Geologie Deutschlands - Geology of Germany

Sandsteinschichten aus der Triaszeit in Thüringen

Die Geologie Deutschlands wird stark von mehreren Phasen der Orogenese im Paläozoikum und im Känozoikum , von der Sedimentation in Schelfmeeren und epikontinentalen Meeren sowie in Ebenen im Perm und Mesozoikum sowie von den quaternären Vereisungen beeinflusst .

Regionale geologische Lage

Karte der tektonischen Provinzen in Europa mit dem Baltischen Schild und der Osteuropäischen Plattform (     ) und europäische orogene Gürtel (Caledonian             ;; Variscan     ;; alpin     ). Rote Linien stehen für geologische Nähte . Deutschland befindet sich in der Mitte der Karte.

Deutschland ist zwischen der geologisch sehr alten (gelegen Präkambrium ) Osteuropäischen Tafel ( Baltica ) im Norden und Nordosten (das weiter nördlich als ausgesetzt ist Baltischen Schild ) und die geologisch jungen (Cenozoic) Alpine - Karpaten Orogen nach Süden . Die entsprechenden Krusten Provinzen Deutschland sind somit geologisch „mittleres Alter“ und wurden akkretierten während der paläozoischen durch auf die Osteuropäischen Tafel Plattentektonik Prozesse. Diese Gebiete bilden das geologische Fundament Deutschlands. Der Keller ist die älteste der vier geologischen Krustenebenen ( deutsch: Stockwerke ), die sich in Mitteleuropa nördlich der Alpen überschneiden . Die Werte spiegeln hauptsächlich die Altersverhältnisse der Gesteine ​​und die großen tektonischen Trends wider , denen die Erdkruste im Laufe ihrer geologischen Geschichte ausgesetzt war: Krustenausdehnung und weit verbreitete, meist marine Sedimentation im Wechsel mit Krustenkompression / Orogenese und ausgedehnter Erosion . Die Oberflächengeologie Deutschlands hat sich aufgrund regionaler Unterschiede in der Wirkung und dem Erscheinungsbild externer und interner Kräfte im letzten Jahrhundert zu ihrer heutigen Konfiguration entwickelt .  20 Millionen Jahre. Deutschland kann in drei physiografische Regionen unterteilt werden : die mitteleuropäische Depression, die mitteleuropäischen Blöcke und die Alpen.

Physiographische Regionen

Vereinfachte Karte der Oberflächengeologie Deutschlands. Die Mitteleuropäische Senke (hellgelb) ist fast vollständig von Quartärvorkommen bedeckt. Das Gebiet der mitteleuropäischen Blöcke erscheint hauptsächlich in Violett (Mesozoikum + Zechstein + Ruhr Karbon (Schlesisch)) und Braun (vor spätem Karbon). Im äußersten Süden liegen die Alpen.

Mitteleuropäische Depression

Das nördliche Drittel Deutschlands ist Teil der mitteleuropäischen Depression ( deutsch: Mitteleuropäische Senke ), auch bekannt als das norddeutsch-polnische Becken, das in etwa der norddeutschen Ebene entspricht . Die mitteleuropäische Depression ist ein langfristig abklingendes Gebiet, das eine mehrere tausend Meter dicke Sedimentgesteinssequenz aus dem späten Paläozoikum bis zum Känozoikum enthält. Sie ist gekennzeichnet durch einen starken oberflächlichen Gletscherüberdruck sowie durch Salztektonik von permischen unterirdischen Salzdiapiren zusammen mit geringfügigen Langzeiteffekte der alpinen Orogenese.

Mitteleuropäische Blöcke

Südlich der mitteleuropäischen Depression befindet sich das Gebiet Mitteleuropäisches Schollengebiet , das geografisch das Mittelhochland , das süddeutsche Steilland , die Oberrheinebene und die Ausläufer der Alpen umfasst. Die langfristigen Auswirkungen der alpinen Orogenese waren in diesem Bereich relativ stark und die Auswirkungen der pleistozänen Vergletscherungen waren gering. Die Region ist in mehrere strukturell uplifted Blöcke unterteilt, in denen weitgehend gefaltet Paleozoic Keller Aufschlüssen und einige abgeklungen / Nicht uplifted Blöcke fast ausschließlich durch Mesozoic oder Cenozoic Gesteinen gekappt. Die emporgehobenen Blöcke sind das Rheinmassiv (ohne die Ardennen ), die sächsischen und thüringischen Blöcke (nicht zu verwechseln mit der sächsuringischen Zone ), einschließlich des Harzes , des Thüringer Beckens , des Thüringer Waldes , des Thüringer-Franken-Vogtland-Schiefergebirges und des Fichtelgebirge - Erzgebirge . Die letzten drei geologischen Einheiten bilden den nordwestlichen Rand des Böhmischen Massivs , das der größte zusammenhängende Kelleraufschluss in Mitteleuropa ist. Der nordöstliche Rand des Böhmischen Massivs ist der Sudetenblock . Der westliche Rand des zentralen Teils des Böhmischen Massivs, der Böhmische Block, erstreckt sich mit den Gebirgszügen des Oberpfalzwaldes und des Bayerischen Waldes nach Deutschland . Die abgesenkten / nicht emporgehobenen Blöcke sind der Niederrheingraben (oder "Ruhrgraben") mit dem Kölner Tiefland , das Münsterland Kreidebecken ( Westfälisches Tiefland ), der Sollingblock (Hessische Depression), der Süddeutsche Block (Süddeutsches Steilland) zusammen mit dem Odenwald , dem Spessart , dem Schwarzwald und dem Molassebecken ) und dem Oberrheingraben .

Alpen-Karpaten-Bogen

Südlich des süddeutschen Blocks und des Böhmischen Massivs befindet sich der Alpen-Karpaten-Bogen ( deutsch: Alpen-Karpaten-Bogen ). Obwohl seine Ausdehnung in Deutschland auf den äußersten Süden Bayerns beschränkt ist, weist dieser schmale Streifen eine relativ hohe geologische Vielfalt auf. In dieser Region befinden sich drei der vier wichtigsten tektonischen "Domänen" der Alpen: die helvetischen Windeln , die penninischen Windeln (als Rhenodanubian Flysch Zone) und die Ostalpen (als nördliche Kalksteinalpen ).

Geologische Ebenen

Nördlich der Alpen unterscheiden sich in Deutschland traditionell vier Krustenebenen von Oberflächen- und Untergrundgesteinen nach Alter und strukturellen Merkmalen (von tief bis flach): Keller, Übergangsebene, mesozoische Plattform und kenozoische Plattform. Die letzteren drei werden im Gegensatz zum Keller auch unter dem Oberbegriff "Plattform" zusammengefasst.

Keller

Straßenschnitt mit devonischen Schiefern bei Züschen im Rothaar-Gebirge (Rheinisches Massiv)
Steinbruch im Brocken- Granit- Pluton auf Wurmberg im Oberharz , von dem Teile aus dem frühen Perm ( Asselian ) stammen, einer der jüngsten Felskörper des Variscan-Untergeschosses

Der Keller ( Deutsch: Grundgebirgsstockwerk ) aus gefalteten Felsen, von denen einige metamorphen Gesteinen , meist mariner-sedimentären und U - Boot-vulkanischen Ursprungs, intrudierten durch Granitoid plutons . Die meisten dieser Gesteine ​​sind spätkarbonhaltig oder älter. Die Faltung und Metamorphose dieser Sediment- und Vulkangesteine ​​sowie die Einlagerung der Granitoide traten hauptsächlich in zwei paläozoischen Orogenien auf: der kaledonischen Orogenese im späten Ordovizier und der variskanischen Orogenese im frühen Karbon . In den ältesten gefalteten Variscan-Gesteinen gibt es Hinweise auf eine ältere Orogenese, die Cadomian Orogeny , die vor der Akkretion der Krustenblöcke von Proto-Europe (Baltica) ( deutsch: Ur-Europa ) auftrat. Die gefalteten Grundgesteine ​​stammen aus dem Proterozoikum , aber noch ältere Relikte der Kontinentalkruste befinden sich in einem Paragneis des Bayerischen Waldes, dessen Protolith wahrscheinlich nach der kadomischen Orogenese abgelagert wurde. Eine Probe dieses Paragneis enthält ein detritales Zirkonkorn , dessen Kern vor etwa 3,48 Milliarden Jahren aus einem Magma während des Archäischen Zeitalters kristallisierte .

Während der kaledonische gefaltete Keller einige tausend Meter unter der Oberfläche der mitteleuropäischen Depression liegt, treten die Variscan-Keller oder Variscides ( deutsch: Varistikum ) im Bereich der mitteleuropäischen Blöcke häufig in mehreren großen Hochlandgebieten und auch spärlich in einigen Niederungen auf Bereiche in Form von Kelleraufzügen. Unterschieden wird hierbei zwischen Gesteinskomplexen, die gemeinhin als „Slate belts“ bezeichnet ( Deutsch: Schiefer ) aus unmetamorphen oder schwach metamorphen Gesteinen ( Schiefer , Kieselschiefer , Sandstein , Kalkstein , veränderter Basalt , phyllite und Quarzit ), die nur intrudierten sind in geringem Umfang durch Granitoide und Gesteinskomplexe, die üblicherweise als kristallin bezeichnet werden und schwach bis stark metamorphosierte Gesteine ​​(Phyllit, Quarzit, Marmor , Amphibolit , Serpentinit , Schiefer , Gneis , Granulit und Eklogit ) umfassen, die von Granitoiden weitgehend durchdrungen werden. Die Schiefergürtelgesteinseinheiten wurden bei relativ niedrigen Temperaturen in geringer Tiefe gefaltet, während die metamorphen kristallinen Bereiche während der Variscan-Orogenese viel tiefer sanken und hohen Drücken und an einigen Stellen sehr hohen Temperaturen ausgesetzt waren, die ein teilweises Schmelzen der Felsen. Die geochemische Signatur der Variscan-Granitoide legt nahe, dass ihr Magma durch teilweises Schmelzen tief vergrabener Sedimentgesteine ​​erzeugt wurde. Aufsteigende Schiefergürtel finden sich hauptsächlich im Rheinmassiv, im Harz und im Schiefergebirge Thüringen-Franken-Vogtland. Aufsteigende kristalline Gebiete finden sich hauptsächlich im Schwarzwald, im westlichen Odenwald, in Vorspessart sowie an der deutschen Peripherie des Böhmischen Massivs ( Oberlausitz , Erzgebirge, Fichtelgebirge, Pfalzwald und Bayerischer Wald).

Überleitung

Links: Typisches Perm- Konglomerat unterhalb der Wartburg (Thüringer Wald). Rechts: Perm- Rhyolith des Saar-Nahe-Beckens bei Wöllstein .

Der Übergang Stufe ( Deutsch: Übergangsstockwerk ) umfasst alle entfalteten sedimentären und vulkanischen Gesteinen des späten Karbon (Stefans) bis Mitte Permian ( Guadalupian ) Alter. "Übergangsebene" bezieht sich teilweise auf die stratigraphische Position dieser Gesteine: Sie sind jünger als die gefalteten Variscides, aber älter als die Schichten der mesozoischen Plattform. Darüber hinaus stammen sie aus einer geologischen Übergangsphase, die durch die Abflachung des Variscan-Gebirges und durch den Vulkanismus nach Variscan gekennzeichnet ist , der mit einer Krustenausdehnung im Variscan-Orogen einherging. Die Gesteine ​​der Übergangsebene unterscheiden sich von den jüngeren Plattformsedimenten darin, dass es sich häufig um relativ grobkörnige ( konglomeratische ) Molasse-Sedimentgesteine ​​und saure bis mittlere Vulkangesteine ​​(insbesondere Rhyolith ) handelt, während die mesozoische Plattform nur wenige Konglomerate und keine Vulkangesteine ​​aufweist. Die Übergangsebene ist lithostratigraphisch in Stephanian- und Permian- Sequenzen ( Rotliegend ) unterteilt. Gesteine ​​der Übergangsebene finden sich heute hauptsächlich im Saar-Nahe-Becken , im Raum Halle-Leipzig (zB Halle Porphyry Complex), im Erzgebirgsbecken und im Thüringer Wald.

Mesozoische Plattform

Outcropping Betten von Weißem Jura Kalkstein am Rande des Erdrutsch in der Nähe von Hirsch Mössingen ( Schwäbische Alb )
Die Schrammsteine , oberkreidezeitliche Sandsteine ​​im Elbesandsteingebirge bei Bad Schandau

Die mesozoische Plattform ( deutsch: Mesozoisches Deckgebirge ) umfasst alle praktisch entfalteten Sedimentgesteine ​​des Mesozoikums ( Trias , Jura und Kreidezeit ), aber auch einige paläozoische Ablagerungen der lopingischen Epoche des späten Perm. In Deutschland, im Prinzip, auch der relativ entfalteten oder schwach gefaltete post Caledonian / pre-permischen Sedimente (einschließlich der Ruhr Karbons und seiner westlicher Fortsetzung im Bereich Aachen) mit der Mesozoikum Plattform enthalten.

Die anstehende Mesozoic Plattform an der Oberfläche umfasst Zechsteins (Middle / Oberperm) marinen Gips Gesteine und Kalksteine, Buntsandstein (Lower Trias) siliziklastischen Gesteine, Muschelkalk (Middle Trias) marine Kalksteine, Keuper (Mittel- und Ober Trias) gemischte evaporite - carbonat -siliciclastic Ablagerungen, Meeresschiefer des Unterjura (Lias / Schwarzjura ), Dogger / Braunjura ( Mitteljura ), häufig eisenhaltige, silikiklastische Gesteine, Meereskalksteine ​​des Weißen Jura / Malm ( Oberjura ), Kontinentale silikiklastische Gesteine ​​der Unterkreide (Wealden) und Obere Kreidezeit marine Kalksteine, Sandsteine ​​und Gaizes. Aufsteigende Zechsteinfelsen beschränken sich auf die Ränder von Kelleraufzügen. Triasfelsen bedecken das größte Gebiet. Im süddeutschen Block tauchen weit auseinander liegende mesozoische Gesteine ​​nach Südosten ab. Aufgrund der abwechselnden Schichtung von verwitterungs- / erosionsgefährdeten Schiefern und widerstandsfähigeren Sand- und Kalksteinen hat sich dort in den letzten Millionen Jahren eine Cuesta- Landschaft gebildet. Die auffälligste dieser Cuestas ist der Weiße Jura von Franken und der Schwäbische Jura . Hochland aus relativ wetter- und erosionsbeständigen Sandsteinen des frühen / mittleren Buntsandsteins sind der Pfalzwald, der Odenwald, der Spessart, der Südrhön und der Burgwald . Grate aus Muschelkalk-Kalkstein kommen hauptsächlich im Thüringer Becken vor. Das wohl bekannteste Vorkommen von Kreidesandsteinen ist das Elbesandsteingebirge .

In Norddeutschland wurden einzelne Blöcke durch Salzstöcke aufgezwungen und bis in die älteren Schichten der mesozoischen Plattform erodiert. Erosionsbeständige Fundament , auf diesen Blöcke bilden kleine isolierte Grate, vor allem im nördlichen Harzvorland Region. Dazu gehören die Ulmenhügel (Muschelkalk), die Asse-Hügel (Buntsandstein und Muschelkalk) und der Großer Fallstein (Muschelkalk) sowie die Insel Helgoland (Buntsandstein). Kreide Kreide gefunden werden kann, teilweise durch dünne Quartärablagerungen bedeckt, nur im Norden von Deutschland, auch im Münsterkreidebecken, wo die Kreideablagerungen direkt auf dem Rest Ruhr Karbons und weiter nach Westen in die Aacheneren Formation sowie in Hannover und Salzgitter Bereich. Die wohl bekanntesten Kreidekalksteine ​​Deutschlands sind die auf der Insel Rügen an der deutschen Nordküste.

Känozoische Plattform

Links: Miozäner Meersand des Molassebeckens, Sandgrube Rammingen bei Öllingen . Rechts: Aufschluss von tertiärem Basalt in Hummelsberg, Westerwald .

Die Cenozoic Plattform ( deutsch: Känozoisches Deckgebirge ) umfasst Tertiär und Quartär Felsen. Es wird auch als "nicht konsolidiertes Gestein" bezeichnet, da die kenozoischen Sedimentgesteine ​​aufgrund ihres jungen Alters häufig keine intensive Diagenese erfahren haben und daher häufig nicht zementiert sind . Da die jüngsten Ablagerungen in einem emporgehobenen Gebiet zuerst entfernt werden, treten die kenozoischen Plattformablagerungen nur in jungen kenozoischen Senkungsgebieten in der Region Mitteleuropäische Blöcke auf, in denen die größten Aufschlüsse der Oberrheingraben, das Mainzer Becken und das Molassebecken (Alpenvorland) sind Trog). Special „Setzungen Gebiete“ sind das Nördlinger Ries und das Steinheimer Becken , beide mit Ursprung durch einen Meteoriten - Impakt . Die kenozoischen Ablagerungen in der Region Central European Blocks bestehen sowohl aus silikiklastischen Gesteinen und Kalksteinen als auch aus marinen und kontinentalen Sedimenten. Das Känozoikum in Deutschland ist auch durch Vulkangesteine ​​vertreten. Im Gegensatz zu den meist sauren ( SiO 2 -reichen) Vulkangesteinen des Übergangsniveaus liegen die kenozoischen Formationen meist zwischen sehr SiO 2 -arm ( Trachyt , Basalt, Phonolith , Tephrit , Nephelinit und Basanit ). Die größten kenozoischen Vulkangebiete Deutschlands sind die Vogelsberge , der Westerwald , das Rhöngebirge und die Eifel .

Links: Quartäre Sand-Kies- Esker- Sedimente, die von der jüngsten Pedogenese (Auswaschung und Umfällung von Carbonaten in Bodennähe) in Gatschow , Ostmecklenburg-Vorpommern, betroffen sind . Rechts: Quartär periglacially -originated Stein laufen auf Lusen im Bayerischen Wald.

In Norddeutschland besteht fast die gesamte Oberflächengeologie aus kenozoischen Sedimenten, hauptsächlich aus pleistozänen und holozänen glazialen oder fluvioglazialen Ablagerungen . Moränen und Urstromtale bestimmen das Relief (siehe Gletscherserie ) . So ist das Süd - Ridge ( deutsch: Südliche Landrücken ) ist eine Moräne der Saale - Eiszeit und der Northern Ridge ( Deutsch: Nördlicher Landrücken ) ist eine Moräne der Weichsel - Eiszeit . Das Material dieser Sedimente wurde auf dem Weg von Skandinavien nach Mitteleuropa von der Eisdecke aufgenommen und dort beim Schmelzen abgelagert. Die Route, die das Eis genommen hat, kann mit Hilfe von Steinen, den Pflastersteinen in den Moränensedimenten, rekonstruiert werden , da diese mit bestimmten Regionen in Skandinavien abgeglichen werden können (siehe Gletscherfehler ) . In Süddeutschland gibt es mit Ausnahme des Alpenvorlandes und des Oberrheingrabens eher dünne quaternäre Ablagerungen und Formationen, die geografisch hauptsächlich auf untere Hänge und Täler beschränkt sind, wo sie als Geröll- und Steinläufe oder als Flusskies und Sand auftreten . In den Ausläufern der Alpen gibt es auch pleistozäne Moränen. Dort stammen die Pflastersteine ​​jedoch aus den Alpen und eine andere Nomenklatur als in Norddeutschland wird für die Gletscherperioden verwendet, in denen das Eis aus den Bergen im Süden in die Ausläufer geschoben wurde: Die Saale-Vereisung entspricht dort der Riss-Vereisung ; Die Weichselsche Vereisung entspricht der Würmschen Vereisung .

Deutsche Alpen

Rhenodanubian Flysch : Rhythmische Kalk- Mergel - Mudrock Wechsellagerung der Piesenkopf Formation (späte Kreidezeit) in Röthenbachtal, Ostallgäu

Die Alpen sind ein junges Orogen, bei dem die relativ einfache geologische Beziehung zwischen Keller und Plattform im Gebiet nördlich der Alpen durch orogene Prozesse überdruckt und kompliziert wurde. Die Bildung der Alpen erfolgte in tektonischen "Domänen", in denen jedoch Keller und Plattform unterschieden werden können, die entweder gemeinsam oder getrennt aus getrennten Windeln bestehen . Die in den deutschen Alpen auftauchenden Windeln enthalten ausnahmslos Plattformeinheiten aus gefalteten, nicht verwandelten Sedimentgesteinen, hauptsächlich aus dem Mesozoikum, die fast ausschließlich in einer Meeresumwelt abgelagert wurden. Sie sind mit drei der vier Gebiete der Alpen verbunden.

Helvetische Domäne

Die Helvetic Domain (auch als Helvetic Nappes bekannt) ( Deutsch: Helvetikum ) trifft ungefähr Ost-West in einem Streifen, meist nur ein paar hundert Meter breit, direkt am Nordrand der Alpen mit siliziklastischen und Karbonate der Kreidezeit und das frühe Tertiär, das nach Norden auf den südlichen Rand des Molassebeckens stürzt . Es gibt hauptsächlich flache Meeresformationen, die zum Beispiel reich an Nummuliten sind (die Kressenberg-Formation). Sie stellen den inneren Festlandsockel am südlichen Rand des voralpinen Europas dar und waren erst relativ spät von den Falt- und Übersturzprozessen der alpinen Orogenese betroffen.

Flysch Zone

Die Penninic Domain (auch bekannt als Penninic Nappes) ( deutsch: Penninikum ) schlägt südlich der Helvetic Domain in einem wenige Kilometer breiten Streifen in Form der Rhenodanubian Flysch Zone ein. Es besteht aus Kreide - niedere tertiäre siliziklastischen-Karbonat turbiditischen Tiefseesedimente (siehe Flysch ) , die einen Teil des Erosions Debris repräsentiert Sediment Alpine bildenden Keils dass im weiteren Verlauf der Bildung der Alpen selbst wurde in die orogen eingebaut und Schiebung über eine Entfernung von ca. 100 km nach Norden auf die Helvetic-Einheiten.

Kalksteinalpen

Deutsch Kalkalpen: Thickly bett Karbonate des Wettersteinkalk (Mitteltrias) im Gipfelbereich des Zugspitze
Deutsche Kalksteinalpen: Dickbettige Kalksteine ​​der Dachsteinformation ( Spättrias ) in der Ostwand von Watzmann

Die Ostalpen schlagen südlich der Flyschzone ein und nehmen das größte Gebiet der deutschen Alpen ein. In Deutschland sind die Ostalpen größtenteils mesozoische, meist triassische Karbonatgesteine. Dieser Karbonat-Gesteinsverband, dessen Aufschluss (einschließlich der österreichischen Teile) in einem 35 bis 50 Kilometer breiten Streifen von Vorarlberg bis zum Wiener Becken verläuft , wird als nördliche Kalksteinalpen bezeichnet . Im Gegensatz zur Helvetic Domain und der Flysch Zone, die meist noch einen niedrigen Gebirgscharakter haben ( deutsch: Mittelgebirge ), obwohl sie morphologisch klar vom alpinen Vorland abgegrenzt sind, bilden die nördlichen Kalksteinalpen Hochgebirge ( deutsch: Hochgebirge ) von weit über 2.000 Meter über dem Meeresspiegel. Das höchste Hochgebirge Deutschlands ist die Zugspitze mit einer Höhe von 2.962 Metern, mehr als tausend Meter höher als Feldberg im Schwarzwald, Deutschlands höchster Berg außerhalb der Alpen.

Die nördlichen Kalksteinalpen stellen eine Ablagerungsumgebung dar, die sich wahrscheinlich mehrere hundert Kilometer südlich im Verhältnis zur aktuellen Position der Felsen befand. Dies spiegelt sich sowohl in den Fazies als auch im Fossilienbestand wider : Während auf der Plattform der Ostalpen während der späten Mitteltrias Karbonate mit tropischen Faunen etabliert wurden , die zeitgenössischen, epikontinentalen, teilweise terrestrischen Sequenzen in Mitteleuropa nördlich der Alpen (siehe #Mesozoikum) Plattform ) sind eher von Kieselguren dominiert und hatten eher warme gemäßigte Faunen. Insbesondere im Hinblick auf die Bildung von Trias-Gesteinen wird daher zwischen " germanischen Fazies " (Mitteleuropa nördlich der Alpen) und "alpinen Fazies" (nördliche Kalksteinalpen) unterschieden. Ausgehend von der späten Kreidezeit waren die Ostalpen von der alpinen Orogenese betroffen, und die Felsen der nördlichen Kalksteinalpen wurden gestapelt und nach Norden in ihre heutige Position transportiert, wobei die helvetischen und penninischen Gebiete außer Kraft gesetzt wurden.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links