E-Book, Deutsch, 400 Seiten
ISBN: 978-3-8463-8610-1
Verlag: UTB
Format: EPUB
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)
Dieses Buch gibt zuerst den modernen plattentektonischen Rahmen. Anschließend werden die Gesteinsverbände des kristallinen Grundgebirges sowie der paläozoischen, mesozoischen und känozoischen Sedimentabfolgen diskutiert. Der tektonische Bau von Jura bis Po-Becken wird samt Tiefenstruktur, Metamorphose und orogener Entwicklung beleuchtet. Die jüngste geologische Geschichte schließlich geht auf die pliozänen Flusssysteme, die großen pleistozänen Vereisungen, die Landschaftsgestaltung und die rezenten Bewegungen ein.
Die reiche Bebilderung mit Karten, Profilen, stratigrafischen Kolonnenprofilen und Entwicklungsschemata kann als Grundlage für Exkursionen und Kurse dienen.
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Vorwort 9
1 Die Alpen im plattentektonischen Rahmen 13
1.1 Die älteren Gebirge in Europa 14
1.2 Das Zerbrechen von Pangäa und die Öffnung der alpinen Tethys 22
1.3 Das alpine System 25
1.4 Geologische Gliederung der Alpen 27
2 Bausteine der Alpen: Das prä-triadische Grundgebirge 35
2.1 Das prä-triadische Grundgebirge von Schwarzwald-Vogesen 37
2.2 Das prä-triadische Grundgebirge der Externmassive 41
Externmassive der Westalpen 42
Externmassive der Zentralalpen 45
Externmassive der Ostalpen 49
2.3 Das prä-triadische Grundgebirge der Decken des Penninikums 51
2.4 Das prä-triadische Grundgebirge des Ostalpins 54
2.5 Das prä-triadische Grundgebirge des Südalpins 56
2.6 Paläozoische Sedimente in den Ost- und Südalpen 62
Paläozoikum der Karnischen Alpen 62
Paläozoikum der Grauwacken-Zone 64
Paläozoikum der Innsbruck-Quarzphyllite 64
2.7 Das variszische Gebirge im ausklingenden Paläozoikum 66
2.8 Post-variszische Sedimente und Vulkanite des Perms 72
Der Nordschweizer Permokarbon-Trog 72
Das Permokarbon im Helvetikum 72
Das Permokarbon im Penninikum 78
Das Permokarbon im Ostalpin 78
Das Permokarbon im Südalpin 82
3 Bausteine der Alpen: Die mesozoischen Sedimente 83
3.1 Die mesozoischen Schichtreihen 84
Der europäische Kontinentalrand 84
Die Meeresarme zwischen Baltica und Afrika 93
Der adriatische Kontinentalrand 102
3.2 Die plattentektonische Entwicklung 107
Trias: Epikontinentale Plattformen 110
Jura: Öffnung von Meeresarmen 112
Kreide: Öffnung und Schließung von Meeresarmen 130
4 Bausteine der Alpen: Die känozoischen Gesteinsabfolgen 139
4.1 Die känozoischen Sedimentabfolgen 141
4.2 Spätkretazische und paläogene Flysche 145
4.3 Eozän-oligozäne Flysche 153
4.4 Oligozän-miozäne Molasse im nordalpinen Vorlandbecken 156
4.5 Oligozän-pliozäne Sedimente im Po-Becken 159
4.6 Juragebirge 160
4.7 Intramontane Senken 162
4.8 Intrusivgesteine und Vulkanite 162
4.9 Paläogeografische und tektonische Entwicklung 168
5 Der tektonische Bau der Alpen 181
5.1 Die Westalpen 185
Das Juragebirge 191
Die Chaînes subalpines des Dauphinois 191
Die penninischen Decken und ihr Kontakt zum adriatischen Kontinentalrand 199
5.2 Die Zentralalpen 206
Das Juragebirge 210
Das Molassebecken 216
Das Helvetikum 220
Das Penninikum 246
Das Ostalpin 255
Das Südalpin 257
5.3 Die Ostalpen 260
Das Molassebecken 269
Das Helvetikum 270
Das Penninikum 272
Das Ostalpin 275
Das Südalpin/Dolomiten 278
5.4 Tiefenstruktur der Alpen 281
6 Die tektonische Entwicklung der Alpen 291
6.1 Die alpine Metamorphose 293
Regionale Verteilung der Metamorphose 293
Hochdruckmetamorphose 296
Temperaturdominierte Metamorphose 300
Kontaktmetamorphose 304
6.2 Die Kreideorogenese 305
6.3 Die känozoische Orogenese 307
6.4 Gebirgsbildung: Hebung und Abtrag 335
7 Die jüngste geologische Geschichte der Alpen 343
7.1 Miozäne und pliozäne Flusssysteme 345
7.2 Pleistozäne Vereisungen 349
7.3 Rezente Bewegungen und Seismizität 355
7.4 Bergstürze und Hangkriechen 363
Literaturverzeichnis 373
Register 389
|Seite 13| 1-0: Physiografie Europas 1 Die Alpen im plattentektonischen Rahmen 1.1 Die älteren Gebirge in Europa 1.2 Das Zerbrechen von Pangäa und die Öffnung der alpinen Tethys 1.3 Das alpine System 1.4 Geologische Gliederung der Alpen |Seite 14| In den Alpen sind Gesteine anzutreffen, deren Alter von einer Milliarde Jahren bis zu rezenten Gesteinen reichen. Die Gesteine selbst, Sedimente, Magmatika, Metamorphika und Lockergesteine, umfassen das gesamte überhaupt denkbare Spektrum. Viele dieser Gesteine und deren Entstehung können nur im Zusammenhang mit dem geologischen Bau von Europa und den damit assoziierten plattentektonischen Prozessen verstanden werden. Im Folgenden wird deshalb der plattentektonische Rahmen von Europa, der älteren Gebirge sowie der jungen alpinen Gebirgsstränge in Europa etwas beleuchtet. 1.1 Die älteren Gebirge in Europa Der europäische Kontinent besitzt geologisch gesehen eine sehr wechselvolle Geschichte. Die Alpen als Bestandteil dieses Kontinentes sind zwar an und für sich ein spektakuläres Gebirge, sind aber erst in der jüngsten geologischen Geschichte des Kontinents entstanden. Für eine geologische Gliederung Europas drängt sich eine Einteilung aufgrund des Alters der Konsolidierung der einzelnen Regionen auf. Unter Konsolidierung versteht man dabei das Zusammenschweißen von Kontinenten im Gefolge von Plattenbewegungen. Die allermeisten der Gebirge innerhalb Europas sind durch Plattenbewegungen entstanden, bei denen ein ehemaliger Ozean in einer Subduktionszone verschluckt wurde und anschließend die Kontinentalblöcke miteinander kollidierten. Da kontinentale Kruste eine relativ geringe Dichte besitzt, wirkt bei ihrer Ankunft in einer Subduktionszone der Auftrieb einer Versenkung in größere Tiefe entgegen. Als Folge bleibt die kontinentale Kruste nahe der Oberfläche und wird zusammengestaucht. Dabei entweichen die obersten Teile der Kruste nach oben und bauen sukzessive ein Gebirge auf. Dieser Prozess wird als Orogenese (Gebirgsbildung) bezeichnet. Innerhalb der geologischen Entwicklung Europas sind nun eine ganze Anzahl von solchen Kontinent-Kontinent-Kollisionen bzw. Orogenesen geschehen. Man unterscheidet entsprechend kaledonische, variszische und alpine Gebirgsgürtel. Die daran beteiligten Kontinentalplatten Nordamerika, Sibiria, Baltica/Europa und Afrika werden auch als Terrane bezeichnet. Die tektonische Karte in Abb. 1-1 trägt dieser Einteilung Rechnung. Aufgrund des relativen Alters dieser Orogenesen wurde Europa auch schon in Eo-, Paläo-, Meso- und Neo-Europa eingeteilt. Es ist zu beachten, dass die erwähnten Terrane Gesteinseinheiten enthalten, die Überbleibsel von noch viel älteren, völlig abgetragenen Gebirgsgürteln darstellen. Eo-Europa ist eine geologische Großstruktur, die seit dem Präkambrium als zusammengeschweißter Block keine Gebirgsbildung mehr erfuhr. Zwei geologische Provinzen sind in Eo-Europa zu unterscheiden: der baltische Schild und die russische Platte. Der baltische (oder fennoskandische) Schild ist eine großräumige, buckelförmige Aufwölbung bzw. ein Schild von hochmetamorphem kristallinem Grundgebirge (Baltica in 1-1). Innerhalb dieser Gesteinsserien können mehrere uralte, völlig abgetragene Gebirge unterschieden werden. Die ältesten Gesteine des baltischen Schildes sind drei bis dreieinhalb Milliarden Jahre alt und stammen aus einer Tiefbohrung in der Gegend von Kola südlich des Weißen Meers und aus Lappland. |Seite 15| Die russische Platte ist die Sedimentbedeckung des baltischen Schildes und besteht aus nicht metamorphen Sedimenten des oberen Proterozoikums, überlagert von datiertem Kambrium und einer Serie, die bis ins Känozoikum reicht. Die Platte taucht nach Südosten unter die Senke im Vorland des Kaukasus nördlich des Kaspischen Meers, nach Osten und Westen unter die Vorlandtröge des Urals und der Karpaten. Die Platte ist intern strukturiert mit örtlichen Senken bzw. Becken mit mächtigeren Sedimentserien und Hochzonen geringerer Sedimentmächtigkeit Die Sedimente der russischen Platte spiegeln die späteren Gebirgsbildungen wider, die an ihrem Rand stattfanden. Beispiele sind der berühmte Old-Red-Sandstein, kontinentale fluviatile Sedimente des mittleren bis späteren Devons, die den Abtragungsschutt der (kaledonischen) Gebirge in Norwegen und Schottland darstellen, die permo-triadischen lagunär-kontinentalen Sedimente im Vorland des (variszischen) Urals sowie die känozoischen kontinentalen Bildungen im Vorland des Kaukasus und der Karpaten. Im Inneren der russischen Platte sind die Sedimente meist marin, (mit Ausnahme etwa der Kohlesümpfe des frühen Karbons von Moskau), aber ab der frühen Kreide zog sich das Meer nach Süden zurück, und die russische Platte entwickelte sich zum Festland. Unter Paläo-Europa versteht man das kaledonische Gebirge, welches sich über Skandinavien und Schottland erstreckt. Weitere Teile finden sich in Grönland und in den Appalachen. Diese geografische Verteilung deutet schon an, dass spätere Plattenbewegungen dieses im frühen Paläozoikum entstandene Gebirge in Stücke zerlegten. Verantwortlich dafür waren etwa die Öffnung der Nordsee ab dem Perm und die Öffnung des Nordatlantiks ab dem Jura. Zu Meso-Europa zählen die variszischen Gebirge, die im späten Paläozoikum entstanden sind. Mit Ausnahme des Urals, der als durchgehender Gebirgsstrang verfolgt werden kann, sind die variszischen Gebirge in Deutschland und Frankreich weitgehend abgetragen und von jüngeren Sedimenten bedeckt. Dies zeigt sich in der inselartigen Verteilung der Gebirgsreste in Abb. 1-1. Neo-Europa schließlich umfasst eine Reihe von Gebirgen, die im Jura (Türkei), in der Kreide (Teile der Alpen, Pyrenäen), aber hauptsächlich im Känozoikum entstanden sind. Diese Gebirgsstränge weisen oftmals gewundene Bogenformen auf. Exemplarisch dafür sind neben den Alpen die Karpaten und das System Betische Kordillere–Rif– Tell-Atlas. Diese Bogenform beruht im Wesentlichen auf der Geometrie der Plattengrenzen der verschiedenen beteiligten Mikroplatten, ein Punkt, der später eingehender diskutiert wird. Den geradlinigen Gebirgen Pyrenäen und Hoher und Mittlerer Atlas ist gemeinsam, dass die Gebirgsbildung wesentlich durch eine Seitenverschiebung längs geradliniger Bruchzonen geprägt ist. Neben dieser Seitenverschiebung verursachte eine kompressive Komponente eine Verkürzung der Ränder der Bruchzonen, die für die eigentliche „Auffaltung“ der Gebirge verantwortlich war. Die plattentektonische Entwicklung Europas und die Entstehung der kaledonischen und variszischen Gebirge ist in Abb. 1-2 vereinfacht dargestellt. Die Abbildung zeigt, wie mehrere Kontinente innert 300 Millionen Jahren zu einem Großkontinent, Pangäa, zusammengeschweißt werden. |Seite 16| 1-1 Tektonische Karte von Europa. Ausgeschieden sind die Gebirgsgürtel unterschiedlichen Alters sowie die daran beteiligten Terrane bzw. Kontinente. |Seite 17| Im späten Kambrium (vor 500 Millionen Jahren) sind im Südkontinent Gondwana die heutigen Landmassen von Südamerika, Afrika und Teilen von Asien vereinigt. Die Kontinente von Baltica (etwa das heutige Schweden, Finnland und Russland), Sibiria und Nordamerika sind von Meeren umgeben, in denen sich mächtige Sedimentablagerungen sammelten. Am nördlichen Kontinentalrand von Baltica wurden im untiefen Teil des Iapetus-Ozeans während des Proterozoikums (vor etwa 600 Millionen Jahren) 1400 Meter graue und rötliche Arkosen, Konglomerate, Kalke und Tonschiefer abgelagert. Die Arkosen enthalten auch Diamiktite, also fossile Grundmoränen, die auf eine uralte Vereisung deuten. Das Kambrium setzt mit einem Basalkonglomerat ein und enthält sogenannte Alaunschiefer, d. h. dunkle eisensulfidreiche Pelite. Die marine Sedimentation setzte sich im Ordovizium-Silur fort, wovon Ton-, Kalk-, und Turbiditablagerungen zeugen. Im eigentlichen Iapetus-Ozean entstanden Grüngesteine mit Gabbros und Peridotiten, typische Gesteinsassoziationen einer neu entstehenden ozeanischen Kruste. Am nordamerikanischen Kontinentalrand schließlich wurden im Proterozoikum 6000 Meter Arkosen, Konglomerate, Sandsteine, Grauwacken und Pelite des sogenannten Torridonian abgelagert. Im Kambrium folgten dann Quarzite und schließlich mächtige Dolomite, deren Ablagerung sich bis ins Ordovizium fortsetzte. Durch Subduktion wurde der Iapetus-Ozean sukzessive geschlossen, und mit der Kollision von Baltica mit Nordamerika wurde ein großer Gebirgsstrang gebildet: die Appalachen in Nordamerika und das kaledonische Gebirge in Europa (Skandinavien und Schottland). 1-2 Die plattentektonische Entwicklung von Europa, dargestellt anhand von vier Momentaufnahmen. Position der Platten nach Blakey (2008) und Scotese & Sager (1988). A: Appalachen, K: Kaledonische Gebirge, E: Ellesmere-Gebirge, V: Variszische Gebirge, U: Ural, NAm: Nordamerika, SAm: Südamerika. |Seite 18| In Abb. 1-3 sind zwei Profilschnitte durch das...
