miniatur|hochkant=2.25|Geologische Übersichtskarte des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges. Bedeutung der Zahlen in der Legende: 1-3 = undeformierte post-variszische Überdeckung, 4-10 = Variszisch deformierte Gesteine, 11 = magmatische Intrusivgesteine, 12-14 = strukturgeologische Elemente. 1 = Trias, 2 = Oberperm (Zechstein), 3 = oberstes Karbon und Unterperm (Rotliegend), 4 = Unterkarbon, 5 = devonische Sedimentgesteine, 6 = devonische Diabase und Spilite, 7 = Silur, 8 = Ordovizium, 9 = Kambrium, 10 = Präkambrium, 11 = variszische granitoide Gesteinskörper, 12 = Hauptstörungen, 13 = Rand der Münchberger Gneismasse (wahrscheinlich Teil einer Überschiebungsdecke), 14 = Grenze der „Bayerischen Fazies“ der paläozoischen Abfolge (möglicherweise Teil einer Überschiebungsdecke). Abkürzungen: BG = Bergener Granit, SH = Schleuse-Horst, VK = Vesser Komplex. Nach Henningsen & Katzung (2006)Henningsen, Katzung: Einführung in die Geologie Deutschlands. 2006., Linnemann (2003)Linnemann: Die Struktureinheiten des Saxothuringikums. 2003. und GÜK 200 (Blätter CC5526 Erfurt, CC5534 Zwickau, CC 6326 Bamberg, CC6334 Bayreuth).
Unter dem Begriff Thüringisch-Fränkisch-Vogtländisches Schiefergebirge (auch Thüringisch-Fränkisch-Westsächsisches Schiefergebirge oder, da es von der Saale komplett durchquert wird, Saalisches Schiefergebirge) werden aufgrund ihrer gemeinsamen geologischen Merkmale die mitteldeutschen Höhenzüge Thüringer Schiefergebirge und Frankenwald sowie der überwiegende Teil des Vogtlandes zusammengefasst. Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge ist ein Rumpfgebirge der mitteleuropäischen Varisziden und wird dem Saxothuringikum zugerechnet. Die im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge aufgeschlossenen varizisch gefalteten Gesteine bilden eine diskontinuierliche Abfolge vom Neoproterozoikum bis ins Unterkarbon. Typische Gesteine sind Quarzite, Grauwacken und Tonschiefer, die allesamt aus Meeresablagerungen entstanden sind.
Räumliche und geologische Abgrenzung
Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge ist wie folgt abgegrenzt: nach Westen durch die oberkarbonisch-permische (Rotliegend) Bedeckung des Thüringer Waldes, nach Norden und Nordwesten durch triassische Ablagerungen des Thüringer Beckens. Der Übergang ist, wie stellenweise auch an den Rändern des Harzes oder des Rheinischen Schiefergebirges zu beobachten ist, durch einen Saum von Ablagerungen des Zechsteins gekennzeichnet. Der Ronneburger Horst, ein „Nordsporn“ des Schiefergebirges, wird nach Norden von einer prominenten Verwerfung, der Crimmitschauer Störung, scharf begrenzt. nach Nordosten: durch Rotliegend-Sedimente der Vorerzgebirgs-Senke; nach Osten und Südosten durch das Kristallin von Erz- und Fichtelgebirge. Fast vollständig vom Südteil des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges umschlossen wird die Münchberger Gneismasse; nach Südwesten: Scharfe Abgrenzung vom Südthüringisch-Fränkischen Triasgebiet durch die als Fränkische Linie bezeichnete Verwerfung.
Regionale Geologie Gliederung der Varisziden in Mitteleuropa. Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge bildet zusammen mit der Münchberger Masse den westlichsten Teil des oberirdisch aufgeschlossenen Saxothuringikums (siehe rote Markierung). Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge gehört zu den mitteleuropäischen Varisziden. In der Gliederung der europäischen Varisziden nach Kossmat ist das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge Teil des Saxothuringikums. Es handelt sich um die einzige Teilregion des Saxothuringikums, in der fast ausschließlich Gesteine zutage treten, die nur in eine einzige, nämlich die variszische Gebirgsbildung einbezogen waren, und die sich während dieser Gebirgsbildung in den obersten Bereichen der Erdkruste befanden, sodass Druck und Temperaturverhältnisse nicht ausreichten um Gesteinsmetamorphosen hervorzurufen (man spricht hierbei auch von „flachkrustaler Deformation“).
Interne Gliederung Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge ist intern in nordost-südwest (variszisch) streichende Sättel (auch als Antiklinorien bezeichnet) und Mulden (auch als Synklinorien bezeichnet) gegliedert. Die Namen dieser Strukturen lauten, von Nordwesten nach Südosten: Schwarzburger Sattel, Teuschnitz-Ziegenrücker Mulde, und Bergaer Sattel. Letzterer wird nach Südosten durch die Vogtländische Störung von der Vogtländischen Hauptmulde (eigentlich eher eine Halbmulde) abgeschnitten. Die Mehltheurer Mulde unmittelbar südöstlich der Vogtländischen Störung ist eine Teilmulde im Nordwesten der Vogtländischen Hauptmulde und setzt sich nach Südwesten in Gestalt der sehr schmalen Blintendorfer Mulde fort. Der südöstliche Teil der Vogtländischen Hauptmulde, der auch als Vogtland-Sattel bezeichnet wird, geht nach Südosten in das Kristallin von Erz- und Fichtelgebirge über.
Die Teuschnitz-Ziegenrücker Mulde ist durch eine nordwest-südost (herzynisch) streichende Horststruktur, die Frankenwald-Querzone, in einen nordöstlichen (Ziegenrücker Teilmulde) und einen südwestlichen Teil (Teuschnitzer Teilmulde) geteilt. Der Westteil der Querzone wird nach dem Ort Gräfenthal Gräfenthaler Horst, der Ostteil nach Bad Lobenstein Lobensteiner Horst genannt.
Stratigraphie Präkambrium Die ältesten Gesteine im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge befinden sich im Schwarzburger Sattel. Diese neoproterozoischen Gesteine gehören der Katzhütte-Gruppe an und wurden bereits weit vor der variszischen Gebirgsbildung in der Cadomischen Gebirgsbildung gefaltet und zum Teil metamorphosiert. Es handelt sich überwiegend um Grauwacken und Tonschiefer, Kiesel- und Schwarzschiefer sowie Phyllite und Quarzite.
Phanerozoikum Die phanerozoischen Gesteine des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges bilden zwei, meist nur geringfügig voneinander abweichende Abfolgen, die als „Thüringische Fazies“ und „Bayerische Fazies“ bezeichnet werden. Die Thüringische Fazies ist fast im gesamten Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge vertreten, während die Bayerische Fazies auf einen Saum um die Münchberger Gneismasse herum beschränkt ist. Die Unterschiede zwischen beiden Fazies bestehen darin, dass zu einer bestimmten Ablagerungszeit in den beiden Ablagerungsgebieten jeweils verschiedene Ablagerungsbedingungen (in erster Linie bezüglich der Meerestiefe und der relativen Entfernung des Ursprungsortes der Sedimente) herrschten. Da Gesteine aus Bayerischer und Thüringischer Fazies im Süden des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges unmittelbar und übergangslos nebeneinander vorkommen, besteht zum Teil die Ansicht, dass die Formationen der Bayerischen Fazies zusammen mit der Münchberger Gneismasse als Tektonische Decke während der Hauptphase der Variszischen Gebirgsbildung aus größerer Entfernung an ihre heutige Position verfrachtet wurden. Eine andere Hypothese erklärt die Faziesunterschiede damit, dass lokal eng begrenzte Hebungen und Senkungen der Erdkruste dafür sorgten, dass im Ablagerungsgebiet der Bayerischen Fazies andere Bedingungen herrschten als im Rest des heutigen Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges.
Kambrium Das Kambrium scheint im überwiegenden Teil des Verbreitungsgebietes der Thüringischen Fazies durch eine Schichtlücke vertreten zu sein. Allgemein als kambrisch erachtet wird der sogenannte Vesser Komplex. Dieser wird zur Nordwestflanke des Schwarzburger Sattels gerechnet, liegt aber isoliert inmitten von Rotliegend-Gesteinen des Thüringer Waldes. Zudem befindet sich der Vesser Komplex am Südostrand der Mitteldeutschen Kristallinschwelle (Südliche Phyllitzone) und unterscheidet sich vom Schiefergebirge weiter östlich dadurch, dass er durchweg mittelgradig metamorphe Gesteine enthält. So wurden ursprünglich sandig-tonige Sedimente in Quarzit bzw. Phyllit und karbonatische Sedimente in Marmor umgewandelt. Ein Großteil des Vesser Komplexes besteht jedoch aus Gesteinen vulkanischen Ursprunges (Metarhyolithe, -andesite, -dacite und -basite sowie entsprechende Tuffe) die teilweise stark mit dem Eisenerzmineral Magnetit angereichert sind.Peter Bankwitz: Zur Geologie der kambrischen Eisenerzlagerstätte Schwarze Crux, nördlich Vesser/Thüringer Wald (SE-Flanke der Mitteleuropäischen Kristallinzone). Zeitschrift für Geologische Wissenschaften. Bd. 31, Nr. 3, 2003, S. 205–224 (ResearchGate)
In der Bayerischen Fazies sind Ablagerungen kambrischen Alters anhand von Fossilien sicher belegt. Dort treten Tonschiefer-Quarzit-Wechselfolgen sowie vulkanische Brekzien und Tuffe auf.
Ordovizium Ordovizische Gesteine der Thüringischen Fazies treten in allen drei Sattelstrukturen des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges zutage. Obwohl diese Vorkommen voneinander isoliert sind, sind die Gesteinsformationen vom Schwarzburger Sattel bis zum Vogtland-Sattel relativ problemlos miteinander korrelierbar. Typisch sind Quarzite (Frauenbach-Quarzit, Phycodes-Schichten) und Tonschiefer („Lederschiefer“, „Griffelschiefer“). Zwischen Lederschiefer und Griffelschiefer eingeschaltet ist die Schmiedefeld-Formation, die sich u. a. durch einen größtenteils aus Chamosit-Oolithen bestehenden Eisenerzhorizont auszeichnet.
In der Bayerischen Fazies dominieren Tonschiefer („Leimitz-Schiefer“, „Randschiefer-Serie“), vergesellschaftet mit Gesteinen, die auf einen Diabas-Keratophyr-Magmatismus zurückgehen. Der Lederschiefer wird dort durch den in flachem Wasser abgelagerten Döbra-Sandstein vertreten.
Silur miniatur|300px|Silurische Alaun- und Kieselschiefer mit Sulfat-Tropfsteinen in den Saalfelder Feengrotten
Silurische Gesteine der Thüringischen Fazies sind in der lückenlosen Ordovizium-Unterkarbon-Abfolge an der Südost-Flanke des Schwarzburger Sattels aufgeschlossen. Weiter östlich tritt Silur in Form kleiner „Inselvorkommen“ auf. Typische Gesteine sind graptolithenhaltige Kiesel- und Alaunschiefer sowie Kalkstein („Ockerkalk“).
In der Bayerischen Fazies tritt anstelle des Ockerkalks der „Orthocerenkalk“ auf.Kunert: Die Frankenwälder Querzone. 1999.
Devon
Devonische Ablagerungen treten im Verbreitungsgebiet der Thüringischen Fazies in erster Linie an den Übergängen der Sättel zu den Mulden auf. Typische Gesteine sind Kalkknotenschiefer (u. a. Bohlen-Formation) und Tonschiefer (u. a. der „Tentakuliten-Schiefer“). Im Osten des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges befinden sich auch vulkanische Gesteine, wie Diabase (einschließlich Pillowlaven) und Tuffite, die unter dem bergmännischen Begriff Schalstein zusammengefasst werden. Diese Schalsteinserien enthalten u. a. Eisenerze des Lahn-Dill-Typs.
In der Bayerischen Fazies dominieren Kieselschiefer.
Unterkarbon miniatur|300px|Steilgestellte unterkarbonische Grauwacken und Tonschiefer im Großtagebau Kamsdorf. Der Tagebau befindet sich bereits im Übergangsbereich zum Thüringer Becken. Daher ist das Karbon dort diskordant von Zechsteinkarbonaten überlagert.
Die unterkarbonischen Ablagerungen im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge sind die jüngsten Gesteine, die von der variszischen Gebirgsbildung erfasst wurden. Im Verbreitungsgebiet der Thüringischen Fazies kommen sie überwiegend in den Muldenstrukturen vor. Während dort im tieferen Unterkarbon noch feinkörnige, dunkle Tonschiefer (Dach- und Rußschiefer) vorherrschen, treten im höheren Unterkarbon faktisch ausschließlich Flyschsedimente auf. In der Thüringischen Fazies liegen diese als typische Grauwacken-Tonschiefer-Wechselfolgen vor. Nur im höchsten Oberkarbon tritt auch konglomeratischer Wildflysch auf.