Die Grundlage für die römische Eisengewinnung im Ahrweiler Stadtwald bilden Anreicherungen von Brauneisenstein, die in unmittelbarer Nähe der Eisenschmelze mehrfach oberflächennah vorkommen. Brauneisenstein (FeOOH) tritt hier vor allem am nördlichen und östlichen Rand des "Breite Kopf" an mehreren Stellen in sogenannten Nestern auf. Diese Nester besitzen mittlere Durchmesser von 2-20 m.
 

Wie sind diese Erzvorkommen entstanden?

Brauneisenstein ist ein sogenanntes Verwitterungserz, das seine Entstehung geologischen Vorgängen verdankt, die über einen Zeitraum von vor 220-60 Millionen Jahren vor heute die Landschaft unserer Region tiefgreifend und nachhaltig geprägt haben.
 
Zu dieser Zeit bildete das westliche und östliche Rheinische Schiefergebirge eine Insel, während der größte Teil Mitteleuropas vom Meer bedeckt war. Unter sehr warmen und feuchten Klimabedingungen waren die Gesteine einer intensiven Verwitterung ausgeliefert, bei der sie tiefgründig zersetzt und durch Oxidation gebleicht wurden. Bei diesem Vorgang, der auch Weißverwitterung genannt wird, wird Eisen freigesetzt.

Einsickerndes Niederschlagswasser konnte das Eisen lösen und in tiefere Gesteinsschichten transportieren, wo es oberhalb des Grund- oder Stauwasserhorizontes wieder ausfiel. So entstanden ausgedehnte Brauneisensteinkrusten, die als Bänder oder Schnüre das Gestein durchziehen.

Dort, wo die verwitterten Gesteinsschichten inzwischen abgetragen wurden, sind diese Erze relativ nah an der Oberfläche in einzelnen Vorkommen, den Nestern, erhalten geblieben. Sie waren sehr leicht zugänglich und konnten so in Pingen (das sind trichterförmige Vertiefungen an der Erdoberfläche) abgebaut werden.

Außer in den estem ist es auch entlang von Spalten und Verwerfungen zur Anreicherung von Eisenerzen gekommen. In dem einen Steinbruch am Westrand des "Breite Kopf" 1st eine solche Erzfüllung deutlich erkennbar. Roteisenstein. der nach außen in Brauneisenstein übergeht. füllt hier eine Spalte. die fast senkrecht den Gesteinsverband durchzieht.