O. Adrian Pfiffner - Geologie der Alpen

O. Adrian Pfiffner

Geologie der Alpen

3., aktualisierte und erweiterte Auflage

Haupt Verlag

Prof. Dr. em. O. Adrian Pfiffner studierte und doktorierte an der ETH-Zürich. Nach Aufenthalten in Vancouver (Kanada) und Neuenburg wurde er 1987 als Professor an die Universität Bern berufen. In seinen Forschungen beschäftigt er sich mit dem Bau und der Entstehung von Gebirgen. Hierzu analysierte er Gesteinsproben im mikroskopischen Bereich wie auch ganze Gebirge mittels seismischer Tiefenerkundung.

3. Auflage: 2015

2. Auflage: 2010

1. Auflage: 2009

Die Deutsche Bibliothek – CIP Einheitsaufnahme

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.deabrufbar.

2015 © by Haupt, Berne

Das Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Umschlaggestaltung: Atelier Reichert, Stuttgart

Grafiken: O. Adrian Pfiffner, Andreas Baumeler

Umschlagabbildung vorne: Tschingelhoren mit Glarner Hauptüberschiebung und

Martinsloch (Foto: O. Adrian Pfiffner)

ISBN 978-3-8463-8610-1

|Seite 5|

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1 Die Alpen im plattentektonischen Rahmen

1.1 Die älteren Gebirge in Europa

1.2 Das Zerbrechen von Pangäa und die Öffnung der alpinen Tethys

1.3 Das alpine System

1.4 Geologische Gliederung der Alpen

2 Bausteine der Alpen: Das prä-triadische Grundgebirge

2.1 Das prä-triadische Grundgebirge von Schwarzwald-Vogesen

2.2 Das prä-triadische Grundgebirge der Externmassive

Externmassive der Westalpen

Externmassive der Zentralalpen

Externmassive der Ostalpen

2.3 Das prä-triadische Grundgebirge der Decken des Penninikums

2.4 Das prä-triadische Grundgebirge des Ostalpins

2.5 Das prä-triadische Grundgebirge des Südalpins

2.6 Paläozoische Sedimente in den Ost- und Südalpen

Paläozoikum der Karnischen Alpen

Paläozoikum der Grauwacken-Zone

Paläozoikum der Innsbruck-Quarzphyllite

2.7 Das variszische Gebirge im ausklingenden Paläozoikum

2.8 Post-variszische Sedimente und Vulkanite des Perms

Der Nordschweizer Permokarbon-Trog

Das Permokarbon im Helvetikum

Das Permokarbon im Penninikum

Das Permokarbon im Ostalpin

Das Permokarbon im Südalpin

|Seite 6|

3 Bausteine der Alpen: Die mesozoischen Sedimente

3.1 Die mesozoischen Schichtreihen

Der europäische Kontinentalrand

Die Meeresarme zwischen Baltica und Afrika

Der adriatische Kontinentalrand

3.2 Die plattentektonische Entwicklung

Trias: Epikontinentale Plattformen

Jura: Öffnung von Meeresarmen

Kreide: Öffnung und Schließung von Meeresarmen

4 Bausteine der Alpen: Die känozoischen Gesteinsabfolgen

4.1 Die känozoischen Sedimentabfolgen

4.2 Spätkretazische und paläogene Flysche

4.3 Eozän-oligozäne Flysche

4.4 Oligozän-miozäne Molasse im nordalpinen Vorlandbecken

4.5 Oligozän-pliozäne Sedimente im Po-Becken

4.6 Juragebirge

4.7 Intramontane Senken

4.8 Intrusivgesteine und Vulkanite

4.9 Paläogeografische und tektonische Entwicklung

5 Der tektonische Bau der Alpen

5.1 Die Westalpen

Das Juragebirge

Die Chaînes subalpines des Dauphinois

Die penninischen Decken und ihr Kontakt zum adriatischen Kontinentalrand

5.2 Die Zentralalpen

Das Juragebirge

Das Molassebecken

Das Helvetikum

Das Penninikum

Das Ostalpin

Das Südalpin

|Seite 7|

5.3 Die Ostalpen

Das Molassebecken

Das Helvetikum

Das Penninikum

Das Ostalpin

Das Südalpin/Dolomiten

5.4 Tiefenstruktur der Alpen

6 Die tektonische Entwicklung der Alpen

6.1 Die alpine Metamorphose

Regionale Verteilung der Metamorphose

Hochdruckmetamorphose

Temperaturdominierte Metamorphose

Kontaktmetamorphose

6.2 Die Kreideorogenese

6.3 Die känozoische Orogenese

6.4 Gebirgsbildung: Hebung und Abtrag

7 Die jüngste geologische Geschichte der Alpen

7.1 Miozäne und pliozäne Flusssysteme

7.2 Pleistozäne Vereisungen

7.3 Rezente Bewegungen und Seismizität

7.4 Bergstürze und Hangkriechen

Literaturverzeichnis

Register

|Seite 9|

Vorwort

für Anne-Marie

Seit 1987 lehre ich am Institut für Geologie der Universität Bern „Geologie der Schweiz“. Die Vorlesung für die Studierenden mit Haupt- oder Nebenfach Erdwissenschaften im zweiten Jahr dient als Grundlage für Exkursionen, Praktika, Vertiefungskurse in Regionalgeologie und Geodynamik, aber auch für Master- und Doktorarbeiten in alpiner Geologie. Bei der Vorbereitung der Vorlesung wurde mir bald klar, dass als Kursmaterial neben Abbildungen auch ein erklärender Text notwendig ist. Das resultierende Vorlesungsskript unterwarf ich jährlich Korrekturen und Ergänzungen, zwei Mal unternahm ich eine grundsätzliche Überarbeitung. In den letzten Jahren entstand allmählich der Wunsch, eine Neufassung in Buchform zu produzieren. Dabei sollte der Fokus geöffnet und die angrenzenden Gebiete der Westalpen und Ostalpen vollständiger dargestellt werden. Ein Freisemester im Frühjahr 2008 verschaffte mir den Freiraum für die Literaturrecherchen, die Niederschrift des Textes und die Gestaltung der vielen Abbildungen. Diese Arbeiten erstreckten sich schließlich auch über das folgende Herbstsemester, gestückelt und in der „Frei“zeit.

Die Geologie der Alpen birgt viele Facetten. Es sind einmal die verschiedenen Gesteinstypen, Sedimente, Magmatika und Metamorphite, alle mit unterschiedlichem Alter und mannigfaltigen Prozessen der Entstehung. Daneben sind plattentektonische Prozesse, die Entstehung von Sedimentbecken, Gebirgsbildung beziehungsweise Heraushebung der Alpen zum Hochgebirge und dessen Abtrag von Bedeutung. Aber gesteinsbildende Prozesse und Plattentektonik sind eng verknüpft, was die Gliederung des Materials nicht einfach macht. Eine chronologische Grobunterteilung schien die beste Lösung zu sein. Aus diesem Grund wird – nach einer Einbettung der Alpen in den europäischen Rahmen – zuerst das prä-triadische Grundgebirge diskutiert. In den folgenden Kapiteln werden die mesozoischen und dann die känozoischen Bauteile behandelt. In jedem dieser drei Kapitel werden zuerst die Gesteinsformationen vorgestellt. Dann folgt eine Diskussion über die Entstehung dieser Gesteinsformationen im plattentektonischen Rahmen. Die Auswahl des Materials war jeweils eine echte Herausforderung, denn jedes dieser Kapitel wäre ein eigenes Buch wert. Das letzte Kapitel über die jüngsten Vorgänge in den Alpen macht den Übergang zur aktuo-geologischen Situation. Auch hier war die Auswahl schwierig, auf viele interessante Aspekte musste verzichtet werden.

Bei der Verwirklichung dieses Buchprojektes konnte ich auf die Unterstützung von Kolleginnen und Kollegen zählen. Allen voran möchte ich Andreas Baumeler danken. Er half mir bei der Erstellung der Grafiken, brachte viele Ideen zur Gestaltung der Abbildungen ein, beriet mich in der Verwendung von Farben und Symbolen und verschönerte meine Entwürfe. Viele der Abbildungen pendelten mehrfach zwischen uns hin und her, bis wir schließlich beide damit zufrieden waren. Ein Buch über die Geologie der Alpen setzt viel Anschauungsmaterial voraus. Die Bereitschaft des Verlages, sämtliche Abbildungen farbig zu drucken, kam diesem Anliegen sehr entgegen. Mein Dank geht auch an die Lektorin des Verlags, Claudia |Seite 10| Huber, sowie an Marco Herwegh, der für mich die Figuren und Textlegenden auf Konsistenz und Tippfehler hin prüfte. Für unzählige Diskussionen und Beantwortung von Fragen danke ich meinen Kolleginnen und Kollegen am Institut, in der Schweiz und im Ausland, die ich hier nicht namentlich aufführen kann. Schließlich geht mein Dank auch an meine Frau, die im letzten Jahr auf vieles verzichten musste, meiner Arbeit aber immer viel Verständnis entgegenbrachte. Ihr sei dieses Buch gewidmet.