Die Bergisch Gladbach-Paffrather Kalkmulde

Geologie – Stratigrafie – Fossilien

Nur wenige Kilometer östlich von Köln liegt bei der Stadt Bergisch-Gladbach die Paffrather Kalkmulde. Die hier zutage tretenden Schichten reichen vom unteren Mitteldevon (Unteres Eifelium) bis ins Oberdevon. In weiten Sammlerkreisen ist diese kleine etwa 12 x 7 km große Kalkmulde nahezu unbekannt – leider verständlich, hat liegt die beste Fossiliensammlerzeit doch schon einige Zeit zurück. Im 19. Und 20.Jahrhundert wurden hier im großen Stil Kalk und Dolomit abgebaut. Damals wurden teils spektakuläre Fossilfunde gemacht. Mit dem Ende des 20. Jahrhunderts endete im Raum Bergisch Gladbach die Hochzeit des Fossiliensammelns. Auch der letzte Steinbruch war nun geschlossen, die Brüche, in denen die Sammler in den 1980 er und 1990er Jahren noch schöne Fossilien geborgen haben, wuchsen langsam zu, wurden bebaut wie der Steinbruch gegenüber des Friedhofs in Herrenstrunden oder wurden wie die Schalde als Naturschutzgebiet ausgewiesen. Die Paffrather Kalkmulde darf heutzutage als klassischer Fundort der Paläontologie bezeichnet werden.  Baumaßnahmen können auch heute noch gute Funde liefern.

Ein klassischer Fundort ist die Paffrather Kalkmulde wahrhaftig, denn hier entwuchs die Paläontologie in Deutschland ihren Kinderschuhen.

Schlägt man einen „Klassiker“ der Paläontologie auf, sei es das Tafelwerk von GOLDFUSS, die „Petrefacta Germaniae“, QUENSTEDTs „Petrefactenkunde Deutschlands“ oder die Werke von FRAAS, MURCHISON, MÜNSTER, PAECKELMANN, ROEMER, SANDBERGER oder SCHLOTHEIM, um nur einige zu nennen, überall stößt man auf Namen wie Paffrath, Büchel, Herrenstrunden, Schlade oder Bensberg, kleine Ortschaften und Lokalitäten in der Paffrather Mulde, in deren Umgebung schon in alten Zeiten außerordentliches Fossilmaterial gesammelt wurde.

Der skurril geformte riffbewohnende Brachiopode Uncites gryphus, wohl das bekannteste Fossil von hier, wird erstmals 1776 in einer Arbeit von BEUTH erwähnt.

Die französischen Paläontologen D´ARCHIAC & DE VERNEUIL schufen 1842 mit ihrer Arbeit „On the Fossils of the Older Deposits of the Rhenish Provinces“ ein Tafelwerk, das mit der GOLDFUSSschen „Petrefacta Germaniae“ und QUENSTEDTs „Ammoniten des Süddeutschen Jura“ vergleichbar ist.

Die Fülle der wissenschaftlichen Arbeiten, die auf das Gebiet der Paffrather Mulde eingehen, verschafft auch dem Sammler eine riesige Informationsfülle.  Der Kölner Paläontologe Ulrich Jux beschreibt in seiner Bibliographie für den Zeitraum von 1775 bis 1977 genau 320 Arbeiten.

Die alten Steinbrüche, in denen noch vor 100 Jahren Kalksteine und Dolomit abgebaut wurden, sind seit langem aufgelassen und heute von ehrwürdigen Bäumen bestanden oder mit Dornengebüsch zugewuchert. Fossilfunde sind hier kaum noch möglich. Ab und zu aber schaut man doch wieder hinein und unweigerlich drängt sich der Gedanke auf, ob nicht eben auf jenem bemoosten Felsbrocken, auf dem man sich soeben zum Picknick niedergelassen hat, vielleicht vor 150 Jahren schon QUENSTEDT sein Frühstücksbrot verzehrte.

Auch heute noch werden in der Paffrather Mulde Fossilien gesammelt. Das Geschäft des Fossiliensammlers ist jedoch härter geworden. Es bedarf guter Ortskenntnisse, regelmäßiger Kontrollfahrten und des stetigen Kontakts zu anderen Sammlern, denn die Aufschlüsse von heute sind meist klein und kurzlebig. Der Keller eines Hauses, der gerade ausgeschachtet wird, ist ja nun wirklich nur eine kleine Fundstelle, aber auch Straßengräben, Hausbaustellen und ähnliches sind lohnende Fundpunkte. Zur rechten Zeit am rechten Ort zu sein, das ist das Motto.

Eine sehr bedeutsame Fundstelle war z. B. 1970 der Neubau des Kreishauses in Bergisch-Gladbach-Heidkamp. Im Zentrum der Paffrather Mulde wurden hier erstmals bis dahin noch unbekannte oberdevonische Schichten der Nehden-Stufe, die Knoppenbießener Schichten angeschnitten, das jüngste Glied des Paffrather Schichtenverbandes.

Etwas später wurden diese Schichten dann auch im hinter dem Kreishaus gelegenen Steinbruch Cox erschlossen und waren über 10 Jahre lang zugänglich. Eine für Deutschland bisher einmalige Fauna des Oberdevon kam hier zutage: pyritisierte Goniatiten, Orthoceraten, Schnecken und Muscheln usw., in teils hervorragender Erhaltung.

Von Norden betrachtet, zeigt die Paffrather Mulde ein schönes, ungestörtes und lückenloses Profil vom unteren Mitteldevon bis hinauf ins Oberdevon. Der Südrand der Mulde wird von der sogenannten „Bergischen Überschiebung“ gebildet. Hier schieben sich unterdevonische Schichten auf das Oberdevon der Südmulde. Entlang dieser Überschiebungszone stiegen in Spalten Erzlösungen auf, wodurch die Blei-Zink-Erz-Lagerstätten des Bensberger Erzrevieres entstanden, Grundlage eines jahrhundertelangen Erzbergbaus – zur Freude vieler Mineraliensammler.

Im Westen wird die Paffrather Mulde durch tertiäre Bruchstrukturen des Rheintals begrenzt, d.h. im Tertiär sanken die devonischen Schichten entlang großer Störungslinien ein und wurden vom Tertiärmeer überflutet. Über diesen marinen Sedimenten lagern noch quartäre und holozäne Terrassensedimente des Rheins. Während in Bergisch Gladbach-Refrath noch Oberdevon ansteht (z. B. „Steinbreche“), liegt die nächste Ortschaft, der Kölner Ortsteil Brück, bereits auf der Mittelterrasse des Rheins.

Stratigrafisches Profil der Paffrather Kalkmulde

In den noch ins Eifelium (unteres Mitteldevon) gehörenden Randbereichen der Paffrather Mulde, es sind dies die Mühlenberg-Schichten und die hangenden Unteren Honseler Schichten, ist die Fazies durch Sandsteine und Grauwacken bestimmt. In den Oberen Honseler Schichten ändert sich die Fazies hin zu Grauwackenschiefern und Tonschiefern, oftmals deutlich rötlich gefärbt. Dies sind die obersten Folgen des sogenannten „Lenneschiefers“. Fossilien treten oftmals bankbildend auf, sind aber nur als Steinkerne erhalten. Fauna und Sedimentgesteine weisen auf ein nahes Festland hin, von dem aus die Sedimentation erfolgte.

Im Givet wird die Fazies zunehmend kalkiger, Korallen und Stromatoporen werden immer häufiger. Das Wasser wurde zusehends ruhiger, die Wassertiefe nahm ab (Flachmeer), die klastische Sedimentation vom Festland her wurde durch die biogene Kalkbildung im Meer überholt.

Im oberen Givet erreichte die Riffbildung ihren Höhepunkt. In den Bücheler Schichten finden sich massige Stromatoporen- und Korallenriffe mit einer tropisch-vielfältigen Fauna, wie wir sie auch von heutigen Korallenriffen kennen: Riffbewohnende Brachiopoden, zu denen auch das Leitfossil des Givetium gehört, der großwüchsige Brachiopode Stringocephalus, eine große Arten- und Individuenfülle von Gastropoden (bitte das Wort „Fülle“ jetzt nicht gleichsetzen mit der Arten- und Individuenfülle einer tertiären Fundstelle z. B. im Pariser Becken), verschiedene Muschelarten und gelegentlich das eingeschwemmte Gehäuse eines Cephalopoden oder der Kelch einer Seelilie bestimmen die Fauna.

Im Verlauf des Oberdevons liegt das Meer der Paffrather Mulde wieder küstenferner. Das Meer wird tiefer, schließlich verschwinden die Korallen und Cephalopoden bestimmen deutlich das Faunenbild.

Im Folgenden wird das Profil von Bergisch-Gladbach etwas eingehender vorgestellt. Im Gebiet der Mulde ist die Eifelium-Stufe ebenso wie das untere Givetium meist sehr sandig ausgebildet und der Fossilinhalt für den Sammler daher weniger attraktiv als in den kalkig ausgebildeten jüngeren Schichten mit ihren schönen Schalenexemplaren. Jedoch finden sich in tonigen Bereichen der Mühlenberg-Sandsteine gar nicht so selten Negative und Positive von komplett mit Fangarmen erhaltenen Crinoidenkelchen und hübsche kleine Trilobiten (Asteropyge sp. u. a.).

Die Mühlenberg-Sandsteine werden auch als „Lindlarer Grauwacke“ in Lindlar im Oberbergischen Land abgebaut und sind ein im gesamten Rheinland wichtiges Baumaterial. Vor allem aber wurde dort eine einzigartige Flora gefunden, die es von der Bedeutung mit dem Fund des Archaeopteryx aufnehmen kann. In Lindlar fanden sich fossile Bäume, es dürfte sich hier um einen der ersten Wälder der Welt gehandelt haben!

Sehr schön ausgebildet waren die Versteinerungen im großen Kalksteinbruch von Linde (Grevensteiner Schichten) in der benachbarten Breuner Mulde. Hier finden sich nebeneinander aufgeschlossen verschiedene Faziesbereiche: Im alten Teil des Bruches gibt es gesteinsbildend rugose und tabulate Korallen (Disphyllum quadrigeminum, Favosites sp. usw.), im jüngeren Teil großwüchsige, bis zu 50 cm erreichende Nautiloideen wie etwa Cyrtoceras – es sind über 20 Arten bekannt. In anderen Bereichen des Bruches tritt wiederum Stringocephalus nahezu gesteinsbildend auf; die steilen Wände sind dicht besetzt mit Stringocephalen und Spiriferen.

Leider wird auch in diesem großen Steinbruch seit Jahrzehnten nicht mehr abgebaut, er ist vollkommen zugewuchert und steht unter Naturschutz, weshalb dort heutzutage keine Funde mehr möglich sind  – vor allem die großen Cephalopoden waren ohnehin gar nicht häufig und es bedurfte großer Mengen Materials, das durchgesehen werden musste – ideal war deshalb der Sprengbetrieb, durch den regelmäßig große Gesteinsmengen zur Sichtung bereitstanden.

Für die meisten ortsansässigen Sammler beginnen die eigentlich wichtigen Schichten der Paffrather Mulde, ihrer besonders guten Fossilerhaltung wegen, erst mit den Torringer Schichten.

Die sandig-tonigen Unteren Honseler Schichten des Liegenden gehen in die Kalkfazies der Torringer Schichten über; die Fossilien sind hier nun meist mit Kalkschale überliefert. Beherrscht wird die Fauna durch die große Arten- und Individuenfülle der Korallen. In großer Anzahl tritt Disphyllum quadrigeminum (GOLDFUSS) auf, weshalb bereits WINTERFELD (1894) diese Schichten als Quadrigeminum-Schichten bezeichnete.

Im Hangenden der Torringer Schichten schließen die fast immer rein kalkigen Bücheler Schichten an, ein Massenkalk, der in etwa mit dem Schwelmer Kalk des nördlichen Bergischen Landes (Aufschlüsse u. a. in Dornap) zu parallelisieren ist. Wegen ihres großen Fossilreichtums sind gerade diese Schichten von besonderem Interesse.

Eine grobe Zweiteilung ist nach Faziesbereichen möglich: Zunächst in einen Vorriffbereich mit mächtigen Stromatoporen- und Korallenriffen. Nur hier findet sich der riffbewohnende Brachiopode Uncites gryphus (SCHLOTHEIM), das Leitfossil der Bücheler Schichten. Aufschlüsse dieser Massenkalke finden sich in den berühmten ehemaligen Steinbrüchen der „Schlade“ in Bergisch Gladbach-Romaney. Hier konnte man auch Vorriff- und Rückriffsedimente studieren. Direkt am Brandungssaum, an dem das offene Meer mit seiner ganzen Kraft gegen das Riff prallte, lebten kräftig gebaute Korallen und Stromatoporen, die durch ihren stabilen Bau auch der oftmals starken Brandung gewachsen waren. Ebenfalls in den Steinbrüchen der „Schlade“ findet sich das Rasenriff, das im Rückriffbereich lag. Das Wasser war hier deutlich ruhiger, entsprechend fragiler gebaut war die Fauna.

Durch die ehemaligen Steinbrüche des Schlade führt heute der „Geopfad Bergisch Gladbach“. Die geologischen und paläontologischen Verhältnisse werden auf großen Infotafeln erläutert.

Den zweiten, dem eigentlich Riffgürtel nachgelagerten Faziesbereich stellt der lagunäre Stillwasserbereich dar. Durch das Riff vom anbrandenden Meer geschützt, befand sich hier ein küstennaher Lebensraum mit geringer Wassertiefe. Dieser Faziesbereich findet sich aufgeschlossen z. B. in der Umgebung von Herrenstrunden im Strundetal und bietet ein anderes Artenspektrum. Riffbildende Korallen und Stromatoporen fehlen, solitäre Formen dagegen sind überaus häufig. Die Gastropodengattung Murchisonia tritt nur noch vereinzelt auf, während sie im Riff zu den häufigsten Fossilien zählt.

Ausschließlich auf den Rückriff-Bereich beschränkt sind großwüchsige Gastropodenformen wie Gyronema und Buchelia. Eine Erweiterung der Brachiopodenfauna findet durch Atrypa und Athyris concentrica sowie Cyrtina heteroclita statt, die Riffform Uncites gryphus dagegen fehlt. Gar nicht selten zu finden sind Cephalopoden. Meist handelt es sich um langestreckte, orthocone Gehäuse von Michelinoceras. Der spiralig eingerollte, mit Dornen besetzte Nautiloide Gyroceras ist ebenso eine Rarität wie birnenförmige, brevicone Nautiloideen oder der Nautiloide Geisonoceras.

Häufig hat in den Bücheler Schichten eine Anreicherung von Magnesium stattgefunden. Es bildete sich Dolomit CaMg(CO₃)₂, aus dem keine Fossilien geborgen werden können – diese gingen bei der Dolomitisierung verloren, wurden überprägt. Gleiches gilt für die Plattenkalke und Refrather Schichten. Im Gegensatz zum Massenkalk der Bücheler Schichten ist der Untere Plattenkalk deutlich gebankt. Den paläontologischen Nachweis des Überganges ermöglicht das erste Auftreten von Uncites paulinae WINTERFELD und das Aussetzen von Uncites gryphus. Auch Stringocephalus burtini DEFRANCE reicht bis hinauf in die mittleren Bereiche dieser Schicht. Weiterhin setzt mit den Plattenkalken eine weitere Stringocephalenart ein, Stringocephalus dorsalis, der bis Kindskopfgröße erreichen kann und sich von der glattschaligen Art Stringocephalus burtini durch einen deutlichen Sinus auf beiden Klappen unterscheidet.

Viele Jahre lang hatten die Fossiliensammler mit den großwüchsigen Stringocephalen kein Bestimmungsproblem, es gab die beiden deutlich zu unterscheidenden Arten burtini und dorsalis. Dann kam im Jahre 1992 W.Struve, bearbeitete die Gattung Stringocephalus und von nun gab es zahlreiche neue schwer unterscheidbare Arten und Unterarten.

Schillbildend (in der Literatur taucht oftmals der Begriff „Hians-Schill“ auf) finden sich oft die beiden kleinwüchsigen Brachiopoden Emanuella inflata und Rynchospirifer hians, die einander außerordentlich ähneln, so dass in der Fachliteratur Angaben hierzu mit Fragezeichen versehen sind. Erweitert wird das Faunenspektrum durch Dentalien, Goniatiten, Ostracoden und – sehr selten – durch orthocone Nautiloideen, auf deren Schale sehr selten sogar das ursprüngliche Farbmuster erhalten geblieben ist.

Die bis zu 25 Meter mächtige Hornsteinpartie stellt durch ihre kennzeichnenden schwarzen Lydite einen ausgezeichneten Leithorizont dar und bildet den oberen Abschluss des Givet in der Paffrather Mulde. Der Lydit liegt in dünnen Lagen zwischen Tonmergeln, die auch Stringocephalus dorsalis GOLDFUSS und Emanuella inflata SCHNUR enthalten. Die Entstehung der Lydite führt JUX (1956, 1960 a,b) auf basisch-submarinen Vulkanismus zurück.

Das Oberdevon der Paffrather Mulde beginnt mit dem Oberen Plattenkalk. Die Schichten dieses biogenen Kalksteins sind deutlich plattig ausgebildet; sie sind arm an bodenbewohnender Fauna. Nur selten finden sich Brachiopoden (Emanuella inflata, Lingula sp., Gypidula sp., Athyris concentrica u.a.). Bedeutend ist dagegen die Fauna des Nektons (das heißt der frei schwimmenden Organismen). Zahlreiche Funde von Panzerfischen, Quastenflossern und Knochenfischen erregten in den 1950er und 1960er Jahren großes Aufsehen.

Im Devon begann die Eroberung des Festlandes durch die Wirbeltiere. Aus den Quastenflossern entwickelten sich die ersten Amphibien, die zwar auf dem Lande leben konnten, zur Fortpflanzung jedoch zurück ins Wasser mussten. Mehr oder weniger unverändert seit dem Devon, das heißt seit über 350 Millionen Jahren, existiert noch heute vor Madagaskar der Quastenflosser Latimeria chalumnae – ein lebendes Fossil.

Eine deutliche Änderung der Verhältnisse erfolgte zur Zeit der Sedimentation der nun folgenden Refrather Schichten, einem an Fossilien reichen Riffkalk. Zahlreich finden sich spiriferide und vor allem atrypide Brachiopoden, massenhaft Korallen, unter ihnen in besonderem Umfange die Tabulata; gelegentlich finden sich Gastropoden und Cephalopoden. Für den Sammler sind diese Schichten nicht nur durch die sehr gute Fossilerhaltung von Interesse (besonders hob sich hier die Refrather „Steinbreche“ hervor, ein Steinbruch, in dem heute der Refrather Kahnweiher liegt), sondern auch aufgrund der auch heute noch gelegentlich guten Aufschlusslage: Diese Schichten werden hin und wieder bei Bauarbeiten angeschnitten.

Im Bereich der Hombacher Schichten und Sander Schichten ist die Aufschlusslage ungünstig, das Fossilmaterial eher dürftig und schlecht erhalten.

Noch jüngere Schichten waren im Bereich der Paffrather Mulde lange nicht bekannt, erst JUX & GROSS wiesen 1967 erstmals im Kern der Mulde die Knoppenbießener Schichten nach, die sie in die Nehden-Stufe stellen konnten. Die Sensation war perfekt, als 1970 beim Bau eines neuen Kreishauses in Bergisch Gladbach-Heidkamp Knoppenbießener Schichten angeschnitten wurden, die durchsetzt waren mit einer in glänzendem Schwefelkies erhaltenen Cephalopodenfauna – einmalig in Deutschland.

Die grundsätzlich kleinwüchsige Fauna lieferte eine große Artenfülle bestens erhaltener Goniatiten, orthoconer Nautiloideen, Gastropoden, Muscheln und Brachiopoden; sogar Korallenreste, pyritverkrustetes Holz und ein Fisch wurden geborgen. Eine Bearbeitung dieser Fauna mit Fossillisten und Abbildungen erfolgte 1974 durch JUX & KRATH.

pyritisierte Fossilien aus den Knoppenbießener Schichten. Fundort: Grube Cox bei Bensberg

Literatur

d’Archiac, A. & Édouard de Verneuil, É. (1842): On the Fossils of the older Deposits in the Rhenish Provinces. – 108 pp., Taylor

Goldfuß, F.A. (1826-1844): Petrefacta Germaniae. Tam ea, quae in museo universitatis Regia Borussicae Fridericiae Wilhelmiae Rhenanae servantur, quam alia quaecunque in museis Hoeninghusiano Muensteriano aliisque extant, iconibus et descriptionibus illustrata = Abbildungen und Beschreibungen der Petrefacten Deutschlands und der angränzenden Länder, unter Mitwirkung von Georg Graf zu Münster, Düsseldorf

Fliegel, G. (1923): Die Kalkmulde von Paffrath – in: Jahrbuch der Preußischen Geologischen Landesanstalt für 1922, Nr.43, Seiten 364-410, Berlin.

Heidelberg,D. & Koch,L. (2005): Gastropoda from the Givetian “Massenkalk” of Schwelm and Hohenlimburg (Sauerland, Rhenisches Schiefergebirge) – in: Geologica et Paleontologica, Sonderband 4, 107 Seiten, Marburg

Jux,U. (1964): Zur stratigrafischen Gliederung des Devonprofils von Bergisch Gladbach – in: Decheniana, Bd.117, S.159-174, Bonn.

Jux, U. (1977): Bibliografie zur Geologie und Paläntologie des Bergisch Gladbach-Bensberger Raumes 1775-1977 – Sonderveröffentlichungen des Geologischen Instituts der Universität Köln, Band 32, 149 S.

Jux,U. & Krath,J. (1974): Die Fauna aus dem Mittleren Oberdevon (Nehden-Stufe) des südwestlichen Bergischen Landes (Rheinisches Schiefergebirge) – in: Palaeontographica Abteilung A Band A147 Lieferung 4-6, p. 115 – 168

Paeckelmann, W. (1922): Der mitteldevonische Massenkalk des Bergischen Landes. – Abh. kgl. preuß. L.-Anst. Neue Folge 91, 112 Seiten, Berlin.

Struve, W. (1992): Neues zur Stratigraphie und Fauna des rhenotypen Mittel-Devon. In: Senckenbergiana Lethaea, Volume 71, No. 5/6, S. 503–624.

Weber, H.-M. (2010): Weltberühmte Fische und Krebse aus dem Devon des Strundetals in Bergisch Gladbach – in: Schriften zur Bodendenkmalpflege in Nordrhein-Westfalen, Band 9, Mainz