite
Volumenelemente, sog. Voxel, verwendet. Diese Methoden
kommen u.a. für die Parametrisierung von Grundwasserströ-
mungs- oder Schadstofftransportmodellen oder für geophysika-
lische Eigenschaftsmodelle zur Anwendung.
Die Modellierung auf der Grundlage von Triangulation und Inter-
polation zwischen „harten“ Eingangsdaten wird auch als Explizite
Modellierung bezeichnet. Dem gegenüber steht der Ansatz der
Impliziten Modellierung,
der durch die Anwendung komplexer
Softwareprodukte möglich wird (Turner et al., 2021). Sie verwenden
eine Kombination aus speziellen Interpolationsmethoden, bei de-
nen aus einem im Volumen interpolierten Skalarfeld geologische
Grenzflächen aus Isowerten abgeleitet werden (siehe Abbildung
6c). Zusätzliche geologisch begründete Randbedingungen ge-
währleisten die geologische Plausibilität der Ergebnisse. Diese
Methode ist besonders nützlich für die Modellierung geologischer
Settings mit extremer tektonischer Deformation, Intrusionskörpern
(Granitplutone, Salzstöcke) und im metamorphen Terrain.
4.2.2 Vom Bohrloch zum 3D-Modell
Um buchstäblich vom Bohrloch zum fertigen 3D-Modell zu ge-
langen, existieren verschiedene Ansätze mit individuellen
Schwerpunkten sowie Vor- und Nachteilen, die oftmals in
Kombination miteinander Anwendung finden.
Bei der
Modellierung gestapelter Flächen,
oft auch 2,5-D-
Modellierung genannt, werden hauptsächlich bereits interpre-
tierte Daten, wie Isolinienpläne oder Horizontkarten für die
Modellierung verwendet. Diese Daten enthalten oft Höheninfor-
mationen in Form von Linienattributen oder Grid-Werten, die
direkt in einer Modellierungssoftware verwendet bzw. im Zuge
der Datenaufbereitung zugewiesen werden können. Gestapelte
Flächen entstehen durch direkte Triangulation der Höhenwerte
und Zuweisung zu Modelliereinheiten. Im Ergebnis dieses Ansat-
zes entstehen sogenannte „fliegende Teppiche“, die als Top- oder
Basisflächen geologische Schichten begrenzen. Diese Flächen
selbst können mit Attributen versehen werden, lassen den Raum
zwischen Top und Basis jedoch unparametrisiert.
Die
bohrungsbasierte Modellierung
auf Grundlage von Bohrun-
gen und Schnitten entspricht am ehesten der klassischen Kartie-
rungsmethodik eines Feldgeologen. Mithilfe ausgewählter
Bohrprofile werden am Schreibtisch auf Papier, in einer Grafik-
oder GIS-Anwendung oder direkt in einer Modelliersoftware sich
kreuzende Schnitte konstruiert. In einer Spezialsoftware wie
SKUA-GOCAD werden dann wiederum triangulierte Flächen in-
terpoliert, oft unter Anwendung geostatistischer Methoden. Ein
spezieller Interpolationsalgorithmus, bei dem versucht wird, sich
möglichst nah an in der Natur vorkommende Oberflächenformen
anzunähern, indem eine Glättung durch Minimierung der globa-
len Rauigkeit erfolgt, ist DSI (Mallet, 1989). Der Modellierer hat
hierbei einen größeren Einfluss auf das Ergebnis, da dem kon-
zeptionellen Modell (Abbildung 5) durch Setzen von Interpolati-
onsbedingungen, sog. constraints, mehr Gewicht verliehen
werden kann. Eine Limitierung dieses Verfahrens ist, dass es in
komplexen geologischen Situationen zu ungültigen Überschnei-
dungen von Modellhorizonten kommen kann.

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48 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
4.2.3 Qualitätskontrolle und Unsicherheiten
Jeder der bisher genannten Prozessschritte beinhaltet Fehler-
quellen, sei es die Auswertung und Beschreibung von Bohrkern-
proben, die Digitalisierung von Archivmaterial, die Koordinaten-
oder Dateiformatkonvertierung, die Erhebung und Prozessierung
geophysikalischer Daten oder die softwaregestützte Modellierung
selbst. Neben technisch begründeten Fehlerquellen ist immer
auch die Erfahrung und fachliche Expertise des Modellierers
ausschlaggebend für die Güte eines Modells. Daher ist es wichtig,
mit möglichst objektiven Methoden die Modellierergebnisse zu
überprüfen und Unsicherheiten zu dokumentieren und zu visu-
alisieren. Ein Test auf Plausibilität der räumlichen Lage eines
modellierten Horizontes kann z. B. durch Hinzuziehung bisher
nicht verwendeter oder neu hinzugekommener Bohrungsdaten
erfolgen. Ein weiterer Ansatz ist die wiederholte Berechnung
unterschiedlicher Realisierungen ein und derselben geologischen
Struktur unter randomisierter Variierung bestimmter Interpola-
tionsparameter, wie in Abbildung 6 dargestellt. Der Visualisierung
von Modellunsicherheiten hat sich u.a. Zehner (2021) gewidmet.
So ist es z. B. möglich, einen Unsicherheitsbereich um eine mo-
dellierte Struktur zu definieren und diesen als Umhüllende (siehe
Abbildung 6a) zu visualisieren.
Besonders wichtig ist jedoch das Bewusstsein dafür, dass ein
Modell immer ein Modell bleibt und, wie in Abschnitt 3 darge-
stellt, immer nur eine Annäherung an die Wirklichkeit sein kann.
Ein gewisser Grad an Abstrahierung und der Modellpragmatis-
mus machen bestimmte Modellanwendungen, wie z. B. die Pro-
zessmodellierung, erst möglich.
Abbildung 6: Randomisierte Realisierungen einer geologischen Struktur durch Verwendung computergenerierter Zufallsfelder.
(a) innere (gelb) und äußere (blau) Begrenzung des Unsicherheitsbereichs einer geologischen Struktur (grau),
(b) Voxet mit einem zwischen -1 (rot) und +1 (blau) normalisierten Maß für die Unsicherheit,
(c) randomisiertes Skalarfeld für die Ableitung der geologischen Struktur aus dem Isowert 0 (gelb),
(d) Kompilierung verschiedener Realisierungen (blau, grün, rot) innerhalb des Unsicherheitsbereichs (Görne et al., 2020).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 49
Abbildung 7: Virtuelle Bohrung und Virtueller Schnitt durch ein geologisches Modell der Kohlbergumgebung südlich von Pirna
(Quelle: 3D-Portal Sachsen, lsnq.de/3d).
4.3 Auswertung und Veröffentlichung von Modellen
Die Möglichkeiten der Auswertung von Modellen und der Ablei-
tung von Produkten nehmen stetig zu. Traditionell werden aus
den Modelldaten Schnittprofile, 2D-Karten, 3D-Blockbilder,
Vertikalprofile und Berichte zum Aufbau des Untergrundes ab-
gleitet. Fortschritte in der 3D-Visualisierung und bei Webtech-
nologien erlauben den zunehmend barrierearmen Zugang zu
Untergrunddaten auch für Nicht-Fachleute. So ist es möglich, in
der Webanwendung 3D-Portal Sachsen
(www.lsnq.de/3d)
ohne
Spezialsoftware geologische Modelle verschiedener sächsischer
Regionen interaktiv zu erkunden, virtuelle Bohrungen abzuteufen
und beliebige Profilschnitte zu erzeugen (Abbildung 7).
Über den fachlichen Inhalt hinaus wird zunehmend Wert auf die
Dokumentation der Modelle und ihrer Eingangsdaten gelegt.
Daten über den Untergrund sollten dabei den FAIR Data Princip-
les (Wilkinson, 2016) folgen; FAIR steht hierbei für Findable
(Auffindbarkeit der Daten), Accessible (Zugänglichkeit über
standardisierte Schnittstellen), Interoperable (Verwendung eta-
blierter Standards) und Reusable (Verwendbarkeit mit klar defi-
nierten Nutzungsrechten). Aus diesem Grund ist der Sächsische
Geologische Dienst bestrebt, Metadaten zu allen Modellen zu
erfassen, zu pflegen und zu veröffentlichen.
Der wissenschaftliche Wert eines Modells kann zudem mit An-
gaben zum Mengengerüst bzgl. Eingangsdaten und verarbeiteter
Datenmenge transportiert werden, z. B. in Form einer Infografik
wie in Abbildung 8. In diesem Beispiel wird verdeutlicht, dass das
strukturgeologische Modell von Schneeberg auf über 1.000
Bohrungen mit mehr als 50.000 Bohrmetern basiert, viele Jahre
an bergbaulicher Tätigkeit zu einem enormen Erkenntnisgewinn
geführt haben, bei einer 3D-Seismik-Messkampagne insgesamt
über 30 Millionen seismische Spurendaten und 450 GByte
Rohdaten anfielen und nicht zuletzt tausende Mausklicks durch
den Modellierer in der Modelliersoftware gesetzt wurden.

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50 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 8: Infografik mit Kennwerten zur Verdeutlichung des Modellinhaltes.
Neben der fachlichen Auswertung bieten sich 3D-Geomodelle
auch besonders für die Kommunikation komplexer geologischer
Situationen und Zusammenhänge an. Beispielsweise im Rahmen
der Öffentlichkeitsbeteiligung bei Infrastrukturprojekten oder der
Erschließung geothermischer Ressourcen muss die breite Öffent-
lichkeit als Zielgruppe angesprochen werden. In diesem Kontext
bieten die bereits erwähnten Web-Viewer (Abbildung 9 a),
Smartphone-Apps mit der Möglichkeit geologische Modelle
virtuell auf den eigenen Schreibtisch zu stellen (Abbildung 9 b)
und physische Reproduktionen in Form von 3D-Drucken (Abbil-
dung 9 c) exzellente Möglichkeiten der Wissenschaftskommuni-
kation.
Abbildung 9: Möglichkeiten der Kommunikation von Geomodellen am Beispiel des strukturgeologischen Modells der Region Schneeberg/Bad Schlema.
(a) interaktive Darstellung in der Webapplikation 3D-Portal Sachsen,
(b) als Augmented Reality-Repräsentation in der GST[AR]-App, (c) als 3D-Druck im FDM-Verfahren.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 51
5. Anwendung Geologischer 3D-Modelle
Anwendung finden geologische 3D-Modelle bei allen Aufgaben,
bei denen zweidimensionale geologische Karten nicht ausrei-
chend Informationen über die Geometrie und die Eigenschaften
der Gesteine im Untergrund sowie deren Änderung mit der Tiefe
liefern. Typische Anwendungsbereiche sind daher die Grundwas-
serversorgung, die Rohstoffproduktion, die Bohrplanung, unter-
tägige Infrastrukturprojekte oder die Geothermie. Weitere Ein-
satzbereiche sind die Modellierung von Bergbauprozessen und
Bergbaufolgen und geologischtektonische Strukturmodelle.
Letztere stellen die komplexen geologischen Verhältnisse im
Untergrund vereinfacht dar und machen sie für jeden einsehbar.
Mit Hilfe von geologischen 3D-Modellen ist es möglich schnell
Informationen abzufragen, wie z. B.:
Vorhersagen von Gesteinsabfolgen künftiger Bohrungen,
Profilschnitte an jeder beliebigen Stelle (Vertikalschnitte),
geologische Karten in beliebigen Tiefen (Horizontalschnitte),
Tiefe, Mächtigkeit und Verbreitung von Schichten,
Ansicht ausgewählter Modellausschnitte,
Verifizierung digitaler Bohrlochdaten,
Bereitstellung von Informationen über den
geologischen Untergrund für Infrastrukturvorhaben
(z. B. Tunnelbau).
6. Zusammenfassung
Traditionelle geologische Karten und Profile sind für Aussagen
über die geologische Untergrundbeschaffenheit oft nur bedingt
einsetzbar, da sie immer nur ein zweidimensionales Abbild der
räumlichen Situation zeigen. Um den geologischen Untergrund
unter unseren Füßen möglichst realitätsnah abzubilden, werden
in der Geologie zunehmend 3D-Modelle genutzt. Geologische
Untergrundmodelle ermöglichen eine dreidimensionale Dar-
stellung von geologischen Körpern und geben einen Einblick in
die Verbreitung der Gesteine und tektonischer Strukturen im
Untergrund. Die Fragestellung bzw. das Ziel eines geologischen
3D-Modells beeinflusst das resultierende Endergebnis maßgeb-
lich. Geologische 3D-Daten schaffen eine umfassende Daten-
grundlage für geowissenschaftliche Anwendungsbereiche. Die
beim Sächsischen Geologischen Dienst erstellten Modelle liegen
in unterschiedlichen Detailstufen vor, decken ein breites An-
wendungsspektrum ab und unterstützen verschiedenste Ar-
beitsfelder.
Darüber hinaus besitzen die geologischen Strukturmodelle einen
wichtigen Stellenwert als Instrument zur Datenbearbeitung
sowie zur Präsentation von geologischen Daten in der Wirt-
schaft, in öffentlichen Institutionen sowie in der breiten Öffent-
lichkeit. Um 3D-Untergrundmodelle zu erstellen, werden Ein-
gangsdaten – wie geologische Karten, Profilschnitte, Bohrungen,
geophysikalische Daten oder digitale Geländemodelle – mit
spezieller 3D-Software zu Schichtgrenzen verrechnet. Diese
repräsentieren geologische Objekte im Untergrund, d. h. geolo-
gische Grenzflächen oder Störungen.
Agricola, G. (1556): De Re Metallica Libri XII -
Zwölf Bücher vom Berg- und Hüttenwesen.
ISBN: 9783865390974, Unveränd. Nachdr. der
Erstausg., Berlin, VDI-Verl., 1928. XXXII, 564 (12)
Seiten.
Görne, S., Stück, H., Jähne-Klingberg, F. & Bense,
F. (2020): Creating multiple realizations of salt
structures in the North Sea using the pseudo
distance field approach. In: Proceedings of the
RING Meeting 2020, 07-11 September 2020,
Vandoeuvreles-Nancy, France. P. 101.
von Linstow, O. & Grahmann, R. (1931): Geolo-
gische Karte von Preussen und benachbarten
deutschen Ländern [1:25 000] / Erläuterungen –
Blatt [4543] Schildau, Gradabt. 58/31. - / O. von.
- Berlin, - 42 Seiten.
Mallet, J.-L., (1989). Discrete Smooth Interpola-
tion. ACM-Transactions on Graphics, V. 8, No. 2,
pp. 121-144.
Mallet, J.-L. (2002): Geomodeling. Oxford Uni-
versity Press, New York.
Tonndorf, H. (2000): Die Uranlagerstätte König-
stein. Sächs. Landesamt für Umwelt u. Geologie,
Sächs. Oberbergamt (Hrsg.). – Bergbau in Sach-
sen, 7. – 208 S., Freiberg.
Turner, A.K., Kessler, H. & van der Meulen, M.
(2021): Applied Multidimensional Geological
Modeling: Informing Sustainable Human
Interactions with the Shallow Subsurface -
1. Auflage. - Wiley-Blackwell, 2021. - XXVII,
644 Seiten.
Wellmann, J. F. & Caumon, G. (2018): 3-D Struc-
tural geological models: Concepts, methods,
and uncertainties. In: Advances in Geophysics. -
59 Amsterdam: Elsevier, Advances in Geophysics
59, 1-121 [DOI: 10.18154/RWTH-2019-0141010].
Wilkinson, M., Dumontier, M., Aalbersberg, I. et
al. (2016): The FAIR Guiding Principles for scien-
tific data management and stewardship. Sci
Data 3, 160018. https://doi.org/10.1038/
sdata.2016.18
Zehner, B. (2021): On the visualization of 3D
geological models and their uncertainty, ZDGG-
Journal of Applied and Regional Geology, Vol.
172 (1), Schweizerbart Science Publishers, p. 83-
89. https://dx.doi.org/10.1127/zdgg/2020/0251
(Open Access).
Referenzen

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52 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Digitalisierung in der Rohstofferkundung:
Von der Intuition zu quantitativer hybrider Datenanalyse
Dr. Andreas Barth, Martin Köhler, Peggy Hielscher, Hartmut Kühne,
Andreas Brosig, Andreas Knobloch, Andreas Kempe, Peter Bock
Beak Consultants GmbH
Am St.-Niclas-Schacht 13
09599 Freiberg
Zu den Autoren
Die Autoren arbeiten seit Jahren an der Entwicklung von inno-
vativen Verfahren und Produkten an den Schnittstellen der
Geowissenschaften, Verarbeitung von Massendaten und Anwen-
dung von Verfahren der künstlichen Intelligenz. Beak Consultants
GmbH ist heute national und international ein wichtiger Akteur
in der Nutzbarmachung von KI-Verfahren zur Analyse geowis-
senschaftlicher Massendaten, wie z. B. zur Identifizierung von
Explorationszielen und zur Herstellung geowissenschaftlicher
thematischer Karten. Diese Tätigkeitsfelder sind z. B. Kernbe-
standteile der Entwicklung nationaler Bergbaustrategien und
sehr hilfreich bei der Einwerbung von Investitionen in den
Rohstoffsektor. In Sachsen wurden gemeinsam mit dem LfULG,
der TU Freiberg und weiteren Partnern zahlreiche kommerzielle
und wissenschaftliche Projekte mit dem Ziel der Untersuchung
und Nutzbarmachung der sächsischen Erzlagerstätten ausge-
führt, so z. B. die Erstellung der Metallogenetischen Karte Erzge-
birge - Vogtland und des Geochemischen Atlasses Erzgebirge -
Vogtland. Die komplette Digitalisierung der geowissenschaftlichen
Arbeitsprozesse von der Datengewinnung über deren Verbreitung
und Nutzbarmachung der Ergebnisse ist integraler Bestandteil
der bei Beak entwickelten Technologien. Wir setzen uns gezielt
für die Wiederbelebung des sächsischen Erzbergbaus und damit
für die Weiterentwicklung des über Jahrhunderte gewachsenen
Knowhows in einem stark international geprägten Umfeld ein.
Sachsen verfügt über alle Voraussetzungen um eine führende
Rolle in dem äußerst innovativen Feld der Anwendung von KI-
Verfahren in den angewandten Geowissenschaften einzuneh-
men. Der Textbeitrag fokussiert auf die bei Beak entwickelten
Verfahren zur KI-gestützten Rohstoffprognose.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 53
Kurzfassung des Vortrages
Zusammenfassung
Mit Agricola (1556) begann in Sachsen 1556 die Systematisie-
rung des rohstoffbezogenen geowissenschaftlichen Kenntnis-
standes. Über die Jahrhunderte wurde eine gewaltige Menge an
Daten angehäuft und Erkenntnisse zu Gesetzmäßigkeiten der
Lagerstättenbildung (Minerogenie/ Metallogenie) gewonnen.
Heute steigt die Datenmenge schneller denn je; gleichzeitig
wächst der Bedarf nach effektiven Verfahren zur Speicherung
und Auswertung von großen Datenmengen. Die öffentliche und
kostenfreie Verfügbarkeit von Geodaten wird zunehmend zu
einem Wettbewerbs- und Wirtschaftsfaktor.
Mit seinem ausgezeichneten rohstoffgeologischen Kenntnis-
stand und den großen Mengen meist historisch erhobener und
allgemein verfügbarer Geodaten bietet Sachsen und speziell das
Erzgebirge günstige Voraussetzungen für Entwicklung und Test
von KI-gestützten Verfahren der Dateninterpretation für Roh-
stoffprognosen und zur Identifikation von Explorationszielen. Die
in den letzten 10 Jahren von Beak Consultants GmbH ausgeführ-
ten F&E Vorhaben führten u.a. zur Entwicklung der advangeo®
Prediction Software, welche verschiedene KI-Verfahren (u.a.
künstliche neuronale Netze, Random Forests) integriert und für
Nichtexperten verfügbar macht. Die Nutzbarmachung von mo-
bilen Geräten führt zur vollständigen Integration der KI-Verfah-
ren in die operative Auswertung von Daten und die optimale
Steuerung von Explorationsarbeiten. Die von Beak Consultants
GmbH entwickelten Methoden und Produkte, wie z. B. die Gene-
rierung von Prognosekarten mit KI-Verfahren unter der Software
advangeo®, dienen nicht nur der Attraktivitätssteigerung Sach-
sens für Explorationsunternehmen, sondern auch dem Export
von Technologie als Dienstleitung.
Abstract
Agricola (1556) started the systematic recording of geoscientific
knowledge concerning raw materials exploration in Saxony. Over the
centuries a giant amount of data was accumulated and principles of
the genesis of deposits (metallogeny) were deduced. Today the
amount of data increases faster than ever before. At the same time
the demand for storage and analysis of large data sets increases. The
public availability of geodata is becoming an economic factor.
With its excellent state of knowledge concerning economic geology
and the large amount of publically available mostly historical ge-
odata, Saxony and the Erzgebirge in particular offer favorable
conditions for the development and testing of AI-based methods
of data interpretation for the development of raw materials
prognoses and the identification of exploration targets. The R&D
projects executed by Beak Consultants GmbH in the last 10 years
led to the development of the advangeo® Prediction Software
which integrates a number of AI methods (e.g. artificial neural
networks, Random Forest) and makes them available to non-ex-
perts. The utilization of mobile devices allows for the total integra-
tion of AI methods into operative data analysis and the optimized
management of exploration activities. The methods and products
developed by Beak Consultants GmbH – such as the AI-generated
prognostic maps in the advangeo® Software – serve not only to
promote Saxony to raw materials explorers, but also to export
knowledge and technology as a service.
Metallogenie und Rohstoffforschung im
analogen Zeitalter
Im Jahre 1556 vollzog sich eine Revolution im Bereich der
Rohstoffgeologie – Georg Agricola brachte das über Jahrhun-
derte angesammelte empirische Wissen zu Papier und schuf
damit die Voraussetzungen für die systematische Suche, Erkun-
dung und Gewinnung von Rohstoffen (Abbildung 1). Die Voraus-
setzungen dafür waren hervorragend. Im Erzgebirge und speziell
in Freiberg wurden bereits über Jahrhunderte Rohstoffe wie Zinn,
Silber, Kupfer und Eisen gewonnen, es gab eine vergleichsweise
moderne und effiziente öffentliche Verwaltung, die bergmänni-
schen Arbeiten und die gewonnenen Rohstoffe wurden registriert
und die Kosten der Ausbeute gegenübergestellt, die Arbeitstei-
lung war weit entwickelt. Mit der Fixierung des vorhandenen
empirischen Wissens auf Papier waren die Grundlagen der Me-
tallogenie geschaffen: auf den Zeichnungen Agricolas wurde der
Rohstoff als Bestandteil des geologischen Umfeldes verstanden.
Das metallogenetische Schema als Modellvorstellung existierte
damit bereits vor der Karte (Abbildung 1).
Obwohl die älteste eindeutig als Landkarte identifizierbare Dar-
stellung, der auf etwa 1150 v. Chr. datierte Turiner Papyrus, bereits
die Lage von Goldlagerstätten und Gesteinsvorkommen im Wadi
Hammamat in Ägypten zeigt (Harrell & Brown, 1992), ist die
systematische Zusammenführung von Rohstoffen und Geologie
in Landkarten eine Erfindung der Neuzeit: Im Jahr 1778 legte der
Sächsische Berghauptmann Johann Friedrich Wilhelm von
Charpentier seine „Petrographische Karte des Churfürstenthums
Sachsen […]“ vor, die als eine der ersten geologischen Karten im
modernen Sinne gelten kann.
Die etwa ab Mitte des 19. Jahrhunderts beginnende systemati-
sche geologische Kartierung schaffte schließlich die Vorausset-
zungen, um den Zusammenhang von geologischen Faktoren und
dem Auftreten von Lagerstätten umfassend räumlich korrekt
darzustellen zu analysieren: Louis de Launay (1913) prägte in
seinem Werk „Traité de métallogénie“ den Begriff und das Kon-
zept der Metallogenie als Studium der Mineralvorkommen und
der für ihre Bildung verantwortlichen geologischen Faktoren. Im
20. Jahrhundert wurden metallogenetische Karten zum Standard
für die Darstellung räumlicher, zeitlicher und genetischer Zusam-
menhänge zwischen Lagerstättenbildung und geologischem
Umfeld. Wegweisend waren in Sachsen insbesondere die Arbeiten
von Tischendorf, Pälchen und Hösel (z. B. Tischendorf, 1989,
Hösel & Breiter, 1995, Hösel et al., 1997).

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54 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 1: Das “metallogenetische Modell” stratiformer Rohstoffkörper bei Georg Agricola (1556, Liber III, S. 32).
Abbildung 2: Verschiedene Prognoseverfahren und ihre Eignung zur
Rohstoffprognose. (Brosig et al., 2020).
Der Weg zur Digitalisierung
Die seit den 70er Jahren stark wachsenden Datenmengen aus der
geologischen, geochemischen und zunehmend auch geophysi-
kalischen Kartierung (in Sachsen besonders die Arbeiten von Ti-
schendorf, Pälchen, Ossenkopf und Mitarbeitern sowie des VEB
Geophysik Leipzig) stellten neue methodische Herausforderun-
gen an die Dateninterpretation. Da die rechnergestützte Raster-
datenverarbeitung noch nicht zur Verfügung stand erfolgte die
Analyse räumlicher Beziehungen analog. Vor dem Computerzeit-
alter waren Lichttische und Lichtpausen das Mittel der Wahl,
man war in der Lage einige wenige Datenebenen übereinander
zu legen. Erste Algorithmen zur vergleichsweise einfachen
Kombination von Daten kamen zum Einsatz. Geologische Karten,
geophysikalische und geochemische Daten wurden manuell auf
Kästchenpapier übertragen. Anhand von Trainingsdaten (be-
kannte Mineralisationspunkte) wurde nach günstigen Merkmals-
kombinationen gesucht. Diese wurden dann manuell auskartiert.
In den 80er Jahren wurden Computer allgemein verfügbar,
Geographische Informationssysteme (GIS) wurden entwickelt,
Tabellenkalkulations-, Statistik-, und numerische Algebra-Pro-
gramme erlaubten die Auswertung geochemischer und geophy-
sikalischer Daten mit zunehmend rechenintensiven Methoden.
Es begann der Siegeszug der statistischen Datenanalyse und der
nicht überwachten Klassifikation, wie z. B. der Cluster- und
Faktoranalyse. Geoinformationssysteme ermöglichten die räum-
liche Zuordnung großer Datenmengen und deren automatisierte
Analyse.
Plotter erlaubten die Ausgabe geochemischer und geophysikali-
scher thematischer Karten. Diese neuen Möglichkeiten der Da-
teninterpretation und das zunehmend tiefe Verständnis für die
Ursachen und Wirkprinzipien der Erzbildung (z. B. die Arbeiten
von Garrels & Christ, 1965 und Evseeva & Perelman, 1962)
führten zu neuen Herangehensweisen an die wissensbasierte
Zusammenführung von Daten. Die Grundlagen für die Kombina-
tion von wissensbasierten und datengetriebenen Prognosever-
fahren waren geschaffen (Abbildung 2).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 55
Digitalisierung und öffentliche Verfügbarkeit
Der Preis- und Verfügbarkeitsschock der Rohstoffe Ende der
2000er Jahre führte zur Formulierung der Rohstoffstrategien der
Europäischen Union (EUROPÄISCHE KOMMISSION 2008),
Deutschlands (BMWi 2020) und insbesondere auch Sachsens
(SMWA 2017). Die heimischen Rohstoffe rückten wieder in den
Mittelpunkt des Interesses. In Sachsen wurde z. B. das Projekt
ROHSA initiiert. Dieses Umfeld wurde von Beak konsequent zur
zielgerichteten Entwicklung von IT-gestützten Verfahren der
Datenerfassung, Datenspeicherung und Datenprozessierung
genutzt. Es entstand die advangeo® Produktpalette, bestehend
aus der Prediction Software (Abbildung 3) zur Interpretation
großer Datenmengen mit KI-Verfahren im 2D und 3D - Umfeld,
der advangeo® Geodatabase zur Speicherung strukturierter und
nicht strukturierter Daten und der Software advangeo® FieldCap
zur Erfassung von Felddaten (Abbildung 4). Wichtige Grundlage
der Entwicklung rohstoffbezogener Interpretations¬verfahren
waren u.a. die in Sachsen in den 80er Jahren geschaffenen flä-
chenhaften geochemischen und geophysikalischen Datengrund-
lagen, welche vom LfULG dafür verfügbar gemacht wurden. Die
advangeo® Softwareprodukte wurden schnell im In- und Ausland
(z. B. Sachsen, Tansania, Mosambik, Namibia, Rwanda, Uganda,
Nigeria, Mali) mit großem Erfolg eingesetzt.
Abbildung 3: Der Datenfluss der KI-gestützten Rohstoffprognose (implementiert in advangeo® Prediction Software).

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56 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Die Kombination der Faktoren:
Strategie zur Entwicklung von Innovationen an der Schnittstelle
Geowissenschaften, Künstliche Intelligenz und Massendaten,
Verfügbarkeit von F&E-Mitteln,
Verfügbarkeit von Geofachdaten (jetzt in Deutschland
geregelt durch das Geologiedatengesetz),
Verfügbarkeit gigantischer Rechen- und
Datenspeicherkapazitäten,
Verfügbarkeit von Algorithmen zum Erkennen nichtlinearer
und multivariater Zusammenhänge und die
stark zunehmende Verfügbarkeit von Fernerkundungsdaten
führte letztendlich zur Entwicklung des heute bei Beak Consul-
tants verfügbaren technologischen Vorsprungs. Die entwickelten
Verfahren sind von großem Interesse für die Rohstoffprospektion,
lassen sich aber ebenso gut auf viele andere praktische geowis-
senschaftliche Fragestellungen übertragen (z. B. Bodenschutz,
Georisiken, Klimawandelforschung). Diese Kombination von
Wissen, Intuition, künstlicher Intelligenz, Gewinnung und Nutz-
barmachung von Massendaten revolutioniert gegenwärtig die
Geowissenschaften.
Abbildung 4: Tablet Computer mit Software zur Erfassung von Felddaten advangeo® fieldCap.
Abbildung 5: Mit KI-Verfahren erzeugte Prognosekarte für Zinn-Ganglagerstätten im mittleren Erzgebirge aus dem Projekt ROHSA 3.1.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 57
Abbildung 6: Karten- und 3D-Anwendung auf der Website, auf der Beak zahlreiche Ergebnisse der rohstoffbezogenen
Forschung im Erzgebirge vorstellt.
Im Bereich der Rohstoffpotentialbewertung brachte der Einsatz
von KI-Verfahren neue Impulse, unter anderem in den Projekten
ROHSA 3.1, WISTAMERZ (FKZ: 033R133A), NEXT (Horizon 2020
Grant Agreement No. 776804), AFK (FKZ: 033R128), Golden Eye
(Horizon 2020 Grant Agreement No. 869398). Der Kenntnistand
speziell zu Zinn- und Wolfram-Mineralisationen im Erzgebirge
wurde zusammengefasst und im Rahmen aktualisierter Explora-
tionsmodelle bewertet. Mit KI-Methoden wurden Prognosekarten
und auch prognostische 3D-Modelle für verschiedene Lagerstät-
tentypen dieser Metalle erzeugt (Barth et al. 2019; Brosig et al.,
2020; Abbildungen 5, 6). Wesentliche Ergebnisse werden fortlau-
fend auf der Website
www.rohstoffe-erzgebirge.de
(Abbildung
6) bereitgestellt. Als Ergebnis dieser Arbeiten rückten z. B. die so
genannten Zinnlager im mittleren Erzgebirge ins Zentrum des
weiteren Forschungsinteresses, da diese einen bisher wenig
verstandenen, aber offenbar bedeutenden und weit verbreiteten
Typ von metamorphogenen Zinnmineralisationen darstellen. Die
zukünftige Entwicklung wird stark geprägt sein von der komplet-
ten Digitalisierung des Prozesses der Datenerhebung, Datenspei-
cherung, Datenaggregierung, Datenbereitstellung und Daten-
nutzung.

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58 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 7: Prognose der Lithiumgehalte in einem 2,5 m² großen Ausschnitt eines Stoßes im Greisenkörper von Zinnwald.
Die Li-Gehalte wurden aus Hyperspektralaufnahmen (Quelle: GeoForschungsZentrum Potsdam) mit Hilfe von KI-Verfahren berechnet.
Der quer verlaufende lithiumarme Bereich ist ein Quarzgang („Flöz“) im Quarzglimmergreisen.
Rohstoffe für die Zukunft
Die angestrebte Energiewende erfordert große Mengen an
Rohstoffen, die aufgrund des bisher geringen Bedarfs nur unzu-
reichend erkundet wurden und/oder bei denen die Versorgungs-
sicherheit gefährdet ist, da nur wenige Länder diese in nennens-
werter Menge fördern. Das betrifft z. B. Metalle wie Lithium und
Vanadium für Energiespeicher; Tellur, Indium und Germanium
für Photovoltaikanlagen; Platin und Palladium für Brennstoffzel-
len; Seltene Erden für Permanentmagnete und Kobalt für Ener-
giespeicher, Magnete und Elektrolyse (Angerer et al., 2016). In-
sofern gewinnen sowohl regionale als auch lokale Prognosen
dieser Rohstoffe erheblich an Bedeutung. Zukünftig werden KI-
gestützte Verfahren bei der schnellen Potenzialbewertung großer
Territorien auf der Basis vorhandener Daten eine wichtige Rolle
einnehmen.
Von den genannten Metallen ist in Sachsen gegenwärtig vor
allem das Lithium Gegenstand der Untersuchungen. Im For-
schungsprojekt LIGHTS untersucht Beak gemeinsam mit dem
GeoForschungsZentrum Potsdam und weiteren Partnern aus
Frankreich, Spanien und Portugal die Identifikation von Lithium-
mineralisationen mit Hyperspektraldaten. Perspektivisch soll so
z. B. die Ermittlung der Wertstoffgehalte in Zinnwaldit-Greisen
direkt beim Abbau durch Daten von Hyperspektralkameras
durchgeführt und so eine optimierte Abbauführung ermöglicht
werden (Abbildung 7).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 59
Die in Sachsen entwickelten Technologien werden breit interna-
tional eingesetzt, so z. B. in Ghana und Burkina Faso zur Identi-
fizierung von neuen Explorationszielen (z. B. BARTH et al. 2021;
Abbildung 8) und zur Diversifizierung des Rohstoffsektors als
nationale Entwicklungsstrategie. Gleichzeitig geht die Entwick-
lung der KI-basierten Rohstoffprognose weiter, mit dem Ziel
hochauflösender 3D-Prognosemodelle und der Integration der
Zeitdimension in die KI-Modelle.
Abbildung 8: Prognose für Goldgewinnung im Kleinbergbau in zwei Konzessionsgebieten bei Dunkwa, Ghana: Links die KI-generierte Höffigkeitskarte,
rechts die goldführenden Strukturen und ein Schema zum Abbau mit Methoden des Kleinbergbaus (Barth et al., 2021).

60 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Danksagung
Wir danken unseren Kollegen und Partnern für die langjährige,
konstruktive und ergebnisorientierte Zusammenarbeit, insbeson-
dere dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie, dem Sächsischen Oberbergamt, der Bundesanstalt
für Geowissenschaften und Rohstoffe, der Deutschen Lithium
GmbH, der Ghana Geological Survey Authority, dem Geological
Survey of Namibia, dem Ministry of Mines and Steel Development
Nigeria, dem Bureau des Mines et de la Géologie du Burkina
(Burkina Faso), dem Ministere du Plan, de l'aménagement du
Territoire et du Développement Communautaire (Niger), dem
Ministry of Mineral Resources and Energy (Mosambik), dem
Geological Survey of Tanzania, dem Directorate of Geological
Survey and Mines (Uganda), der Independent Commission for
Mines and Minerals (Kosovo), dem Finnischen Geologischen
Dienst, dem Bureau de Recherches Géologiques et Minières
(Frankreich), sowie dem Bundesministerium für Bildung und
Forschung, dem Bundesministerium für Wirtschaft und der Eu-
ropäischen Union.
Agricola, G. (1556): De re metallica libri XII. Fro-
benius, Basel.
https://www.biodiversitylibrary.
org/item/73703#page/48/mode/1up
Angerer, G., Buchholz, P., Gutzmer, J., Hagelüken,
C., Herzig, P., Littke, R., Thauer, R.K., Wellmer, F.-
W. (2016): Rohstoffe für die Energieversorgung
der Zukunft - Geologie − Märkte – Umweltein-
flüsse. Schriftenreihe Energiesysteme der Zu-
kunft, München.
Barth, A., Tokorno, S., Boamah, K., Brosig, A., Ha-
nelli, D., Schaefer, S., Bartels, E., Boamah, D.
(2021): Exploration Targeting for small-scale
Gold Mining Operations in the Dunkwa Area of
Ghana. GeoResources Journal 2/2021, S. 43-49.
Barth, A., Brosig, A., Kallmeier, E., Legler, C.,
Schaefer, S., Bock, P., Knobloch, A., Reißmann, R.,
Hertwig, T., Volkmer, G., Stanerk, K.-P., Seifert, T.
(2019): Metallogenic Map of the Erzgebirge /
Vogtland Area. https://rohstoffe-erzgebirge.de/
metallogenic-map
Brosig, A., Barth, A., Knobloch, A., Dickmeyer, E.
(2020): Rohstoffprognosen für Zinn, Wolfram,
Fluss- und Schwerspat im Mittelerzgebirge.
Bergbaumonographie - Bergbau in Sachsen,
Band 19. https://publikationen.sachsen.de/bdb/
artikel/37149
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
(BMWi) (2020): Rohstoffstrategie der Bundesre-
gierung – Sicherung einer nachhaltigen Roh-
stoffversorgung Deutschlands mit nichtenerge-
tischen mineralischen Rohstoffen.
https://www.
bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Industrie/
rohstoffstrategie-der-bundesregierung.html
Charpentier, J. F. W. v. (1778): Petrographische
Karte des Churfürstenthums Sachsen und der
Incorporirten Lande / in welcher durch Farben
und Zeichen die Gesteinarten, durch die an
mehrern Orten beygesetzten Zahlen aber die
nach Barometrischen Beobachtungen gefunden
Höhen dieser Örter über Wittenberg in Pariser
Fuss angegeben worden sind. SLUB Dresden,
A19894.
Europäische Kommission (2008): Die Rohstoff-
initiative — Sicherung der Versorgung Europas
mit den für Wachstum und Beschäftigung not-
wendigen Gütern.
https://eur-lex.europa.eu/le-l
gal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52008DC0699
Evseeva, L.S., Perelman, A.I. (1962): Geokhimiya
urana v zone gipergeneza. Gosatomizdat,
Moskau.
Garrels, R.M., Christ, L.C. (1965): Solutions, mi-
nerals, and equilibria. Harper & Row, New York.
Harrell, J.A., Brown, V.M. (1992): The world's ol-
dest surviving geological map – the 1150 BC
Turin papyrus from Egypt. Journal of Geology
100, S. 3–18.
Hösel, G.; Tischendorf, G.; Wasternack, J.; Breiter,
K.; Kuschka, E.; Pälchen, W.; Rank, G.; Štem-
prok, M. (1997) Erläuterungen zur Karte „Mine-
ralische Rohstoffe Erzgebirge-Vogtland/Krušne
hory 1:100000“, Karte 2: Metalle, Fluorit/Baryt –
Verbreitung und Auswirkungen auf die Umwelt.
Bergbaumonographie Bergbau in Sachsen Band
3, Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geo-
logie, Freiberg.
Hösel, G., Breiter, K. (Eds.) (1995): Mineralische
Rohstoffe Erzgebirge-Vogtland/Krušné hory –
Karte 2: Metalle, Fluorit, Baryt – Verbreitung
und Auswirkungen auf die Umwelt. Sächsisches
Landesamt für Umwelt und Geologie, Freiberg.
de Launay, L. (1913): Traité de métallogénie :
gîtes minéraux et métallifères : gisements,
recherche, production et commerce des
minéraux utiles et minerais, description des
principales mines. 3 Bände, C. Béranger, Paris.
Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und
Verkehr (SMWA) (2017): Rohstoffstrategie für
Sachsen. Rohstoffwirtschaft – eine Chance für
den Freistaat Sachsen, 2. Auflage. https://publi-
kationen.sachsen.de/bdb/artikel/16194
Tischendorf, G. (Ed.) (1989): Silicic Magmatism
and Metallogenesis of the Erzgebirge.
Veröffentl. Zentralinst. Physik der Erde, 107,
Potsdam.
Referenzen

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 61
Gastbeitrag
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 61

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62 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Lumineszenz eines kulturhistorischen Erbes:
Der Topas vom Schneckenstein, Sachsen, Deutschland
Manuela Zeug,
Lutz Nasdala,
Chutimun Chanmuang N.,
Manfred Wildner
Universität Wien,
Institut für Mineralogie und Kristallographie
Althanstraße 14
1090 Wien, Österreich
E-Mail: manuela.zeug@univie.ac.at
Christoph Hauzenberger
Karl-Franzens-Universität Graz
NAWI Graz Geozentrum
Universitätsplatz 2
8010 Graz, Österreich
Zur Autorin
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Dr. Manuela Zeug ist derzeit Postdoc am Institut für Mineralogie
und Kristallographie. Ihr Promotionsstudium innerhalb des The-
menfeldes der Festkörperspektroskopie im Bereich der material-
wissenschaftlichen Mineralogie hat sie im Dezember 2019 erfolg-
reich beendet. Ihre Forschungsinteressen umfassen unter
anderem die Erforschung der Anwendungsmöglichkeiten spekt-
roskopischer Methoden in den Geowissenschaften mit dem
Schwerpunkt auf die Raman Spektroskopie, Photolumineszenz-
spektroskopie und Anregungsspektroskopie. Des Weiteren be-
schäftigt sie sich mit der mineralogischen und spektroskopischen
Charakterisierung von Edelsteinmaterialien wie dem Schnecken-
stein-Topas in dem vorgestellten Fachbeitrag. Die Petrologie und
Geochemie magmatischer und metamorpher Gesteine gehören
ebenso zu ihren Fachkompetenzen.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie? Was ist
mir wichtig?
Die sächsische Geologie lernte sie ausführlich während einer
Exkursion im Jahr 2014 kennen, wo sie die Möglichkeit bekam
Topasproben für ihre Untersuchungen am Schneckenstein zu
sammeln. Neben diesen Edelsteintopasen vom Schneckenstein
existieren in Sachsen noch weitere interessante Mineralfundstel-
len, wo weitere Untersuchungen durchaus zu neuen Erkenntnisse
führen können.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 63
Projektvorstellung
Zusammenfassung
Der Topas aus dem sächsischen Schneckenstein ist ein historisch
bedeutender Edelstein, welcher nicht nur in Deutschland, son-
dern auch über die Landesgrenzen hinaus bekannt ist. Unter
kurz- und langwelligen UV-Lampen scheint der Schneckenstein-
Topas inert zu sein. Wird der Topas hingegen mit Licht aus dem
violetten bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums
(Wellenlängen zwischen 385 und 450 nm) beleuchtet, zeigt er
eine intensive rosarote Lumineszenz, die auf Spuren von Cr
3+
(Konzentration 10-40 ppm) zurückzuführen ist. Dieses Lumines-
zenz-Verhalten wurde mit Hilfe der Anregungs- und Emissions-
spektroskopie untersucht.
Abstract
Topaz from the Schneckenstein crag in Saxony, Germany is a
historically important gemstone that is famous not only in
Germany but also worldwide. Schneckenstein topaz appears
inert under short- and long-wave UV lamps. However, when il-
luminated with light in the violet-to-blue range of the electro-
magnetic spectrum (wavelengths between 385 and 450 nm), the
material reveals intense pinkish-red luminescence caused by
trace-Cr
3+
(concentration 10-40 ppm). This luminescence behav-
iour was investigated using excitation and emission spectroscopy.
Historischer Abriss
Gewerbsmäßiger Abbau von Topas am Schneckenstein fand nur
im 18. Jahrhundert statt. Im Jahr 1727 erhielt der Auerbacher
Kürschner und Tuchmacher Christian Kraut vom damaligen
Gutsherrn von Trützschler die Erlaubnis zum Abbau. Bereits kurz
darauf kaufte der sächsische Kurfürst und Herzog Friedrich Au-
gust I., bekannt als "August der Starke" (1670-1733; als August
II. auch König von Polen und Großfürst von Litauen), den
Schneckenstein vom verarmten von Trützschler. Er erlaubte den
weiteren Abbau nur unter der Bedingung, dass Kraut die größten
und schönsten Exemplare an ihn abtreten würde.
Fortan war der Schneckenstein als "Königskrone" bekannt und
die weingelben Topase seinerzeit sehr begehrt. In der Folge
wurden, vor allem während der Regentschaft von Friedrich Au-
gust II. (Kurfürst und Herzog von Sachsen von 1733 bis zu seinem
Tode 1763), außergewöhnliche Schmuckstücke und Kunstobjekte
geschaffen. Mehrere dieser Objekte mit Schneckensteiner Topas,
welche enormen kulturhistorischen Wert besitzen, können heute
im Grünen Gewölbe in Dresden besichtigt werden. Ein weiteres
historisch bedeutsames Objekt ist eine Krone mit 485 Topaskris-
tallen vom Schneckenstein, welche Georg III. von Großbritannien
und Irland (1738-1820) seiner Frau Charlotte anlässlich ihrer
gemeinsamen Krönung 1761 anfertigen ließ (vgl. Charpentier,
1778). Es wird vermutet, dass diese Krone inzwischen demontiert
und die Juwelen für anderen Schmuck verwendet wurden
(Vollstädt & Lahl, 1997).
Ende des 18. Jahrhunderts wurden die Bergbauaktivitäten ein-
gestellt, da die Ausbeutung nicht mehr rentabel war. Hingegen
nahm das wissenschaftliche Interesse am Schneckenstein zu. Die
erste ausführliche Beschreibung des Vorkommens verfasste Jo-
hann Gottlieb Kern aus Freiberg im Jahr 1744, "Umständliche
Beschreibung des Schneckensteins"; sie wurde jedoch erst nach
seinem Tod im Jahre 1776 veröffentlicht (Kern, 1776). Bis heute
hält das wissenschaftliche Interesse an, und es folgten zahlreiche
Publikationen (vgl. Schrön, 1968; Seim & Schweder, 1969; Breiter
et al., 2013a). Der 1773 in Gernrode (Deutschland) geborene und
1839 in Wien (Österreich) beigesetzte Mineraloge Carl Friedrich
Christian Mohs nahm den Schneckenstein-Topas als Referenz-
mineral für Härte 8 in die heute nach ihm benannte, zehnteilige
„Mohs’sche Ritzhärteskala“ auf (Mohs, 1822). Seit 1938 ist der
Schneckenstein als geologisches Naturdenkmal anerkannt. Der
Felsen und seine unmittelbare Umgebung sind heute Land-
schaftsschutzgebiet, was bedeutet, dass das Sammeln und
Graben streng verboten sind, um den Erhalt dieses historischen
Denkmals zu gewährleisten.
Regionalgeologischer Rahmen
Der Schneckenstein liegt 890 m über dem Meeresspiegel zwi-
schen Falkenstein und Klingenthal im südlichen Teil des Vogtlan-
des. Die Bildung des Schneckensteins und seiner Topaskristalle
steht im Zusammenhang mit dem Eibenstocker Turmalin-Granit,
dessen Kontakt sich etwa 400 m nordöstlich des Schneckensteins
befindet (Seim & Schweder, 1969). Der Eibenstocker Granit in-
trudierte vor ca. 319,8 ± 1,0 Ma (Tichomirowa & Leonhardt, 2010)
in ordovizische spätkollisionale Granite und wandelte seine in-
nere Kontakt-Aureole zu Hornfels um (Förster et al., 1999, Lahl,
2012). Während der Intrusion kam es auch zur Bildung mehrerer
Explosionsschlote, welche mit Quarzporphyren oder mit Brekzien
in einer feinkörnigen Grundmasse verfüllt wurden, gefolgt von
einer Vergreisung dieser Schlote (Baumann & Gorny, 1964). Der
Schneckenstein ist einer dieser Schlote. Heute überragt der noch
nicht abgebaute Teil des Schneckensteins auf Grund seiner Ver-
witterungsbeständigkeit die umliegende Topographie um 24 m
(Schröder 1915, Baumann & Gorny, 1964).
Die Bildung von Topas in Edelsteinqualität ist das Ergebnis eines
zweistufigen Prozesses. Zunächst führte Infiltration mit Bor zur
Bildung von Turmalin-Lagen. In einer zweiten Phase führten
Fluorreiche Lösungen zur Bildung von Topas, welcher den ehe-
maligen Turmalin teilweise ersetzt (Lahl, 2012). Die vergreiste
Brekzie besteht aus faustgroßen Bruchstücken eines quarziti-
schen, schieferartigen Turmalin-Gesteins, das durch Topas- und
Quarzkristalle zementiert ist (Abbildung 1; Schröder 1915, Seim
& Schweder, 1969). Die schönsten Topaskristalle in Edelsteinqua-
lität, die als schleifwürdig gelten, wurden in Drusen gefunden
(Schröder, 1915).

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64 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Zusammenfassung der Topasstudie
Es wurden die chemischen und spektralen Eigenschaften von 13
Topaskristallen (0,47–3,9 g) vom Schneckenstein untersucht. Sieben
Exemplare wurden während einer studentischen Exkursion im Jahr
2014 im Schneckenstein gesammelt, drei Exemplare wurden aus
der Museumssammlung des Vogtländisch-Böhmischen Minerali-
enzentrums Schneckenstein zur Verfügung gestellt und drei ent-
stammen der Sammlung des Instituts für Mineralogie und Kristal-
lographie der Universität Wien. Die Kristalle sind durchsichtig und
zeigen verschiedene Gelbtöne. Einige Exemplare sind einschlussreich
und weisen gasförmige (hauptsächlich CO
2
), flüssige (hauptsächlich
H
2
O) und feste Einschlüsse auf. Fluideinschlüsse sind häufig zwei-
oder mehrphasig. Mineraleinschlüsse in den Topasproben konnten
mittels Ramanspektroskopie als Apatit, Quarz, Zirkon, ein Mineral
der Xenotim-Gruppe und Rutil identifiziert werden.
Die aus den Ergebnissen von mittels Elektronenstrahlmikrosonde
durchgeführten chemischen Analysen berechnete Formel für den
Schneckenstein-Topas lautet Al
1.99
Si
1.01
O
4.00
[F
0.84
(OH)
0.16
]
2
.
Mittels induktiv gekoppeltem Plasma-Massenspektrometer mit
Laserablation wurden die Spurenelementgehalte gemessen. Alle
Proben weisen nur geringe Gehalte an Fremdelementen auf. Die
von uns ermittelten Gehalte von Gallium (2-3 ppm) und Germa-
nium (40-70 ppm) stimmen sehr gut mit denen aus früheren
Studien überein [~69 ppm Ge von Goldschmidt & Peters (1933);
50–86 ppm Ge von Seim & Schweder (1969); 42-116 ppm Ge und
2-4 ppm Ga von Breiter et al. (2013a)]. Hohe Ge- und vergleichs-
weise niedrige Ga-Gehalte in den Topaskristallen sind charakte-
ristisch für die Bildung in einem späten hydrothermalen Stadium,
welches der Greisenbildung unter pneumatolytischen Bedingun-
gen nachfolgte (Breiter, 2013b).
Im Gegensatz zu einem „Imperial“-Topas ist der Chromgehalt der
Schneckenstein-Topasproben mit 10-40 ppm zu niedrig, um als
nennenswerte Ursache der Farbe in Betracht zu kommen. Nach
Petrov (1977) wird die Färbung des Schneckenstein-Topases
hauptsächlich durch defektbedingte Farbzentren hervorgerufen.
Es ist bekannt, dass die Ausheilung solcher Defekte durch ther-
mische Behandlung zu einer Farbveränderung, sowohl bei "Im-
perial"- als auch anderen Topaskristallen führen kann (Schott et
al., 2003; Greenidge, 2018). Der Schneckenstein-Topas verliert
nach Ausheizen seine gelbe Farbe (Abbildung 2a und b), was
darauf hindeutet, dass eine von Cr
3+
oder anderen Übergangs-
metallen bedingte Absorption nicht signifikant ist.
Topas vom Schneckenstein zeigt zumeist gelbe Farbtöne, welche von
blassgelb bis orangebraun reichen; am begehrtesten ist eine für dieses
Vorkommen typische weingelbe Farbe. Auch treten häufig farblose sowie
seltener bläuliche, blassviolette oder grünliche Topaskristalle auf (z. B.
Schröder, 1915). Letztere Farben sind vermutlich auf Einschlüsse zurück-
zuführen (Lahl, 2012).
Abbildung 1: Gelber Topas mit Quarz auf Greisen vom Schneckenstein,
Sachsen, Deutschland (Fotografie von Manfred Wildner).
Abbildung 2: Fotos eines Topaskristalls vom Schneckenstein (0,41 g).
a) Natürliche gelbe Farbe des Schneckenstein-Topases. b) Nach Ausheizen der gelben Topasprobe bei 550 °C für 48 h (unter natürlichen Umgebungsbe-
dingungen) verliert diese vollständig ihre Farbe und erscheint im Tageslicht farblos. c) Sowohl der natürliche (nicht abgebildet) als auch der geheizte
Topaskristall zeigen unter LED-Beleuchtung bei 390 nm eine ziemlich intensive, rosa-rote Lumineszenz (Fotografien: Manuela Zeug).

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 65
Die sichtbare rosarote Emission (Abbildung 2c) wird durch
Cr
3+
verursacht. Sie wird vor allem dann angeregt, wenn der
Schneckenstein-Topas mit Licht einer Wellenlänge zwischen
385-450 nm angestrahlt wird. Unter lang- und kurzwelligem
Licht (etwa 365 nm bzw. 254 nm Wellenlänge), welches üblicher-
weise bei der praktischen Edelsteinanalyse zum Einsatz kommt,
ist dagegen nahezu keine Photolumineszenz (PL) sichtbar. Dieses
Lumineszenz-Verhalten ähnelt dem von Smaragd, steht aber in
gewissem Gegensatz zu dem von Rubin, welcher unter einer
langwelligen UV-Lampe immer noch eine deutliche rote Lumi-
neszenz zeigt. Mineralspezifische Kristallfeldeffekte in Smaragd,
Rubin und Topas bewirken Unterschiede in den jeweiligen Anre-
gungseigenschaften des Chroms (Abbildung 3).
Im Vergleich zum Topas zeigt das Anregungsspektrum von Rubin
eine Verschiebung einer der Hauptabsorptionsbanden von Cr
3+
,
welche mit
4
T
1
bezeichnet wird, hin zu höheren Energien bzw. zu
niedrigeren Wellenlängen. Für weitere Einzelheiten möchten wir
auf die Arbeit von Sugano et al. (1970) verweisen: Das Tanabe-
Sugano-Diagramm beschreibt die Aufspaltung und Energieän-
derung von elektronischen Niveaus in Abhängigkeit von der
Kristallfeldstärke.
Abbildung 3 zeigt die Emissionsspektren von Smaragd, Topas und
Rubin. Die Verschiebung des
4
T
2
-Elektronenniveaus von Cr
3+
in
Topas hin zu (im Vergleich zu Rubin) niedrigeren Energien führt
bei Raumtemperatur zu einem Gleichgewicht zwischen dem
2
E-Niveau und dem
4
T
2
-Niveau (Gaft et al., 2003). Daher ist die
Cr
3+
-Emission des Schneckenstein-Topases sowohl auf den
Spin-verbotenen
2
E
4
A
2
Übergang (zwei schmale R-Linien bei
~
683,4 und
~
679,4 nm Wellenlänge) als auch den Spinerlaubten
4
T
2
4
A
2
Übergang (darunter liegende breite Bande) zurückzu-
führen. Die breite Bande ist von einzelnen Banden geringerer
Intensität überlagert (~ 710 nm bzw.
~
694 nm Wellenlänge),
deren Zuordnung noch umstritten ist. Sie wurden als Emissionen
von Cr
3+
-Ionenpaaren (Gaft et al., 2003) bzw. vibronische Kopp-
lungen (Tarashchan et al., 2006) interpretiert. Im Gegensatz zu
Topas ist die breite Bande des Spinerlaubten
4
T
2
4
A
2
Übergangs
im PL-Spektrum eines Rubins nicht sichtbar, da hier der energe-
tische Abstand zwischen dem
4
T
2
- und
2
E
2
-Niveau bei Raumtem-
Abbildung 3: Anregungsspektrum (d. h. Intensität der durch Cr
3+
hervorgerufenen Emission bei
~
683,4 nm in Abhängigkeit von der Anregungsenergie)
und das mit 325 nm Anregung aufgenommene Photolumineszenspektrum vom Schneckenstein-Topas.
Zum Vergleich werden die Anregungs- und Emissionsspektren vom Korund (Rubin) und Beryll (Smaragd) gezeigt. Für das menschliche Auge nicht
sichtbare Spektralbereiche sind grau unterlegt. Die mit Sternchen gekennzeichneten Unterbrechungen in den Anregungsspektren sind analytische
Artefakte (einfache und doppelte Emissionsenergie). Man beachte die Verschiebung der beiden Hauptabsorptionsbanden zwischen den drei Mineralen.
Zur Bandenzuordnung siehe Tarashchan et al. (2006).

66 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Danksagung
Wir bedanken uns bei Steffen Gerisch (vogtländisch-böhmisches
Mineralienzentrum Schneckenstein, Deutschland) für die Bereit-
stellung von Proben zur Analyse, Andreas Wagner für die Proben-
vorbereitung, Gerald Giester für experimentelle Hilfe, Wolfgang
Zirbs (Universität Wien, Österreich) und Alexander Repstock
(LfULG) für die Beschaffung von Literatur. Michael Gaft (Ariel
Universität, Israel) danken wir herzlich für hilfreiche Kommentare.
peratur so groß ist, dass sich die Niveaus nicht überlagern (Ta-
rashchan et al., 2006). Die Emission des Schneckenstein-Topases
ist angesichts seines doch recht geringen Chromgehalts ver-
gleichsweise intensiv, was letztendlich auch darin begründet sein
mag, dass die PL unterdrückende Elemente wie beispielsweise
Fe
2+
in extrem geringer Konzentration vorliegen. Viele andere der
von uns untersuchten hellen Edelsteintopaskristalle (Namibia,
Pakistan, Ural) lumineszieren praktisch überhaupt nicht.
Ein Manuskript, in welchem die hier auszugsweise zusammen-
gefassten und weiteren Ergebnisse ausführlich diskutiert werden,
wurde kürzlich zur Publikation bei einem internationalen gem-
mologischen Journal eingereicht.
Baumann, L. & Gorny, S. (1964): Neue tektoni-
sche und petrographische Untersuchungsergeb-
nisse in der Zinnerzlagerstätte Tannenberg-
Mühlleiten. – Freiberg. Forschungsh. C, 181: S.
89-118.
Breiter, K., Gardenová, N., Vaculovič, T. & Ka-
nický, V. (2013a): Topaz as an important host for
Ge in granites and greisens. – Mineral. Mag., 77,
4: p. 403-417.
Breiter, K., Gardenová, N., Kanický, V. &
Vaculovič, T. (2013b): Gallium and germanium
geochemistry during magmatic fractionation
and postmagmatic alteration in different types
of granitoids: a case study from the Bohemian
Massif (Czech Republic). – Geol. Carpath., 64, 3:
S. 171-180.
Charpentier, J.F.W. (1778): Mineralogische Geo-
graphie der chursächsischen Lande. – Siegfried
Leberecht Crusius, Leipzig.
Förster, H.-J., Tischendorf, G., Trumbull, R.B. &
Gottesmann, B. (1999): Late-collisional granites
in the Variscan Erzgebirge, Germany. – J. Petrol.,
40, 11: S. 1613-1645.
Gaft, M., Nagli, L., Reisfeld, R., Panczer, G. &
Brestel, M. (2003): Time-resolved luminescence
of Cr3+ in topaz Al2SiO4(OH,F)2. – J. Lumin.,
102-103: S. 349-356.
Goldschmidt, V.M. & Peters, C. (1933): Zur Geo-
chemie des Germaniums. – Nachrichten von der
Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen.
Math.-Phys. Kl., Fachgruppe IV, 33: 141-166.
Greenidge, D. (2018): Investigations of color
center phenomena in topaz and quartz through
electron spin resonance with reference to opti-
cal absorption and nuclear magnetic resonance:
Implications for extended mineral applications.
– Mal. J. Fund. Appl. Sci., 2018: S. 142-149.
Kern, J.G. (1776): Vom Schneckensteine oder
dem sächsischen Topasfelsen. – Herausgegeben
und mit Anmerkungen versehen von I.E. von
Born. Wolfgang Gerle, Prag.
Lahl, B. (2012): Königliche Topase vom Schne-
ckenstein – Edelsteine aus dem Vogtland. –
Chemnitzer Verlag: 144 S.
Mohs, F. (1822): Grund-Riß der Mineralogie.
Erster Theil: Terminologie, Systematik, Nomen-
klatur, Charakteristik. – Arnold’sche Buchhand-
lung, Dresden.
Petrov, I. (1977): Farbuntersuchungen an Topas.
– Neues Jb. Miner. Abh., 130: S. 288-302.
Schott, S., Rager, H., Schürmann, K. & Taran, M.
(2003): Spectroscopic study of natural gem
quality “imperial”-topazes from Ouro Preto,
Brazil. – Eur. J. Mineral., 15: S. 701-706.
Schröder, M. (1915): Erläuterungen zur geologi-
schen Spezialkarte des Königsreiches Sachsen,
Nr. 144, Blatt Falkenstein. – Wilhelm Engel-
mann, Leipzig: 81 S.
Schrön, W. (1968): Ein Beitrag zur Geochemie
des Germaniums. – Chem. Erde, 27: S. 193-251.
Seim, R. & Schweder, P. (1969): Untersuchungen
zum Germaniumgehalt im Topas. – Chem. Erde,
28: S. 83-90.
Sugano, S., Tanabe, Y. & Kamimura, H. (1970):
Multiplets of transitionmetal ions in crystals. –
Academic Press, New York, London: 331 S.
Tarashchan, A.N., Taran, M.N., Rager, H. & Iwa-
nuch, W. (2006): Luminescence spectroscopic
study of Cr3+ in Brazilian topazes from Ouro
Preto. – Phys. Chem. Miner., 32: S. 679-690.
Tichomirowa, M. & Leonhardt, D. (2010): New
age determinations (Pb/Pb zircon evaporation,
Rb/Sr) on the granites from Aue-Schwarzenberg
and Eibenstock, Western Erzgebirge, Germany. –
Z. Geol. Wiss., 38, 1–2: S. 99-123.
Vollstädt, H. & Lahl, B. (1997): Der Schnecken-
stein. – In M. Glas, Ed., Topas – Das prachtvolle
Mineral, der lebhafte Edelstein. extraLapis, 13: S.
26–37.
Referenzen

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 67
Projekte
Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 67

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68 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Digitales Grafisches Datenmanagement als
Kernelement der Erkundungsplanung für
die Eisenbahn-Neubaustrecke Dresden – Prag
Sabine Kulikov
Sächsisches Staatsministe-
rium für Wirtschaft,
Arbeit und Verkehr
Wilhelm-Buck-Str. 2
01097 Dresden
Lisa Thiele
Sächsisches Landesamt für
Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie
Abteilung Geologie
Referat Ingenieurgeologie
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: Lisa.Thiele@
smekul.sachsen.de
Zu den Autorinnen
M.Sc. Lisa Thiele
Seit März 2020 koordiniere und begleite ich die unterstützenden
geologischen Arbeiten für das LfULG als Kooperationspartner der
DB Netz AG und des Europäischen Verbundes für territoriale
Zusammenarbeit (EVTZ) für die Eisenbahnneubaustrecke Dres-
den-Prag (NBS). Das betrifft zum einen die grafische Datenhal-
tung im GIS und zum anderen auch geologische Fachbeiträge
und die Begleitung der Erkundungsmaßnahmen.
Mein Studium der Geowissenschaften an der TU Bergakademie
Freiberg und die Masterarbeit zum Abrasivitätsverhalten der
Gneise im Osterzgebirge waren der Türöffner für eine Projekt-
stelle am zukünftig längsten Eisenbahntunnel Deutschlands. Seit
3 Jahren arbeite ich im Projektteam mit erfahrenen Geowissen-
schaftlern zusammen.
Einen Schwerpunkt der Geologie sehe ich im Ausbau der 3D-
Strategie. Geologische 3D-Modelle sind der Schlüssel zum Ver-
ständnis geologischer Sachverhalte. Sie dienen nicht nur als
Diskussionsgrundlage für Fachgespräche, sondern bilden auch
die Basis für die Erkundung und Planung von Bauvorhaben.
Dipl-Ing. Geotechnik Sabine Kulikov
Der Schwerpunkt meiner Arbeit beim Europäischen Verbund für
territoriale Zusammenarbeit (EVTZ) für die NBS liegt in der Un-
terstützung der deutschen und tschechischen Bahn in geologi-
schen Fragen sowie in der Koordinierung der Behördenzusam-
menarbeit und Öffentlichkeitsarbeit für die NBS. Wichtiges
Element ist die Vernetzung zwischen Behörden, Wirtschaft und
universitären Einrichtungen für eine Planungsbeschleunigung.
Mit der sächsischen Geologie bin ich seit 35 Jahren durch meinen
beruflichen Werdegang von der Geologiefacharbeiterin, über das
Studium der Geotechnik und die Arbeit in einem Ingenieurbüro
in Freiberg und seit über 20 Jahren durch die Tätigkeit beim
staatlichen geologischen Dienst Sachsen verbunden. Besonders
wichtig ist mir, die Ressourcen der staatlichen Geologie mit all
ihren Datenschätzen und Kompetenzen als planungsbeschleuni-
gender Faktor für eine vorausschauende Infrastrukturplanung
deutlich zu machen.
Die Geologie der Zukunft wird eine Synthese aus klassischer
Geländearbeit und „digitalem Zwilling“ in Form von geologischen
3D-Modellen, gekoppelt an Datenbanken sein. Bereits jetzt
zeichnet sich der Vorteil solcher Modelle für ein effizientes inter-
disziplinäres vorausschauendes Planen und Bauen ab.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 69
Projektvorstellung
Zusammenfassung
Das Handwerkszeug der Geologen waren von je her grafische
Elemente – früher handgezeichnet bzw. gedruckt in Form von
Karten und Schnitten – heute sind auch wir im Zeitalter der Di-
gitalisierung angekommen. Den Stift haben wir gegen Tastatur
und Maus eingetauscht, die Kartensammlung gegen ein Feldta-
blet. Das heißt nicht, dass die alten Unterlagen ausgedient haben
– im Gegenteil. Sie sind jedoch durch die neue Technik einfacher
vervielfältigbar und verarbeitbar und durch den Austausch auch
großer Datenmengen leichter zugänglich geworden. Statt mit
dem Lichttisch arbeiten die Geologen jetzt mit dem Computer,
um neue Erkenntnisse zu bestehenden Daten hinzuzufügen.
Geologen sind Schatzsucher – auch für Datenschätze, die sie mit
Hilfe des grafischen Datenmanagements zu neuen Produkten
verarbeiten und anderen zur Weiternutzung zur Verfügung stellen.
Ein Pilotprojekt des Geologischen Dienstes von Sachsen war die
Entwicklung solcher digitaler grafischer Produkte für die Nut-
zung in einer der größten deutschen Infrastrukturmaßnahmen
– der Eisenbahnneubaustrecke Dresden – Prag. Dies ist ein No-
vum für alle Beteiligten und bisher eine Erfolgsgeschichte, die
aufzeigt, wie Planungsbeschleunigung durch ein Miteinander
von Behörden, Forschung und Wirtschaft gelingen kann.
Abstract: Digital Graphic Data Management and
3D modeling as a key element of the investigation
planning for the new railway line Dresden - Prague
The tools of the trade for geologists have always been graphic
elements - in the past hand-drawn or printed maps and sections
- today we have also arrived in the age of digitalization. We have
exchanged the pen for a keyboard and mouse, the map collection
for a field tablet. This does not mean that the old documents are
obsolete - on the contrary. However, the new technology has
made them easier to duplicate and process, and the exchange of
even large amounts of data has made them more accessible.
Instead of using the light table, geologists now work with the
computer to add new knowledge to existing data.
Geologists are treasure hunters - also for data treasures, which
they transform into new products with the help of graphical data
management and make available to other people for further use.
A pilot project of the Geological Survey of Saxony was the devel-
opment of such digital graphic products for use in one of the
largest German infrastructure projects - the new railway line
Dresden - Prague. It is a novelty for all parties involved and so far
a success story that shows how planning acceleration can succeed
through cooperation between authorities, research and industry.
Grafisches Datenmanagement mit GIS
Das Geografische Informationssystem (GIS) ist ein universelles
Instrument für jegliche Art von grafischem Datenmanagement.
Bei Infrastrukturprojekten wie der Eisenbahnneubaustrecke
(NBS) Dresden – Prag ist es unerlässlich für alle Planungsetappen
(Abbildung 1). Ob geologische Karten, historische topografische
Unterlagen, Flächen aus der Regionalplanung zur Raumordnung,
Schutzgebiete, Konzeptionen für Rad- und Wanderwege – alles
ist miteinander kombinierbar oder kann einzeln thematisch ab-
gerufen werden. Derzeit befindet sich die NBS Dresden-Prag in
der Grundlagenermittlung/Vorplanung. Das Raumordnungsver-
fahren wurde im August 2020 abgeschlossen.
Abbildung 1: Planungsetappen von Infrastrukturvorhaben in Deutschland und Tschechien. Quelle: EVTZ.

70 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Grafisches Datenmanagement mittels GIS eignet sich hervorra-
gend für die Erfassung standortbezogener Daten, deren Darstel-
lung, Analyse, Barbeitung und Strukturierung. Dabei können
sowohl Rasterdaten (Bilder) als auch Vektordaten (Punkt-, Li-
nien- und Flächendaten) verarbeitet werden. Punktdaten sind
beispielsweise Bohrungen, Liniendaten sind z. B. Wege und Flä-
chendaten z. B. die Verbreitungen geologischer Körper. Die the-
matische Strukturierung von Inhalten erfolgt über sogenannte
Gruppenlayer. Grafische Daten, die zu einer Themengruppe ge-
hören, können auf diese Weise geordnet und je nach Bearbei-
tungserfordernis separat sichtbar oder unsichtbar geschaltet
werden. Dadurch wird eine Anpassung der Informationsdichte
möglich und eine Überfrachtung hinsichtlich der sichtbaren In-
halte vermieden.
Ein allererster Schritt bei der Erstellung eines grafischen Projek-
tes ist die Auswahl der Software sowie des Lagebezugssystems.
Zur Anwendung kam für die Neubaustrecke Dresden – Prag das
Geoinformationssystem der Firma Esri (ArcGIS Version 10.5.1),
mit dem die verfügbaren Daten über alle Phasen des Projektes
hin verarbeitet und verwaltet wurden. Eine Herausforderung war
der Abgleich der Koordinaten- und Höhensysteme, die in Sachsen
und Tschechien voneinander abweichen. Da es sich um ein
grenzüberschreitendes Projekt handelte, wurde ein internationa-
les Koordinatensystem für Mitteleuropa - ETRS 1989 – UTM,
Zone 33N (WKID: 25833) ausgewählt. Karten, die in anderen
Koordinatensystemen vorlagen, mussten transformiert werden.
Schwieriger war die Auswahl des Höhensystems, da sich das
deutsche System DHHN2016 auf die Ostsee/Nordsee bezieht, das
tschechische Höhensystem jedoch auf das Mittelmeer. Daher
waren Umrechnungen notwendig, um eklatante Abweichungen
in den Höhen und Verzerrungen im digitalen Höhenmodell zu
vermeiden.
Es sind folgende Daten im Vektor- und Rasterformat in das GIS-
Projekt eingeflossen:
Digitale Geländemodelle,
Topografische Karten, öffentliche Datendienste (WMS-Server),
Geologische Karten,
Tektonische Karten,
Hydrogeologische Karten,
Rohstoffgeologische Karten,
Bohrungsdaten,
Geophysikalische Ergebnisse (Profile, Messwerte),
Trassenverläufe,
Luftbilder.
Auch Daten, die für raumordnerische Belange von Bedeutung
sind, wie Schutzgebiete und Gebiete mit eingeschränkter Nutz-
barkeit (Altlasten und Hohlraumgebiete), wurden im Projekt
berücksichtigt und sichtbar gemacht.
Durch Kombination von grafischen Daten verschiedener The-
menkomplexe können Zusammenhänge oder auch Nutzungs-
konflikte sichtbar gemacht werden. Ein hervorragendes Werkzeug
ist dabei die Transparentfunktion bei sich überlagernden Daten
(Abbildung 2). Sollen analoge Daten (z. B. historische Karten)
einbezogen werden, ist deren vorherige Digitalisierung durch
Scannen oder Vektorisieren erforderlich. Komfortabel ist dabei
das Erzeugen neuer georeferenzierter Daten durch einfache
Umwandlung von Zeichnungen oder Markierungen in Vektorda-
ten. Auf diese Weise können die Punkt-, Linien- und Flächenda-
ten angepasst werden, sobald neue Erkenntnisse vorliegen. Un-
terschiedliche Wissensstände können separat abgespeichert und
abgelegt werden, sodass auch eine nachvollziehbare Projekthis-
torie ermöglicht wird, so z. B. für die Entwicklung der Erkenntnisse
zu Störungsverläufen oder Risikobereichen, die mit fortlaufen-
dem Projektfortschritt angepasst werden können.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 71
Abbildung 2: Vorteile des grafischen Datenmanagements mittels GIS-Software.
Links: Ordnen nach Themengruppen und separate Aktivierung der einzelnen Layer. Rechts: Überlagerung von Daten durch Transparentfunktion
(hier: DGM, Topografie, geologische Karte, gescannte und georeferenzierte Störungskarte, digitalisierte Störungen, Bohransatzpunkte der
1. Bohrkampagne sowie der Gesamttrassenkorridor (Stand 2020)).
Die Datenhaltung mit GIS hat somit viele Vorteile für themenbe-
zogene Darstellung, Auswertung, Interpretation, Strukturierung
und Archivierung der im Projekt erzielten Ergebnisse. Insbeson-
dere die Visualisierung der tektonischen Gegebenheiten durch
Überlagerung verschiedener Datenquellen und Archivmaterialien
ermöglichte die Verifzierung der Störungsverläufe im Projektge-
biet. Durch Kombination von Morphologie, geologischen Einhei-
ten und tektonischen Elementen im Kartenbild wurde die Erstel-
lung geologischer Längsprofile entlang der Trassenvorschläge
möglich. Durch die Funktionalität des GIS lassen sich themenbe-
zogene, aussagekräftige Karten erstellen, die für die weitere
Planung genutzt werden können. So wurden im Rahmen des
Projektes eine grenzüberschreitende geologische Karte sowie
eine Karte der geologischen/geotechnischen Problemzonen
(Abbilldung 3) erarbeitet. Letztere war eine der Grundlagen für
die Planung der ersten tiefen Bohrkampagne der Deutschen
Bahn 2020/2021 (Abbildung 3). Das zweidimensionale GIS-Projekt
bildet zudem die Grundlage zur Erstellung eines geologischen
3D-Modells.

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72 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 3: Karte der geologischen/geotechnischen Problemzonen mit Störungsnetzwerk.
Die gelben und orangenen Punkte markieren die Lage der Bohrungen der 1. Bohrkampagne (v – vertikale Bohrung, s - Schrägbohrung).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 73
Abbildung 4: Strukturgeologisches 3D-Modell der Gesteinsumgebung in der Nähe der geplanten Erzgebirgstunnelvarianten (Stand 2020).
Geologische 3D-Modellierung
Das geologische 3D-Modell gibt Auskunft über den Aufbau des
geologischen Untergrunds. Es dient als Hilfsmittel für eine opti-
mierte Tunnelvorerkundung (Bohrungsplanung, Trassenverlauf
etc.) und bildet eine Grundlage für die Entwicklung des geotech-
nischen Modells für die weitere Planung. Die 3D-Modellkonst-
ruktion basiert auf der digitalen Verarbeitung und Interpretation
der verfügbaren Daten. Um ein geologisches 3D-Modell zu erstel-
len, werden sehr unterschiedliche Eingangsdaten, wie geologische
Karten, Profilschnitte, Bohrungen, geophysikalische Karten sowie
Profile und digitale Geländemodelle mit spezieller 3D Software
gemeinsam dargestellt und zur Modellierung einheitlicher geo-
logischer Strukturen wie z. B. Schichtgrenzen genutzt. Das geo-
logische 3D-Modell der Eisenbahnneubaustrecke Dresden – Prag
wurde mit den Softwares GoCAD und MOVE erstellt und besteht
Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielseitig und gewinnen
mit zunehmender Digitalisierung im Planungsprozess an Bedeu-
tung. Neben einer anschaulichen Visualisierung der geologischen
Verhältnisse im Untergrund für die Öffentlichkeitsarbeit wurde
das geologische 3D-Modell der Eisenbahnneubaustrecke Dresden-
Prag verwendet, um die Bohransatzpunkte der ersten Bohrkam-
pagne zu platzieren. Die erste Kampagne zielte auf die Erkundung
und Charakterisierung der in der Karte der geologischen/geotech-
nischen Problemzonen ausgewiesenen Störungsbereiche ab. Die
Karte wurde in das 3D-Modell übernommen. Damit konnten Lage
und Einfallrichtung/-winkel der Bohrungen gezielt ausgewählt
werden konnten und dabei auch Schutzzonen oder bestimmte
Zuwegungen Berücksichtigung fanden. Das geologische Modell
ist außerdem wichtiges Planungsinstrument sowie Grundlage für
das noch zu erstellende hydrogeologische Modell.
Des Weiteren ist es wunderbar geeignet, um die Geologie einer
Region Laien anschaulich zu erklären. Über die Website des LfULG
können Interessierte das NBS-Modell selbst in Augenschein
nehmen:
http://lsnq.de/3dnbs2015
bzw.
http://lsnq.de/3dnbs2020.
Geologische 3D-Modelle sind, auch wenn sie sehr realistisch
aussehen, vereinfachende Modelle der Realität gemäß unseres
aus sogenannten „Fliegenden Teppichen“. Diese repräsentieren
geologische Objekte im Untergrund durch geologische Schicht-
grenzen oder Störungen (Abbildung 4). Ob ein Modell der realen
geologischen Situation entspricht, kann mithilfe konkreter Er-
kundungsarbeiten wie Bohrungen, geophysikalischen Untersu-
chungen oder detaillierter Geländekartierungen im Modellgebiet
geprüft werden. Wenn die neu erfassten Daten nicht mehr in das
aktuelle Modell passen, muss es angepasst werden. Ein 3D-
Modell kann in alle Richtungen gedreht, vergrößert und aufge-
schnitten werden. Dargestellt werden können nicht nur die
modellierten Objekte, sondern auch die verwendeten Eingangs-
daten, z. B. geologische Schnitte. Zudem lassen sich, wie bereits
beim GIS beschrieben, einzelne Objekte an- und ausschalten,
sodass der Betrachter den Detailierungsgrad und die Informati-
onsdichte selbst bestimmen kann.
Wissensstandes. Die verwendeten Daten können mitunter
mehrdeutig oder mit Unsicherheiten behaftet sein. Dadurch kann
es zu einer „Fehlerfortpflanzung“ während der Datenerfassung
und -interpretation kommen. Darüber hinaus sind die Daten
häufig nicht flächendeckend und heterogen vorhanden. Der
Modellierer trifft deshalb verschiedene Annahmen, auf denen er
dann die Interpretation der Daten für das Modell des Untersu-
chungsgebietes aufbaut, z. B. die Annahme eines bestimmten
tektonischen Regimes. Letztendlich wird sich bei der Baumaß-
nahme zeigen, wie gut das Modell die Realität abbildet.
EVTZ (2021): Eisenbahnneubaustrecke Dresden-Prag. Flyer
Thiele, L; Kulikov, S.; Krentz, O.; Unger, G.; Seidel, E.; Köhler, J.; Sonnabend,
L.; Kycl, P.; Rapprich, V. & Franeˇ, J. (2021): Eisenbahn-Neubaustrecke
Dresden-Prag (2011-2020). – Schriftenreihe des LfULG, Heft 4/2021, 121 S.
Dresden: Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie.
Referenzen

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74 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
GeoMAP – Geologische, hydrogeologische und
geomechanische Modellierungs-, Visualisierungs- und
Prognosewerkzeuge zur Darstellung von Bergbaufolgen
und Nachnutzungspotenzialen
Zur Autorin
Dipl.-Geoökologin Maria Ussath
Mit dem interdisziplinären Studium der Geoökologie an der TU
Bergakademie Freiberg war der Weg bereitet für meine Arbeit in
der Technischen Zusammenarbeit der Bundesanstalt für Geowis-
senschaften und Rohstoffe in Sambia, mit Schwerpunkt Grund-
wasserressourcen und Beschaffenheit.
Darauf folgte eine langjährige, vielfältige Projektarbeit am Insti-
tut für Bergbau und Spezialtiefbau der TU Bergakademie Freiberg
mit diversen hydrogeologischen und hydrochemischen Frage-
stellungen in bergbaubeeinflussten Regionen. Gegenwärtig zählt
zu meinen aktuellen Arbeitsschwerpunkten als Referentin für
Montanhydrogeologie im Referat Hydrogeologie am Landesamt
für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie die fachliche Beglei-
tung des Grubenwasseranstiegs im ehemaligen Steinkohlenrevier
Lugau/Oelsnitz.
Maria Ussath,
Axel Rommel, Mathias Hübschmann
(Red.), Sylvi Hädecke, Priscilla Ernst,
Ralf A. Oeser, Axel Rommel,
Maria Ussath, Mathias Hübschmann
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Abteilung Geologie, Referat Hydrogeologie
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: maria.ussath@smekul.sachsen.de
Fabian Weber, Gunther Lüttschwager,
Heinz Konietzky
TU Bergakademie Freiberg,
Institut für Geotechnik, Lehrstuhl Felsmechanik/Felsbau
Gustav-Zeuner-Straße 1
09599 Freiberg
Lukas Oppelt, Sebastian Pose,
Thomas Grab, Tobias Fieback
TU Bergakademie Freiberg,
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik,
Professur für Technische Thermodynamik
Gustav-Zeuner-Str. 7
09599 Freiberg
Ji
ř
í Mališ, Martin Klempa,
Jind
ř
ich Šancer
Vysoká škola bá ská – Technická univerzita Ostrava (VŠB),
Technische Universität Ostrava
17. listopadu 2172/15
708 00 Ostrava-Poruba
Czech Republic

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 75
Projektvorstellung
Abstract
GeoMAP is an EU project in the Saxon-Czech cooperation pro-
gramme for the promotion of crossborder cooperation, which
was completed in 2021, and was funded by the European Regional
Development Fund (ERDF). Under the lead partnership of the
State Office for the Environment, Agriculture and Geology (LfULG),
the project was initiated together with the project partners TU
Bergakademie Freiberg and TU Ostrava. Under the title "Geologi-
cal, hydrogeological and geomechanical modelling, visualisation
and forecasting tools for the representation of mining conse-
quences and afteruse potentials", the partners worked on differ-
ent focal points in three model regions (Figure 1).
Lugau/Oelsnitz hard coal district: This model region was
worked on by the lead partner LfULG and the project
partner TU Bergakademie Freiberg, Geotechnical Institute.
Mining districts in the Ore Mountains with access to the
mine and available mine water: This overarching model
region was worked on by the project partner TU Bergakade-
mie Freiberg, Institute of Thermal Engineering.
Most lignite mining district in North Bohemia
(Czech Republic): This model region was worked on by
the project partner TU Ostrava.
The GeoMAP project served to exchange experience on geosci-
entific methods and modelling as an essential basis for wid-
eranging observations in postmining areas. The aim of the four
project partners was to use new impulses to improve the deter-
mination and evaluation of data sets and thus also the forecast-
ing of the various postmining phenomena.
Was ist GeoMAP?
GeoMAP ist ein 2021 abgeschlossenes EU-Projekt im sächsisch-
tschechischen Kooperationsprogramm zur Förderung der grenz-
übergreifenden Zusammenarbeit und wurde durch den Europäi-
schen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Unter
Leadpartnerschaft des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie (LfULG) wurde das Projekt gemeinsam mit den Pro-
jektpartnern TU Bergakademie Freiberg und TU Ostrava initiiert.
Unter dem Titel „Geologische, hydrogeologische und geomechani-
sche Modellierungs-, Visualisierungs- und Prognosewerkzeuge zur
Darstellung von Bergbaufolgen und Nachnutzungspotenzialen“
wurden von den Partnern in drei Modellregionen (Abbildung 1)
unterschiedliche Arbeitsschwerpunkte bearbeitet:
Steinkohlenrevier Lugau/Oelsnitz: Diese Modellregion wurde
durch den Leadpartner LfULG und den Projektpartner TU
Bergakademie Freiberg, Institut für Geotechnik, bearbeitet.
Bergbaureviere im Erzgebirge mit Zugang zum Grubengebäude
und vorhandenem Grubenwasser: Diese übergreifende Modell-
region wurde durch den Projektpartner TU Bergakademie Frei-
berg, Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik, bearbeitet.
Braunkohlenrevier Most in Nordböhmen: Diese Modellregion
wurde durch den Projektpartner TU Ostrava bearbeitet.
Das Projekt GeoMAP diente dem Erfahrungsaustausch über
geowissenschaftliche Methoden und Modellierungen als we-
sentliche Grundlage für weitumfassende Betrachtungen in
Bergbaufolgegebieten. Ziel der vier Projektpartner war es, durch
neue Impulse die Ermittlung und Auswertung von Datensätzen
und damit auch die Prognose der diversen Bergbaufolgeerschei-
nungen zu verbessern.
Abbildung 1: Lage der Arbeitsgebiete
im Projekt GeoMAP.
(LfULG und der TU Bergakademie
Freiberg, Institut für Geotechnik -
Raum Lugau/Oelsnitz
(brauner Kasten), Institut
für Wärmetechnik und
Thermodynamik - Freiberg/Brand-
Erbisdorf und Ehrenfriedersdorf
(blaue Kästen); TU Ostrava – Moster
Braunkohlenbecken (grüner Kasten).
Fotos: o. l., u. r. S. Hädecke, u. l., o. r.
B. Wenzke, (Rommel et al., 2021)).

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76 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Die GeoMAP-Arbeitspakete
GeoMAP hatte das Ziel, die Netzwerkarbeit zwischen Verwaltung,
Wissenschaft und den von Bergbaufolgen betroffenen Kommu-
nen in den Projektgebieten zu stärken und zudem die Öffentlich-
keit über nachbergbauliche Herausforderungen und ihre Bewäl-
tigung zu informieren. Die Umsetzung dieser Ziele wurde in vier
Arbeitspaketen (AP) realisiert: Partnerworkshops (AP 1) dienten
dem direkten Erfahrungsaustausch zwischen den Institutionen
der Projektpartner, wobei jeder Partner am Beispiel seines Modell-
gebietes für ein spezielles Schwerpunktthema verantwortlich war.
In öffentlichen Fachkonferenzen (AP 2) wurden auch Erkenntnisse
aus anderen Bergbaulandschaften Deutschlands und Tschechiens
integriert. Zur weiteren Veranschaulichung und im Sinne der
Nachhaltigkeit des Projektes erarbeitete jeder Projektpartner
weiterhin ein Anschauungsobjekt (AP 3), welches wesentliche
Problemstellungen seiner Modellregion erläutert und visualisiert.
Diese Objekte sind an zentralen Standorten dauerhaft ausgestellt
und fungieren als Informationsquelle für die interessierte Öffent-
lichkeit. Die Netzwerkarbeit (AP 4) dient der Fortführung der
Zusammenarbeit.
Inhaltliche Einblicke – Kurzbeiträge der Projektpartner
Die folgenden Kurzbeiträge geben einen Einblick in die Ziele und
Arbeitsschwerpunkte der einzelnen Projektpartner:
Neubewertung und Aktualisierung des 3D-Untergrundmo-
dells Lugau/Oelsnitz - Sächsisches Landesamt für Umwelt,
Landwirtschaft und Geologie (LfULG)
Das bereits existierende strukturgeologische 3D-Modell des
Steinkohlenreviers Lugau/Oelsnitz visualisiert das Deck- und
Grundgebirge bis in eine Tiefe von etwa 1000 m unter GOK sowie
den bergmännisch geprägten Untergrund. Es hilft nicht nur, die
komplexen geologischen und tektonischen Gegebenheiten im
Modellgebiet zu verstehen, sondern soll auch zukünftig als geo-
metrische Grundlage zur Erstellung belastbarer Prognosen für
den stetigen Anstieg des Grubenwassers im Lugau/Oelsnitzer
Revier herangezogen werden.
Die Beiträge im Projekt- und Abschlusskonferenzband GeoMAP
(ROMMEL et al.2021) beinhalten eine Bewertung der dem Modell
zugrundeliegenden Daten und beschäftigen sich mit Ansätzen der
geometrischen und parametrischen Modelloptimierung auf
Grundlage dieser Quellen. Die vorgestellten Ergebnisse bilden die
Grundlage für kommende Arbeiten an und mit dem 3D-Modell
des Lugau/Oelsnitzer Reviers, da ohne fundierte Kenntnis der
Datengrundlage eine Bewertung und Modifikation des Modells
für den weiteren Einsatz schwierig ist.
Im Zuge der Projektarbeit in GeoMAP wurden die Inhalte für die
Medienstation „Folgen des Bergbaus im Lugau-Oelsnitzer Revier“
im Bergbaumuseum Oelsnitz/Erzgebirge bereitgestellt. Diese
Medienstation dient der öffentlichkeitswirksamen Präsentation
wesentlicher Aspekte von Bergbaufolgen im Revier. Die Projekt-
ergebnisse aller Partner sind zudem anschaulich im Projektband
GeoMAP (ROMMEL et al. 2021) vorgestellt.
Im Rahmen der Netzwerkarbeit konnte ein Kooperationsvertrag
zwischen dem LfULG und dem Bergbaumuseum Oelsnitz geschlos-
sen werden, welcher den Weg für die zukünftige fachliche Zusam-
menarbeit und die gemeinsame Öffentlichkeitsarbeit ebnet.
Abbildung 2: Eindrücke des 2006 erstellten 3D-Modells Lugau/Oelsnitz. A: Geologische Einheiten, B: obere Schichtgrenzen der geologischen Einheiten
und vier signifikante Störungszonen (rot), C: im Modell erfasste Bohrungen (blau) und Schächte (orange), sowie bergmännische Auffahrungen (gelb),
D: Steinkohleflöze (als graue Flächen) sowie die beiden Grubenwassermessstellen Oelsnitz (SW) und Gersdorf (NE) (ROMMEL et al. 2021).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 77
Herausforderungen und Ziele:
Für das ehemalige Steinkohlenbergbaurevier Lugau/Oelsnitz
wurden auf Grundlage einer 2007 erstellten Modellierung für das
Jahr 2032 Wasseraustritte an der Tagesoberfläche und Vernässun-
gen als Spätfolgen des Bergbaus prognostiziert. Ein Ziel des LfULG
im Projekt GeoMAP war es, die Datengrundlage für eine Grund-
wassermodellierung zu aktualisieren und die im Projekt erworbe-
nen Erfahrungen an Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit
weiterzugeben.
Inhalt und Arbeitsschwerpunkte:
Auf Grundlage einer umfassenden Datenrecherche im sächsischen
Bergarchiv und anderen Bohrarchiven sollte ein bereits bestehen-
des 3D-Untergrundmodell des bergbaubeeinflussten Bereiches der
Region aktualisiert und weiterentwickelt werden (Abbildung 2).
Die Modellierung erfolgte mithilfe der 3D-Software Gocad, die im
Freistaat Sachsen bereits vielfach für komplexe, geologische Fra-
gestellungen angewendet wird. Im Unterschied zum Ausgangs-
modell sollen im ertüchtigten Modell u.a. 3D-Flözkörper, die
geologischen Formationen und das Grubengebäude ergänzt und
somit die geometrische Grundlage für eine Modellierung des
Grund- und Grubenwasseranstiegs im ehemaligen Steinkohlenre-
vier Lugau/Oelsnitz verbessert werden.
Geomechanische Simulation von Hebungsprozessen -
Technische Universität Bergakademie Freiberg (TU BAF),
Institut für Geotechnik
Herausforderungen und Ziele:
Anhand der aktualisierten Datengrundlage für das ehemalige
Steinkohlenrevier Lugau/Oelsnitz ist, aufgrund des Grubenwasser-
anstiegs im Revier, eine numerische Berechnung und qualitative
Prognose zu Hebungsraten an der Geländeoberkante durchgeführt
worden (Abbildung 3). Aus den Erkenntnissen dieser numerischen
Berechnungen wurden „Handlungsempfehlungen zu geotechni-
schen Fragestellungen von Bergbaufolgelandschaften“ erarbeitet.
Inhalt und Arbeitsschwerpunkte:
Im Vordergrund stand die Erstellung eines angepassten, dreidi-
mensionalen numerischen Modells des Reviers Lugau/Oelsnitz.
Daran schloss sich die Entwicklung eines kontinuumsmechani-
schen, elastischen Berechnungsansatzes an. Dieser muss sich für
Bergwerke des Altbergbaus mit begrenzten geomechanischen und
hydraulischen Informationen eignen. Die Hauptherausforderun-
gen waren dabei die Datenaufbereitung, die vereinfachende Er-
stellung der Abbaugeometrie und die Erarbeitung hebungsrele-
vanter Mechanismen.
Abbildung 3: Schnitt durch die Modellgeometrie, gleichmäßige Gitterstruktur mit höher aufgelösten Flözbereichen.
Grubenwasser als Energiequelle - Technische Universität
Bergakademie Freiberg (TU BAF), Institut für Wärmetechnik
und Thermodynamik
Herausforderungen und Ziele:
Nach der Stilllegung werden Bergwerke oft geflutet. Dieses Gru-
benwasser bietet Potenziale zur energetischen Nutzung. Aufgrund
eines ganzjährig nahezu konstanten Temperaturniveaus, kann es
zum Heizen und Kühlen von einzelnen Gebäuden oder ganzen
Quartieren eingesetzt werden. Durch im Grubenwasser mitgeführte
Frachten können jedoch Ablagerungen in Anlagenbauteilen entste-
hen, wodurch die Effizienz sinkt. Ein wesentliches Ziel war deshalb
diese Verunreinigungen zu untersuchen und mögliche Gegenmaß-
nahmen zu entwickeln. Ein weiteres Ziel war die internationale
Netzwerkbildung und der Informationsaustausch.
Inhalt und Arbeitsschwerpunkte:
Aufbauend auf den Ergebnissen aus VODAMIN II sollte ein mobiler
Wärmepumpenversuchsstand entwickelt werden (Abbildungen 4
und 5). Mit diesem konnten bestehende Untersuchungen ausge-

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78 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Herausforderungen und Potenziale der Bergbaulandschaft
im Moster Braunkohlenbecken – Technische Universität
Ostrava (VŠB)
Herausforderungen und Ziele:
Das Erzgebirge ist seit mehreren Jahrhunderten untrennbar mit
dem Bergbau verbunden. Die Bergbauaktivität ist somit fest in die
Geschichte der Region integriert und gehört zum wesentlichen
Bestandteil der Kulturlandschaft in dem Gebiet. Da die Tschechi-
sche Republik in den kommenden Jahren den Kohleabbau einstel-
len wird, entstehen neue Probleme sowie Herausforderungen, die
direkt und indirekt mit dem Rückgang der Bergbautätigkeit zu-
sammenhängen. Ein Schwerpunkt der Bearbeitung lag dabei in der
Nutzung der Nachbergbaulandschaft und die damit verbundenen
Möglichkeiten der wirtschaftlichen Verwendung. Eine rekultivierte
Fläche kann etwa zu Erholungszwecken (z. B. See Most, der durch
den Grundwasseranstieg entstanden ist) genutzt werden, weiter-
hin kann Grubenwasser mit seinem energetischen Potenzial (z. B.
Nutzung des thermalen Potenzials von Grubenwasser in der Ko-
hinor-Grube) verwendet werden.
Inhalt und Arbeitsschwerpunkte:
Im Projekt sollten realitätsnahe Bedingungen zum Monitoring in
Bergbaufolgelandschaften mit anschließender Interpretation der
daraus resultierenden Ergebnisse in einem Feldlabor untersucht
werden. Ein solches "lebendiges Labor", in dem man die Wieder-
herstellung der vom Bergbau betroffenen Landschaft und ihre
Rückkehr zum ökologisch-kulturellen Gleichgewicht beobachten
kann, wurde im Rahmen des Projektes im Gebiet des Nordböhmi-
schen Braunkohlebeckens errichtet (Abbildung 6). Die im Rahmen
des Projekts entstandene Infrastruktur (Feldlabor im Zentrum der
Bergbaulandschaft, begleitende Lehrtexte) wird sowohl für das
Langzeitmonitoring als auch für die Interpretation, Visualisierung
und Popularisierung langfristig genutzt.
Abbildung 4: Rotschönberger Stolln (Foto: B. Wenzke).
Abbildung 5: Modellierung - Wämepumpenversuchsstand zur Durchfüh-
rung von Forschungen zur Reduktion von Fouling in Wärmeübertragern
bei der energetischen Grubenwassernutzung.
baut und ergänzt werden. Durch die mobile Anlage können Unter-
suchungen und Optimierungen von Betriebsparametern unabhän-
gig von Anlagenbetreibern an verschiedenen Bergbaustandorten
durchgeführt werden. Neben Workshops und einer Fachkonferenz
zum gegenseitigen Austausch von Erkenntnissen wurde in Zusam-
menarbeit mit Umweltfachverbänden ein anerkanntes Zusatzzer-
tifikat für Studierende der TU Bergakademie entwickelt.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 79
Abbildung 6: Tagebaurestsee Most (ehemals Tagebau Most-Ležáky) (Foto: VŠB-TU Ostrava).
Rommel, A., Hädecke, S., Ussath, M. & Hübschmann, M. (Red.) (2021): GeoMAP - Geologische, hydrogeologische und geomechanische Modellierungs-,
Visualisierungs- und Prognosewerkzeuge zur Darstellung von Bergbaufolgen und Nachnutzungspotenzialen. Hg. v. Sächs. Landesamt für Umwelt,
Landwirtschaft und Geologie; Technische Universität Bergakademie Freiberg; VŠB - Technická univerzita Ostrava. Freiberg
GeoMAP ist ein vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und durch Landesmittel des Freistaates Sachsens unterstütztes, internationales
Projekt aus dem Programm zur Förderung der grenzübergreifenden Zusammenarbeit zwischen dem Freistaat Sachsen und der Tschechischen Republik
2014–2020, registriert unter der Nummer 100348899.
Referenzen

80 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
ResiBil – Wasserressourcenbilanzierung und
–resilienzbewertung im Ostteil des
Sächsisch-Tschechischen Grenzraumes
Zum Autor
Dipl.-Geol. Carsten Schulz
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Carsten Schulz hat Geologie an der TU Bergakademie Freiberg
sowie Hydrogeologie an der Universität Fridericiana Karlsruhe,
Institut für Angewandte Geologie studiert. Danach war er längere
Zeit in der Wirtschaft tätig und beschäftigte sich u.a. mit der
Sanierung großer Altlastenfälle in Mitteldeutschland. Seit 2012
ist Carsten Schulz im LfULG in der Abteilung Geologie im Referat
Hydrogeologie als Gebietsreferent für die Landkreise Sächsische
Schweiz-Osterzgebirge und Meißen sowie für die Landeshaupt-
stadt Dresden tätig und bearbeitet für diese sämtliche auftre-
tende hydrogeologische Fragestellungen als Fachunterstützung
für Vollzugsbehörden.
Carsten Schulz,
Axel Rommel (Red.),
Peter Börke, Carsten Schulz,
Ottomar Krentz, Friedrich Mihm,
Robert Junge, Michaela Pohle,
Axel Rommel, Sabrina Mittag
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Abteilung Geologie, Referat Hydrogeologie
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
E-Mail: Carsten.Schulz@smekul.sachsen.de
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie? Was ist
mir wichtig?
Zukünftige Schwerpunkte, gerade im Bereich der Angewandten
Fachbereiche der Geologie, sieht Carsten Schulz vor allem in der
Ressourcenschonung (Themenfeld Grundwasser) und in regene-
rativen Energien (Themenschwerpunkt Geothermie).
Št
ě
pánka Mrázová, Zuzana Skácelová,
Roland Nádaskay, Bedrich Ml
č
och
Tschechischer Geologischer Dienst (ČGS)
Klárov 131/3
118 21 Praha 1
Tschechien
Zbyn
ě
k Hrkal, David Rozman,
Pavel Eckardt
Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft T.G. Masaryk
(VÚV TGM, v.v.i.)
Podbabská 2582/30
160 00 Praha 6
Tschechien

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 81
Projektvorstellung
Zusammenfassung
Das EU-Projekt ResiBil war ein von 2016 bis 2021 laufendes, in-
ternationales Projekt aus dem Programm zur Förderung der
grenzübergreifenden Zusammenarbeit zwischen der Tschechi-
schen Republik und dem Freistaat Sachsen. Als Leadpartner be-
teiligte sich auf deutscher Seite das Sächsische Landesamt für
Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) und auf tschechi-
scher Seite der Tschechische Geologische Dienst (ČGS/Česká
geologická služba) und das Wasserforschungsinstitut (Výzkumný
ústav vodohospodá ský) T. G. Masaryk, öffentl. Forschungsinstitut
(VÚV TGM, v.v.i.). Thema des Projektes war der gemeinsame Schutz
der Grundwasserressourcen im sächsisch-böhmischen Grenz-
raum. Das Ziel von ResiBil war dabei die Bilanzierung und Bewer-
tung der langfristigen Nutzung von Grundwasserressourcen in
der Sächsisch-Böhmischen Schweiz. Weiterhin sollte die nachhal-
tige Bewirtschaftung des Grundwassers unter Berücksichtigung
des Klimawandels untersucht werden. Grundlagen dafür waren
unter anderem geologische und hydrologische Modellierungen
auf Basis abgestimmter geologischer Untersuchungen. Dazu
wurden u.a. eine modernisierte, länderübergreifende Stratigra-
phie, neue geologische und gravimetrische Karten, 3D-Modelle
vom Projektgebiet und geophysikalische Messungen angefertigt
und diese Erkenntnisse mit Feldarbeiten belegt.
Abstract
The EU project ResiBil was an international project from the
program for the promotion of crossborder cooperation between
the Czech Republic and the Free State of Saxony, running from
2016 to 2021. The Saxon State Office for Environment, Agricul-
ture and Geology (LfULG) participated as the lead partner on the
German side and the Czech Geological Survey (ČGS/Česká geo-
logická služba) as well as the Water Research Institute (Výzkumný
ústav vodohospodá ský) T. G. Masaryk, Public Research Institute
(VÚV TGM, v.v.i.) on the Czech side. The central subject of ResiBil
was the bordercrossing protection of groundwater resources in
the Saxon-Bohemian border area. The project aims the compre-
hensibility of fluctuating groundwater levels probably linked
with climate change and anthropogenic influence observed in
the past decades. Moreover, the project enables conclusions of
the longterm economic and agriculture utilization in the inves-
tigated area. In this context, an essential geological-hydrogeo-
logical model has been established using geophysical surveys,
geological mapping, and fieldwork.
Was ist ResiBil?
Das EU-Projekt ResiBil (Wasserressourcenbilanzierung und –re-
silienzbewertung im Ostteil des Sächsisch-Tschechischen
Grenzraumes) war ein vom Europäischen Fonds für regionale
Entwicklung unterstütztes, internationales Projekt aus dem
Programm der Förderung der grenzübergreifenden Zusammen-
arbeit zwischen der Tschechischen Republik und dem Freistaat
Sachsen (Laufzeit 2014–2020). Als Leadpartner fungierte auf
deutscher Seite das Sächsische Landesamt für Umwelt, Land-
wirtschaft und Geologie (LfULG). Auf tschechischer Seite betei-
ligten sich die Projektpartner des Tschechischen Geologischen
Diensts (ČGS) und des Forschungsinstitutes für Wasserwirt-
schaft T.G. Masaryk, öffentliches Forschungsinstitut (VÚV TGM,
v.v.i.) (Abbildung 1).
Abbildung 1: Erstes Treffen der Projektpartner am 17.01.2017 in Dresden Klotzsche (Foto: Friedrich Mihm).

82 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Ziele im EU-Projekt ResiBil
Das Hauptziel des Projekts ResiBil war die Bilanzierung und Be-
wertung der langfristigen Nutzung von Grundwasserressourcen
in der Sächsisch-Böhmischen Schweiz. Weiterhin sollte die
nachhaltige Bewirtschaftung unter Berücksichtigung des Klima-
wandels untersucht werden. Um dies zu erreichen, wurden fol-
gende Zwischenziele gesetzt:
Erstellung langfristiger Strategien zur grenzüberschreitenden
Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen,
Ressourcenbilanzierung und Resilienzbewertung des Grund-
wassers für die drei Fokusgebiete Dínský Snžník (Hoher
Schneeberg), Hensko / Kinice (Kirnitzschtal) und Lückendorf
(Zittauer Gebirge),
Ableitung zuverlässiger Aussagen zu Grundwasserdargeboten,
deren Sensitivität gegenüber dem Klimawandel, ihren Nut-
zungsmöglichkeiten und Anpassungsmaßnahmen hinsichtlich
eines sich verändernden Landschaftswasserhaushaltes,
Ableitung von Anpassungsstrategien und Handlungsoptionen.
Damit diese Ziele umgesetzt werden konnten, haben deutsche und
tschechische Fachleute aus den Bereichen Geologie, Hydrogeologie
und Wasserwirtschaft eng zusammengearbeitet, um die Grund-
wasserressourcen im sächsisch-böhmischen Grenzraum auch in
Zukunft adäquat bewerten und schützen zu können. Vor allem eine
umfassende geologische Erkundungsarbeit war nötig, um an-
schließend eine belastbare Grundlage für die hydrogeologischen
und wasserwirtschaftlichen Aussagen vornehmen zu können. Eine
detaillierte Analyse und Auswertung der Resilienz der Grundwas-
serressourcen fand in den drei o.g. Fokusgebieten statt.
Aus zuvor durchgeführten Studien (z. B. Projekt „GRACE“; Kali-
nová et al., 2014a) ergab sich, dass der sinkende Grundwasser-
spiegel im Arbeitsgebiet sowohl auf klimatische Einflüsse (nie-
derschlagsarme Jahre) als auch auf anthropogene Einflüsse
(erhöhte Entnahmen aus dem Grundwasser) zurückgeführt
werden kann. Auf Grundlage der bisherigen, bei der Erforschung
von Klimaveränderungen und deren Folge für die Umwelt ge-
wonnenen, Ergebnisse ist langfristig mit einem Rückgang der
Grundwasserneubildung zu rechnen.
Geologische und hydrogeologische Beschreibung des
Arbeitsgebietes
Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich grenzüberschreitend
vom östlichen Erzgebirge über das Elbsandsteingebirge, das
Böhmische Mittelgebirge und das Zittauer Gebirge bis zum Berg
Jeschken (Ješt d) über eine Fläche von 1890 km². Es liegt im
Grenzbereich von drei regionalgeologischen Einheiten: der Erz-
gebirgisch-Fichtelgebirgischen Antiklinalzone mit ihren hochme-
tamorphen Gneisen im Nordwesten, dem Lausitzer Massiv mit
wenig deformierten Granitoiden im Norden und dem Böhmischen
Massiv mit seinen metamorphen Gesteinen im Süden. Der größte
Teil des Gebietes wird jedoch durch Sedimente des Sächsisch-
Böhmischen Kreidebeckens bedeckt (Voigt & Tröger, 2007; Voigt,
2009). Während des Tertiärs kam es mit der Absenkung des
Egergrabens zum verstärkten Auftreten basischer und interme-
diärer Vulkanite (Cajz et al., 1996).
Die geologischen Einheiten werden von zwei regionalen Haupt-
störungssystemen getrennt: der NW–SE-verlaufenden Elbezone
und dem NE–SW-streichenden Egergraben. Diese beiden Stö-
rungssysteme dominieren das geologische Bild in dieser Region
und enthalten auch die Hauptstörungen im Projektgebiet. Dazu
gehört die NE-Begrenzung der Elbezone, die vor allem im Kä-
nozoikum wirksame Lausitzer Überschiebung, sowie die SW-
Begrenzung der Elbezone, die variszisch angelegte Mittelsäch-
sische Störung (Krentz, 2008; Stanek, 2013). Die Lausitzer
Überschiebung ist eine der bedeutendsten Störungen in Europa,
welche im Arbeitsgebiet die Sedimentgesteine der oberen
Kreide des Sächsisch-Böhmischen Kreidebeckens im Süden von
den granitoiden Gesteinen des Lausitzer Massivs im Norden
trennt.
Beim Sächsisch-Böhmischen Kreidebecken handelt es sich um
ein mächtiges Sedimentationsbecken mit einem System aus
mehreren grobkörnigen Grundwasserleitern, die durch gering-
mächtigere Grundwasserstauer voneinander getrennt werden.
Diese Grundwasserleiter besitzen ein großes Potenzial für die
örtliche Wasserwirtschaft. Das Auftreten von Grundwasser ist in
den sedimentären Abfolgen an Bruchzonen und Störungen sowie
an Poren im Gestein geknüpft. Ein kleiner Teil des Projektgebietes
ist wiederum durch oberflächennah anstehende, kristalline Ge-
steine des magmatischen und metamorphen Untergrunds ge-
kennzeichnet. In diesen Gebieten tritt das Grundwasser haupt-
sächlich in Bruchzonen, in oberflächlich verwitterten
Gesteinsschichten sowie quartären Sedimenten auf.
Die Grundwasserleiter (Aquifere) setzen sich im Sächsisch-Böhmi-
schen Kreidebecken meist aus Sandsteinen und Konglomeraten
zusammen, während andere lithologische Typen mit einem höhe-
ren Feinkornanteil (Ton und Schluff) Grundwasserstauern und
-geringleitern (Aquitarde/Aquiclude) entsprechen. Das hydrogeo-
logische Konzeptmodell im Kreidebecken unterscheidet bis zu vier
getrennt vorkommende Aquifere (Abbildung. 2). Die Benennung
als auch die räumliche Abgrenzung ist auf deutscher und tsche-
chischer Seite unterschiedlich. In Deutschland werden die Aquifere
vom Hangenden zum Liegenden nummeriert (1-4), die tschechi-
sche Terminologie klassifiziert die Aquifere wiederum alphabetisch
(a-d) in umgekehrter Reihenfolge. Zwischen den Grundwasserlei-
tern treten teilweise markante, meist jedoch nur schlecht ausge-
bildete Schichten aus feinkörnigen Lagen (Tonsteine, Mergelsteine
und Schluffsteine) auf.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 83
Schwerpunkte der Bearbeitung
Ein wichtiges Ziel der geologischen Arbeit im Projekt ResiBil war
es, eine gemeinsame geologische Karte zu erstellen, die sowohl den
böhmischen als auch den sächsischen Teil des Projektgebietes
umfasst (Abbildung 3). Die Arbeiten lieferten unter anderem neue
Daten und Informationen über die regionale Geologie, zur Petro-
graphie und zur Tektonik. Diese geologischen Untersuchungen
dienten als Basis für die nachfolgenden hydrogeologischen Arbei-
ten, insbesondere zur Erstellung der konzeptionellen Modelle.
Für die geologischen Untersuchungen der Hauptgrundwasserleiter
kamen weiterhin eine Reihe wissenschaftlicher Methoden zum
Einsatz. Insbesondere durch geophysikalische Messungen konnten
neue Erkenntnisse über die Verbreitung der Gesteine im Projekt-
gebiet gewonnen werden. Ein wichtiges Vorgehen war dabei die
Korrelation zwischen den bestehenden geologischen Systemen
und die anschließende Überführung in die grenzüberschreitende
Karte.
Geophysikalische Untersuchungen, wie gravimetrische, geoelekt-
rische, seismische und elektromagnetische Methoden, ermöglichen
es, größere tektonische Störungen (Brüche, Verwerfungen, Über-
schiebungen) nachzuweisen und zu präzisieren sowie die Tiefen-
lage von unterschiedlichen Gesteinen zu ermitteln. Vor allem die
Charakteristik der Lausitzer Überschiebung konnte im Fokusgebiet
Lückendorf detailliert untersucht werden, wodurch der Kenntnis-
stand zu den geologischen Verhältnissen im Grenzbereich
Deutschland–Tschechische Republik verbessert werden konnte.
Abbildung 2: Schematisierte geologische Profile für die drei Fokusgebiete mit Bezeichnung der Formationen und Angaben der hydrogeologischen Korre-
lationen der Einheiten (Nádaskay 2020).

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84 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 3: Geologische Karte des Projektgebietes im Maßstab 1 : 100 000 (Mitte), mit geologischem Profil (unten), der geologischen Übersichtskarte
der präkretazischen Gesteine (rechts) und einer zweisprachigen Legende (Mlčoch et al., 2018).
Abbildung 4: Erstbeschau der Bohrkerne durch die Arbeitsgruppe Geologie
(Foto: Dr. Ottomar Krentz).
Der Aufbau eines einheitlichen, grenzübergreifenden geologi-
schen 3D-Modells bildete die Grundlage für die hydrogeologi-
schen und wasserwirtschaftlichen Analysen. Die Korrelation der
zunächst voneinander abweichenden geologischen Modelle auf
deutscher wie tschechischer Seite stellte dazu eine notwendige
Voraussetzung für die anschließende Erstellung eines konzepti-
onellen, hydrogeologischen 3D-Modells dar.
Im Rahmen des Projekts wurden zur genaueren Untersuchung
der kreidezeitlichen Gesteinseinheiten Geländearbeiten genutzt,
die sich auf die geometrische Abgrenzung der Hauptgrundwas-
serleiter und -stauer sowie auf die Ermittlung der quantitativen
Kenngrößen konzentrierten. Für diese Zwecke wurden zwei hy-
drogeologische Erkundungsbohrungen realisiert (Abbildung 4),
die – nach der Auswertung mit komplexen Bohrlochmessmetho-
den – zu Grundwassermessstellen ausgebaut wurden, um den
Grundwasserspiegel kontinuierlich zu erfassen.
Weiterhin erfolgte eine detaillierte Bestandsaufnahme der na-
türlichen Quellen im Gebiet sowie Durchflussmessungen für
ausgewählte Fließgewässer. Für die Erstellung der hydraulischen
Modelle wurde eine umfassende Datenbasis aller Grundwasse-
rentnahmestellen, einschließlich der Zeitreihen ihrer Entnahme-
mengen, angefertigt und hydrologische Bilanzmodelle aufgebaut.
Mithilfe dieser Datengrundlagen wurden hydraulische Modelle
für die jeweiligen untersuchten Fokusgebiete realisiert und an-
hand historischer Daten kalibriert.
Der letzte Schritt umfasste numerische Simulationen verschie-
dener Entnahmeszenarien und die Berechnung des nutzbaren
Grundwasserdargebots (Abbildung 5).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 85
Abbildung 5: Darstellung der modellierten Hydroisohypsen des Grundwasserleiters A im Fokusgebiet Lückendorf für das Jahr 2019 (Hrkal et al., 2020).
Ausführlichere Arbeit
Im Projekt ResiBil wurden mehrere geologische und hydrogeo-
logische Publikationen angefertigt. Diese sind kostenfrei unter
www.resibil.sachsen.de
einsehbar.

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86 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Cajz, V. (ED.), Mlčoch, B., Čech, S., Valečka, J.,
Kadlec, J., Burda, J., Holý, M., Ulrych, J., Kinský, J.
& Chvátal, P. (1996): České středohoří. Geolo-
gická a přírodovědná mapa 1 : 100.000. –ČGÚ,
160 S., Prag.
Hrkal, Z., Rozman, D., Eckhardt, P., Nol, O., Mrá-
zová, Š., Nakládal, V., Pohle, M., Mihm, F., Mittag,
S. & Rommel, A. (2020): Hydrogeologie des
Sächsisch-Böhmischen Kreidebeckens zwischen
Erzgebirge und Jeschken. ISBN 978-80-87402-
89-4.
Kalinová, M., Eckhardt, P., Martínková, M., Simek,
P., Bílý, M., Koubková, L., Böhm, A.-K., Börke, P. &
Schulz, C. (2014a): Grundwasserressourcen im
Tschechisch-Sächsischen Grenzraum – II. Gebiet
Petrovice-Lückendorf-Jonsdorf-Oybin.– Ergeb-
nisse des EU-Projektes „Gemeinsam genutzte
Grundwasserressourcen im tschechisch-sächsi-
schen Grenzgebiet (GRACE)“, Wasserfor-
schungsinstitut T.G. Masaryk, Prag; Sächsisches
Landesamt f. Umwelt, Landwirtschaft, Geologie,
91 S., Dresden/Freiberg.
Krentz, O. (2008): Postvariszische tektonische
Entwicklung. –In: Pälchen, W. & H. Walter (eds.):
Geologie von Sachsen –Geologischer Bau und
Entwicklungsgeschichte. – E. Schweizerbart’sche
Verlagsbuchhandlung, 472–478, Stuttgart.
Mlčoch, B., Krentz, O., Nádaskay, R., Valečka, J.,
Mrázová, Š., Junge, R., Reinhardt, S. & Pohle, M.
(2018): Geologische Karte des Sächsisch-Böh-
mischen Kreidebeckens/Geologicka mapa sas-
ko-česke křidove panve M 1 : 100.000. – Czech
Geological Survey, Prag; Sächsisches Landesamt
f. Umwelt, Landwirtschaft, Geologie, Dresden/
Freiberg.
Nádaskay, R (2020): (Hydro)geologie. - Roll up;
Wanderausstellung Projekt ResiBil;
https://www.
resibil.sachsen.de/download/ResiBil_Wander-
ausstellung_de.pdf; 20.12.2021, 09:57 Uhr.
Stanek, K.P. (2013). Junge (känozoische) tektoni-
sche Entwicklung der Kristallingebiete in Sach-
sen Abschlussbericht 25.11.2013. LfULG, Frei-
berg.
Voigt, T. & Tröger, A. (2007a): Elbtal Gruppe. In:
Niebuhr, B., Hiss, M., Kaplan, U., Tröger, A., Voigt,
S., Voigt, T., Wiese, F. & Wilmsen, M. (Hg.): Li-
thostratigraphie der norddeutschen Oberkreide.
Schriftenr. Dt. Ges. Geowiss., 55: 49 51.
Voigt, T. (2009): Die Lausitz-Riesengebirgs-Anti-
klinalzone als kreidezeitliche Inversionsstruktur:
Geologische Hinweise aus den umgebenden
Kreidebecken. –Zeitschr. geol. Wiss. 37, 1/2:
15–39.
Referenzen
ResiBil war ein vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und durch Landesmittel des Freistaates Sachsens unterstütztes, internationales
Projekt aus dem Programm zur Förderung der grenzübergreifenden Zusammenarbeit zwischen dem Freistaat Sachsen und der Tschechischen Republik
2014–2020, registriert unter der Nummer 100267011.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 87
Artus – Geologische Anwendungen
und Risiken im Tieferen Untergrund von Sachsen –
Eine tektonische Neugliederung Sachsens
Zum Autor
M. Sc. Franz Müller
Was ist mein jetziges Arbeitsfeld?
Mein wissenschaftlicher Fokus liegt auf variszischen orogenen
Prozessen im Saxothuringikum und Mitteleuropa. Dabei greife
ich auf unterschiedliche methodische Ansätze zurück, wie z. B.
geologische 3D-Modellierung, Mikrotektonik oder Texturanalyse.
Was verbindet mich mit der sächsischen Geologie? Was ist
mir wichtig?
Neben einer persönlichen regionalen Verbundenheit, ist es die
außerordentliche geologische Vielfalt und Komplexität der
geologischen Verhältnisse, die die sächsische Geologie für mich
auszeichnet. Von der variszischen Ultrahochdruckmetamorphose
bis zur letzten Kaltzeit bietet Sachsens Geologie beste Grundvo-
raussetzungen für interdisziplinäres Arbeiten.
Franz Müller,
Leomaris Domínguez-Gonzalez,
Uwe Kroner, Klaus Stanek
Technische Universität Bergakademie Freiberg,
Institut für Geologie
Bernhard-von-Cotta-Straße 2
09599 Freiberg
E-Mail: f.mueller@geo.tu-freiberg.de
Louis Andreani
Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie
Chemnitzer Straße 40
09599 Freiberg
Ottomar Krentz, Ines Görz,
Sebastian Weber
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie,
Pillnitzer Platz 3
01326 Dresden
Wo sehe ich die Schwerpunkte der sächsischen Geologie
in der Zukunft?
Das herausragende Erbe der geologischen Dokumentationen aus
Erkundung und Bergbau in Sachsen bildet einen Grundstein für
die Beantwortung aktueller Fragestellungen der sächsischen
Geologie. Diesen „Datenschatz“ zu heben, systematisch aufzube-
reiten und verfügbar zu machen, ermöglicht es modernen wis-
senschaftlichen Arbeiten von diesem Erbe zu profitieren.

88 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Projektvorstellung
Kurzfassung
Die genaue Lokation von tektonischen Störungen sowie ihre
Eigenschaften haben eine hohe Relevanz für zahlreiche prakti-
sche Fragestellungen der Hydrogeologie, Rohstoffexploration
und für Infrastrukturvorhaben. Deshalb führt das LfULG in Zu-
sammenarbeit mit der TU Bergakademie Freiberg im Rahmen der
Projektfamilie ARTUS eine Bestandsaufnahme des tektonischen
Strukturinventars im geologischen Untergrund Sachsens durch.
Die Projektergebnisse werden in eine Datenbank eingepflegt, die
Störungsdatenbank Sachsens, welche ein Teil des Fachinforma-
tionssystems (FIS) Geologie ist. Dadurch können die Störungen
lagegenau dargestellt, ihre Eigenschaften abgefragt und grup-
piert werden. Die neu entstandene Störungsdatenbank unter-
stützt eine moderne und konsistente Bereitstellung geologischer
Informationen durch den Staatlichen Geologischen Dienst
Sachsens.
Abstract
The spatial location and the specific character of tectonic lines
is crucial for numerous practical applications such as hydroge-
ology, exploration and for infrastructural projects. In order to
significantly improve our understanding of the available tec-
tonic data set of Saxony, a series of cooperation projects named
ARTUS has been performed by the Saxon State Office for Envi-
ronment, Agriculture and Geology (LfULG) and the Technical
University of Freiberg. The purpose of these projects is to pool
the widely scattered tectonic data to a comprehensive tectonic
inventory data base. Particularly, the project aims to establish
a hierarchically-organized data base, the Saxon Fault Data
Base, which is part of the Professional Information System
Geology (FIS Geologie). This approach permits an accurate
representation of the spatial position of tectonic lines on a
geological map as well as querying and grouping their charac-
teristics and properties. The new fault data base supports the
Saxon Geological Survey providing geological data in a modern
and consistent way.
1. Einleitung
Störungen repräsentieren tektonisch verursachte, strukturelle
Veränderungen des primären Gesteinsverbandes. Entlang der
Bewegungsbahn einer Störung bildet sich oft eine diskrete
Trennfläche zwischen tektonisch unbeanspruchten Gesteinsbe-
reichen aus. Dies verursacht abnormale Gesteinseigenschaften
im Untergrund, die sich über unterschiedliche räumliche Distan-
zen erstrecken können. Die genaue Lokation von Störungen hat
praktische Relevanz für zahlreiche angewandte Fragestellungen.
Störungszonen stellen in vielen Regionen wichtige Wegsamkei-
ten sowohl für oberflächennahe Grundwässer als auch Tiefen-
wässer dar. Die Kenntnis dieser Transportwege im Untergrund
hilft belastbare Prognosen für die Ausbreitung von Schadstoffen
zu erstellen. Großräumige Störungszonen beeinflussen auch die
mechanische Integrität der umgebenen Gesteinsverbände, was
wiederum Implikationen für Infrastrukturvorhaben im tieferen
geologischen Untergrund hat.
Obwohl der Freistaat Sachsen auf Grund des Jahrhunderte alten
Bergbaus zu den geologisch am besten erkundeten Regionen
Europas gehört, enthalten die historischen Kartenwerke häufig
nur wenige tektonische Elemente. Die Datensätze liegen in einem
Zustand heterogener Datenqualität und maßstäblicher Auflö-
sung vor und sind häufig nicht miteinander kompatibel. Zusätz-
lich fehlen zumeist, da keine moderne Überarbeitung vorliegt,
Angaben zur Kinematik und dem Alter der Störungen. Basierend
auf diesem Sachstand gibt das Fehlen eines konsistenten, digi-
talen Störungsdatensatzes für den Freistaat Sachsen Anlass für
das Projektvorhaben ARTUS „Geologische Anwendungen und
Risiken im Tieferen Untergrund von Sachsen“. Im Rahmen dieser
Projektfamilie führt das LfULG in Zusammenarbeit mit der TU
Bergakademie Freiberg seit 2011 eine Bestandsaufnahme des
Strukturinventars tektonischer Störungen durch.
2. Von der Projektfamilie ARTUS zur Störungsdatenbank
Die Arbeiten umfassen eine einheitliche Neubewertung, Qualifi-
zierung und Digitalisierung des Altdatenbestandes. Zur Qualifi-
zierung des Kenntnisstandes aller Störungselemente wird im
Projekt ARTUS ein multidisziplinärer Ansatz aus geophysikali-
schen, petrophysikalischen, geochronologischen, und mikro-
strukturellen Befunden herangezogen. Diese Arbeitsweise erlaubt
es, einzelne Subelemente von tektonischen Strukturen räumlich
zu erfassen und fachlich zu definieren. Zusätzlich wurden Ge-
ländearbeiten, isotopen-geochemische und palynologische Al-
tersdatierungen sowie geomorphologische Analysen durchge-
führt.
Die Arbeiten wurden in zahlreichen Gesteinskomplexen Sachsens
vorgenommen (Franke, 2018):
1. in dem cadomisch geprägten Lausitzer Block,
2. in den hochgradig metamorphen, variszischen Einheiten
des Granulitgebirges und Erzgebirges,
3. in den variszisch verfalteten und deformierten
Schiefergebirgsserien,
4. in den spätvariszischen Pluton-Massiven und
5. in unterschiedlichen Deckgebirgsserien des Perms,
Mesozoikums und Känozoikums.
Die Ergebnisse des Projekts werden in die neu entstehende
Störungsdatenbank Sachsens eingepflegt, die sowohl Geomet-
riedaten als auch zahlreiche Attribute zur Störungsbeschreibung
enthält. Die Geometriedaten werden als Linien einheitlich im

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 89
Koordinatensystem ETRS1989 UTM 33 N erfasst. Außerdem
enthält die Datenbank für jedes Störungssegment Namen, Alter,
Strukturtyp, Versatzart, Streich- und Fallrichtung, Fallwinkel,
Versatzbetrag, Materialverhalten und versetzte Einheiten. Zur
Beschreibung der Attribute wird überwiegend mit Referenzta-
bellen gearbeitet, so dass die Attribute einheitlich benannt und
geschrieben werden. Dies erlaubt es, das vollständige tektonische
Inventar, das in der Datenbank enthalten ist, nach individuell
wählbaren Eigenschaften zu gruppieren und abzufragen. Zusätz-
lich enthält die Datenbank Informationen darüber, auf welchen
Datengrundlagen die Ausweisung der jeweiligen Störung beruht.
Die neu entstandene Störungsdatenbank unterstützt eine mo-
derne und konsistente Bereitstellung geologischer Informationen
durch den Staatlichen Geologischen Dienst Sachsens.
Das Projekt ARTUS legt einen besonderen Fokus auf die Identifi-
kation von tektonischen Bewegungen in der jüngeren Deforma-
tionsgeschichte Sachsens, da die Zunahme untergrundbezogener
Bauvorhaben für verschiedene Nutzungsmöglichkeiten hohe
Anforderungen an die Beschreibung von aktiven Störungszonen
im geologischen Untergrund stellt. Junge Tektonik wird von
Fachleuten auch unter dem Begriff „Neotektonik“ zusammenge-
fasst. Nach der Definition von Steward und Hancock (1994) wird
Neotektonik als der Zweig der Tektonik verstanden, der sich mit
den Bewegungen und Spannungsfeldern in der Erdkruste befasst,
die rezent den vorherrschenden Deformationszustand auf regi-
onalem Maßstab charakterisieren. Diese Definition impliziert,
dass neotektonische Aktivität unterschiedlich weit in die Vergan-
genheit reichen kann. Im Projekt ARTUS wird der Begriff Neotek-
tonik etwas weiter gefasst, da hier vor allem der Begriff der
„aktiven Störungszone“ im Vordergrund steht. Als aktive Stö-
rungszone werden im Projekt ARTUS Bereiche verstanden, in
denen nachweislich oder mit großer Wahrscheinlichkeit in der
Stufe des Rupels (unteres Oligozän) bis heute, also innerhalb der
letzten 34 Millionen Jahre, tektonische Bewegungen stattgefun-
den haben.
3. Bedeutende Störungen in Sachsen
In Sachsen werden die prägenden tektonischen Großeinheiten,
wie es für Mitteleuropa charakteristisch ist (Reicherter et al.,
2005), durch zahlreiche regionale bis überregionale, überwiegend
NW-SE sowie NE-SW streichende Störungszonen getrennt. Zu
den bedeutendsten Störungszonen dieser Art gehören:
1. die
Elbe-Zone,
die die Grenze zwischen dem Lausitzer Block
einerseits und dem Erz- und Granulitgebirge andererseits
markiert, wobei die Elbezone nach Südwesten durch die
Mittelsächsische Störung und nach Nordosten durch die
Lausitzer Überschiebung begrenzt wird,
2. die
Flöha-Zone
als Grenze zwischen dem Osterzgebirge und
dem Mittleren- und Westerzgebirge,
3. die
Gera-Jáchymov-Zone,
die sich am Südwest-Rand des
Erzgebirges befindet und die Granitmassive von Kirchberg
und Eibenstock östlich begrenzt,
4. das
Zentralsächsiche Lineament,
ein NE-SW streichendes
markantes Strukturelement, das den Kontakt der allochtho-
nen Einheiten des Erzgebirges und Fichtelgebirges zum rest-
lichen Saxothuringikum darstellt.
5. die
Innerlausitzer Störung
/Innersudetische Verwerfung,
welche innerhalb des Lausitzer Blocks gering deformierte
cadomische Lithologien von den variszisch deformierten
Einheiten des Görlitzer Schiefergebirges trennt,
6. der
Lausitzer Hauptabbruch
als nordöstlichste Grenze des
Lausitzer Blocks und
7. der
Erzgebirgsabbruch
der das Erzgebirge nach Südosten
zum Egergraben hin begrenzt.
Für diese tektonischen Zonen von (über-) regionalem Charakter
bestehen hinsichtlich einer tektonischen Definition erhebliche
Datenlücken. Neben diesen prominenten, transregionalen Stö-
rungszonen treten in Sachsen unzählige lokale Störungen auf,
die im ARTUS-Projekt ebenfalls berücksichtigt werden. Der
Kenntnisstand zu diesen Störungen ist teilweise noch lückenhaft.
Zum derzeitigen Zeitpunkt geben die Projektergebnisse der ARTUS-
Familie bereits einen guten Überblick über die tektonische Entwick-
lung in Sachsen (Abbildung 1). Einen Überblick über im Text ge-
nannte Störungen gibt Tabelle 1. Probleme gibt es vor allem mit der
zeitlichen Einstufung der Hauptaktivität der Störungen. Während
variszische und känozoische Störungen recht gut zu identifizieren
sind, ist die Einstufung cadomischer und mesozoischer Störungen
problematisch. In den folgenden Kapiteln geben wir einen Überblick
über den Kenntnisstand zu den verschiedenen tektonischen Phasen
und die dabei entstandenen Störungen.
4. Die cadomische tektonische Entwicklung
Die tektonische Entwicklung des sächsischen Grundgebirges be-
gann am westafrikanischen Rand Gondwanas mit der cadomischen
Orogenese vor 650 – 540 Millionen Jahren, gefolgt von frühpaläo-
zoischer Dehnungstektonik welche mit der Öffnung des Rheic-
Ozeans assoziiert ist (Linnemann et al., 2010). Cadomische Gesteine
sind in weiten Bereichen Sachsens nachweisbar und besonders in
der Lausitz gut erhalten (Linnemann et al., 2007; Krentz et al., 2000,
Kozdrój et al., 2001). Hier ist vor allem die neoproterozoische
Lausitzer Grauwackeneinheit zu nennen, in der die Schichtung und
die Faltenachsen überwiegend ENE-WSW streichen (Möbus, 1962).
Diese Faltung ist genetisch mit cadomischer Deformation verbun-
den (Kemnitz, 2007), der Metamorphosegrad der Grauwacken ist
moderat bis gering (Linnemann et al., 2010). Der cadomische Block
der Lausitz wurde während der variszischen Gebirgsbildung nur
randlich deformiert und steht damit im Gegensatz zum angren-

90 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
zenden Erzgebirge welches durchgreifend von der variszischen
Kollisionstektonik erfasst und teilweise hochmetamorph überprägt
wurde (Kemnitz und Budzinski, 1991; Tichomirowa et al., 2001). Im
Projekt ARTUS sind Störungen cadomischen Alters bisher nicht
verzeichnet, da absolute Altersdaten für tektonische Aktivität in
diesem Zeitraum fehlen. Es ist allerdings davon auszugehen, dass
tektonische Bewegungen existierten, die mit der cadomischen
Orogenese assoziiert waren, entsprechende Strukturen aber durch
jüngere Bruchtektonik überprägt und damit maskiert wurden.
5. Die variszische tektonische Entwicklung
Die variszische Orogenese geht mit einer heterogenen Deforma-
tion und Metamorphose cadomischer Lithologien, post-cadomi-
scher Schelfsedimente und variszischer synorogener Sedimente
einher. Mit Ausnahme des Lausitzer Blocks, prägt die variszische
Gebirgsbildung maßgeblich alle Grundgebirgseinheiten Sachsens
(Kroner et al., 2007). Dies schließt sowohl die hochgradig-meta-
morphen Einheiten des Erzgebirges und Granulitgebirges als
auch die intensiv deformierten Schiefergebirgseinheiten ein, die
einen niedrigen Metamorphosegrad aufweisen.
Die eingangs beschriebenen regionalen Störungen, die den
Lausitzer Block und das Erzgebirge durchziehen und/oder umge-
ben, wurden primär im Spätstadium der variszischen Gebirgsbil-
dung (330 bis 300 Millionen Jahre) angelegt und sind ursächlich
für die heute zu beobachtende Architektur der Sächsischen
Oberkruste verantwortlich. Für das Lausitzer Gebiet wurden
Hinweise auf variszische tektonische Bewegungen entlang un-
terschiedlicher Störungen nachgewiesen, z. B. die Torgau-Fins-
terwalde Überschiebung, die den Lausitzer Block nach Nordwes-
ten hin begrenzt (Göthel, 1998). Besonders markant sind
variszische Bewegungen entlang der Innerlausitzer Störung, wo
allochthone ordovizische, silurische, devonische und unterkar-
bone Serien des Görlitzer Schiefergebirges auf den Lausitzer
Block überschoben wurden (Göthel, 2001). Diese Störung wurde
während der alpinen Tektonik reaktiviert.
Im Erzgebirge konnten zahlreiche variszische Störungen in die
Störungsdatenbank eingepflegt werden. Hervorzuheben ist
hierbei die Flöha-Zone (Sebastian, 1995), die Ost- und Westerz-
gebirge trennt. Nach Westen hin schließt sich die Gera-Jáchymov
-Zone an, die sich aus einer Vielzahl von Subelementen zusam-
mensetzt (z. B. der „Rote Kamm“ im Westerzgebirge), und eben-
falls auf einen variszischen Ursprung zurückgeht (Bankwitz et al.,
1993). Viele dieser Störungszonen weisen aufgrund ihrer initialen
Anlage in der mittleren Kruste duktile Deformationsstrukturen
auf (Sebastian, 1995), die oft als grünschieferfazielle, mehrpha-
sige Mylonite ausgeprägt sind (Rauche, 1992). Gerade für Stö-
rungen dieses Typus wurde im Projekt ARTUS die Frage nach der
genauen räumlichen Lage gestellt, da die Deformation sich nicht
auf diskrete Flächen konzentriert, sondern in einem Störungsvo-
lumen nachweisbar ist. Der momentane Arbeitsstand ist, dass
diese Verwerfungen in der Datenbank als Linien dargestellt
wurden, da sich die Störungszonen auf Grund der schlechten
Aufschlussverhältnisse nur unzureichend abgrenzen lassen.
Im Kern des sächsischen Granulitgebirges wurden duktile varis-
zische Strukturen bereits in älteren Arbeiten nachgewiesen
(Kroner, 1995; Rötzler und Romer, 2001). Entlang des Zschopau-
tals bei Waldheim und des Chemnitztals bei Burgstädt konnten
im Granulitgebirgskern eindeutig variszische duktile Scherzonen
ausgehalten werden. Die Kerngranulite erfuhren ihren Metamor-
phosehöhepunkt und anschließende isothermale Dekompression
zwischen 340 – 330 Millionen Jahren im späten Karbon und
wurden als über 800 °C heiße Gesteine an die Basis der Oberkruste
exhumiert. Dies bedeutet, dass alle variszischen Strukturen zu-
nächst duktile Verformung abbilden und bruchhafte Verformung
erst ab dem obersten Paläozoikum stattfinden konnte. Späte,
spröde tektonische Abschiebungen finden sich hauptsächlich im
Randbereich des Granulitgebirges (granulitexterne Bruchstruktu-
ren). Weitere Typen von variszischen Bruchstrukturen treten in
Form von mineralisierten Brüchen sowie syn- und postkinemati-
schen Granitgängen auf (Müller et al., 2019).

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 91
Name
Fallrichtung
Fallwinkel
Versatzart
letzte nachweisbare
tektonische Phase
Altenburg-
Affalter-Störung
SW
mittel
Abschiebung
post-variszische bis
rezente Tektonik
Aue-Abbruch
NE
unbestimmt
Abschiebung
rezente Tektonik
Cunewalde-
Störung
unbestimmt
unbestimmt
unbestimmt
rezente Tektonik
Erzgebirgs-
Abbruch
SE
steil
Abschiebung
Neotektonik bis
rezente Tektonik
Flöha-Abbruch
NE
unbestimmt
Abschiebung
rezente Tektonik
Hoyerswerda-
Querstörung
saiger
steil
sinistrale
Transformstörung
alpine Tektonik
Innerlausitzer
Störung
saiger
steil
sinistrale
Transformstörung
alpine Tektonik
Lausitzer
Hauptabbruch
SW
unbestimmt
Aufschiebung
alpine Tektonik bis
Neotektonik
Lausitzer
Überschiebung
NE
steil
Aufschiebung
alpine bis rezente
Tektonik
Mittelsächsische
Störung
saiger
steil
dextrale
Transformstörung
variszische Tektonik
Roter Kamm
NE
mittel
Abschiebung
post-variszisches
Rifting
Torgau-Finsterwalde-
Überschieb.
NW
flach
Aufschiebung
variszische Tektonik
Vorerzgebirgs-
lineament
unbestimmt
unbestimmt
unbestimmt
rezente Tektonik
Waldheim-
Störung
unbestimmt
steil
Dehnung
rezente Tektonik
Westlausitzer
Störung
saiger
steil
dextrale
Transformstörung
variszische bis
rezente Tektonik
Tabelle 1: Charakteristik wichtiger Störungen in Sachsen.
Der Fallwinkel wird nur grob klassifiziert, da er entlang der Störung mehrfach wechseln kann:
flach - 1-30°, mittel 31°-60°, steil – 61-90°.

image
92 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 1: Bedeutende Störungen in Sachsen.
Die Gera-Jáchymov-Zone, die Elbe-Zone, der Eger-Graben und die Leipzig-Regensburg-Zone sind hell unterlegt und aus vielen einzelnen Störungen auf-
gebaut. Farblich wird immer die jüngste nachweisbare tektonische Aktivität dargestellt.
Eine nähere Erläuterung der tektonischen Phasen ist im Text zu finden.

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 93

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94 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Abbildung 2: Abgrenzung von Bruchschollen entlang geomorphologisch wirksamer Störungen im Känozoikum in Sachsen.
Verändert nach Domínguez-Gonzalez et al. (2022) und Stanek et al. (2016b).

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Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 95

96 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
6. Die post-variszische Extensionstektonik
Nach der variszischen Orogenese setzte im Perm eine ausge-
dehnte Extensionsphase ein, die sich bis in die frühe Kreide
fortsetzte (300 bis 100 Millionen Jahre). Die Orientierung des
Spannungsfeldes änderte sich mehrfach.
Diese tektonische Phase begann mit dem post-orogenen Kollaps
bei NW-SE sowie NE-SW orientierter Extension (Reicherter et al.,
2008). Anschließend lässt sie sich mit überregionalen Dehnungs-
bewegungen der mitteleuropäischen Extensionsprovinz (Kroner
und Romer, 2013) in Verbindung bringen: mit der Öffnung der
Neotethys, der Bildung des Norddeutschen Beckens, der Graben-
bildung entlang der Achse des Oslo-Grabens sowie der Spreizung
des Zentralatlantiks.
In Sachsen weisen diese Bewegungen einen abschiebenden
Charakter auf und haben zur Anlage von Rotliegend-Becken
geführt, z. B. vom Chemnitz-Becken und vom Döhlen-Becken.
Prominentes Beispiel für eine aktive Störungszone dieser tekto-
nischen Phase ist die Altenburg-Affalter-Störung, die als NW-SE
streichendes Element sowohl die Rotliegend Sedimente des
Chemnitz-Beckens als auch die Nordwestrandzone des Erzgebir-
ges durchzieht (Stanek, 2016a).
Zu Beginn des Mesozoikums wurde das Grundgebirge der Lausitz,
des Erzgebirges und des Granulitgebirges eingeebnet. Es kann da-
von ausgegangen werden, dass im Anschluss triassische, jurassische
und früh-kreidezeitliche Sedimente zur Ablagerung kamen. Sedi-
mente aus dieser Phase sind allerdings bis auf wenige lokale, relik-
tische Vorkommen nicht mehr erhalten, so dass tektonische Infor-
mationen über diesen Zeitraum nur aus wiederaufgearbeitetem
Detritus, Datierung von Mineralisationen entlang von Störungsflä-
chen oder Vulkaniten, die an Störungszonen gebunden sind, abge-
leitet werden können (Voigt, 2009; Hofmann et al., 2013). Die
post-variszischen hydrothermalen Gänge des Erzgebirges sind
ebenfalls Ausdruck der extensionalen Tektonik im späten Paläozo-
ikum und Mesozoikum. Die Verteilung und Orientierung dieser
mineralisierten Dehnungsbrüche wird durch präexistente Stö-
rungsstrukturen und die überregionale Tektonik gesteuert. Nach
Romer et al. (2010) können die Paragenesen der hydrothermalen
Erzgänge unterschiedlichen zeitlichen Episoden vom Perm bis zur
unteren Kreide zugeordnet werden (Stanek, 2019a).
In der Lausitz kann trotz eines weniger umfangreichen Kennt-
nisstandes mesozoische tektonische Aktivität dokumentiert
werden, z. B. entlang der Hoyerswerda-Querstörung, die in die-
sem Zeitraum als Dehnungsstruktur reaktiviert wurde (Stanek,
2016a). Ein extensionales, tektonisches Regime während der
Unterkreide wird durch Datierungen an ultramafischen Lampro-
phyr-Gängen im Steinbruch Klunst bei Eberbach für die Lausitz
gestützt (Renno et al., 2003; Abdelfadil et al., 2010).
Im Granulitgebirge können Störungen, die im Mesozoikum aktiv
waren, nicht sicher identifiziert werden, da ähnlich wie im Erz-
gebirge und in der Lausitz eine mesozoische Bedeckung fehlt und
eine Unterscheidung von meso- und känozoischen spröden
Bruchstrukturen nicht möglich ist.
7. Alpine Tektonik nördlich der Alpen
Von der mittleren Kreide bis zum frühen Paläozän (vor 100 bis 55
Millionen Jahren) begann der Einfluss der alpinen Tektonik auf
die Europäische kontinentale Kruste im Vorlandbereich des
Orogens (Reicherter et al., 2008). Nach den E- bis NE-orientierten
Dehnungsprozessen, die bis in die Unterkreide auftraten, wech-
selte das tektonische Regime in der Oberkreide. Die NE-gerichtete
Konvergenz von Afrika, relativ zu Iberia und Europa, hatte die
Aktivierung von Überschiebungen in ganz Zentraleuropa zur
Folge (Kley und Voigt, 2008). Hierbei wurden bereits angelegte
NW-SE streichende Störungen reaktiviert (Brause, 1990), was zu
einer Inversionstektonik entlang der Lausitzer Überschiebung
führte (Voigt, 2009; Käßner et al., 2020).
Ab dem Eozän (vor 45 bis 35 Millionen Jahren) kam es durch die
Spreizung des nördlichen Atlantiks zu einer Rejustierung der
Kompression in N-S Richtung (Handy et al., 2010). Im Rahmen
des Projekts ARTUS konnte aus geomorphologischen Daten al-
lerdings abgeleitet werden, dass die kretazischen bis früh-paläo-
zänen topographischen Erhebungen bereits im mittleren Paläo-
zän unter tropischem Klima während einer tektonische
Ruhephase vollständig nivelliert worden waren, was einem pa-
läozänen Peneplain-Stadium zugeordnet werden kann
(Domínguez-Gonzalez et al., 2022; Tietz und Büchner, 2015).
Ab dem Oligozän bis zum frühen Miozän folgte dann eine exten-
sive Phase vor 35 – 15 Millionen Jahren, die NNW- bis NNE-
gerichtete Extension zu Folge hatte. In diesen Zeitraum fällt die
initiale Subsidenzphase des Egergrabens (Rajchl et al., 2009;
Andreani et al., 2014) als auch in nordöstlicher Verlängerung die
Bildung der Zittauer- und Berzdorfer-Becken in der Oberlausitz.
Hierbei ist zu beachten, dass der Egergraben südlich des Erzge-
birges entlang des Erzgebirgsabbruchs morphologisch gut zu
verfolgen ist, während er als südöstliche Grenze des Lausitzer
Blockes nach Osten hin morphologisch wesentlich weniger
deutlich ausgeprägt ist. Ein ähnliches Bild liegt in der Region der
Niederlausitz vor, wo eine Serie von NW-streichenden Graben-
strukturen (Kauscher-Graben, Graben von Weißwasser) den
Lausitzer Hauptabbruch nachzeichnen (Krentz und Lapp, 2010).
Im nördlichen Niederlausitzer Braunkohle-Revier versetzen alle
Abschiebungen, die diese Grabenstrukturen begrenzen, miozäne
Kohleflöze (Kühner, 2008). Dies belegt eine spät-miozäne bis
pliozäne Aktivität der Störungen.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 97
8. Neotektonik
Der Nachweis von jungen, neotektonisch aktiven Störungen er-
folgt im besten Fall direkt durch Kartierung im Aufschluss, wo
eindeutig tertiäre und/oder quartäre Sedimente versetzt werden
(Stanulla et al., 2018). Diese Voraussetzungen sind in Sachsen vor
allem in bergbaulichen Aufschlüssen, besonders in Braunkoh-
letagebauen, gegeben. Bei schlechten Aufschlussverhältnissen
muss ein indirekter Nachweis von junger tektonischer Aktivität
erfolgen. Im Projekt ARTUS konnten mittels geomorphologischer
Analyse subrezent aktive Störungszonen in der Oberlausitz und
im Erzgebirge ausgehalten werden. Im Gegensatz dazu wurde in
der Niederlausitz aufgrund des glazigen bedingten, geringen
Reliefs und der starken anthropogenen Veränderungen durch
den Braunkohletagebau auf eine geomorphologische Analyse
verzichtet. Im Ergebnis konnten auf der Basis der geomorpholo-
gischen Analyse zahlreiche Störungen in Sachsen als aktive
Verwerfungen charakterisiert werden (Abbildung 2). In der
Oberlausitz liegt mit der Cunewalde-Störung ein exzellentes
Beispiel für eine neotektonisch aktive Störungszone vor (Stanek,
2019b), die geomorphologisch wirksam ist. Auch im Erzgebirge,
als aktivem Hebungsgebiet, können einige Störungen jungen
tektonischen Bewegungen zugeordnet werden, darunter der
Flöha-Abbruch entlang der Flöha-Zone, der Aue-Abbruch oder
das Vorerzgebirgslineament (Domínguez-Gonzalez et al., 2022).
Ebenfalls konnte die Waldheim-Störung im Granulitgebirge als
geomorphologisch wirksamer Bruch identifiziert werden. Diese
jungen, geomorphologisch identifizierbaren Strukturen haben
sich in einem NW-SE orientierten, kompressiven Umfeld gebildet,
das sich im späten Miozän (vor maximal 15 Millionen Jahren)
etabliert hat. Da sich die kompressiven Bewegungen durch das
Pliozän weiter bis in die heutige Zeit fortsetzten, wird diese Pe-
riode auch als „Neotektonische Phase“ bezeichnet (Reicherter et
al., 2008). Hierdurch wurden die Grabenstrukturen, die sich vom
Oligozän bis frühen Miozän gebildet haben, durch dextrale
Transtension reaktiviert und es bildeten sich weitere Graben-
strukturen (Graben von Nochten, Krentz und Lapp, 2010). Im
ARTUS Projekt wurde zusätzlich für die Oberlausitz eine SSW- bis
S-gerichtete Kompression während des späten Miozäns festge-
stellt (Adamovič und Coubal, 2009).
Hinweise auf aktive Tektonik können möglicherweise auch aus
seismologischen Messungen abgeleitet werden. In der Region
des Vogtlandes im Grenzgebiet von Bayern, Sachsen und Thürin-
gen treten entlang der N-S streichenden Leipzig-Regensburg-
Zone periodisch Schwarmbeben auf, die auf aufsteigende Fluida
und Gase zurückgeführt werden, welche auf rezenten Störungen
aufsteigen (Abbildung 1).
9. Zusammenfassung
Im Rahmen des Projekts ARTUS konnten in allen untersuchten
geologischen Großeinheiten Hinweise auf junge tektonische
Aktivität gefunden und in die Datenbank aufgenommen werden.
Eine Herausforderung für das Projekt stellt hierbei die Tatsache
dar, dass viele der variszischen Störungen eine mehrphasige
Deformationsgeschichte aufweisen. Oft sind Störungen bereits
während des Variszikums angelegt, von mehreren Deformations-
phasen erfasst und im Anschluss bis ins Neogen mehrfach reak-
tiviert worden, häufig mit wechselnder Kinematik. Dieser Umstand
macht eine sichere Abgrenzung von jungen aktiven Störungen zu
känozoischen Störungen, die älter als 34 Millionen Jahre sind,
notwendig, um das Potenzial für neotektonische Gefährdung im
Freistaat Sachsen besser charakterisieren zu können. Die Resultate
des Projekts ARTUS werden derzeit in das Fachinformationssys-
tem Geologie übernommen. Dies wird dem Staatlichen Geologi-
schen Dienst ermöglichen, seinen Dienstaufgaben als zukunfts-
orientierte Fachverwaltung besser nachzukommen.
Abdelfadil, Kh., Romer, R.L., Seifert, T., Lobst, R.
(2010): Geochemistry and petrology of alkaline
basalt and ultramafic lamprophyre dikes from
Lusatia (Lausitz), Germany. Mineralogia Special
Paper 37, 17-18.
Adamovič, J., Coubal, M. (2009): Time succession
of Cenozoic stress fields in the northern part of
the Bohemian Massif. GeoDresden2009 – Geo-
logie der Böhmischen Masse. Regionale und an-
gewandte Geowissenschaften in Mitteleuropa.
30.09-02.10.2009, Dresden, Germany.
Andreani, L., Stanek, K., Gloaguen, R., Krentz, O.,
Domínguez-Gonzalez, L. (2014): DEM-based
analysis of interactions between tectonics and
landscapes in the Ore Mountains and Eger rift
(East Germany and NW Czech Republic). Re-
mote Sensing 6, 7971-8001.
Bankwitz, P., Groß, U., Bankwitz, E. (1993): Krus-
tendeformation im Bereich der Finne-Kyffhäu-
ser-Gera-Jáchymov-Zone. Z. geol. Wiss. 21,
3-20.
Brause, H. (1990): Beiträge zur Geodynamik des
Saxothuringikums. Geoprofil 2, 1-88.
Domínguez-Gonzalez, L., Adreani, L., Stanek, K.
(2022): Geomorphologische Analyse tektoni-
scher Einheiten in Sachsen. Schriftenreihe des
LfULG, XXX, 1-94.
Franke, D. (2018): Regionale Geologie von
Ostdeutschland – Ein Wörterbuch.
www.regionalgeologie-ost.de.
Göthel, M. (2001): Das autochthone und alloch-
thone Paläozoikum des „Görlitzer Schiefergebir-
gees“ (Mitteleuropäische Varisziden, Deutsch-
land). Z. geol. Wiss. 29/1-2, 55-73.
Göthel, M. (1998): Geologische Karte der Lau-
sitz, Maßstab 1 : 100.000. LAUBAG, GMB mbH,
Cottbus.
Handy, M.R., Schmid, S.M., Bousquet, R., Kiss-
ling, E., Bernoulli, D. (2010): Reconciling plate-
tectonic reconstructions of Alpine Tethys with
the geological-geophysical record of spreading
and subduction in the Alps. Earth-Sc Revs 102,
121-158.
Hofmann, M., Linnemann, U., Voigt, T. (2013):
The Upper Cretaceous section at Schmilka in
Saxony (Elbsandsteingebirge, Germany) – syn-
tectonic sedimentation and inverted zircon age
populations revealed by LA ICP MS U/Pb data.
Geol Saxonia 59, 101-130.
Referenzen

98 | Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen
Käßner, A., Stanek, K. P., & Lapp, M. (2020). Post-
Variscan tectonic and landscape evolution of
the Elbe Fault Zone and the Lusatian Block
based on apatite fission-track data and geo-
morphologic constraints. Geomorphology, 355,
106860.
Kemnitz, H. (2007): The Lausitz graywackes,
Saxo-Thringia, Germany-Witness to the Cado-
mian orogeny. In Linnemann, U., Nance, R.D.,
Kraft, P., Zulauf, G. (eds) The evolution of the
Rheic Ocean: From Avalonian-Cadomian active
margin to the Alleghenian-Varsican collision.
Geological Society of America Special Paper
423, 97-141.
Kemnitz, H., Budzinski, G. (1994): Die Grauwa-
cken der Lausitz und ihre cadomische Prägung:
Anhandlungen des Staatlichen Museums für
Mineralogie und Geologie Dresden, v. 40, 37-98.
Kley, J.; Voigt, T. (2008): Late Cretaceous intra-
plate thrusting in central Europe: Effect of Af-
rica-Iberia-Europe convergence, not Alpine col-
lision, Geology,36/11, 839–842.
Kozdrój, W.; Krentz, O.; Opletal, M. (2001): Com-
ments on the Geological Map Lausitz-Jizera-
Karkonosze (without Cenozoic sediments) 1:100
000. Panstwowy Instytut Geologiczny, Warsaw,
1-64.
Krentz, O.; Opletal, M.; Kozdrój, W. (2000): Geo-
logische Karte Lausitz-Jizera-Karkonosze (ohne
känozoische Sedimente) 1:100 000.- Sächs. Lan-
desamt f. Umwelt,Geologie, Freiberg.
Krentz, O., Lapp, M. (2010): Bruchtektonische
Hauptelemente. In Barth et al. (Ed.), Die geologi-
sche Entwicklung der Lausitz. VATTENFALL Eu-
rope Mining AG, 137-146.
Kroner, U., Romer, R.L. (2013): Two plates —
Many subduction zones: The Variscan orogeny
reconsidered. Gondwana Research. 24/1, 298-
329.
Kroner, U., Hahn, T., Romer, R.L., Linnemann, U.
(2007): The Variscan orogeny in the Saxo-Thu-
ringian zone — Heterogenous overprint of Ca-
domian/Paleozoic Peri-Gondwana crust. Geolo-
gical Society of America Special Paper 423,
153-172.
Kroner, U. (1995): Postkollisionale Extension am
Nordrand der Böhmischen Masse – Die Exhu-
mierung des Sächsischen Granulitgebirges.
Freib. F. H. C457, 1-114.
Kühner, R. (2008): Karte der bruchtektonischen
und subrosiven Strukturen im 2. Miozänen Flöz-
komplex des Niederlausitzer Braunkohlereviers,
1:100.000. Vattenfall Europe Mining AG.
Linnemann, U., Romer, R.L., Gerdes, A., Jeffries,
T.E., Drost, K., Ulrich, J. (2010): The Cadomian
Orogeny in the Saxo-Thuringian Zone. In Linne-
mann U., Romer R.L. (eds) Pre-Mesozoic Geo-
logy of Saxo-Thuringia – From the Cadomian
Active Margin of the Variscan Orogen. Schwei-
zerbart Stuttgart, 37-58.
Linnemann, U., Gerdes, A., Drost, K., Buschmann,
B. (2007): The continuum between Cadomian
orogenesis and opening of the Rheic Ocean:
Constraints from LA-ICP-MS U-Pb zircon dating
and analysis of platetectonic setting (Saxo-Thu-
ringian zone, northeastern Bohemian Massif,
Germany). Geological Society of America Special
Paper 423, 61-96.
Möbus, 1962, Abhandlungen und Berichte des
Naturkundemuseums Görlitz, Leipzig, 37, 2,
107-116.
Müller, F., Kroner, U., Buske, S., Hlousek, F.
(2019): Geologische Anwendungen und Risiken
im Tieferen Untergrund von Sachsen (ARTUS) –
Teil 1: Nachweis und Analyse ausgewählter tek-
tonischer Bruchstrukturen im Granulitgebirge
und ihre potenzielle neotektonische Gefähr-
dung. unveröffentlichter Abschlussbericht AR-
TUS – p. 1-45.
Rajchl, M., Uličný, D., Grygar, R., Mach, K. (2009):
Evolution of basin architecture in an incipient
continental rift: the Cenozoic Most Basin, Eger
Graben (Central Europe). Basin Research 21/3,
269-294.
Rauche, H. (1992): Spätvariszische Spannungs-
und Verformungsgeschichte der Gesteine am
Südwestrand der Elbezone (östliches Saxothu-
ringikum, Varisziden). (östliches Saxothuringi-
kum, Varisziden). Dissertation Universität Bo-
chum, 1-65.
Reicherter, K., Froitzheim, N., Jarosiński, M., Ba-
dura, J., Franzke, H.-J., Hansen, M., Hübscher, C.,
Müller, R., Poprawa, P., Reinecker, J., Stacke-
brandt, W., Voigt, T., von Eynatten, H., Zuchie-
wicz, W. (2008): Alpine tectonics north of the
Alps. In McCann, T. (ed) The Geology of Central
Europe, Bd. 2: Mesozoic and Cenozoic. The Geo-
logical Society of London, 1232-1285.
Reicherter, K., Kaiser, A., Stackebrandt, W.
(2005): The post-glacial landscape evolution of
the North German Basin: morphology, neotec-
tonics and crustal defomation. International
Journal of Earth Sciences 94, 1083-1093.
Renno, A.D., Hacker, B.R., Stanek, K.P. (2003): An
Early Cretaceous (126 Ma) ultramafic alkaline
Lamprophyre from the quarry Klunst. Zeitschrift
für geologische Wissenschaften 31, 31-36.
Romer, R.L., Schneider, J., Linnemann, U. (2010):
Post-Variscan deformation and hydrothermal
mineralization in Saxo-Thuringia and beyond: a
geochronologic review. In Linnemann U, Romer
RL (eds) Pre-Mesozoic Geology of Saxo-Thurin-
gia – From the Cadomian Active Margin of the
Variscan Orogen. Schweizerbart Stuttgart, 347-
360.
Rötzler, J., Romer, R.L. (2001): P-T-t-evolution of
ultrhigh-temperature granulites from the Saxon
Granulite Massif, Germany. Part I: Petrology. J.
Petrol. 42, 1995-2013.
Sebastian, U. (1995): Die Strukturentwicklung
des spätorogenen Erzgebirgsaufstiegs in der
Flöhazone - Ein weiterer Beitrag zur postkollisi-
onalen Extension am Nordrand der Böhmischen
Masse. Freib. For. Hft. C 461, 1-114.
Stanek, K. (2016a): Kenntnisstandsanalyse zum
tektonischen Bau von Sachsen. unveröffentlich-
ter Bericht zum Projekt.
Stanek, K., Dominguez-Gonzalez, L., Adreani, L.,
Bräutigam, B. (2016b): Tektonische und geo-
morphologische 3D-Modellierung
der tertiären Einheiten der sächsischen Lausitz.
Schriftenreihe des LfULG 19, 1-86.
Stanek, K. (2019a): Bruchtektonik in der vogt-
ländisch-erzgebirgischen Antiklinalzone - AR-
TUS 2. unveröffentlichter Abschlussbericht zum
Projekt.
Stanek, K. (2019b): Bruchtektonik in der vogt-
ländisch-erzgebirgischen Antiklinalzone – AR-
TUS 2. Ergänzung: Aktive Störungszonen, un-
veröffentlichter Abschlussbericht zum Projekt.
Stanulla, C., Rönick, R., Zomack, G., Seibel, B., &
Stanek, K. (2018): Die „Flözanomalie Welzow “–
Nachweis einer kleinräumigen Störungsstruktur
im 2. Miozänen Flözkomplex im Tagebau Wel-
zow-Süd. Brandenb. Geow. Beitr., 25, 67-75.
Stewart, I. S., Hancock, P. L. (1994): Neotecto-
nics. – in: Continental Deformation, ed. P. L.
Hancock, Pergamon Press, Oxford, 370-409.
Tichomirowa, M., Berger, H.-J., Koch, E.A., Bely-
atski, B.V., Götze, J., Kempe, U., Nasdala, L.,
Schaltegger, U. (2001): Zircon ages of high-
grade Gneisses in the eastern Erzgebirge (Cen-
tral European Variscides) – constraints on origin
of the rocks and Precambrian to Ordovician
magmatic events in the Variscan foldbelt. Lithos
56, 303-332.
Tietz, O. Büchner, J. (2015): The landscape evolu-
tion of the Lausitz Block since the Palaeozoic –
with special emphasis to the neovolcanic edifi-
ces in the Lausitz Volcanic Field (Eactern
Germany). Z. Dt. Ges Geowiss. 166/2, 125-147.
Voigt, T. (2009): Die Lausitz-Riesengebirgs-Anti-
klinalzone als kreidezeitliche Inversionstruktur:
Geologische Hinweise aus den umgebenden
Kreidebecken. Z. geol. Wiss. 37/1–2, 15-39.

Geosymposium – 150 Jahre Geologischer Dienst in Sachsen | 99

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