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oberrheingraben - staff.uni-mainz.de .Der Oberrheingraben, ein etwa 300 km langer und...

Date post:17-Sep-2018
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    J O H A N N E S G U T E N B E R G U N I V E R S I T T M A I N Z

    I N S T I T U T F R G E O W I S S E N S C H A F T E N F B 0 9

    E X K U R S I O N O B E R R H E I N G R A B E N

    D E R B A U P L A N D E S

    O B E R R H E I N G R A B E N S

    S O M M E R S E M E S T E R 2 0 0 9

    0 5 . - 0 6 . 0 6 . 2 0 0 9

    MARCO WENDEL GEOLOGIE@EMAIL.DE MARIUS MELCHER SUIRAMNOX@WEB.DE

    ADRIAN GTLEIN BAMBAM7217@HOTMAIL.COM

    LEITUNG: PROF. DR. DIETER MERTZ & PD. DR. GERHARD BRGMANN

  • 22

    1 . E I N L E I T U N G

    Der Oberrheingraben, ein etwa 300 km langer und durchschnittlich 35-40 km breiter, NNE-

    SSW (rheinisch) streichender tektonischer Einbruch, erstreckt sich vom Sdrand des Taunus

    bis hin zum Schweizer Jura bei Basel (Abb. 1). Er bildet ein Teilstck einer von der Nordsee

    bis zum Mittelmeer reichenden, sich gabelnden berregionalen Bruchzone. Nach Norden

    findet er seine in der Senkungszone der Wetterau etwas nach Osten versetzte Fortsetzung in

    der Hessischen Senke. Ein nordwestlicher Zweig gewinnt nach einer Reihe von wenig

    deutlichen NW-SE streichenden Strungen im Rheinischen Schiefergebirge in der

    Niederrheinischen Bucht wieder grere Bedeutung. Im Sden verspringt die Bruchzone des

    Oberrheingrabens im Schweizer Jura ein Stck nach Westen. Dann bilden der Bresse-Graben

    und der Rhnegraben seine Fortsetzung bis zum Mittelmeer (WALTER, R. 1992).

    Der Gesamtverwerfungsbetrag zwischen Grabenfllung und Grabenflanke betrgt an der

    stlichen Grabenseite bis zu 4000 Meter, an der westlichen bedingt durch eine geringere

    Heraushebung von Vogesen und Pflzer Wald bis zu 3000 Meter. Durch eine Blatt-

    verschiebung sind die Grabenflanken etwa 4-5 km auseinandergedriftet, wobei sich die

    Westflanke nach Sdwesten, die Ostflanke nach Nordosten bewegt hat. Die komplette

    Grabenebene ist mit ber 3000 Meter mchtigen tertiren und quartren Sedimenten verfllt

    (ILLIES, H. 1965).

  • 33

    Abb. 1: Geologische bersichtskarte des Oberrheingrabens (LAHNER, L. & TOLOCZYKI, M. 2004)

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    2 . U R S A C H E D E R G R A B E N B I L D U N G

    Als Ursache fr die Bildung des Oberrheingrabens knnen unterschiedliche Aspekte

    herangezogen werden (PFLUG, R. 1982):

    a. Aufdomung und Einbruch des Grabens im Scheitel des Gewlbes. Steuerung durch

    Prozesse im Erdmantel, weitgehend unabhngig von alten Anlagen und von der

    alpinen Gebirgsbildung.

    b. Alte Anlage einer Schwchezone (prkambrisch oder variskisch), die das ganze

    sptere Geschehen steuert.

    c. Grabenbildung als Reaktion des stabilen Hinterlandes auf die alpine Gebirgsbildung.

    d. Kombination aus Aspekt (a), (b) und (c)

    Die wesentlichen Prozesse, die zur Verteilung der Gesteine an der Erdoberflche im Bereich

    des Oberrheingrabens gefhrt haben, kann vereinfacht in den folgenden schematischen

    Abbildungen veranschaulicht werden (http://www.oberrheingraben.de).

    Abb. 2: Entstehung des Oberrheingrabens anhand von vier schematischen Querschnitten

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    Die Abb. 2 zeigt in vier schematischen Querschnitten die Entstehung des Oberrheingrabens:

    (A) Ausgangssituation: Horizontale Lagerung von mesozoischen Schichtfolgen

    ber gneisig-granitischer Basis (kristallines Grundgebirge).

    (B) Dehnung/Grabenbildung: Bruchtektonik und anschlieender keilfrmiger Graben-

    einbruch aufgrund Dehnung der Lithosphre im Eozn;

    entstandene Senke fungiert als Falle fr tertire Sedimente.

    (C) Gewlbebildung: Parallel zur Sedimentation auftretende Heraushebung der

    Grabenschultern.

    (D) Abtragung: Whrend aller Prozesse wirkt die Erosion und ebnet die

    herausgehobenen Grabenschultern ein.

    3 . G E O L O G I S C H E R A U F B A U

    Der Oberrheingraben gliedert sich in einen tief eingesenkten Trogbereich und einen

    westlichen bzw. stlichen Grabenrandbereich, an dem sich nach auen hin verschiedene stark

    herausgehobene Grabenschultern anschlieen (Abb. 3).

    Abb. 3: Geologische Profile durch den Oberrheingraben sdlich Speyer (a) und nrdlich Mlhausen (b) (PFLUG, R. 1982)

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    Im Osten und Westen begrenzen Hauptrandverwerfungen mit Sprunghhen bis zu 1000

    Metern den Trogbereich, die grabenwrtige Abschiebungen mit einem Einfallen von 55-85

    darstellen. Der nrdliche und mittlere, sowie der sdlichste Abschnitt weisen die grte

    tektonische Absenkung auf, wobei die Relativbewegungen zwischen dem Graben-tiefpunkt

    und den am hchsten herausgehobenen Flankenbereichen Betrge bis zu 4500 Metern

    erreichen (WALTER, R. 1992).

    Der Trogbereich und die Grabenrandbereiche sind durch steil einfallende, sowie synthetisch

    als auch antithetisch einfallende Strungen relativ zu den Hauptrandverwerfungen, in eine

    Vielzahl von Grben, Horsten und Staffelschollen zerlegt. Meist sind dies Abschiebungen,

    wobei auch horizontale und sinistrale Seitenverschiebungen beobachtet werden.

    In den Randbereichen des Oberrheingrabens kam es vermehrt zu vulkanischer Aktivitt.

    Whrend des Miozns entstand das Vulkangebiet des Kaiserstuhls (vereinzelte Gnge und

    Tuffschlote auch lter; Eozn) nach einer postoligoznen Erosionsphase mit einer starken

    explosiven Frderung von Tuffen und Tuffbrekzien. Die Eruptivgesteine und Tuffe beinhalten

    vorwiegend melilithfhrende Olivin-Nephelinite mit Fragmenten des Grund- und Deck-

    gebirges. Der Magmenaufstieg erfolgte entlang einer von Brchen durchsetzten Scholle NW-

    SE (herzynisch) und NNE-SSW (rheinisch). K/Ar-Datierungen grenzen das Alter der

    Gesteine des Kaiserstuhls auf 16-18 Ma ein (ILLIES, H. 1965).

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    4 . S T R A T I G R A P H I E D E R G R A B E N F L L U N G

    Wie die Abb. 5 zeigt, sind die ltesten Sedimente des Oberrheingrabens der Eozne Basiston

    des Lutetiums gefolgt vom Lymnenmergel, der bis zum Ende des Eozns ablagert wurde.

    Durch das Absinken des nrdlichen und mittleren Grabenbereichs kam es zur Ablagerung der

    Pechelbronner Schichten, gefolgt von Meeresablagerungen des Oligozns. Nach der

    Regression des Meeres im Oberoliogozn akkumulierten limnische Sedimente der

    Niederrdern-Schichten, die an der Wende von Oligozn und Miozn von den Aquitanium-

    Schichten und den darauffolgenden jungtertiren Paketen abgelst werden. Seit dem

    Oberpliozn transportieren Flsse Sande und Kiese und lagern sie in der Grabensenke ab. Der

    Lngsschnitt durch die Grabenfllung (Abb. 6) zeigt, dass die Sedimente aus dem Miozn im

    Sden fehlen, obwohl sie im Norden ber 1500 Meter mchtig sind. Es wird angenommen,

    dass die mioznen Schichten im Sden zumindest teilweise ursprnglich vorhanden waren,

    jedoch spter whrend der Hebung des Grabens erodiert wurden.

    Abb. 5: Stratigraphische Gliederung und Korrelation des Tertirs des Oberrheingrabens und des Mainzer

    Beckens (PFLUG, R. 1982)

  • 8

    Abb. 6: Lngsschnitt durch die Grabenfllung des Oberrheingrabens (http://www.oberrheingraben.de)

  • 9

    5 . Q U E L L E N V E R Z E I C H N I S ILLIES H. et al (1965): Bauplan und Baugeschichte des Oberrheingrabens. Sonderdruck aus

    Oberrheinische Geologische Abhandlungen. Jahrgang 14, Heft 1/2, 1965; Karlsruhe

    BAHLBURG H. & BREITKREUZ, C. (2008): Grundlagen der Geologie - 3. Auflage. Spektrum

    Akademischer Verlag

    HENNINGSEN, D & KATZUNG, G. (2002): Einfhrung in die Geologie Deutschlands 6.

    Auflage. Spektrum Akademischer Verlag

    ROTHE, PETER (2006): Die Geologie Deutschlands 2. Auflage. Wissenschaftliche

    Buchgesellschaft, Darmstadt

    LANDESAMT FR GEOLOGIE UND BERGBAU RHEINLAND-PFALZ, MAINZ (2005): Geologie von

    Rheinland-Pfalz. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung (Ngele & Obermiller), Stuttgart

    WALTER, R. (1992): Geologie von Mitteleuropa 5. Auflage. Schweizerbartsche Verlags-

    buchhandlung (Ngele & Obermiller), Stuttgart

    MURAWSKI, H. & MEYER, W. (1998): Geologisches Wrterbuch 10. Auflage. dtv Verlag

    PFLUG, R. (1982): Bau und Entwicklung des Oberrheingrabens - Ertrge der Forschung 184,

    145 S., Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt

    LAHNER, L. & TOLOCZYKI, M. (2004): Geowissens. Karte der Bundesrepublik Deutschland

    1: 2.000.000, Geologie, Bundesanstalt fr Geowissenschaften und Rohstoffe; Hannover

    Internetlink: 31.05.2009 - DR. CHRISTIAN RHR (2009) - http://www.oberrheingraben.de

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