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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-22251
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2225/


Krecher, Marc

Die Turbiditsandstein-Komplexe der devono-karbonischen Markstein Gruppe im Oberelsass (NE-Frankreich) und ihre Beziehungen zu den moldanubischen Gesteinseinheiten von Schwarzwald und Vogesen

The turbidite complexes of the Devonian-Carboniferous Markstein Group (Alsace, NE-France) and their relations to the Moldanubian rock units of the Schwarzwald and Vosges Mountains

Dokument1.pdf (42.277 KB) (md5sum: 4cf7e6a11f6884b4ff1981581ee71ea7)

Kurzfassung in Deutsch

Zusammenfassung

Mit der geologischen Untersuchung von Sedimentgesteinen in den Südvogesen (NE-Frankreich) und im Südschwarzwald (SW-Deutschland) wird ein Beitrag zur Paläogeographie und zur Geodynamik der moldanubischen Gesteinseinheiten des mitteleuropäischen Variszikums geleistet. Die Turbidit-sandsteinabfolge der Markstein Gruppe (Südvogesen) wurde über einen langen Zeitraum hinweg ab-gelagert und bietet wegen ihrer großen Mächtigkeit von ca. 3500 m einen stratigraphisch sehr voll-ständigen Einblick in die zeitliche Entwicklung der Variszischen Gebirgsbildung am Oberrhein. Um die geologische Beziehung der Markstein Gruppe zu anderen Sedimentgesteinseinheiten der Region interpretieren zu können, wurden zusätzlich auch die Ablagerungsmilieus dieser Einheiten und deren zeitliche Entwicklung soweit wie möglich rekonstruiert. Die direkte Nachbarschaft der Markstein Gruppe zu den Kristallingesteinen der Zentralvogesen macht sie außerdem zu einem Bindeglied zwi-schen dem "tektonischen Milieu" der Turbiditbecken und den tektonometamorphen Prozessen der tieferen Erdkruste.
Auf der Grundlage sediment- und petrofazieller Analysen kann die Markstein Gruppe in drei Turbidit-komplexe gegliedert werden. Aus den sedimentfaziellen Untersuchungen ergibt sich ein zeitlicher und möglicherweise auch räumlicher Proximalitätstrend zwischen den Komplexen. Dieser Trend geht ein-her mit einer petrofaziellen Entwicklung von quarzärmeren Ablagerungen mäßig reifer magmatischer Bögen zu quarzreicheren Ablagerungen tief eingeschnittener und herausgehobener aktiver Kontinen-talränder. Das Liefergebiet wurde zwischen dem Oberdevon und dem untersten Karbon von kalkalkalinen basaltischen Vulkaniten und Metagranodioriten aufgebaut, während im höheren Unterkarbon tief angeschnittene Metagranodiorite und felsische Vulkanite abgetragen wurden. Durch die ausge-prägte positive V-Cr-Ni Anomalie können die älteren Sandsteinabfolgen mit den ungefähr zeitgleichen Protocanites Grauwacken der Badenweiler-Lenzkirch Zone (BLZ, Südschwarzwald) in Bezug zuein-ander gesetzt werden.
In den jüngeren Turbiditsandsteinabfolgen der Markstein Gruppe ist die episodische Aktivität eines andesitisch-dazitischen Vulkanismus nachweisbar. Dieser Vulkanismus zeigt auch geochemische Übereinstimmungen mit Daziten und Rhyodaziten des höheren Unterkarbons in der BLZ. Partielle Schmelzen tiefkrustaler Gesteine einer sehr dicken kontinentalen Kruste haben vermutlich die geo-chemischen Besonderheiten der Vulkanite hervorgerufen. Eine ebenfalls auf das höhere Unterkarbon datierte Granulitmetamorphose wurde früher bereits in den zentralen Kristallinarealen nachgewiesen und belegt die Überdickung der kontinentalen Kruste zu dieser Zeit.
Die tektonische Stapelung von Sedimentgesteinseinheiten der Markstein Gruppe, die im höchsten Unterkarbon stattgefunden hat, kann anhand überkippter Gesteinsabfolgen und einer sediment- und petrofaziellen Verdopplung von Teilen des Zentralen Markstein Komplexes und des Hahnenbrunnen Komplexes aufgezeigt werden. Zusammen mit dem oben erläuterten sediment- und petrofaziellen Trend wird die Entstehung der Markstein Gruppe daher einem tektonisch akkretionierenden Milieu in Form eines tiefmarinen Vorlandbeckens zugeordnet. Die Entwicklung des Vorlandbeckens beginnt mit der Kollision eines magmatischen Bogens und einem südlich gelegenen Vorland im Oberdevon. Der syn- bis postkollisionale Magmatismus, Relikte von Ozeangesteinen und die petrofazielle und geochemische Zusammensetzung der älteren Turbiditsandsteine deuten dabei auf die Schließung eines ehemaligen back-arc Beckens hin. Eine dadurch bis zum höheren Unterkarbon stark verdickte Kruste führte zur Heraushebung und Abtragung des magmatischen Bogens.
Die tektonische Extrusion und Exhumation von Granuliten der Unterkruste und von Mantelgesteinen wird hier im Zusammenhang mit dextral-transpressiven Scherzonen gesehen, die auf beiden Seiten der zentralen Kristallinareale gleichzeitig aktiv waren. Im weiteren Verlauf der Deformation kam es schließlich zur Ausbildung einer halbseitigen positiven Blumenstruktur und zur Juxtaposition der Markstein Gruppe zu ebenfalls deformierten Gesteinen völlig verschiedener Sedimentationsbecken. Dies belegen sowohl die strukturellen und kinematischen Analysen als auch die sediment-stratigraphische Rekonstruktion der sich südlich daran anschließenden Oderen Gruppe im Thurtal der Südvogesen.
Paläogeographisch lassen sich übereinstimmende geologische Entwicklungen mit dem Variszikum der Böhmischen Masse im Osten und dem des nordöstlichen Massif Central im Südwesten aufzeigen.


Kurzfassung in Englisch

The geological investigation of sedimentary rocks in the Southern Vosges (NE-France) and the South-ern Schwarzwald (SW-Germany) was carried out to better understand the paleogeographic and geody-namic evolution of Moldanubian rock units in the Mid-European Variscides. Turbidite sandstones of the Markstein Group (Southern Vosges) cover a long timespan of deposition and because of its large thickness of about 3500 m this unit provides a nearly complete stratigraphical insight into the Variscan orogenesis in the Upper Rhine area. An interpretation of the geological relationship to other sedimen-tary units of the Moldanubian Vosges and Schwarzwald Mountains requires the knowledge about their sedimentary environment and evolution. A reconstruction of most of these units was therefore inte-grated into this work. Furthermore, the direct neighbourhood to crystalline rocks of the Central Vosges Mountains makes the Markstein Group a connecting link between the tectonic setting of turbidite ba-sins and the tectono-metamorphic processes in the deep crust.
Based on the sedimentary facies and on the petrofacies, the Markstein Group can be subdivided into three turbidite complexes, which show a sedimentary proximality trend in time and probably also in space. This trend goes along with a development from quartz-poor deposits of a less dissected mag-matic arc to a quartz and feldspar-rich composition of a deeply dissected and uplifted active margin. Between the Upper Devonian and the early Lower Carboniferous the source area delivered detritus from calcalkaline basaltic rocks and metagranodiorites. During the late Lower Carboniferous meta-granodiorites and felsic volcanic rocks were eroded. A strong positive V-Cr-Ni anomaly can be de-tected in the older turbidite sandstones and points to a geological relationship to the "Protocanites Grauwacken" of the Badenweiler-Lenzkirch Zone (BLZ, Southern Schwarzwald).
An episodic andesitic to dacitic volcanism is evident from petrographic and geochemical data of younger turbidite sandstones in the Markstein Group. Dacites and rhyodacites of the late Lower Car-boniferous in the BLZ show a corresponding geochemical behaviour. It is concluded that the volcan-ites originated by partial melts of the deep and thick continental crust. This is in accordance to a HT-HP granulite metamorphism of late Lower Carboniferous age, which was recognized before in the crystalline rocks of both mountain ranges.
The late Lower Carboniferous tectonic stacking of turbidite units in the Markstein Group is evident from overturned sandstone successions and remarkable similarities in the sedimentary facies and pet-rofacies between parts of the Central Markstein / Hahnenbrunnen Complexes, and the Langenfeldkopf Unit. In combination with the above mentioned sedimentological and petrographical trend, the Mark-stein Group is interpreted as the infill of a deep marine foreland basin in an accretionary tectonic set-ting. The syn to post-collisional magmatism, relicts of oceanic crust and the compositions of the older sandstones point to the closure of a back-arc basin in Upper Devonian time followed by the collision between a magmatic arc and its southern foreland. Increasing thickness of the crust was accompanied by the erosion of the uplifted magmatic arc. During the late Lower Carboniferous dextrally-transpressive top-to-the-ESE shear-zones developed along both sides of the Central Vosges and Schwarzwald crystalline areas, supporting a model of tectonic extrusion and exhumation of lower crustal granulites and mantle rocks. The Markstein Group was deformed to half of a positive flower structure and was juxtaposed to sedimentary successions of the Oderen Basin, the latter showing an overall different environmental and tectonic setting.
A similar geological evolution is observed in the Bohemian massif to the E and in the northeastern Massif Central to the SW.


SWD-Schlagwörter: Turbidit , Variskisches Gebirge , Moldanubikum , Großer Belchen , Devon-Karbon-Grenze , Karbon , Culm , Schwarzwald , Vogesen
Freie Schlagwörter (deutsch): Turbiditsandsteine , Badenweiler-Lenzkirch-Zone
Freie Schlagwörter (englisch): turbidite sandstones , Lower Carboniferous , Southern Vosges
Institut: Geologisches Institut
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften, Geologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Behrmann, Jan H. (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 10.11.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 10.01.2006
Bemerkung: Aufsatz zur Arbeit eingereicht 2005 bei "Geotectonic Research"
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