Geologie
Aufgrund seiner geologischen Entwicklung wird das Stadtgebiet von Gießen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteinsschichten aufgebaut, lässt sich aber in zwei wesentliche Teilbereiche untergliedern. Entlang einer in etwa Nord/Süd-Richtung verlaufenden geologischen Störung werden alte Gesteine im Westen (teilweise von Auelehm überlagert) von jüngeren Schichten im Osten getrennt.
Geologische Karte von Gießen
Die älteren Gesteine im Westen, die dem Paläozoikum zuzurechnen sind, bestehen überwiegend aus Felsgesteinen in der Art von massigen Kalken, Grauwacken und Tonschiefern. Demgegenüber sind die jüngeren Schichten im Osten meist Lockergesteine wie Sande und Tone. Eine Ausnahme stellen nur die Vogelsbergbasalte im südöstlichen Randgebiet der Stadt dar, die als Folge vulkanischer Tätigkeit im Tertiär entstanden sind und den Lockergesteinen auflagern.
Die verschiedenen geologischen Einheiten treten im Stadtgebiet morphologisch nur unscharf hervor. Viel stärker wird das Relief durch die Lahn mit ihren Nebenflüssen und Bächen geprägt, die während des Quartärs durch Tiefen- und Seitenerosion weite Talungen geschaffen haben. Im Laufe ihrer Entwicklung haben diese Gewässer Sedimente hinterlassen, die als jüngste Kiese, Sande und Lehme in den Talauen sowie in Form lehmiger Schotter als Relikte auf den Hochflächen und an den Hängen lagern.
Abfolge der Gesteinsablagerungen
Ordovizischen/silurische und unterdevonische Gesteine
Die Gesteinsabfolge im Stadtgebiet setzt ein mit ordovizischen/silurischen und unterdevonischen Gesteinen, die jedoch nur eine geringe, von Störungssystemen begrenzte Verbreitung am südlichen Stadtrand (nördlicher Sektor des Bergwerkswaldes) und am südwestlichen Ortsausgang von Kleinlinden besitzen. Es handelt sich um Quarzite, Sandsteine, Tonschiefer und Kalke.
Mitteldevonischer Massenkalk
Größere Verbreitung weist der nächstjüngere mitteldevonische Massenkalk auf. Sein Vorkommen umfasst den größten Teil des Bergwerkswaldes einschließlich des Areals zwischen der Eisenbahntrasse und der Straße Kleinlinden/Lützellinden bis zu der ehemaligen Grube Fernie im Süden. Eine typische Bohrung im Massenkalk wurde im Zusammenhang mit der Erkundung einer ehemaligen Deponie im Bereich der Grube Fernie niedergebracht. Das Gestein hat eine sehr unregelmäßig gestaltete Oberfläche, die auf Verkarstungsvorgänge zurückzuführen ist. Dieses Relief ist später durch Einspülungen und Ablagerungen von mangan- und eisenreichen Tonen, die im Tertiär erfolgt sind, wieder ausgeglichen worden. Im Zuge der bergbaulichen Tätigkeit wurden die erzhaltigen Muldenfüllungen ausgehoben, so dass das ursprüngliche Relief gebietsweise (Bergwerkswald) wieder zum Vorschein kommt.
Unterkarbonische Gießener Grauwacke
Die größte Verbreitung unter den paläozoischen Gesteinen des Stadtgebietes hat die sogenannte Gießener Grauwacke aus dem Unterkarbon. Die Gesteine bestehen aus einer mächtigen Folge von Grauwacken und Tonschieferzwischenlagen. Gesteine des Jungpaläozoikums (Perm) und Mesozoikums (Trias, Jura, Kreide) sind im Stadtgebiet nicht vertreten. In dieser Zeit war der Gießener Raum Verwitterungs- und Abtragungsgebiet.
Tertiäre Sande und Tone
Zur Bildung von Gesteinen ist es erst wieder gekommen, nachdem im Tertiär entlang in Nord-Süd-Richtung verlaufender Störungssysteme Meereseinbrüche stattfanden. Innerhalb dieses Grabensystems (Hessische Senke) und an dessen Randbereichen kommt es in der Folgezeit zunächst zur Ablagerung der bereits beschriebenen bunten, erzhaltigen Tone in Auswaschungshohlräumen und Vertiefungen des mitteldevonischen Massenkalkes. Anschließend werden sandig tonige Kiese südlich von Kleinlinden, hellgraue Feinsande vornehmlich in Wieseck und hellgraue Tone im Bereich der ehemaligen Gailschen Tonwerke abgelagert.
Tertiärer Basalt
Im mittleren Tertiär setzt dann der kräftige Vogelsbergvulkanismus ein, dessen basaltische Ausläufer bis in das südöstliche Stadtgebiet hinein reichen und den Schiffenberg und Hangelstein aufbauen.
Quartäre Terrassensedimente
Mit dem Ende des Tertiärs entsteht im Quartär das heutige Gewässernetz mit der Lahn als Hauptvorfluter. Zunächst besteht auf einer weitgehend ausgeglichenen Fläche ein stark mäandrierendes System, das aufgrund von Klimaänderungen und ruckweisen Hebungen des Rheinischen Schiefergebirges im Paläozoikum mehrfach Eintiefungs- und Aufschotterungsphasen erfährt und sich schließlich auf die heutigen Gewässerstrecken konzentriert. Reste der alten Flußtätigkeit findet man als lehmige Kiese auf den höher gelegenen Flächen, den damaligen Lahnterrassen zwischen Kliniksareal und Bergwerkswald sowie entlang der Marburger Straße, aber auch lokal an den Hängen des Lahntales.
Quartärer Lößlehm
Ebenfalls ins Quartär gehören die Löß- und Lößlehmablagerungen westlich von Allendorf und Lützellinden. Löß besteht aus einer kalkhaltigen Masse staubfeinen tonigen Sandes. Im Profil können die obersten Teile entkalkt und verlehmt sein; man spricht dann von Lößlehm.
Späteiszeitliche Auelehme
Die jüngsten Flußablagerungen stammen aus der Späteiszeit und beschränken sich auf die heutigen Talauen. Hier lagern sich im Lahntal zunächst sandige Kiese von rund 2 – 6 m Mächtigkeit ab und darüber folgen 1 – 2 m mächtige Auelehme, die mit den Hochwässern herantransportiert wurden. Im Innenstadtgebiet erreichen die Auelehmablagerungen stellenweise eine Mächtigkeit von über 10 m. Unter künstlichen Aufschüttungen, die den Auelehm überlagern, teilweise auch ganz ersetzen, folgen hier zumeist Schlicke und Schluffe mit hohen organischen Anteilen in Altwasserrinnen von Lahn und Wieseck.