Einführung in die Geologie
Werbung
Einführung in die Geologie Teil 12: Geologische Entwicklung von Europa Prof. Dr. Rolf Bracke Hochschule Bochum International Geothermal Centre Lennershofstraße 140 44801 Bochum Geologie Europas I. Geologischer Bau und Gliederung von Europa II. Ur-Europa (Fennosarmatia) III. IV. V. VI. Paläo-Europa (Kaledonien) Meso-Europa (Varisziden) Neo-Europa (Alpiden) Post-variszische Sedimentbecken Geologischer Bau von Europa • Europäischer Urkontinent über lange Zeit selbständige Platte / Mikrokontinent • vielfältige kleinräumige tektonische Einheiten aufgrund Vielzahl von plattentektonischen Prozesse • Heute ist Europa Bestandteil der großen eurasischen Platte • Älteste bekannte Gesteine: Metamorphite (2,5-3,1 GA) im Bereich Nordostskandinavien (Baltischer Schild) Geologische Gliederung von Europa • Ur-Europa (Fennosarmatia) • Paläo-Europa (Kaledonien) • Meso-Europa (Varisziden) • Neo-Europa (Alpiden) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Tektonische Grundeinheiten Europas Quelle: Allgemeine Geologie Verlag: Spektrum Ur-Europa (Fennosarmatia) • Drei Einheiten: – Baltischer Schild – Russische Tafel / Osteuropäische Plattform – Ukrainischer Schild • durch mehrere orogene Zyklen im Präkambrium geprägt • vorwiegend kristallines Plattformfundament – aufgewölbt im Bereich Baltischer und Ukrainischer Schild – überlagert durch jüngeres Deckgebirge in Osteurop. Plattform • tektonischer stabiler Kern, später keine Orogenese mehr • Hohe Krustendicke: 35 – 55 km • Niedriger Oberflächenwärmefluss: (30 – 50 W/m²) Ur-Europa (Fennosarmatia) Abbildung: Tektonische Großgliederung Nord- und Osteuropa A archäischer Kern mit karelidischer Überprägung S-K Sveko-Fenniden S-N Sveko-Norwegiden Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Zeitliche Entwicklung Ur-Europas (1) • Bildung des Baltischen Schild als Kern Europas im Archaikum (3,1 GA) • Wachstum durch schrittweise Akkretion von Terranen (Anschweißen von Mikroplatten) • Im älteren Proterozoikum (<2,5 GA) Abbildung: Baltischer Schild mit archaischen Gesteinen (rotbraun) – Bildung eines Falten- und Überschiebungsgürtels aus Mikroplatten (Halbinsel Kola), – Subduktion und Akkretion weiterer Krustenstücke, – Ureuropa und Nordamerika liegen dicht beieinander Quelle: National Atlas of Sweden, 1994 Zeitliche Entwicklung Ur-Europas (2) • Svekofennidische Orogenese (1,8–1,9 GA) – Bereich Nordschweden/Finnland • Vor 1,1 GA: Trennung Europa von Amerika • Svekonorwegische Orogenese (950 -1100 MA) – nach Drehung erneute Kollision mit Nordamerika – Europa und Nordamerika bilden neuen Kontinent Rodinia – Grenzbereich zwischen Schweden und Norwegen • Vor 750 MA: Drift nach S und Zusammenschluss mit Gondwana • Cadomische Orogenese (550-650 MA) – Küstengebirge oder Inselbögen durch Subduktion zwischen Gondwana, den kleineren Mikroplatten und ozeanischer Kruste – London-Brabanter Massiv Ur-Europa (Skandinavien) Abb. Tektonische Gliederung des Baltischen Schild Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Ur-Europa (Svekofennidische Krustenbildung) Model der Krustenneubildung am Rand des baltischen Schildes a) Subduktionszone am archaischen Kontinentalrand mit Mantelmagmenaufstieg im Dehnungsregime (1920 MA) b) Blockierung der Subduktion (1880 MA) und Enstehung Kollisionsorogen mit starker Deformation und begleitendem Magmatismus (Kareliden) sowie meerwärts Bildung einer neuen Subduktionszone, deren Magmen einen ausgedehnen Inselbogen auf ozeanischer Krsute aufbauten (Svecofenniden) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Paläo-Europa (Kaledonien) • Kaledonische Ära: Orogenesen während des frühen Paläozoikum (Oberkambrium bis Silur; 390 – 530 MA) • Sog. Westeuropäische Plattform Zeitliche Entwicklung Paläo-Europa (Kaledonien) Quelle: www.geologie.ac.at • Trennung Baltica (Baltischer Schild) von Nordamerika und Entstehung des Iapetus-Ozean (> 550 MA) Trennung der Platte Avalonia von Gondwana und Entstehung des Rheischen Ozean (ca. 500 MA) Rotation des Baltischen Schildes mit Annäherung an Laurentia und allmähliches Schließen des Iapetus-Ozeans (ab 520 MA) Kollision von Baltica und Laurentia (ab 420 MA) und später Avalonia Bildung eines neuen Kontinentes Laurussia bzw. Old Red Kontinent • • • • Paläo-Europa (Kaledonien) • • Orthokaledoniden – Hauptzug der Kaledoniden – Britische Inseln und Skandinavien – bilden die nördliche Fortsetzung der Appalachen Nordamerikas – Orogenese aufgrund Kollision von Baltica und NordamerikanischGrönländischer Plattform (Laurentia) Parakaledoniden: – Nebenzug der Kaledoniden – Belgien, Norddeutschland, Polen – Orogenese aufgrund Kollision Mikrokontinent Avalonia mit Laurussia (Laurentia + Baltica) – in jüngere Erdgeschichte von mächtigen Sedimentserien überdeckt (Norddeutsch-Polnische-Senke) Quelle: Berthelsen (1992): 2. Mobile Europe, in: The European Science Foundation: A Continent revealed, The European Geotraverse Paläo-Europa (Iapetus-Ozean) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Paläo-Europa (Kaledonien) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Paläo-Europa (Britische Kaledonien) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Paläo-Europa nach Abschluss der kaledonischen Orogenese Quelle: Einführung in die Geologie Europas; Verlag: Rombach Wissenschaft Meso-Europa (Varisziden, Variszikum) • Varisziden (Hercyniden): – Varizische Orogenese im Verlauf des Devons und Karbons (400 – 250 MA) – Kollision Südwest-Europa mit Gondwana (Schließung des Rheiischen Ozeans) – endgültiger Zusammenschluss der Kontinentalplatten Laurussia und Gondwana zur Pangäa – Variszische Faltungssystem reicht von den Appalachen über Marokko, Nord-Algerien, sowie West-,Mittel- und Süd-Europa bis zum Ural – Teil der europäischen Varisziden wurde in die alpidischen Gebirge eingebaut Meso-Europa (Varisziden, Variszikum) Die Varisziden Europas Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Variszisches Orogen in Mitteleuropa Quelle: Grundlagen der Geologie Verlag: Spektrum Variszisches Orogen in Mitteleuropa Quelle: Grundlagen der Geologie Verlag: Spektrum Quelle: Grundlagen der Geologie Verlag: Spektrum Meso-Europa (Varisziden, Variszikum) • Subvariszikum (subvarizische Vortiefe) – Schelfbereich an der nördlichen Grenze, verfüllt mit kohleführenden Sedimenten • Rhenoherzynikum – Devonisch-unterkarbonische Sedimente (SW-Iberien, SW-Irland, SWEngland, Ardennen, Rheinisches Schiefergebirge, Harz) • Saxothuringikum – Schichten aus Präkambrium bis Perm, weitverbreitete Metamorphose sowie granitischer Plutonismus (Sächsisches und thüringisches Schiefergebirge einschl. Erzgebirge und Fichtelgebirge sowie östlich: Sudeten und westlich: Spessart, Odenwald und Nordteil Schwarzwald + Vogesen) • Moldanubikum – Hochmetamorphe Gesteine wie Migmatite, Gneise, Amphibolite sowie granitischer Plutonismus (Kern der böhmischen Masse, Großteil von Schwarzwald und Vogesen, Zentralmassiv, Zentraliberische Zone) • Westasturische-Leonesiche Zone – Wieder abnehmende Metamorphose und Plutonismus (Iberische Halbinsel, südöstl. Zentralmassiv) • Kantabrische Zone – Gesamtes Plaläozoikum (Nordspanien, Bereich der Pyrenäen und Alpen) Meso-Europa (Varisziden, Variszikum) Quelle: [email protected] Entwicklung Mitteleuropa im Paläozoikum (550 – 250 MA) Quelle: Geologie von Mitteleuropa Verlag: E. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Neo-Europa (Alpiden) • jurassisch-tertiäre (alpidische) Orogenese • Junge Hochgebirge in der Umrandung des Mittelmeers – während Trias und des Jura Öffnung der ozeanischen Tehtys (Meeressaum) zwischen Gondwana und Laurussia; Bildung eines Ozeans (200 MA) – Schließung Thetys im Verlauf der Kreidezeit – Bewegung der afrikanischen bzw. der adriatischen Platte gegen Europa • bogenförmig gewunden, teilweise abgerissen • Vergenz der Orogene zeigt die Bewegungsrichtung der Plattenränder an Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Zentraler Alpidengürtel) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Tektonische Einheiten der Alpen) • Alpen sind Resultat einer komplexen Kollision verschiedener Platten und Terranes mit dem Südrand von Mesoeuropa Quelle: Grundlagen der Geologie; Verlag: Spektrum Neo-Europa (Alpen) • • Abbildung: Schematischer N-S-Schnitt durch die Alpen (Lage = rote Gerade in Karte oben) Große Mengen des zusammengeschobenen Materials wurden bereits während der Hauptkolllisionsphase aber auch heute noch erodiert) Quelle: Grundlagen der Geologie Verlag: Spektrum Neo-Europa (Alpen) Neo-Europa (Alpiden) Neo-Europa (Alpiden) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Entwicklung der Alpen) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Alpiden) Quelle: Grundlagen der Geologie Verlag: Spektrum Neo-Europa (westliche Mediterrangebiete) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Karpaten-Balkan-Bogen) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Neo-Europa (Apenin-Dinariden-Raum) voralpidische Masse, meist Kristallin alpidische Kristallinanteile neritisch-rezifales Mesozoikum ophiolithreiche Innenzonen tertiär-Pleistozän-Becken z.T. Molasse junger Vulkanismus Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas • Im außeralpinen Mittel – und Westeuropa verlief die postvariszische Entwicklung unter festländischen bzw. epikontinental-marinen Verhältnissen. • Sedimentablagerungen, die nachträglich durch Bruchund Scherprozesse in Schollen zerlegt und Vertikalbewegungen unterzogen wurden • Zechsteinbecken (Nordsee, Norddeutschland, Polen) und Oberrheingraben • Britische Inseln • Pariser Becken • Aquitanisches Becken und Biscaya Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Abbildung: permo-karbonische Sedimentbecken Mitteleuropas (Häkchen: salinares Rotliegend, Kreuze: Vulkanite) Quelle: Einführung in die Geologie Europas Verlag: Rombach Wissenschaft Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Quelle: Geologie von Mitteleuropa Verlag: E. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Quelle: Geologie von Mitteleuropa Verlag: E. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Quelle: Geologie von Mitteleuropa Verlag: E. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Quelle: Geologie von Mitteleuropa Verlag: E. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas Post-variszische Sedimentbecken Mittel- und Westeuropas
