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Jurassic mountain building and Mesozoic-Cenozoic geodynamic evolution of the Northern Calcareous Alps as proven in the Berchtesgaden Alps (Germany)

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Abstract

New data from the Berchtesgaden Alps result in a reconstruction of the Mesozoic-Cenozoic geodynamic history of the Northern Calcareous Alps. The closure of the western part of the Neotethys Ocean started in the late Early Jurassic and is evidenced by the onset of thick clay-rich sediments in the outer shelf area (=Hallstatt realm). The Middle to early Late Jurassic contraction is documented by the migration of trench-like basins formed in front of a propagating thrust belt. Due to ophiolite obduction, these basins propagated from the outer shelf area, forming there the Bajocian to Oxfordian Hallstatt Mélange, to the Hauptdolomit/Dachstein platform area, where the Oxfordian Rofan and Tauglboden Mélanges were formed. The basins were separated by nappe fronts forming structural highs. This scenario mirrors syn-orogenic erosion and deposition in an evolving thrust belt. Active basin formation and nappe thrusting ended around the Oxfordian/Kimmeridgian boundary, which was followed by the onset of carbonate platforms on structural highs prograding towards the former basins in latest Oxfordian to Early Tithonian time. Underfilled basins remained between the platforms. Rapid deepening around the Early/Late Tithonian boundary was induced by extension due to mountain uplift and resulted in the reconfiguration of the platforms and basins related to normal and probably strike-slip faults. Erosion of the uplifted nappe stack including obducted ophiolites caused final drowning and demise of the platforms in the Berriasian. The remaining Early Cretaceous basins were filled up with molasse sediments including siliciclastics until Aptian. Around the Early/Late Cretaceous boundary again extension and strike-slip movements started, followed by Eocene thrusting and Miocene strike-slip movements with block rotations. These younger tectonic movements destroyed the Triassic to Early Cretaceous palaeogeography and arranged the modern block configuration. The described Jurassic to Early Cretaceous history corresponds with that of the Western Carpathians, the Dinarides, and the Albanides, where (1) age dating of the metamorphic soles prove late Early to Middle Jurassic inneroceanic thrusting followed by late Middle to early Late Jurassic ophiolite obduction, (2) Kimmeridgian to Tithonian shallow-water platforms formed on top of the obducted ophiolites, and (3) latest Jurassic to Early Cretaceous sediments show postorogenic character. Therefore, we correlate the Jurassic geodynamic evolution of the Northern Calcareous Alps with the closure of the western part of the Neotethys Ocean.

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Acknowledgements

This study was financially supported by a DAAD scholarship and by the Austrian Science Foundation (FWF projects P14131-TEC, P15060 and P16812). Fruitful and controversial discussions during excursions in the Berchtesgaden Alps with Matthias Auer (Bissingen/Teck), Volker Diersche (Sulzfeld/Main), Wolfgang Frisch (Tübingen), Ewald Langenscheidt (Berchtesgaden), Klaus Schwerd (Munich), Heinrich Zankl (Marburg/Lahn), and a lot of others improved our thoughts. Intense discussions about stratigraphic tables with Richard Lein and Leopold Krystyn (both Vienna) are gratefully acknowledged. Thanks to Leopold Krystyn for improvement of determination of the conodonts, Hisashi Suzuki (Kyoto) for determination of the radiolarians, and Felix Schlagintweit (Munich) for discussions on shallow-water organisms. Roque Aguado (Jaen) determined the calcareous nannoplankton from the Schrambach Formation. Peter Faupl (Vienna) determined the heavy minerals of the Sillenkopf Formation. Thanks to the Landratsamt Bad Reichenhall and Josef Seidenschwarz (Nationalpark Berchtesgaden) for the working permission in the National Park Berchtesgaden. Thanks to the Südsalz GmbH for the permission to investigate the salt-mine of Berchtesgaden, Stefan Kellerbauer (Freilassing) guided us in this mine. Thanks to the Salinen Austria AG for the permission to investigate the salt-mine Bad Dürrnberg. SEM photos were taken at the University of Tübingen and the University of Marburg/Lahn (Michael Hellwig). Reviews of two anonymous reviewers, Reinhard Gaupp (Jena) and Wolfgang Frisch are gratefully acknowledged.

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Authors and Affiliations

  1. Department for Applied Geosciences and Geophysics: Prospection and Applied Sedimentology, University of Leoben, Peter-Tunner-Str. 5, 8700, Leoben, Austria

    Sigrid Missoni & Hans-Jürgen Gawlick

Authors
  1. Sigrid Missoni
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  2. Hans-Jürgen Gawlick
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Missoni, S., Gawlick, HJ. Jurassic mountain building and Mesozoic-Cenozoic geodynamic evolution of the Northern Calcareous Alps as proven in the Berchtesgaden Alps (Germany). Facies 57, 137–186 (2011). https://doi.org/10.1007/s10347-010-0225-1

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