Kaiserstuhl und Bergbau. Zwei Begriffe, die auf den ersten Blick nicht viel miteinander verbindet. Betrachtet man jedoch die besondere chemische Zusammensetzung einiger im Kaiserstuhl vorkommenden Gesteine, so ist deren industrielle Nutzung durchaus denkbar. Und in der Tat sind gerade aufgrund dieser Besonderheiten im Laufe des letzten Jahrhunderts einige Anstrengungen unternommen worden, um diese Bodenschätze zu gewinnen, während auch heute noch im großen Steinbruch bei Bötzingen Phonolith für verschiedene Verwendungszwecke bergmännisch abgebaut wird.

Betrachtet man den Kaiserstuhl unter geologischen Aspekten, zeigt sich, dass eine der entscheidenden Voraussetzungen für die Entstehung des Kaiserstuhlvulkans die Einsenkung des Oberrheingrabens im Eozän vor etwa 35 Millionen Jahren war. Hierbei wurden offenbar tiefreichende Spaltensysteme aktiviert, welche den Aufstieg von Magma aus bis zu 40km Tiefe ermöglichten.

Erst lange danach, im Miozän vor ungefähr 16 Millionen Jahren, begann die eigentliche vulkanische Aktivität, als im Osten des Massivs ein explosiver Vulkanismus Agglomerate und vulkanische Brekzzien (mit zahlreichen Einschlüssen von Tiefengesteinen) sowie diverse Tuffe förderte.

Ebenfalls noch im Miozän folgte die Hauptphase, als sich mehrere Stratovulkane, unter anderem  Limberg und Lützelberg, bildeten und durch Förderung von mehr oder weniger flüssiger Lava Tephrit-, Limburgit- und Nephelinit-Ablagerungen entstehen konnten.

Die Nachphase ist geprägt durch den Rückgang der vulkanischen Aktivität, in deren Verlauf durch einen intrusiven (in das Nebengestein eingedrungenen) Vulkanismus das aufsteigende Magma die Erdoberfläche nicht mehr erreichte, sondern stecken blieb und so die Phonolithe und Karbonatite als Stöcke und Intrusivmassen hervorbrachte.

Das Finale der Entstehungsgeschichte und durchaus noch im Zusammenhang mit dem abklingenden Vulkanismus bildet die hydrothermale Nachphase, in welcher heiße und mineralreiche Thermalwässer zirkulierten. Die Wege für die Zirkulation waren vorgegeben durch die zahlreichen, durch Abkühlung der Lava entstandenen Klüfte, sowie durch die Hohlräume der einstigen eingeschlossenen Gasblasen. In diesen Hohlräumen und Klüften konnte sich aufgrund langsamer, kontinuierlicher Abkühlung eine Vielzahl von schön auskristallisierten Mineralien bilden. Die zahlenmäßig größte Mineral-Gruppe bilden hierbei die Zeolithe, die als Umwandlungsprodukte von Leuciten und Plagioklasen gedeutet werden.

Doch nicht nur vulkanische Ereignisse prägten das Bild des Kaiserstuhls, vielmehr waren es eine ganze Reihe von geologischen Prozessen, die der Vulkanlandschaft ihre heutige Gestalt verliehen.

Als erstes ist dabei der sedimentäre Sockel im östlichen Teil des Kaiserstuhls zu nennen. Ähnlich wie beim Tuniberg ist hier ein räumlich eng begrenzter Bereich des Oberrheingrabens viel weniger tief eingesunken und konnte so einen Horst bilden. Ein deutliches Indiz zu diesem Vorgang lässt sich beispielsweise in den aufgeschlossenen Dogger-Sedimenten bei der Brauerei in Riegel (Hauptrogenstein) beobachten.

Einen weiteren Einfluss hatten längere Unterbrechungen der vulkanischen Tätigkeit im Mittelmiozän. Sie ermöglichten die Bildung von bis zu 15m mächtigen Süßwasser-Sedimenten in Form von Mergeln, Kalksandsteinen und Konglomeraten auf den älteren vulkanischen Ablagerungen. Später wurden diese Sedimente ihrerseits wieder durch nachfolgende Eruptionen von Lavaströmen überdeckt, wobei sich die Auswirkungen dieses Prozesses besonders gut in den Steinbrüchen am Limberg anhand der Kontaktbereiche von Sediment und Lava beobachten lassen. Hier lässt sich studieren, wie ein feuchtes Lockersediment mit heißer Lava interagiert.

Die anhaltenden tektonischen Bewegungen des Oberrheingrabens sind als nächstes prägendes Element zu nennen. Sie führten im Bereich des Limbergs zur Entwicklung eines deutlichen Bruchsystems und in der Folge zur Ausbildung des Limberggrabens, welcher eine Breite von 50 - 150m sowie eine Versatzhöhe von 10 – 40 m aufweist. Im Gelände lässt sich dieser Graben auf einer Länge von über 600m verfolgen. Das markanteste Element dieser Bruchzone ist die weithin sichtbare intensiv rot gefärbte Wand im Steinbruch VII. Sie verkörpert die nordöstliche Begrenzung des Limberggrabens.

Lange nach seiner aktiven Phase veränderten die Eiszeiten das Erscheinungsbild des Vulkans. In einer vegetationsarmen Landschaft konnten sich starke Winde entwickeln, welche große Mengen an Staub aus den Kies- und Schotterfeldern der Rheinebene auswehen konnten. Ungebremst, weil Büsche oder Bäume fehlten, transportierten diese Staubstürme ihre Fracht weit über die karge Landschaft und lagerten diese als Lößschichten erst wieder im Windschatten von Höhenzügen ab. Da diese Winde vornehmlich aus südwestlicher Richtung kamen, geschah dies beim Kaiserstuhl auf seiner nordöstlichen Seite. Hier ist das Ausmaß der Sedimentation mit Mächtigkeiten von bis zu 30m deutlich umfangreicher als im Südwesten. Mit zunehmender Höhenlage gehen die Lößablagerungen dann zurück, um oberhalb der 400m-Höhenlinie ganz zu verschwinden.

Eine weitere prägende Kraft war der Rhein mit seiner Geröllfracht. Er floss zeitweise nicht nur westlich, sondern auch östlich am Kaiserstuhl vorbei, lagerte dabei beachtliche Mengen an Sedimenten ab und überdeckte so einen Großteil ehemaliger tiefer gelegener Lavaströme. Durch Bohrungen konnte diese Vulkanbasis unter den Rheinschottern nachgewiesen werden.

Als letztes und konstantestes Element kommen die abtragenden Kräfte ins Spiel. Eine permanente Erosion über eine Dauer von 16 Millionen Jahren an einer derart exponierten Geländeform muss zwangläufig Spuren hinterlassen und führte dazu, dass uns der Kaiserstuhl heute als Vulkanruine begegnet. Ursprünglich war er sicher um einige hundert Meter höher und überragte die beiden noch lange nicht vollständig herausgehobenen Grabenschultern, Vogesen und Schwarzwald, um einiges. Aus heutiger Sicht ist die umfangreiche Abtragung als glücklicher Umstand zu werten. Durch sie ist der untere Teil des Massivs aufgeschlossen worden, wobei hochinteressante Einblicke sowohl in die Prozesse der Lavaförderung, als auch in den Aufbau und die Struktur des Basisbereichs eines ehemaligen Vulkans ermöglicht wurden. Markante und prominente Beispiele sind hierbei die Phonolithstöcke und die Intrusivmassen des Karbonatits.