Neue Aspekte zur Geodynamik und Deckenbildung als Ergebnis der Beckenanalyse von synorogenen Kreidevprkommen innerhalb der Nördlichen Kalkalpen (Österreich)

Zusammenfassung

Die Beckenanalyse von Gosauvorkommen zeigt für die tiefere Gosau (Coniac-Unt.-Santon), daß Sedimentation und Biofazies vom vorgegebenen geomorphologischen Relief abhängen. Dieses erhält seine Prägung durch geodynamische orogenetische Prozesse im Untergrund, deren Motor die Subduktion penninischer Anteile ist. Fazielle Studien ergeben eine frühe Anlage von intraplate-Trögen, die zunächst den alluvialen Schutt von antiklmalen Erhebungen aufnehmen, bevor sich flachmarine Bedingungen einstellen. Durch sedimentologische und biofazielle Analysen ergibt sich eine Beckengeometrie von asymmetrischer Gestalt mit weiten flachen Nordschenkeln und steilen kurzen Südschenkeln. Dabei repräsentieren diese Becken den Muldenbereich von Flexuren. Die Anlage von Flexuren ist die Konsequenz der durch subduktive Vorgänge hervorgerufenen Raumverengung, wobei der Muldenbereich als Depotraum für synorogene Sedimente zur Verfügung steht. Diese Sedimente reagieren rasch auf Veränderungen der Liefergebiete und der Beckenmorphologie und verkörpern Zeugen jener orogenetischen Prozesse und Bewegungen, die sich bis an die Oberfläche der austroalpinen Krustenscholle durchpausen und damit das Sedimentationsgeschehen kontrollieren. Für manche Kreidevorkommen konnte somit eine direkte Beteiligung am Ausformungsprozeß von höchsten kalkalpinen Decken gezeigt werden, da sich aufgrund der Beckenanalyse die Entwicklung dieser Tröge dechiffrieren läßt. Die orogene Kompression führt zu Subsidenz und Versteilung der Beckenschultern, so daß die für intraplate-Tröge typischen Olisthostrome gebildet werden, die mit ihren teils riesigen Olistholithen tektonische Prozesse wie Abscherungen des Untergrundes markieren. Bruchdeformation und Abscherung bilden sich im Deformationsmaximum aus, so daß sich entlang listrischen Bewegungsflächen eine Deckenstapelung vollzieht. In Anlehnung anBlumer's Modell der Deckengenese durch Überfaltung (Blumer, 1905) wird hier unter besonderer Berücksichtigung der Unterströmungstheorie vonAmpferer (1906) undAmpferer &Hammer (1911) eineDeckenbildung durch »Untermuldung« vorgeschlagen.

Jacobshagen (1986) beschrieb in den Helleniden die synorogenen sedimentären Prozesse in Abhängigkeit von der jeweiligen tektonischen Einheit. Die gleiche Art der Sedimentation mit einemSystempaar eines finalen Flyschs auf der tieferen tektonischen Einheit und einem Molassestadium auf der höheren tektonischen Einheit konnte in den Nördlichen Kalkalpen erkannt werden. Hier beendet der finale Flysch (d. h. synorogene Olisthostrome) die kontinuierliche Sedimentation auf der tieferen tektonischen Einheit, wohingegen nach einem Hiatus ein neuer Sedimentationszyklus mit der molasseähnlichen basalen Gosau im Coniac auf der höheren tektonischen Einheit einsetzt.

Seit der Unterkreide offenbart das sedimentologische Geschehen als Zeitzeuge die Auflösung und Zerteilung eines epikontinentalen Schelfgebietes, dem infolge Einengung die Bildung eines Deckenstapels durch Unterschiebungen aufgezwungen wird.

Abstract

The basin analysis of the Gosau deposits demonstrates that the sedimentation and the biofacies depend in the lower series of the Gosau from the existing morphology being controlled by geodynamic orogenic processes in the basement. Thereby the subduction of the Penninic elements represents a dominating factor of orogeny.

The facial studies reveal an early construction of intraplate troughs, at first collecting the alluvial debris of anticlinal elevations before epicontinental conditions can extend. Sedimentological and biofacial analysis indicates a basin geometry of asymmetric shape with flat northern limbs and short steep southern limbs. These basins represent the basin area of wide flexures. The construction of flexures is the response to the spatial shortening provoked by subductional processes, whereby the troughs act as depocentres of synorogenic sediments. While filling the compressional troughs these sediments quickly react to changes of the source areas and of the basin morphology and represent as a whole witnesses of orogenic movements which trace over up to the surface of the Austroalpine block and control the dynamics of sedimentation.

It was possible to demonstrate a direct participation of some Cretaceous deposits in the slow and steady processes of modelling some highest tectonic units of the Northern Calcareous Alps.

The orogenic compression leads to subsidence and steepening of basin flanks. The olistostromes being typical for intraplate troughs mark tectonic processes like the decollement of the basement with the incorporation of partly huge olistolithes. Fractional deformation and decollement develop in the centre of deformation after a long period of sole prevailing of bending stress; hence it follows the nappe piling along listric dislocation planes. Referring toBlumer's model of nappe genesis by overfolding (Blumer, 1905), here aformation of nappes is proposed by the process of »undertroughing« with special respect to the »Unterströmungstheorie« ofAmpferer (1906) andAmpferer &Hammer (1911).

Jacobshagen (1986) described in the Hellenids the synorogenic sedimentary processes dependent on each tectonic unit. The same type of sedimentation with acouplet of a final flysch on the lower tectonic unit and a molasse stage on the higher unit could be found in the Northern Calcareous Alps. Here the final flysch (i.e. synorogenic olistostromes) terminates the continuous sedimentation on the lower tectonic unit, while after a hiatus a new sedimentation cycle starts with the molasse-like basal Gosau in the Coniacian on the higher unit.

Since the Lower Cretaceous the sedimentology presents as a witness the break up of an epicontinental shelf area reacting to compression by forming a nappe pile.

Résumé

L'analyse de bassins, appliquée aux dépôts de Gosau montre, particulièrement dans la partie inférieure de cette série, que la sédimentation et le biofacies sont en relation avec le paléorelief; celui-ci résulte des processus géodynamiques dans le socle, processus dont le moteur est la subduction des unités penniques. L'étude des faciès révèle l'existence de dépressions intra-plaque initiales dans lesquelles se sont d'abord accumulés les produits alluviaux provenant de l'érosion des reliefs anticlinaux, avant que s'établissent des conditions néritiques épicontinentales. De l'étude sédimentologique et biofacielle se déduit une géométrie asymétrique des bassins, avec de larges flancs nord peu inclinés et des flancs sud raides et étroits. Ces bassins correspondent ainsi aux parties synclmales de larges flexures. Ces flexures sont une réponse au raccourcissement provoqué par le processus de subduction, et leurs parties synclinales sont les réceptacles des sédiments synorogéniques. Ces sédiments répercutent rapidement les changements qui surviennent dans leur aire d'origine et dans la morphologie du bassin; ils sont donc les témoins des mouvements orogéniques qui se sont développés jusqu'à la surface du bloc austro-alpin et ont déterminé la dynamique de la sédimentation. Il a été ainsi possible de montrer la connexion directe de plusieurs formations crétacées avec l'élaboration des nappes supérieures des Alpes calcaires. La compression orogénique provoque la subsidence et le redressement des flancs des bassins; dans ce contexte prennent naissance les olisthostromes, typiques des bassins intra-plaque qui, avec les olistholites parfois volumineux qui les accompagnent, témoignent du phénomène de décollement par rapport au socle. La déformation cassante et le décollement surviennent lors du maximum de la phase déformative, d'où résulte l'empilement des nappes de long de surfaces listriques. Par référence au modèle de Blumer de formation des nappes par »Überfaltung« (Blumer, 1905), l'auteur propose un modèle par »Untermuldung« avec référence à l' »Unterströmungstheorie« d'Amferer (1906) et d'Amperer etHammer (1911).Jacobshagen (1986) a décrit dans les Hellénides des processus sédimentaires synorogènes, en relation avec les unités tectoniques de même âge. Dans les Alpes calcaires septentrionales, on peut reconnaître le même type de sédimentation, comportant le duo: flysch terminal sur l'unité tectonique basse et molasse sur l'unité tectonique élevée. Le flysch terminal (c-a-d les olisthostromes synorogéniques) exprime ici la fin de la sédimentation continue sur l'unité tectonique basse, tandis que, après un certain hiatus, un nouveau cycle sédimentaire s'installe sur l'unité tectonique élevée avec le Gosau basal de type molassique ou Coniacien.

A partir du Crétacé inférieur, la sédimentation témoigne du frationnement du shelf épicontinental qui réagit au raccourcissement par la formation d'un empilement de nappes.

Краткое содержание

Изучение бассейна от ложения Гозау указыв ает на то, что для глубинного Госау (коньякский и нижнесантонский ярусы) условия отложе ния, как и биофаций зависят от имеющегос я геоморфологическо го рельефа. Этот последн ий образовался в резу льтате геодинамических, оро генных процессов в фа нерозое, которые вызывала суб дукция пеннинского о трезка. При изучении фация об наружили наличие ран них интраплиточных трог ов, которые до того, как установились условия мелководья, з аполнились аллювиал ьными отложениями, принесе нными с антиклинальн ых возвышенностей. С пом ощью седиментологич еских и биофациальных иссл едований установили асимметрическую фор му бассейна отложени я с просторающимся далеко на север полог им боковым крылом и простирающи мся на юг круто-спадаю щим крылом. Эти отрезки му льды представляют со бой флексуры. Последние в ызваны сдавлением пр и процессах субдукции, когда регион мульды о казался местом накопления си норогенных сединент ов. Такие седименты очень чутк о реагируют на измене ния и в области сноса и морфо логии бассейна отлож ения и, следовательно, указы вают на те орогенные п роцессы и движения, которые до стигали поверхности австроальпийской плиты коры и т.о. влияли на условия отложения в данном промежутке в ремени. Некоторые отложения мела оказа лись сразу втянутыми в процесс преобразования верх них покровов известк овых Альп, как это следует и з хода развития назва нного трога. Сдавление в рез ультате орогенных пр оцессов привело к погружению крыльев бассейна, кот орые стали более крутыми, ч то привело к образова нию типичных для интрапл иточных трогов олист остром, которые своими, части чно гигантскими, олис толитами отмечают такие текто нические процессы, ка к напр.: скол фундамента. Деформация пород в ре зультате разломов и сколов поя вилась в период макси мума процессов деформаци и данной области и при вела к скоплению больших по кровов вдоль листров ых плоскостей сдвигов. Исходя из мод ели Блюмера (Blumer, 1905) и учитывая теорию по дкоровых течений Амп ферера (1906) и Ампферера и Гаммер а (1911) предлагается модель образования п окровов в результате появления «Untermuldung». Якобсг аген (Jacobshagen, 1986) описал в Хелленидах синорогенные отложе ния в зависимости от глуб ины залегания подсти лающих их структурных форм. В се верных известковых а яьпах можно наблюдать подо бный характер осадко накопления при заключительной с тадии образования фл иша на глубинной тектони ческой структуре и мо ляссы на выше залегающей те ктонической структу ре. Здесь флишеобразова ние, т.е. синорогенные олистостромы, завершает непрерывн ое осадконакопление на глубинной тектони ческой единице, и посл е перерыва появляется новый цик л седиментации в конь якском веке с моляссопободн ыми отложениями на ба зисе Госау, именно на выше з алегающей тактониче ской единице. Начиная с ниж него мела характер осадконакопления свидетельствует о ра спаде некого эпиконтинентальног о региона шельфа, приче м в результате сдавления поддвиг со здает нагромождение покровов.