Jahresheft des Verb. dt. Höhlen- u. Karstforsch.
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83 - 90
München 1969
 
Geologische Ergebnisse einer Grabung
in der Einhornhöhle bei Scharzfeld am Harz

Von

Klaus DUPHORN

Mit 2 Abbildungen
 

Zusammenfassung

In der Einhornhöhle wurden Sedimente erschürft, die aufgrund bio- und lithostratigraphischer, paläopedologischer und terrassenmorphologischer Indikationen in je zwei kalt- und warmzeitliche Perioden des Quartärs eingestuft werden können.
Im weißen Saal, der heute keine natürliche Verbindung zur Außenwelt mehr besitzt, beginnt die Sedimentation mit altpleistozänen Flußschottern der „Ur-Oder“. Im Innern der Höhle werden diese Schotter durch eine kaltzeitliche Dolomitbrekzie vertreten. Darüber folgt rhumewarmzeitlicher Höhlenlehm mit reicher Fauna. Der Höhlenlehm geht aus Verwitterungsprodukten hervor. In der nachfolgenden Elster-Eiszeit wird ein kalkhaltiger Bänderschluff abgelagert. Der Bänderschluff, der syngenetische Frostkeile enthält, plombiert die altpleistozänen Höhlenfüllungen. Den Abschluß der Sedimentserie in der Höhle bildet eine holozäne Sinterdecke.
Der Scharzfelder Bär und seine Begleitfauna gehören nicht, wie bislang angenommen wurde, ins Holstein- bzw. gar ins Eem-Interglazial, sondern in die altpleistozäne Rhume-Warmzeit.
 

Einleitung

Die Einhornhöhle bei Scharzfeld am Harz ist ein altes Grabungsfeld. Schon im Mittelalter wurde die Höhle durchwühlt, um die vermeintlich heilkräftigen Überreste des sagenumwobenen „Unicornu fossile“ zu bergen. W. LEIBNIZ, der prominenteste Höhlenbesucher  in dieser Zeit, wurde durch die Funde von Resten vorzeitlicher Tiere sogar zu einer Rekonstruktion des Einhorns angeregt. Das Ungetüm ist in seiner „Protogaea“ abgebildet.
Die Reihe der wissenschaftlichen Grabungen begann im letzten Drittel des vorigen Jahrhunderts. Die ersten Grabungen wurden auf Anregung des Mediziners R. VIRCHOW durchgeführt. Im Blickpunkt des Interesses standen paläontologische und prähistorische Fragen, wobei bis zum Beginn unseres Jahrhunderts die paläontologischen Grabungen und danach, als sich die gehegten Erwartungen hinsichtlich der Ausbeute nicht ganz erfüllt hatten, die praehistorischen Aspekte das größere Interesse beanspruchten.
Nach den Untersuchungen von W. BIESE (1933) schien die Höhle keine weitere wissenschaftliche Ausbeute mehr zu versprechen. Zwar wurde die Höhle hernach zu einer rege besuchten Touristenattraktion; weitere Grabungen unterblieben jedoch, und das wissenschaftliche Interesse schien erloschen zu sein.
Die geologischen Untersuchungen, deren erste Ergebnisse 1) im folgenden mitgeteilt werden, wurden vom Niedersächsischen Landesamt für Bodenforschung Hannover als Ergänzung zu einer paläontologischen Neubearbeitung der pleistozänen Wirbeltierfunde aus der Einhornhöhle (G. Schütt, 1968) durchgeführt. Diese Neubearbeitung hatte nämlich neue biostratigraphische Aspekte zum Alter der Fauna 2) bzw. der Höhlensedimente, in welcher die Faunenreste eingebettet sind, erbracht. Diese Aspekte standen im krassem Widerspruch zu den bisherigen Datierungen. Eine geologisch-geomorphologische Spezialkartierung der weiteren Umgebung der Höhle sowie geologische Aufnahmen in der Höhle selbst sollten nun die Altersfrage klären helfen.
 

Geologisch-morphologische Übersicht

Die Einhornhöhle liegt 2 km nordöstlich von Scharzfeld am Südrande des Harzes. Sie ist in mittel- bis grobbankigem Dolomit des Zechsteins angelegt und erstreckt sich über eine Länge von 250 m in SW - NE-Richtung (s. Abb. 1).
Der langgestreckte, breite Dolomit-Riedel, in dem die Höhle angelegt ist, gehört einem System von Verebnungsflächen an, die das Odertal auf der nördlichen Talseite etwa von Bad Lauterberg an begleiten, die aber bei Scharzfeld vom heutigen Flußlauf nach NW abweichen und bei Herzberg in das Siebertal einmünden. Die Verebnungsflächen, die im hier beschriebenen Gebiet ca. 140 m über der Talsohle liegen, greifen über verschiedene Gesteine niveaubeständig hinweg; sie sind also nicht gesteinsstrukturell bedingt.
J. HÖVERMANN (1949) stuft dieses System von Verebnungsflächen in die „Mittlere Randterrasse“, eine pliozäne Fußfläche des Harzes, ein. Im Südharz geht diese Randterrasse jedoch fließend in eine Talterrasse über, wobei im hier beschriebenen Gebiet der Talcharakter überwiegt. Auf dieser höchstgelegenen Terrasse 3), die den ältesten Talboden einer „Ur-Oder“ abbildet und die an der Einhornhöhle über den Zechsteindolomit hinweggeht, wurden bislang nirgends fluviatile Ablagerungen gefunden. Nur in der Einhornhöhle, geschützt vor der nachfolgenden Abtragung, blieb ein Rest dieser Ablagerungen erhalten. Diesem Einzigen Schottervorkommen kommt darum eine um so größere Bedeutung für die Rekonstruktion der paläogeographischen Verhältnisse im Südharz in der Hochterrassenzeit zu.
 

Die Höhlenschotter

Die Flußschotter in der Einhornhöhle wurden bereits bei früheren Grabungen angetroffen (C. STRUCKMANN, 1883; A. WINDHAUSEN & H. HAHNE, 1908). Die stratigraphischen Interpretationen gingen jedoch weit auseinander. So ordnen die beiden letztgenannten Autoren die Höhlenschotter der saaleeiszeitlichen  Mittelterrasse zu, die über 100 m tiefer liegt, und stellen die Fauna im Hangenden der Höhlenschotter ins Eem-Interglazial. W. BIESE (1933) hingegen, der sich auf die Terrassengliederung von W. WEISSERMEL, O. GRUPE, F. DAHLGRÜN & W. SCHRIEL (1932) stützt, korreliert die Höhlenschotter mit der elstereiszeitlichen Oberterrasse, während er für die Fauna holsteininterglaziales Alter annimmt.

Abb. 1  Grundriß der Einhornhöhle (nach W. BIESE, 1933).

Nach meinen Kartierungsergebnissen müssen die Höhlenschotter und die aquädate Hochterrasse älter als elstereiszeitlich sein, denn zwischen ihnen und der elstereiszeitlichen Oberterrasse liegt ein zeitlicher Hiatus, der durch kräftige Tiefenerosion um 60 - 80 m gekennzeichnet ist. Die Hochterrasse ist eine Übergangsform zwischen den über allen lokalen Wasserscheiden hinweggreifenden, jungtertiären Rumpf- und Fußflächen des Harzes und den an die tief eingeschnittenen Täler gebundenen, quartären Flußterrassen. Die geologischen und geomorphologischen Indikationen weisen allesamt auf ein altpleistozänes, praeelstereiszeitliches Alter der Hochterrasse im Odertal hin, wobei man sich darüber im klaren sein muß, daß das Altpleistozän moderner Fassung einen Zeitabschnitt umspannt, der den des gesamten „klassischen“ Pleistozäns geochronologisch bei weitem übertrifft.

Abb. 2  Schematisches geologisches Profil der alt- bis mittelpleistozänen Höhlensedimente zwischen dem Weißen Saal und der Leibniz-Halle

Legende zu Abb. 2: 1 - Zechsteindolomit, 2 - altpleistozäne Flußschotter, 3 - altpleistozäne Dolomitbrekzie, 4 - rhumewarmzeitlicher, dunkelgraubrauner Höhlenlehm, basal mit Tonschicht, fossilführend, 5 - elstereiszeitlicher, gelbbrauner Bänderschluff mit syngenetischen Frostkeilen, 6 - Sinterdecke.


Nach den Berichten über die früheren Grabungen war die vollständigste Schichtenfolge im Weißen Saal zu erwarten. Insbesondere sollten dort die Flußschotter liegen, denen über die Korrelation mit der Hochterrasse ein gewisser lithostratigraphischer Leitwert zukommt. Unsere Grabung 4) wurde deshalb im Weißen Saal angesetzt. Weitere Profile wurden an den Stößen und (im Höhlenlehm) mittels Peilstangenbohrungen aufgenommen.

Am fluviatilen Charakter der Schotter im Weißen Saal gibt es keine Zweifel. Die bis 12 cm großen Gerölle sind gut zugerundet, eingeregelt und fließgeschichtet. Die Größe der Gerölle und deren Dachziegellagerung, die man gelegentlich beobachten kann, lassen auf ziemlich turbulente Strömungsverhältnisse schließen. Lagenweise gibt es grob- und feinkiesigere Portionen. In die letztgenannten schalten sich vereinzelt Sandlinsen ein. In unserer 2,1 m tiefen Grabung wurden die Schotter nicht durchteuft; nach A. WINDHAUSEN & H. HAHNE (1908) sollen sie insgesamt 3 m mächtig sein.
Ursprung und Transportweg der Schotter können aus dem Geröllbestand rekonstruiert werden. Die Schotter im Weißen Saal bestehen aus: Grauwacke, meist mürbe und gebleicht oder rötlich verfärbt (51 %), Rotliegend-Felsitporphyr (28 %), stark glimmerhaltigen, rotliegenden Sandsteinen und Arkosen (13 %), Gangbrekzie und Quarz (6 %), Kieselschiefer (1 %), Dolomit (1 %).
Das Ergebnis der petrographischen Schotteranalyse ist in mehrfacher Hinsicht überraschend. Daß die Harzgrauwacken dominieren nimmt nicht wunder. Sie stehen ringsum in großer Verbreitung an. Niemand würde jedoch in den Schottern so viele Rotliegend-Porphyre vermuten, denn deren Vorkommen innerhalb des Talsystems der Oder ist auf drei winzig kleine Vorkommen begrenzt. Rotliegende Sandsteine und Arkosen fehlen anstehend sogar gänzlich. Andererseits vermißt man in den Schottern Gerölle aus dem obersten Talabschnitt, z.B. Brockengranit, Acker-Bruchberg-Quarzit, Diabas oder Hornfelse aus dem Kontakthof des Brockenplutons.
Der große Anteil an Rotliegend-Porphyren kann nur so erklärt werden, daß die Decken dieser Ergußgesteine in der altpleistozänen Hochterrassenzeit noch eine beträchtlich größere Ausdehnung besaßen als heute und das sie erst in den späteren quartären Ausräumungsphasen bis auf die drei oben erwähnten Reste der Abtragung anheimfielen. Das Fehlen von Leitgeröllen aus dem oberen Odertal deckt sich mit der geomorphologischen Beobachtung, daß die Hochterrassenriedel am Oderstausee oberhalb von Bad Lauterberg auslaufen. Dort nahm die „Ur-Oder“ ihren Anfang. Das heutige Einzugsgebiet oberhalb des Stausees wurde erst nach der Hochterrassenzeit tributär. Aus diesen übereinstimmenden geologisch-geomorphologischen Ergebnissen kann auf eine bis ins Altpleistozän hinreichende tektonische Aktivität im Harz geschlossen werden.
Die Verbreitung der Höhlenschotter ist auf den Weißen Saal beschränkt. Frühere Mitteilungen über Flußschotter aus anderen Höhlengängen beruhen auf Fehlbestimmungen von lösungsgerundeten Dolomitbrocken. Die geologischen Aufnahmen in der Höhle ergaben, daß der Weiße Saal und der Hauptteil der Höhle zur Zeit der Aufschotterung noch nicht miteinander in Verbindung standen. Der schmale Durchlaß zwischen dem Weißen Saal und dem Virchow-Gang öffnete sich erst nach Abschluß der Schotterakkumulation. Nur die Hangendschichten setzten sich ohne Unterbrechung aus dem Weißen Saal in die anderen Höhlengänge hinein fort; die Schotter jedoch werden im Hauptteil der Höhle nicht angetroffen. Als stratigraphisches Äquivalent kommt dort stellenweise, z.B. in der Leibnizhalle und in der Arme-Sünder-Kammer, eine grobe Dolomitbrekzie vor (Abb. 2).
Mit den o.a. Feststellungen wird die von mehreren Autoren geäußerte Annahme eines Höhlenflusses, der die Höhle von SW nach NE durchflossen und dabei die Schotter abgelagert haben soll, hinfällig. Zugleich wird den Anhängern der Höhlenflußtheorie, nach der dieser Fluß der Hauptbildner der Einhornhöhle gewesen sein soll, ein Argument entzogen. Auch die morphogenetischen Argumente für diese Theorie sind nicht stichhaltig. Der Formenschatz der Höhle ist vorherrschend korrosiv. Das gilt auch für die scharf profilierten, an Klüfte und Schichtfugen gebundenen Laugungskolke.
Einregelung und Dachziegellagerung der Gerölle in unserem Schurf im Weißen Saal weisen auf einen am Nordostende der Höhle liegenden Wassereinfluß hin. Heute gibt es dort keine natürliche Verbindung zur Außenwelt mehr. Die Höhlenöffnungen, durch welche der schotterführende Fluß ein- und ausströmte und durch welche später, nach erosiver Tieferlegung dieses Flusses, auch die Bären in die Höhle Einlaß finden konnten, wurden im weiteren Verlaufe der Sedimentation aus der Höhle heraus zugeschlämmt und plombiert.
 

Die Höhlensedimente im Hangenden der Schotter

Über den fossilfreien Schottern, die aufgrund ihrer stratigraphischen Äquivalenz mit der Dolomitbrekzie im Innern der Höhle als kaltzeitliche Bildung gedeutet werden können, liegt ein dunkelgraubrauner Höhlenlehm. Im Weißen Saal schiebt sich zwischen den Lehm und die Schotter bzw. in die basalen Lehmportionen noch ein fetter, hochplastischer, ockergelber bis braunroter Ton ein.Die bis 30 cm mächtige Tonschicht enthält reichlich Knochen und Zähne, meist von Bären. 5)
Der bis 1,6 m mächtige, dunkle Höhlenlehm ist lokal feingeschichtet. Im Jakob-Friesen-Gang, der bis auf wenige Meter unter Gelände ansteigt, wird der Lehm brekziös. er ist dort dicht mit sehr mürben, gut lösungsgerundeten Dolomitbröckchen bespickt. In den östlichen Nebengängen des Weißen Saales, d.h. unweit des alten Einganges, kann jedoch ein kontinuierlicher Übergang in die Zersatzzone  des Dolomits beobachtet werden. Dort liegt der Lehm als Verwitterungsbildung in situ vor. Diese Verwitterung und die starke Zersetzung der Schuttkomponenten im Höhlenlehm bezeugen eine Bildung unter warmzeitlichen Klimaverhältnissen. Auch die ökologische Analyse läßt nach G. SCHÜTT (1968) nur den Schluß zu, daß die in den Höhlenlehm eingebettete Fauna in einer trockenen, nicht zu kühlen Periode des Altpleistozäns gelebt hat, die stratigraphisch dem „Cromer“ 6) entspricht.
Über dem dunklen Höhlenlehm folgt, meist mit scharfer Grenze, lokal aber auch wechsellagernd ineinander übergehend ein gelbbrauner, kalkhaltiger Schluff. Typische Warvenschichtung weist den bis 1,4 m mächtigen Schluff als ein Stillwassersediment aus. Lokal kann jedoch auch bogige und diagonale Schrägschichtung mit Einfallen bis zu 25° beobachtet werden. Das Einfallen der Schrägschichtung ist stets auf die Ausflußstelle im Weißen Saal hin gerichtet. In der Nähe dieser Höhlenöffnung und im erdoberflächennahen Jakob-Friesen-Gang enthält der Schluff syngenetische Frostkeile, die fast 1 m tief in den dunklen Höhlenlehm hinabreichen. An der kaltzeitlichen Ablagerung des gelbbraunen Bänderschluffes gibt es keine Zweifel. Die Knochensplitter, die ganz vereinzelt darin vorkommen, sind umgelagert.
Nach der Zuschlämmung der Höhlenöffnung am Weißen Saal bildete sich, nunmehr wieder unter warmzeitlichen Klimaverhältnissen, in der Höhle eine bis 0,25 m mächtige Sinterschicht. Das C14-Alter des Sinters (Dr. M. GEYH, Nieders. Landesamt für Bodenforschung) beträgt 5820 ± 60 Jahre.
 

Schrifttum:

BIESE, W.:
Über Höhlenbildung. II. Tl. Entstehung von Kalkhöhlen (Rheinland, Harz, Ostalpen, Karst).- Abh. Preuß. Geol. L.-A., N. F., H. 146, S. 1-170, Berlin 1933.
HÖVERMANN, J.:
Morphologische Untersuchungen im Mittelharz.- Gött. geogr. Abh., H. 2, S. 1-80, Göttingen 1949.
LÜTTIG, G.:
The Bilshausen Type Section, West Germany.- Internat. Studies on the Quaternary, Spec. G. S. A. Papers, No. 84, S. 159-178, New York 1965.
SCHRIEL, W.:
Geologische Karte von Preußen und benachbarten deutschen Ländern 1:25000, Lfg. 340, Bl. Bad Lauterberg, Nr. 4328, 2. Aufl., Berlin 1939.
SCHÜTT, G.:
Die cromerzeitlichen Bären aus der Einhornhöhle bei Scharzfeld.- Mitt. Geol. Inst. T. H. Hannover, H. 7, S. 1-120, Hannover 1968.
STRUCKMANN, C.:
Bericht über Ausgrabungen in der Einhornhöhle bei Scharzfeld am Harz.- Z. dt. geol. Ges., 34, S. 664-672, Berlin 1882.
WEISSERMEL, W., GRUPE, O., DAHLGRÜN, F. & SCHRIEL, W.:
Zum Problem des Harzranddiluviums.- Z. dt. geol. Ges., 84, S. 173-189, Berlin 1932.
WINDHAUSEN, A. & HAHNE, H.:F.:
Die Einhornhöhle bei Scharzfeld am Hart.- Jb. Prov. Mus. Hannover, S. 40-62, Hannover 1908.




1) Die sedimentpetrographische Bearbeitung der in der Höhle entnommenen Gesteinsproben ist z.Z. noch im Gange. Nach Abschluß dieser Bearbeitung soll eine ausführlichere geologische Beschreibung der Höhle erfolgen.
2) Nach G. SCHÜTT (1968) verteilen sich die Funde auf drei faunistische Epochen. Hier interessiert nur die älteste Epoche, die durch den Bären und seine Begleitfauna repräsentiert wird.
3) Die Terrasse wird im folgenden neutral als Hochterrasse bezeichnet.
4) Für tatkräftige Mitarbeit bei der Grabung danke ich den Herren BRAUCKMANN, RÜPPEL und ZEINO, Hannover.
5) Der Scharzfelder Bär wurde von G. SCHÜTT (1968) als Ursus deningeri v. REICHENAU bestimmt. Ursus deningeri ist ein altpleistozäner Vorläufer des vollspelaeoiden Höhlenbären. Die Begleitfauna des Bären ist im Verhältnis zur Menge der gefundenen Bärenreste nur sehr spärlich vertreten.
6) Die stratigraphische Korrelierung zwischen dem Cromer Forest Bed in England und ähnlichen Vorkommen in Mitteleuropa ist unsicher. Für NW-Deutschland bietet sich die von G. LÜTTIG (1965) ins Rhume-Interglazial eingeordnete Typus-Lokalität von Bilshausen als besserer stratigraphischer Bezugshorizont an.


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