Präpermische Sedimente des Unter- und Oberkarbons im Alpenraum

Die im Alpenraum während des Karbon abgelagerten Sedimente wurden im Wesentlichen in sehr verschiedenen tektonischen Einheiten abgelagert, daher unterscheiden sich die Sedimente der einzelnen Ablagerungsräume sehr stark voneinander. Sedimente des Karbon sind im Alpenraum nur in den Ostalpen, sowie in Teilen der südlichen Alpen erhalten, namentlich den Karnischen Alpen und den Karawanken. Die Karbonsedimente in der nördlichen Schweiz wurden komplett durch die alpine Deformation überprägt (McCann, 2008).

Die im Alpenraum während des Karbon abgelagerten Sedimente können in zwei Ablagerungsphasen unterteilt werden, zum einen in Sedimente die während der variszischen Orogenese abgelagert wurden, vom Tournaisium (Tournai) bis in das frühe Westfalium, sowie Sedimente welche im Post-Variszikum abgelagert wurden, also im Westfalium bis in das obere Stefanium (McCann, 2008).

Die Ablagerung der Sedimente während der variszischen Orogenese fand vor allem in synorogenen Becken statt, die durch extensions- und kompressionelle strike-slip Bewegungen zwischen den Mikroplatten sowie dem Superkontinent Gondwana entstanden. Bei den abgelagerten Sedimenten in diesen Becken handelt es sich vornehmlich um tief- bis flachmarine klastische Sedimente und Karbonate (McCann, 2008). Die Sedimente des Postvariszikums wurden primär in schmalen ozeanischen Becken, welche während einer Extensionsphase gebildet wurden, abgelagert. Die dort abgelagerten Sedimente schließen flachmarine Karbonate sowie klastische Sedimente ein (McCann, 2008)

Karbonsedimente im Alpenraum, die Gurktal-Decke

Das variszische Grundgebirge wird hier von mehr als 400 m nicht-marinen Siliziklastika überlagert. Im untersten Bereich der Sedimentschichten sind vor allem grobkörnige fluviatil abgelagerte Sandsteine sowie Konglomerate, welche Gneiss-klasten führen, zu finden. Besonders im unteren Sedimentpaket sind auch vereinzelte vulkanische Lagen zu finden, die als Indikator für die im späten Karbon beginnende vulkanische Aktivität gedeutet werden können. Die Sedimente selbst sind leicht metamorph überprägt. Die Sedimentation fand in einem intramontanen Becken statt, welches einen ost-west Trend aufzeigt, welcher anhand der Schichtneigung festgestellt werden kann (McCann, 2008). Die Ablagerungen der erhaltenen Sedimente der Gurktal-Decke reichen vom Viséum bis ins frühe Namurium, sowie nach einem Hiatus vom späten Westfalium bis ins das Perm (Abbildung 1). Die jüngeren abgelagerten Schichten weisen auch mehrere meter mächtige Schwarzschiefer auf, in deren Hangendem vereinzelte Anthrazitflöze auftreten können (Abb.1). Ähnliches gilt auch für die ähnlichen Sedimentpakete im Oberkarbon in den Karawanken und den Karnischen Alpen (McCann, 2008).

 

Karbonsedimente im Alpenraum, die Auernig-Schichten der Karnischen Alpen

Die Auernig-Schichten (Abb.2) in den Karnischen Alpen, welche im Oberkarbon abgelagert wurden, bauen im Liegenden auf pelagischen Kalksteinen des Unterkarbons (Tournaisium) auf und bilden eine mehr als 1000 m mächtige Sukzession aus flachmarinen Karbonaten und Siliziklastika. Die Ablagerung dieser Sedimentschichten fand in einem ozeanischen Becken statt, welches während einer Extensionsphase gebildet wurde. Die Sedimentabfolge basiert auf den sogenannten „Auernig-Zyklen“, das heißt die Schichten setzen im Liegenden mit Konglomeraten ein, die nach oben hin in grobkörnige schräggeschichtete Sandsteine übergehen, die ihrerseits nach oben hin feinkörniger werden und eine Hummocky-Kreuzschichtung bilden. Im Hangenden stehen Silsteine an, welche von fossilreichen Kalken überlagert werden. Diese Abfolge ist in ähnlicher Weise in der kompletten Auernig-Gruppe vorhanden, bis fast an die Grenze zum Perm (McCann, 2008).

Abb.2: Stratigraphie der Auernig-Gruppe des Oberkarbon, nach McCann, 2008

Sedimente des Perm im Alpenraum

Die Grenze zwischen dem Oberkarbon um dem Perm ist durch sehr starke Veränderungen im Bereich der vulkanischen und magmatischen Aktivität gekennzeichnet, sowie auch durch das Ende der variszischen Orogenese im Oberkarbon. Es kann gemeinhin von zwei vulkanischen und magmatischen Zyklen ausgegangen werden, mit dem ersten Zyklus welcher sich vom späten Oberkarbon über das frühe Perm erstreckt und dem zweiten Zyklus welcher vom spätem Perm bis in die frühe Trias reicht (Schuster & Stüwe, 2008 & Manzoni et. al., 1989).
Der erste Zyklus kann hierbei durch einen frühen calc-alkalischen Magmatismus gekennzeichnet werden, der zu Beginn der Ausbildung Rhyolithe und Andesite bildete, später dann Rhyolithe und Dacite. Der zweite Zyklus ist durch einen reinen alkalireichen Magmatismus gekennzeichnet, der in keiner Relation mehr zur variszischen Orogenese steht (Cortesogno et. al., 1998).

Permische Sedimentgesteine sind sowohl in den Ostalpen als auch in den Südlichen Alpen zu finden. Besonders in den Ostalpen sind diese Gesteine jedoch durch die alpine metamorphose überprägt (McCann, 2008). Weit verbreitet sind hier vor allem die Grünschieferfazies sowie verschiedene Arten von Arkosen.

Einen sehr großen Einfluss auf die Sedimentation und auch die Ablagerungsdynamik, nahmen vor allem die vulkanische Aktivität zur Zeit des Perm, sowie auch die resultierende tektonische Aktivität, welche primär durch Bruchtektonik gekennzeichnet ist.

Perm-Sedimente der Ostalpen
 

Mit dem Wechsel vom Karbon in das Perm ging ebenfalls ein Klimawechsel mit einher, welcher sich besonders in den Sedimenten wiederspiegelt. Im Bereich der Ostalpen wurden vor allem nicht-marine rotliegend-Formationen abgelagert, die typisch für semiaride bis aride Klimate sind und damit bereits einen Wechsel vom relativ humiden Klima des Karbons darstellen. Zudem sind die Sedimente der Ostalpen relativ arm an Tierfossilien, weisen jedoch eine hohe Dichte and Pflanzenfossilien auf (McCann, 2008). 

 

Perm-Sedimente der Südlichen Alpen

Der Bereich der südlichen Alpen ist im Perm analog zu den beiden magmatischen Zyklen einzuordnen, mit dem ersten Sedimentationszysklus der sich über dem Variszischen Grundgebirge befindet und durch fluviatil-lakustrine Siliziklastika sowie durch vereinzelte sauer bis intermediäre Vulkanische effusive Lagen gekennzeichnet ist. Die Mächtigkeit dieser Schichten reicht bis zu einer maximalen Mächtigkeit von mehr als 2000 m (Cassinis et. al., 2011). Der zweite Sedimentationszyklus, welcher die Becken in denen die frühen Permsedimente abgelagert wurde komplett überdeckte, war vor allem dominiert von alluvialer Sedimentation, mit mächtigen subaerischen Rotliegend-Schichten. Dieser zweite Zyklus weist stellenweise Mächtigkeiten von bis zu 800 m auf (Cassinis et. al., 2011).

Diese Sedimentationszyklen zeigen sich jedoch nicht im östlichen Teil der südlichen Alpen, den Karnischen Alpen und den Karawanken. In diesen Gebieten dominieren flach-marine Karbonate sowie siliziklastische Sedimente, nicht-marine Sedimente in diesem Bereich sind nur in den Tarvis-Brekzien und der Gröden-Formation zu finden (McCann, 2008). Damit sind nur im Bereich des oberen Perms im Areal der Karnischen Alpen sowie den Karawanken für einen relativ kurzen Sedimentationszyklus keine marinen Bedingungen vorhanden (Abb.3). In den Dolomiten im Westen, zeigt sich die untere Permsukzession durch nichtmarines Rotliegend und sehr mächtige vulkanische Lagen, während im oberen Perm primär flach-marine Evaporite und Karbonate vorkommen. Die Bellerophon-Formation ist abwechselnd durch nicht-marine Ablagerungen durchzogen, namentlich der Gröden-Formation (McCann, 2008).


Abb.3: Stratigraphie des Perm im Bereich der Karnischen Alpen und der Karawanken, nach McCann, 2008

Perm-Sedimente im Penninikum und den mittleren Austro-Alpinen tektonischen Einheiten
 

Die Sedimente im Penninikum und den unteren und mittleren Austro-Alpinen tektonischen Einheiten, namentlich dem Tauern Fenster, des Radstätter Tauern, der Tarntaler berge, des Semmering und des Wechsel, sowie der Stangalm und des Brenner Mesozoikums, Sind im Perm durch den selben Sedimentationszyklus gekennzeichnet. Die post-variszisch abgelagerten klastischen Sukzessionen im unteren Perm bis in die Trias sind lokal bis zu 300 m mächtig, jedoch zumeist größer als 100 m. Die abgelagerten Siliziklastika sind grobkörnig und meist als Konglomerate ausgeprägt, diese Formation wird auch Alpiner Verrucano genannt (McCann, 2008). Zudem lassen die Gesteine eine starke metamorphe Überprägung erkennen, die eine genaue Identifikation sowie Zuordnung der Schichten stark erschwert. Im Hangenden der Formation stehen unmittelbar Trias-Sedimente an, welche vornehmlich als Quarzite auftreten (McCann, 2008)
 

Perm-Sedimente der oberen Austro-Alpinen tektonischen Einheit
 

Die Pem-Sukzessionen im Bereich der Oberen Austro-Alpinen tektonischen Einheit, namentlich die nördlichen Kalkalpen und die Gurktal-Decke liegen durch eine Diskonformität getrennt direkt auf dem variszischen Grundgebirge. Dieses besteht aus schwach metamorphen Sedimenten sowie Vulkaniten (McCann, 2008). Beginnend mit dem späten Karbon und frühen Perm kam hier das Rotliegend zu Ablagerung in einer Mächtigkeit von bis zu 150 m (McCann, 2008). Das Rotliegend ist hier in den unteren Schichten in Form von Konglomeraten und Brekzien ausgeprägt, die Klasten aus dem Liegenden Grundgebirge, sowie vereinzelt Grauwacken enthalten. Die im unteren Perm abgelagerten Sedimentgesteine, die Laas Formation zeigt zum Hangenden hin lokale Playa-Ablagerungen und rhyoltische Vulkanite, während im oberen Perm im Bereich der Kalkalpen und der Gurktal-Decke keine Vulkanite mehr auftreten (McCann, 2008).

Literaturverzeichnis