Süden und Eilenburg – Grimma – Wurzen – Oschatz eine flächenhafte Verbreitung erlangen, sind von einer Kaolindecke überzogen. Die Porzellanerdeschicht zwischen Leipzig und dem Auftauchen der Felsen bei Hainichen und Otterwisch besitzt eine Mächtigkeit von durchschnittlich 15 bis 35 m, maximal von 85 m, wie durch zahlreiche Bohrungen nachgewiesen ist. Wo das zersetzte alte Gebirge höher aufragt, wurde es in Form sogenannter Ton- oder Kaolinrücken in den Braunkohletagebauen von den Baggern angeschnitten und im Bereich der Förderbrücke bis zum Übergang in festes Gestein sogar durchschnitten. Es handelt sich bei den Hügeln um Reste von Inselbergen, die wie in Ost- und Südafrika unter subtropischen Bedingungen entstanden sind und die Landschaft schwarmweise wenige Dekameter, vereinzelt 50 m bis über 100 m überragten.
Kohlemoore und Urnordsee in der Leipziger Bucht
Braunkohlenzeit (Tertiär)
Vor rund 50 Mio. Jahren, im frühen bis mittleren Eozän, war das Land vor allem durch weiträumige endogene Bewegungen so tief abgesenkt, dass die Inselberglandschaft in Fluss- und Seesedimenten zu ertrinken begann. Die südlichen Gebirge existierten noch nicht, das Einzugsgebiet der Flüsse reichte bis in das Gebiet des heutigen Böhmen. Auch Flüsse aus Thüringen und Nordostbayern nahmen ihren Weg durch die Leipziger Bucht. Die östlichen Fließgewässer (»Zwickauer Fluss«) wandten sich zwischen Leipzig und Groitzsch nach Nordwesten bis Westen, vereinigten sich mit den von Südwesten kommenden Flüssen, um über das Gebiet zwischen Lützen und Mücheln in das Norddeutsche Senkungsgebiet abzufließen. Die Zeit der zunächst örtlichen, dann flächenhaften Vermoorung mit der Bildung von Torf, aus dem sich durch Inkohlungsprozesse die Braunkohle entwickelte, begann noch im Mitteleozän vor rund 50 Mio. Jahren. Die bis 100 m mächtigen Flöze des Geiseltals westlich von Merseburg sind die ältesten abbauwürdigen der Region. Das Sächsisch-Thüringische Unterflöz ist der älteste flächenhaft verbreitete Kohlekörper der Leipziger Bucht und eine der Hauptadern der Kohlegewinnung in ihrem südlichen Teil zwischen Neukieritzsch, Lucka und Profen (Tagebaue Schleenhain, Groitzscher Dreieck, Profen) und den südlichsten ehemaligen Kohlegewinnungsstätten bis Teuchern, Zeitz, Meuselwitz und Altenburg. Doch erreicht diese Flözfolge längst nicht die Ausdehnung des obereozänen Bornaer-Thüringer Hauptflözes (II/III) und unteroligozänen Böhlener Oberflözes, die in den Tagebauen Zwenkau, Cospuden und Espenhain und in jenen um Borna (Tagebaue Witznitz, Bockwitz) gewonnen wurden und die bis in das nördliche Stadtgebiet von Leipzig weiterziehen, wobei die Mächtigkeit des Bornaer Hauptflözes stark ab-, die des Böhlener Oberflözes bis in den Süden Leipzigs zunimmt. Unter dem Augustusplatz besitzt das Bornaer Flöz nur noch eine Stärke von rund 1 m, das Böhlener Flöz hingegen 12 m, bei einem trennenden Ton von rund 1 m Mächtigkeit.
Noch vor der Moorbildung des Böhlener Oberflözes drang die tertiäre Nordsee zum ersten Male in einer flachen, durch schmale Landzungen gegliederten Bucht mit Lagunen hinter den Stränden in die mittlere Leipziger Bucht bis in die Gegend südlich von Markkleeberg und südlich von Pegau vor. Während des Meeresrückzuges setzte die Moorbildung des Böhlener Oberflözes ein, die bis zum Zeitpunkt einer erneuten Meeresüberflutung fast ohne Unterbrechung weiterging. In zwei Überflutungsphasen schob sich das mindestens 50 m tiefe Meer bis Zeitz, vielleicht bis Gera nach Süden vor. Es kamen die überwiegend aus Feinsanden, im mittleren Teil aus Schluff und Ton bestehenden unteroligozänen Böhlener Schichten zum Absatz. Sie bilden in der Leipziger Bucht die Hauptfundschicht von Moostierchen, Armfüßern, Muscheln, Schnecken, Krebstieren, Stachelhäutern, Fischen (Knorpel- und Knochenfischen), Reptilien (Krokodile, Schildkröten), Vögeln und Säugetieren, darunter Resten von eingeschwemmten Landsäugern wie Nashorn, Tapir und Schreckschwein, sowie Grab- und Wühlgefügen von Würmern, Mollusken, Seeigeln und Krabben. Das Landschaftsbild dieser Zeit war geprägt von breiten, weichen Sandstränden, die von Dünen überragt wurden. Lagunen oder kleine Haffseen im Hinterland, Schilfgürtel und Mangrovenwälder in Buchten vervollkommneten das Bild der anmutig-stillen Küstenszenerie an den südlichsten Gestaden der oligozänen Urnordsee in Mitteleuropa, in der Bucht von Leipzig.
Die sicher braunkohlenzeitliche Folge in der weiteren Umgebung von Leipzig schließt ab mit Sanden, Kiesen und Tonen der oberoligozänen Thierbacher Schichten und hellen Tonen, glimmerreichen Sanden mit Relikten eines unreinen Braunkohlenflözes des unteren Miozäns (Bitterfelder Schichten).
Flussschotter und Gletscherablagerungen
Eiszeit und Nacheiszeit (Quartär)
Nach der Braunkohlenzeit schnitten sich die Flüsse mit Unterbrechungen durch Schotterüberfrachtung während der Kaltzeiten bis 40 m in die braunkohlenzeitlichen Schichten ein. Während dieser Halte wurden in bis 15 km breiten Tälern 6 bis 12 m mächtige Flussschotter abgesetzt. Ein bemerkenswertes Tal aus dieser Zeit zieht in 25 bis 35 m Tiefe südöstlich von Leipzig, von Grimma bzw. Borna kommend, über Wachau nach Leipzig-Connewitz. Es wurde von der Wyhra, einem Arm der Zwickauer Mulde und dem heute nicht mehr existierenden Großpösnaer Fluss, angelegt. Diese Gewässer vereinigten sich in der inneren Südstadt Leipzigs mit der aus dem Weißenfels – Lützener Gebiet zuströmenden Saale und der ihr tributären Weißen Elster, die ihren Weg über das Gebiet der Tagebaue Profen, Zwenkau, Cospuden und Espenhain genommen hatte. Das elstereiszeitliche Inlandeis stieß, einen großen Stausee vor sich her schiebend, zweimal über den Leipziger Raum bis in die Gegend von Zwickau bzw. Altenburg vor. Die zurückgelassenen Sedimente sind in Form von Grundmoränen (Geschiebemergeln), Schmelzwassersanden und Seeablagerungen (Bändertone), darunter die des großen Wachauer Sees, vor allem in dem vom Tagebau Espenhain (Restloch Störmthal) erschlossenen fossilen Tal südöstlich von Leipzig und im frühelstereiszeitlichen Saale-Weißelster-Tal um Knautnaundorf erhalten. Bemerkenswert ist der Befund, dass während des Zerfalls des elstereiszeitlichen Inlandeises die Zwickauer Mulde mit der Zschopau und wohl Armen der Freiberger Mulde aus der Gegend von Grimma kommend in Richtung des Göseltales, über Gaschwitz und Leipzig-Windorf und -Plagwitz das unmittelbar südlich an Leipzig angrenzende Gebiet in nordwestlicher Richtung querte. Aus der Holsteinwarmzeit sind im Umfeld der Großstadt Leipzig einige Sedimentvorkommen bekannt, nämlich die von Gaschwitz, Seehausen und Jesewitz bei Taucha. Die große Abkühlung der Saaleeiszeit führte zur Aufschüttung eines mächtigen Schotterkörpers der Gösel, Pleiße und westlich der Weißelsteraue der Weißen Elster. Es entstand die durch ihre reichen alt- und mittelpaläolithischen Artefaktfunde um Markkleeberg und Eythra – Knautnaundorf berühmt gewordene Hauptterrasse. Das Inlandeis der Saaleeiszeit staute wiederum einen bedeutenden Glazialsee in den Tälern auf, in dem sich der Böhlener Bänderton absetzte. Es überfuhr diese Region zweimal. In der ersten Vereisungsphase drang es bis in die Gegend von
