Die Turbiditsandstein-Komplexe der devono-karbonischen Markstein Gruppe im Oberelsass (NE-Frankreich) und ihre Beziehungen zu den moldanubischen Gesteinseinheiten von Schwarzwald und Vogesen
Zusammenfassung Mit der geologischen Untersuchung von Sedimentgesteinen in den Südvogesen (NE-Frankreich) und im Südschwarzwald (SW-Deutschland) wird ein Beitrag zur Paläogeographie und zur Geodynamik der moldanubischen Gesteinseinheiten des mitteleuropäischen Variszikums geleistet. Die Turbidit-sandsteinabfolge der Markstein Gruppe (Südvogesen) wurde über einen langen Zeitraum hinweg ab-gelagert und bietet wegen ihrer großen Mächtigkeit von ca. 3500 m einen stratigraphisch sehr voll-ständigen Einblick in die zeitliche Entwicklung der Variszischen Gebirgsbildung am Oberrhein. Um die geologische Beziehung der Markstein Gruppe zu anderen Sedimentgesteinseinheiten der Region interpretieren zu können, wurden zusätzlich auch die Ablagerungsmilieus dieser Einheiten und deren zeitliche Entwicklung soweit wie möglich rekonstruiert. Die direkte Nachbarschaft der Markstein Gruppe zu den Kristallingesteinen der Zentralvogesen macht sie außerdem zu einem Bindeglied zwi-schen dem "tektonischen Milieu" der Turbiditbecken und den tektonometamorphen Prozessen der tieferen Erdkruste. Auf der Grundlage sediment- und petrofazieller Analysen kann die Markstein Gruppe in drei Turbidit-komplexe gegliedert werden. Aus den sedimentfaziellen Untersuchungen ergibt sich ein zeitlicher und möglicherweise auch räumlicher Proximalitätstrend zwischen den Komplexen. Dieser Trend geht ein-her mit einer petrofaziellen Entwicklung von quarzärmeren Ablagerungen mäßig reifer magmatischer Bögen zu quarzreicheren Ablagerungen tief eingeschnittener und herausgehobener aktiver Kontinen-talränder. Das Liefergebiet wurde zwischen dem Oberdevon und dem untersten Karbon von kalkalkalinen basaltischen Vulkaniten und Metagranodioriten aufgebaut, während im höheren Unterkarbon tief angeschnittene Metagranodiorite und felsische Vulkanite abgetragen wurden. Durch die ausge-prägte positive V-Cr-Ni Anomalie können die älteren Sandsteinabfolgen mit den ungefähr zeitgleichen Protocanites Grauwacken der Badenweiler-Lenzkirch Zone (BLZ, Südschwarzwald) in Bezug zuein-ander gesetzt werden. In den jüngeren Turbiditsandsteinabfolgen der Markstein Gruppe ist die episodische Aktivität eines andesitisch-dazitischen Vulkanismus nachweisbar. Dieser Vulkanismus zeigt auch geochemische Übereinstimmungen mit Daziten und Rhyodaziten des höheren Unterkarbons in der BLZ. Partielle Schmelzen tiefkrustaler Gesteine einer sehr dicken kontinentalen Kruste haben vermutlich die geo-chemischen Besonderheiten der Vulkanite hervorgerufen. Eine ebenfalls auf das höhere Unterkarbon datierte Granulitmetamorphose wurde früher bereits in den zentralen Kristallinarealen nachgewiesen und belegt die Überdickung der kontinentalen Kruste zu dieser Zeit. Die tektonische Stapelung von Sedimentgesteinseinheiten der Markstein Gruppe, die im höchsten Unterkarbon stattgefunden hat, kann anhand überkippter Gesteinsabfolgen und einer sediment- und petrofaziellen Verdopplung von Teilen des Zentralen Markstein Komplexes und des Hahnenbrunnen Komplexes aufgezeigt werden. Zusammen mit dem oben erläuterten sediment- und petrofaziellen Trend wird die Entstehung der Markstein Gruppe daher einem tektonisch akkretionierenden Milieu in Form eines tiefmarinen Vorlandbeckens zugeordnet. Die Entwicklung des Vorlandbeckens beginnt mit der Kollision eines magmatischen Bogens und einem südlich gelegenen Vorland im Oberdevon. Der syn- bis postkollisionale Magmatismus, Relikte von Ozeangesteinen und die petrofazielle und geochemische Zusammensetzung der älteren Turbiditsandsteine deuten dabei auf die Schließung eines ehemaligen back-arc Beckens hin. Eine dadurch bis zum höheren Unterkarbon stark verdickte Kruste führte zur Heraushebung und Abtragung des magmatischen Bogens. Die tektonische Extrusion und Exhumation von Granuliten der Unterkruste und von Mantelgesteinen wird hier im Zusammenhang mit dextral-transpressiven Scherzonen gesehen, die auf beiden Seiten der zentralen Kristallinareale gleichzeitig aktiv waren. Im weiteren Verlauf der Deformation kam es schließlich zur Ausbildung einer halbseitigen positiven Blumenstruktur und zur Juxtaposition der Markstein Gruppe zu ebenfalls deformierten Gesteinen völlig verschiedener Sedimentationsbecken. Dies belegen sowohl die strukturellen und kinematischen Analysen als auch die sediment-stratigraphische Rekonstruktion der sich südlich daran anschließenden Oderen Gruppe im Thurtal der Südvogesen. Paläogeographisch lassen sich übereinstimmende geologische Entwicklungen mit dem Variszikum der Böhmischen Masse im Osten und dem des nordöstlichen Massif Central im Südwesten aufzeigen.
Turbiditsandsteine, Badenweiler-Lenzkirch-Zone, turbidite sandstones, Lower Carboniferous, Southern Vosges
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