Thüringisch-Fränkisch-Vogtländisches Schiefergebirge

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Unter dem Begriff Thüringisch-Fränkisch-Vogtländisches Schiefergebirge (verkürzt Thüringisch-Fränkisches Schiefergebirge, auch Thüringisch-Fränkisch-Westsächsiches Schiefergebirge oder, da es von der Saale komplett durchquert wird, auch Saalisches Schiefergebirge) werden aufgrund ihrer gemeinsamen geologischen Merkmale die mitteldeutschen Höhenzüge Thüringer Schiefergebirge und Frankenwald sowie das Vogtland 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 Abfolge vom Neoproterozoikum bis ins Unterkarbon. Typische Gesteine sind Quarzite, Grauwacken und Tonschiefer, die allesamt aus Meeresablagerungen entstanden sind.

Räumliche und geologische Abgrenzung

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, durch einen Saum von Ablagerungen des Zechsteins gekennzeichnet.
Nach Nordosten: durch Rotliegend-Sedimente der Erzgebirgsvorlandsenke.
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

Das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge gehört zu den mitteleuropäischen Varisziden. In der Gliederung der europäischen Varisziden nach Kossmat, ist das das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge Teil des Saxothuringikums. Es handelt sich hierbei 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, Bergaer Sattel, Mehltheurer Mulde und Vogtland-Sattel.^[1] 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 Vogtland-Sattel geht nach Südosten in die Kristallingesteine von Fichtel- und Erzgebirge über.

Stratigraphie

Präkambrium

Die ältesten Gesteine im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge finden sich im Schwarzburger Sattel. Diese neoproterozoischen Gesteine gehören der Katzhütte-Gruppe an und sind bereits weit vor der variszischen Gebirgsbildung in der Cadomischen Gebirgsbildung gefaltet und z.T. metamorphisiert worden. 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 „Bayrische Fazies“ bezeichnet werden. Die Thüringische Fazies ist fast im gesamten Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge vertreten, währen die Bayrische 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 Bayrischer und Thüringischer Fazies im Süden des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges unmittelbar und übergangslos nebeneinander vorkommen, besteht z.T. die Ansicht, dass die Formationen der Bayrischen 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 lokale begrenzte Hebungen und Senkungen der Erdkruste dafür sorgten, dass im Ablagerungsgebiet der Bayrischen 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.^[1] Allgemein als kambrisch erachtet wird der sogenannte Vesser Komplex. Dieser wird zur NW-Flanke des Schwarzburger Sattels gerechnet, liegt aber isoliert inmitten Rotliegend-Sedimenten des Thüringer Waldes.
Die Abfolge des Vesser Komplexes besteht überwiegend aus Phylliten, Quarziten und Konglomeraten sowie verschiedenen vulkanischen Ablagerungen. Letztere sind z.T. reich an Magnetit.

In der Bayrischen 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 Bayrischen Fazies dominieren Tonschiefer („Leimitz-Schiefer“, „Randschiefer-Serie“), vergesellschaftet mit Gesteinen, die auf einen Diabas-Keratophyr-Magmatismus zurückgehen. Der Lederschiefer wird hier durch den in flachem Wasser abgelagerten Döbra-Sandstein vertreten.

Silur

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 Bayrischen Fazies tritt statt dem Ockerkalk der „Orthocerenkalk“ auf.^[2]

Devon

Devonische Ablagerungen treten im Verbreitungsgebietes 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 finden sich auch vulkanische Gesteine, wie Diabase (einschl. Pillowlaven) und Tuffite, die unter dem bergmännischen Begriff „Schalstein“ zusammengefasst werden. Diese Schalsteinserien enthalten u.a. Eisenerze des Lahn-Dill-Typs.^[3]

In der Bayrischen Fazies dominieren Kieselschiefer.

Unterkarbon

Die unterkarbonischen Ablagerungen im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge sind die jüngsten Gesteine, die von der variszischen Gebirgsbildung erfasst wurden. Im Verbreitungsgebietes 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.

Die Bayrische Fazies zeigt im Unterkarbon den krassesten Gegensatz zur Thüringischen Fazies. Die Flyschablagerungen sind dort im Schnitt deutlich grober ausgebildet. So kommt dort häufig Wildflysch in Gestalt von Brekzien und Konglomeraten mit z.T. metergroßen Blöcken (Olistholithen) verschiedenster devonischer und karbonischer Gesteine vor. Große Blöcke von Kohlenkalk deuten darauf hin, dass die Ursprungsregion des Wildflysches zumindest teilweise eine von einem flachen Meer bedeckte Schelfregion war.

Oberkarbon und Perm

Mit dem Oberkarbon endet die Ablagerung von Meeressedimenten und es wird daher generell nicht mehr in Thüringische und Bayrische Fazies unterschieden (zum Teil wird diese Unterscheidung bereits mit Einsetzen der Flyschsedimentation nicht mehr getroffen und der „bayrische“ Wildflysch wird schlicht als proximales Äquivalent zum Flysch der Thüringischen Fazies gesehen, dessen Liefergebiet eher zufällig aus prä-Flysch-Gesteinen der Bayrischen Fazies besteht^[4]). Zudem ist das Oberkarbon durch granitoide Gesteinskörper vertreten. Im Gegensatz zu anderen variszischen Rumpfgebirgen, sind die Vorkommen solcher Granitoide im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge relativ gering.

Ein relativ großes Vorkommen terrestrischer Ablagerungen des Oberkarbon und des Perm (Rotliegend), findet sich östlich von Sonneberg im Stockheimer Becken. Dort lagert diskordant auf unterkarbonischen Gesteinen eine Abfolge, die von Vulkaniten (u.a. Ablagerungen Pyroklastischer Ströme) über eine Serie von kohleführenden Schichten, roten Konglomeraten und Süßwasserkalken hin zu Dünensandsteinen reicht^[5]. Weitere größere Rotliegend-Vorkommen finden sich im Schleuse-Horst (benannt nach dem kleinen Fluss Schleuse), wo sie überwiegend kambro-ordovizische Gesteine des Schwarzburger Sattels überdecken.

Ablagerungen des jüngeren Perms (Zechstein), die durch Kalksteine (u.a. auch Riffkalke) vertreten sind, finden sich in erster Linie in der Nordumrandung des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges am Übergang zum Thüringer Becken. In Aufschlüssen dieser Nordumrandung findet sich die in Deutschland relativ weit verbreitete Zechstein-Diskordanz, d.h. Ablagerungen des Zechsteins (oft Kalksteine) lagern horizontal auf gefalteten und daher meist nicht horizontal liegenden unterkarbonischen oder älteren Gesteinen. Manchmal sind zwischen den Ablagerungen des Zechsteins und des älteren Paläozoikums, noch kleine Rotliegend-Reste eingeschlossen (z.B. am Bohlen bei Saalfeld). Auch die relativ mächtige Rotliegend-Abfolge des Stockheimer Beckens wird von Zechsteinsedimenten überlagert.

Erdgeschichte

Am Ende des Präkambriums war die Krustenscholle, auf der sich heute das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge befindet, in die Cadomische Gebirgsbildung einbezogen, wodurch die neoproterozoischen Gesteine u.a. des Schwarzburger Sattels eine erste Faltung erfuhren. Dieses gefaltete Präkambrium bildete und bildet noch das Grundgebirge für die paläozoischen Gesteine.

Im Kambrium, nach weitgehender Erosion der cadomischen Gebirge, begann sich die Kruste im Bereich des heutigen Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirges zu dehnen. Dadurch entstanden Grabenbrüche, welche die Vorstufen des späteren Rheischen Ozeans waren. Die Bildung dieser Grabenbrüche ging mit Vulkanismus einher, der u.a. die Entstehung des Vesser Komplexes zur Folge hatte. Obwohl an ihren tiefsten Stellen bereits ozeanische Kruste gebildet wurde, waren diese Grabenbrüche im Kambrium vermutlich noch relativ schmal und somit gab es nur wenige Regionen, die als Ablagerungsgebiete dienten. Dies ist möglicherweise eine Ursache dafür, dass insgesamt kaum kambrische Gesteine im Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirge auftreten. Eine andere mögliche Ursache für das geringe Vorkommen kambrischer Gesteine ist eine zwischenzeitliche Hebungsphase an der Wende vom Kambrium zum Ordovizium im Zuge derer kambrische Ablagerungen wieder abgetragen wurden^[4].

Die kambrischen Grabenbrüche dehnten sich im weiteren Verlauf des Paläozoikums zu einem Meeresbecken, dem Rheischen Ozean, aus. Insgesamt 180 Millionen Jahre dauerte die paläozoische Meeresbedeckung der Region des heutigen Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges. Die heute stark gestauchte Kruste bildete seinerzeit ein ausgedehntes, tektonisch ruhiges Schelfareal am Nordrand des großen Südkontinentes Gondwana. Dort lagerten sich in Ordovizium, Silur und auch noch im Devon die feinkörnigen Hochseesedimente ab, die heute als Kiesel-, Alaun-, Schwarz-, Kalkknoten, oder „gewöhnliche“ Tonschiefer vorliegen. In geringeren Wassertiefen bildeten sich Kalksteine. Vom Leben in diesen Meeren zeugen zahlreiche Fossilien. Typisch sind bodenbewohnende Wirbellose wie Trilobiten, Brachiopoden, Tentakuliten und Seelilien, aber auch pelagische Organismen, wie Graptolithen oder Cephalopoden (Orthoceraten im Silur, Goniatiten im Devon). Auch direkt im Sediment lebten Organismen, was durch Spurenfossilien wie Phycodes (im ordovizischen Phycoden-Quarzit) oder Thalassinoides (im silurischen Ockerkalk) belegt ist.

Mit zunehmender Annäherung an den damaligen Südrand Europas (Avalonia), begann im Oberdevon die variszische Gebirgsbildung. Hierbei ist umstritten, ob die Kruste, auf der heute das Thüringisch-Fränkisch-Vogtländische Schiefergebirge, das Fichtel- und Erzgebirge sowie die Sudeten lagern, ein eigenständiger Kleinkontinent namens Saxothuringia war, oder ob sie bis zur Kollision mit Avalonia ein fester Bestandteil des Nordrandes Gondwanas blieb.^[6] Mit dem Beginn der variszischen Gebirgsbildung ging eine Vulkanismus-Episode einher, im Zuge derer u.a. Lava- (Rhyolithe, Diabase) und Tuffgesteine entstanden.

Im Unterkarbon begann die schlussendliche Kollision mit Avalonia. Das saxothuringische Meeresbecken wurde immer weiter zusammengeschoben und die bereits abgelagerten Sedimente und Gesteine, einschließlich des cadomischen Basements, wurden gefaltet und regelrecht übereinander gestapelt. In diesem Zeitraum wurden vermutlich die Münchberger Gneismasse und eventuell auch die meisten Gesteine der „Bayrischen Fazies“ als Deckenüberschiebungen an ihre heutige Position verfrachtet. Die tektonischen Vorgänge führten zu zahlreichen Erdbeben, wodurch immer wieder Sedimente und bereits verfestigtes Gestein in die noch vorhandenen Beckenbereiche rutschten. Das Ergebnis sind die Flyschserien in der Teuschnitz-Ziegenrücker und der Mehltheurer Mulde, die als Grauwacken-Tonschiefer-Wechselfolge vorliegen. Unmittelbar an den Kontinentalhängen kamen die grobsten Rutschmassen zur Ablagerung, die den Wildflysch der „Bayrischen Fazies“ bilden. Der Flysch blieb jedoch nicht von der Gebirgsbildung ausgenommen sondern wurde, abhängig von der Entfernung zu Gebirgsbildungsfront, früher oder später ebenfalls in Faltungs- und Überschiebungsprozesse mit einbezogen.

Im Oberkarbon kam die Variszische Orogenese zum Abschluss. Gondwana war nun mit Europa vereint und im heutigen Deutschland existierten keine Meeresbecken mehr. Das neu entstandene Gebirge kollabierte teilweise unter der eigenen Last und in die Störungszonen drangen Magmen ein, die granitoide Gesteinskörper hinterließen. Zudem war das Gebirge Verwitterung und Erosion ausgesetzt und wurde allmählich wieder abgetragen. Der entsprechende Erosionsschutt (Rotliegend-Molasse) des damaligen thüringisch-fränkisch-sächsischen Teils des Variszischen Gebirges hat sich bis heute im Thüringer Wald, in der Erzgebirgsvorlandsenke und im Stockheimer Becken am Südrand des Frankenwaldes erhalten.

Im Oberperm kam es zu einem Meereseinbruch in Mitteleuropa. Das sogenannte Zechsteinmeer flutet auch die Randbereiche des nun bereits weitgehend abgetragenen Gebirges und hinterlässt dort überwiegend Kalksteine. In besonders flachen Gewässern bilden sich auch langsam wachsende, schlammige Kleinriffe, die überwiegend von Bryozoen aufgebaut werden.

Zu Beginn des Mesozoikums, in der Trias, hatte sich das Zechsteinmeer wieder zurückgezogen. Vom Variszischen Gebirge war an der Erdoberfläche kaum noch etwas vorhanden. Schon im Perm, zunehmend aber in der Trias, begann Gondwana sich wieder von Europa zu lösen, wobei das Saxothuringikum nun am Südrand Europas verblieb. Das Auseinanderdriften der Kontinente ging, wie schon zu Begin des Paläozoikums, mit einer Absenkung der Kruste einher. Somit war die gesamte Region des heutigen Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges in der Trias und im frühen und mittleren Jura Teil eines weiträumigen Ablagerungsraumes in Mitteleuropa, der periodisch vom Meer überflutet wurde und mächtige Serien aus Sand-, Ton- und Kalksteinen aufnahm^[7].

Ab dem Oberjura fiel die Region jedoch trocken und gehörte zum Nordrand einer Landmasse, die als Rheinisch-Böhmische Insel bezeichnet wird. Das Trockenfallen führte dazu, dass die postvariszischen Ablagerungen allmählich wieder erodiert wurden.

In der Kreide und im frühen Känozoikum war der große Südkontinent Gondwana bereits zerfallen und eines der größeren Bruchstücke, Afrika, bewegte sich zusammen mit einigen kleineren nördlich vorgelagerten Kontinentalsplittern auf den Südrand Europas zu: die Alpidische Gebirgsbildung erreichte ihre Hauptphase. Die Alpenbildung wirkt sich dergestalt aus, dass die Kruste im heutigen Mitteldeutschland angehoben wurde (Saxonische Tektonik), wovon auch der Bereich des heutigen Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen Schiefergebirges betroffen war. Die durch die Anhebung verstärkte Erosion führte nunmehr dazu, dass dort zunehmend variszische Gesteine freigelegt wurden und sich allmählich der heutige Zustand herausbildete.

Geotope und Geotourismus

(Auswahl)

Schaubergwerk "Schwarze Crux" in Vesser bei Suhl: Vulkanogene Eisenerze des kambrischen Vesser Komplexes.
Saalfelder Feengrotten: Ehemaliges Bergwerk in silurischen Alaun- und Kieselschiefern. Besonderheit sind die Diadochit-Tropfsteine, welche bizarre Formen bilden.
Schieferbruch am Winterberg bei Ludwigsstadt: Geotop mit Tentakuliten-Schiefer und Nereiten-Quarzit des unteren Devon.
Bohlen bei Saalfeld: Geotop und Typuslokalität der oberdevonischen Bohlen-Formation.
Steinerne Rose: Devonische Lava-Pillows, die durch Verwitterung das Aussehen einer aufblühenden Rosenknospe aufweist.
Schieferpark Lehesten: Ehemaliger Dachschiefertagebau in karbonischen Dach- und Rußschiefern der Frankenwald-Querzone.

Siehe auch

Einzelnachweise

↑ ^a ^b Linnemann: Die Struktureinheiten des Saxothuringikums. 2003.
↑ Kunert: Die Frankenwälder Querzone. 1999.
↑ Henningsen, Katzung: Einführung in die Geologie Deutschlands. 2006.
↑ ^a ^b Linnemann: Sedimentation und geotektonischer Rahmen. 2003.
↑ Dill: Sedimentpetrographie des Stockheimer Rotliegendbeckens. 1988
↑ Kroner, Hahn: Sedimentation, Deformation und Metamorphose im Saxothuringikum. 2003.
↑ Ziegler: Geological Atlas of Western and Central Europe. 1990

Literatur

Dierk Henningsen, Gerhard Katzung: Einführung in die Geologie Deutschlands. 7. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, München 2006, ISBN 3-8274-1586-1.
Uwe Kroner, Torsten Hahn: Sedimentation, Deformation und Metamorphose im Saxothuringikum während der variszischen Orogenese: Die komplexe Entwicklung von Nord-Gondwana während kontinentaler Subduktion und schiefer Kollision. In: Geologica Saxonica. 48/49, 2003, S. 133–146.
Volker Kunert: Die Frankenwälder Querzone: Entwicklung einer thermischen Anomalie im Saxothuringikum. Dissertation. Gießen 1999, DNB 958422281. (online)
Ulf Linnemann: Die Struktureinheiten des Saxothuringikums. In: Geologica Saxonica. 48/49, 2003, S. 19–28.
Ulf Linnemann: Sedimentation und geotektonischer Rahmen der Beckenentwicklung im Saxothuringikum (Neoproterozoikum - Unterkarbon). In: Geologica Saxonica. 48/49, 2003, S. 71-110.
Peter Ziegler: Geological Atlas of Western and Central Europe, Den Haag 1990, ISBN 90-6644-125-5

Weblinks

[LinStruk-1] Linnemann: Die Struktureinheiten des Saxothuringikums. 2003.

[2] Kunert: Die Frankenwälder Querzone. 1999.

[3] Henningsen, Katzung: Einführung in die Geologie Deutschlands. 2006.

[LinSed-4] Linnemann: Sedimentation und geotektonischer Rahmen. 2003.

[5] Dill: Sedimentpetrographie des Stockheimer Rotliegendbeckens. 1988

[6] Kroner, Hahn: Sedimentation, Deformation und Metamorphose im Saxothuringikum. 2003.

[7] Ziegler: Geological Atlas of Western and Central Europe. 1990

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