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Geologische Beschreibung des Vorkarwendels.
Beispiel eines Gebietes innerhalb der Nördlichen Kalkalpen im Einzugsgebiet der Isar.
Das vorgestellte Gebiet liegt im Bereich der Nordwestgrenze des Karwendelgebirges.
Begrenzt wird das Gebiet (grob umrissen) von Mittenwald im Südwesten dem tief ausgeschürften Lauf der Isar in einem nordost verlaufenden Bogen folgend über Krün und Wallgau bis Vorderriß. Von dort Richtung Süden entlang des Rißtales nach Hinterriß und schließlich über Bärnalpelscharte und Wörner die Landesgrenze entlang in westliche Richtung zurück bis Mittenwald.
Das Karwendelgebirge, bzw. das Vorkarwendel ist ein Teil der sog. Nördlichen Kalkalpen, welche sich von Vorarlberg bis Wien erstrecken.
Es besteht wie der Name schon deutlich macht zum allergrößten Teil aus Kalkgestein. Wobei neben dem eigentlichen Kalk, also Calciumcarbonat CaCO3, auch Dolomit, Magnesium-Calciumcarbonat MgCa(CO3)2, eine sehr große Rolle spielt.
Bei diesen Karbonatgesteinen handelt es sich ausschließlich um sog. Sedimentgesteine, also um Ablagerungen in einem ausgedehnten überwiegend flachmarinen Beckenbereich.
Kristallingesteine (z.B. Granite) oder Metamorphe Gesteine (z.B. Gneise) fehlen im anstehenden Gesteinsverband vollständig.
Diese Arten von Gestein können aber trotzdem öfters in Form von Geröllen bzw. Geschieben gefunden werden, da sie im Pleistozän als Gletscherfracht aus dem zentralalpinen Bereich herangeschafft und abgelagert wurden.
Baumaterial
Das Gebiet ist ausschließlich aus Sedimentgesteinen aufgebaut.
Diese Gesteine entstammen einer erdgeschichtlichen Epoche die als Mesozoikum oder Erdmittelalter bezeichnet und in Trias, Jura und Kreidezeit unterteilt wird. Die bis zu mehreren tausend Meter mächtigen Karbonatgesteine aus der Trias (ca. 245-208 Millionen Jahre v.u.Z.) sind dabei absolut vorherrschend und daher den Kalkalpen namengebend.
Untergeordnet treten aber auch karbonatische Gesteine aus Jura und Kreidezeit auf.
Die klassische Dreiergliederung der Trias in Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper wird der Gesteinsabfolge der Nördlichen Kalkalpen nicht gerecht.
Die alpine Trias wird daher in folgende sechs Stufen eingeteilt, von denen alle ausser dem Skyth hier vertreten sind.
Die Namen dieser sechs Stufen wurden im vorletzten Jahrhundert eingeführt und muten den heutigen Leser etwas seltsam an, sind aber immer noch in Gebrauch.
Skyth (Name eines alten Volksstammes, der Skythen)
Anis (Römische Bezeichnung ANISIUS für den Fluss Enns)
Ladin (rätoromanisches Sprachgebiet in Südtirol)
Karn (alter Volksstamm in Kärnten)
Nor (römische Provinz Noricum, heute in etwa Ostöstereich)
Rät (römische Provinz Raetium, heute in etwa Ostschweiz, Südbayern bis Südtirol)
Geologische Kartenskizze des Vorkarwendels
LEGENDE:
Quartär, Pleistozän und jüngste Ablagerungen, (gelb)
Hochlandbrekzie (Quartär), (blaugrün)
Aptychenschichten (Unterkreide), (grün)
Aptychenschichten (Jura), (blau)
Bunter Jurakalk, z.B. Hierlatzkalk, (dunkelblau)
Kössener Schichten (orange)
Plattenkalk, (rotbraun)
Hauptdolomit, (hellbeige)
Raibler Schichten, (dunkelbraun)
Wettersteinkalk, (dunkelrot)
Muschelkalk, Reichenhaller Schichten, (violett)
Gesteine der Trias (245-208 Mio. Jahre)
Alpiner Buntsandstein (Skyth, untere Trias)
Dieses älteste Gestein der alpinen Trias, ein meist roter
Sandstein, ist hier nicht vertreten.
Abb. Alpiner Buntsandstein
Muschelkalk, Reichenhaller Schichten (Anis, mittlere Trias)
Mit den Reichenhaller Schichten setzt die Karbonatsedimentation der alpinen Trias ein.
Bei beiden handelt es sich um meist dunkle Kalke, die von vielen weißen Kalzitadern durchzogen sind.
Speziell für die Reichenhaller Schichten charakteristisch sind auch porös-zellige Gesteine ( sog. Rauhwacken).
Auffallend für den alpinen Muschelkalk sind die wulstigen
Schichtflächen, die dem Gestein den Spitznamen Wurstelkalk
eingebracht hat.
Es kommen auch Einschaltungen von Hornstein
(kieseliges Material, wohl aus Schwämmen) vor.
Gut zu sehen ist dieses Phänomen z.B. am Gjaidsteig, wo
genannte Gesteine in einem schmalen Band entlang des Steiges
aufgeschlossen sind.
Abb. Wurstelkalk am Gjaidsteig
Diese Schichten des Anis sind Ablagerungen eines flachen Schelfmeeres.
Wettersteinkalk (Ladin, mittlere Trias)
Der Wettersteinkalk ist meist ein massiges, helles Gestein.
Das Karwendelgebirge, die nördliche Karwendelkette mit seinem steilen Abfall, ist zum überwiegenden Teil aus Wettersteinkalk aufgebaut.
Es ist hier ein vorwiegend im Riffbereich
gebildetes Gestein. Die Entstehung ist vorwiegend auf Kalkschwämme
sowie auf kalkabscheidende Mikroorganismen z.B. Algen
zurückzuführen.
Abb. Wettersteinriffkalk
Ehemalige Hohlräume wurden im Nachhinein mit sinterartigem
Kalk ausgefüllt, sog. Großoolithe.
Abb.Grossoolithe in Wettersteinkalk
Wettersteinkalk des lagunären Sedimentationsbereiches ist im oberen Teil manchmal vererzt.
Am Fuße des Arnspitzstockes am Riedbodeneck befindet sich
in diesen Schichten ein Bleiglanzvorkommen, das in früherer
Zeit abgebaut wurde.
Abb.Bleierz in Wettersteinkalk
Raibler Schichten (Karn, obere Trias)
Es sind vorwiegend Sandsteine, Tonschiefer, Rauhwacken und
untergeordnet Kalkbänke.
Abb. Rauhwacke der Raibler Schichten
Zur Zeit des Karn fand ein Sedimentationswechsel statt. Statt einer Kalksedimentation kam nun toniges bis sandiges, festländisch geprägtes Material aber auch Dolomite mit Gipseinlagerungen und Rauhwacken zur Ablagerung.
Hauptdolomit (Nor, obere Trias)
Der Hauptdolomit nimmt den größten Flächenanteil im Vorkarwendel ein.
Er ist aus einem kalkigen mehr oder weniger bitumenhaltigen Schlick hervorgegangen.
Die Ablagerung fand im seichten Lagunenbereich unter leicht
salzübersättigten (hypersalinaren) Bedingungen statt. Die
Umwandlung in Dolomit hat bereits kurz nach der Ablagerung des
Schlicks eingesetzt (frühdiagenetisch).
Abb. gebankter Hauptdolomit am Seinsbach Richtung Fereinalm
Eine Sonderausbildung des Hauptdolomites sind bitumöse
Tonschiefer, Ichthyolschiefer, wie sie auch bei der Lokalität
Schröfeln zur
Steinölerzeugung abgebaut wurden.
Abb. Oelschiefer aus dem Hauptdolomit
Der Hauptdolomit neigt zu starker Vergrusung, er zerfällt in
kantige Bestandteile und bildet ausgedehnte, vegetationslose
Schutthalden aus.
Abb. Hauptdolomitgrus nahe Schöttelkarspitze
Plattenkalk (Nor, obere Trias)
Er wird als jüngster Teil des Hauptdolomites eingestuft und
entwickelt sich aus diesem durch zunehmende Einschaltung von
Kalkbänken. Es ist ein dunkler, bitumöser Kalk. Charakteristisch
ist die ausgeprägte Bankigkeit des Gesteines (s. Soiernspitze, Schöttelkarspitze).
Er neigt stark zur Verkarstung.
Abb. Hauptdolomit und gebankter Plattenkalk an der Schöttelkarspitze
Aufgrund seiner Festigkeitseigenschaften ist er auch als Baumaterial geeignet.
Kössener Schichten (Rät, obere Trias)
Es sind überwiegend dunkelgraue bis schwarze, teilweise
fossilreiche Tone, Mergel und Kalke.
Abb. Kössener Schichten mit Muschelschalen
Sie zeigen eine beginnende Vertiefung des bisher sehr seichten Sedimentationsraumes an.
Ihre Verbreitung ist bis auf eine kleine Ausnahme auf die Karwendelmulde beschränkt und bildet dort die Umrahmung der Muldenzone.
Gesteine der Jurazeit (208-146 Mio. Jahre) und der Kreide (146-65 Mio. Jahre)
Mit Beginn des Jura setzt ein genereller Meeresspiegelanstieg ein.
Die einheitlichen großangelegten Sedimentationsräume der Trias weichen nun uneinheitlicher und kleinräumiger ausgeprägten, in Becken und Schwellen gegliederten Sedimentationsräumen.
Oft handelt es sich bei den Gesteinen um leicht erodierbare Mergel.
Gesteine aus Jura und Kreide treten hier nur im Bereich der Karwendelmulde auf.
Diese Gesteine der Jurazeit
sind meist leicht an ihrer roten Farbe erkennbar.
Abb. Bunter Jurakalk in der Karwendelmulde östlich Mittenwald
Besonders ins Auge fallen
hierbei sogennannte
Hierlatzkalke,
welche häufig weiße
Seelilienstielglieder enthalten.
Abb. Hierlatzkalk mit Seelilienstielgliedern
Diese Gesteine sowie der
ähnliche rote
Adneter Kalk
wurden ehedem im Marmorgraben
bei Mittenwald abgebaut.
Abb. Mittenwalder Marmorbruch
Beide Gesteine waren bzw. sind aufgrund ihrer Polierbarkeit beliebte Dekorsteine in der Architektur z.B. für Türschwellen, Säulen etc.
In die obere Jura und
Kreidezeit sind die
Aptychenschichten
einzuordnen. Es handelt sich um dünnbankige, leicht
verwitterbare graue Mergel (Mischung aus Ton und Kalk)
Abb. Aptychenschichten
Quartär (ab 2,5 Mio. Jahre - Eiszeitliche Bildungen)
Die ältesten quartärzeitlichen Ablagerungen enstammen der Mindeleiszeit (~500000 bis ~330000) und sind z.B. zwischen Hochlandhütte und oberer Kälberalm zu finden. Als Moränenmaterial sind ausschließlich kalkalpine Komponenten enthalten.
Darüber, als Ablagerung des Mindel-Riß Interglazial (Zwischeneiszeit) (~330000 bis ~300000) tritt eine Bildung auf, die von dem in Fachkreisen berühmten Eiszeitforscher PENCK 1925 als Hochlandbrekzie zusammengefasst wurde.
Dies sind stark verkittete Brekzien welche auch ausschließlich
kalkalpine Komponenten enthalten.
Die Größe der Trümmer
kann von kleiner 1cm bis zu einigen Kubikmetern betragen.
Ein gutes Beispiel findet sich am Lerchenstock, hier v.a. die Westwand des Vorkommens.
Auch das Rißglazial (~300000 bis 115000) sowie das Riß Würm Interglazial (130000 bis 115000) hat an einigen Stellen kleinere Ablagerungen hinterlassen.
Die am weitesten verbreiteten glazialen Zeugnisse entstammen der letzten Eiszeit, der Würmeiszeit (115000 bis 10000).
Zu erwähnen ist als erstes der Seitenarm des Inngletschers, welcher
über den Seefelder Sattel durch das Mittenwalder Tor floss und
reichlich von ferne, bis aus der Schweiz (als Leitgeschiebe z.B. der
Juliergranit aus der Gegend des Julierpasses bei St. Moritz)
herangeschafftes Material enthält
Abb. Julier Granit
Im Vorkarwendel, so in der Nähe des Seinskopfes, treten kristalline Geschiebe aus den Zentralalpen, welche jenem Seitenarm des Innngletschers entstammen, bis zu einer Höhe von ca. 1300m auf. Auch auf Höhe der unteren Kälberalm wurden kristalline Geschiebe gefunden.
Es sollen aber auch die lokalen Gletscherbildungen wie der Damkar-, Mitterkar oder Wörnerkargletscher hier erwähnt werden.
In den Seitentälern sind teilweise auch Seetone anzutreffen, die auf glaziale Stauseeablagerungen zurückzuführen sind. Ein Beispiel ist der im Fermersbach bei der Brandelalm in 1190m Höhe anzutreffende Seetonaufschluss.
Paläogeographie
Skizze der Kontinent - Meer Verteilung zu Anfang des Mesozoikums
vor ca. 250 Millionen Jahren
Am Beginn des Mesozoikums (vor ca. 250 Ma) waren alle Kontinente zu einem einzigen Kontinent (Pangäa) zusammengeschlossen, welcher von einem einzigen großen Weltmeer (Panthalassa) umgeben war.
Der Sedimentationsraum, welcher das Baumaterial der Ostalpen lieferte, wurde ab jener Zeit von Osten her von einem Meeresausläufer dieses Weltmeeres, Tethys, überflutet, welcher sich zwischen den später sich entwickelnden Kontinenten Afrika und Europa herausbildete.
Der Thethysbereich, der spätere Alpenraum, lag zu jener Zeit wesentlich weiter südlich als heute, im tropischen Klimagürtel der Erde.
Dieser golfähnliche Meeresbereich dehnte sich im Laufe des Mesozoikums in dem Maße nach Westen hin aus, wie sich der Südkontinent(Gondwana) vom eurasischen Kontinent trennte.
Im diesem Seichtwasser-Schelfbereich entwickelte sich ab der mittleren Trias eine ausgedehnte Karbonatplattform mit Riff- und Lagunenbereichen.
Das Zusammenspiel aus Sedimentzufuhr, Absenkung und Meeresspiegelschwankungen ließ mächtige karbonatische Schichten entstehen (Wettersteinkalk, Hauptdolomit, Plattenkalk).
Es konnten sich zahlreiche Riffe entwickeln. Hinter den Riffgürteln entwickelten sich Sedimentserien des Ebbe-Flutbereiches mit ihrem charakteristischen feinlaminaren Aufbau, im Vorriffbereich kamen feinkörnige Karbonate zur Ablagerung.
Diese rein karbonatische Beckenentwicklung wurde tektonisch bedingt einige Male durch die Ablagerung von auch durch festländischen Eintrag geprägte Sedimente (Sandsteine der Raibler Schichten, Tone und Mergel der Kössener Schichten) unterbrochen.
Während der Trias und im Jura begann diese Karbonatplattform aufgrund von plattentektonischen Bewegungen zu zerbrechen. Im Zuge dessen konnten sich im Jura neben den Flachwasserbildungen in abgesenkten Bereichen auch Tiefseesedimente bilden.
Die Sedimentation setzte sich in Form der Aptychenschichten bis in die Kreidezeit fort.
In der Kreidezeit setzten in zunehmendem Maße gebirgsbildende Vorgänge der großflächigen Sedimentation ein Ende.
Gebirgsbildung
Das beschriebene Gebiet gehört als winziger Ausschnitt dem eurasischen Gebirgsgürtel an, der sich von Nordafrika bis Hinterindien erstreckt.
Entstanden sind die Alpen durch die relative Nordwärtsbewegung des großen Südkontinentes Gondwana, bzw. eines Bruchstückes desselben, der Adriatischen Platte, auf die eurasische Kontinentalplatte zu.
Die Deckenüberschiebungen als Folge einer beginnenden Einengung begannen schon in der Oberkreidezeit (vor 95 -70 Mio. Jahre ) .
Im Eozän, vor ca. 45 Ma schob sich die Adriatische Platte über den Rand des eurasischen Kontinentes, es kam dadurch zu einer Krustenverdickung.
Im Zuge der dadurch einsetzenden isostatischen Ausgleichsbewegung kam es zur Hebung des Alpengebietes begleitet von Faltungs- und Überschiebungsvorgängen aufgrund der Einengungsbewegung.
Die Hebungsrate wird etwas 5 mm pro Jahr betragen haben. (Heute nur noch ca 0,5mm/a)
Die Ausformung der Alpen als Gebirge ist im Eozän und Oligozän erfolgt.
Das Gebirge in der Form wie wir es heute erleben können, ist allerdings erst durch nachfolgende Verwitterungsvorgange entstanden.
Vor allem die Eiszeiten haben aufgrund der schürfenden Wirkung der Gletscher das Gebirge modelliert. Zu nennen sind z.B. Trogtäler, übertiefte Täler der größeren Abflussrinnen, Seen, Rundhöcker und Kare, die den Gipfeln ihr charakteristisches Aussehen geben.
Auch die teilweise großräumig angelegten Aufschüttungen der ausgedehnten Moränenablagerungen sind glazialen Ursprunges.
Die weitere Verwitterungsarbeit wird von Frostsprengung sowie der abtragenden Wirkung von Niederschlägen übernommen.
Gebirgsaufbau
In den Jahren 1977-78 wurde an der Nordostecke des Gebietes in Vorderriß eine 6468 m tiefe Tiefbohrung durchgeführt. Plaziert wurde sie an dieser Stelle, da sie den Scheitelpunkt einer längeren, west – ost verlaufenden Sattelstruktur, des sog. Wamberger Sattels darstellt.
Der Bereich bis zur sogenannten Karwendelmulde ist somit der Südflügel des Wamberger Sattels.
Solche geologischen Aufwölbungsstrukturen stellen sich manchmal als Fallen für Kohlenwasserstoffe (Erdöl und Erdgas) heraus. Die Bohrung Vorderriß brachte aber in dieser Hinsicht keine (positiven?) Ergebnisse.
Sie leistete aber einen wichtigen Beitrag zur Erforschung des Aufbaues der nördlichen Kalkalpen.
Es konnte die damit schon seit langer Zeit postulierte Deckenstruktur des Gebirges bestätigt werden.
Grobe Profilskizze.
Dargestellt sind die Deckenstapel aus dem das Gebirge aufgebaut ist sowie
die Aufschiebung dieser Gesteinsdecken auf jüngere Gesteine, die sich in großer Tiefe
in etwa am Ort ihrer Bildung befinden.
Das Vorkarwendel gehört der Lechtaldecke an. Diese überlagert die liegende Allgäudecke. Die Lechtaldecke wiederum wird von der Inntaldecke überlagert, welche am Südrand des Gebietes am Nordabfall der nördlichsten Karwendelkette auftritt.
Alle diese, West-Ost gerichteten, Sedimentdecken tauchen langsam nach Osten hin ab.
Am Ende der Tiefbohrung von Vorderriß ist man auf junge Gesteine (Jura, Kreide) des Helvetikum gestoßen. Das Helvetikum ist der Bereich, der dem europäischen Tethysschelf entspricht. (Im Gegensatz zu den darüberliegenden Decken, die im weitesten Sinn Ablagerungen des afrikanischen Schelfes darstellen.
Südlich des vorhin erwähnten Wamberger Sattels schließt sich die Karwendelmulde an. Im Kern dieser ebenfalls im großen und ganzen West-Ost gerichteten Struktur treten die jüngsten Gesteine auf. Es sind die mergelig tonig ausgebildeten Aptychenschichten.
Wenn man sich vom Muldenkern nach aussen, bewegt durchschreitet man die nächst älteren Schichten der Jurazeit. Auffällig sind hier die roten Spatkalke der Hierlatz- und Adneterfazies.
Entfernt man sich noch etwas weiter vom Muldenkern, so durchschreitet man die sog. Kössener Schichten. Es sind oft fossilreiche Kalke, die schon der Triaszeit angehören.
Am Ende der Zeitreise kommt man wieder im Plattenkalk bzw. Hauptdolomit an.
Den Südrand des Gebietes nimmt der beeindruckende Nordabfall der nördlichen Karwendelkette ein.
Diese ist zum großen Teil aus Riffkalken des Wettersteinkalkes aufgebaut.
Weiterhin vertreten sind die noch älteren Gesteine der Reichenhaller Schichten und des alpinen Muschekalkes.
Die ebenfalls zum Gebiet der Sektion gehörende Arnspitze stellt den Vermittler zwischen Wettersteingebirge und Karwendelgebirge dar und ist überwiegend aus Wettersteinkalk aufgebaut.
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