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Detachment Folding and Salt Tectonics in the Permian Haselgebirge (Hallstatt, Northern Calcareous Alps)
Nikolaus Schmid
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Bernhard Grasemann
DOI
10.25365/thesis.7059
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29214.38866.200362-9
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Nördlichen Kalkalpen, die zum Oberostalpinen Deckenstapel gehören, stellen einen Falten- und Überschiebungsgürtel im frontalen Abschnitt der Ostalpen dar. Als höchster tektonischer Schichtkomplex wurden die überwiegend aus Karbonaten bestehenden Gesteinsschichten während der alpinen Orogenese von ihrem ursprünglichen Sedimentationsuntergrund abgeschert. Die spät permischen bis früh triassischen Evaporite des Haselgebirges fungierten dabei aufgrund der relativ geringen Scherfestigkeit als basaler Entkopplungshorizont großer Teile der Nördlichen Kalkalpen. Die großteils aus Karbonaten der Tethys und des Penninischen Ozeans bestehenden Sedimentabfolgen kommen heute mit Überschiebungskontakt auf Molasse- und Flyschsedimenten zu liegen. Die Verkürzung verursachte in diesem Deckenstapel die Ausbildung von Überschiebungen und Falten.
Das Arbeitsgebiet befindet sich westlich von Hallstatt rund um das Echerntal, im zentralen Abschnitt der Nördlichen Kalkalpen. In diesem Bereich kommen die überwiegend lagunären Sedimente der Dachstein Decke mit tektonischem Kontakt neben tiefmarinen Sedimenten der Hallstätter Decke zu liegen. Die tektonischen Prozesse die die Nördlichen Kalkalpen in ihrer heutigen Form entstehen ließen und vor allem die strukturelle Beziehung der Dachstein und Hallstatt Decke zueinander sind immer noch ein häufig diskutiertes Thema. Gegenüber dem vorherrschenden tektonischen Modell (z.B. Tollmann, 1963), das einen nordwärtigen Versatz verlangt, bevorzugen einige Autoren großmaßstäbliche Überschiebungen nach W bis NW in den frühen Stadien der alpinen Gebirgsbildung (z.B. Linzer et al., 1995). Die vorliegende strukturgeologische Geländekartierung bestätigt im interessierenden Gebiet einen tektonischen Versatz nach WNW. Sowohl sedimentäre Schichtflächen als auch Überschiebungsbahnen fallen generell Richtung ESE ein, und auf schichtparallelen Harnischflächen wurden Lineare beobachtet, die eine Bewegungsrichtung nach WNW anzeigen. Weiters wird die Überschiebung nach WNW auch durch Mikrostrukturen wie SC-Gefüge und Stylolithe in Dünnschliffen von Dachsteinkalk-Proben aus der Echernwand bekräftigt.
Die WNW-orientierte Bewegungsrichtung kann sowohl in der Dachstein als auch Hallstätter Decke beobachtet werden, aber der Deformationsstil zeigt deutliche Unterschiede. Die unterschiedliche Viskosität und die Schichtmächtikeit des Abscherungshorizonts im Verhältnis zur überlagernden Mächtigkeit sind entscheidende Kriterien für Strukturen, die in den überlagernden Gesteinsschichten entstehen. Aufgrund des größeren Reibungswiderstands innerhalb der Dachstein Decke finden sich hier vor allem Fault-bend Folds und vorwärts vergente Stapelung. Demgegenüber sind im Grenzbereich zur Hallstatt Decke, wo der duktile salzreiche Horizont in die Überschiebung miteingebunden ist, zusätzlich Detachment Folds und rückwärts vergente Stapelung zu beobachten.
Die Hallstätter Decke mit den evaporitischen Abfolgen des Haselgebirges befindet sich nordwestlich des Echerntals. Die Hallstätter Salzlagerstätte hat seit prähistorischer Zeit eine entscheidende Bedeutung für die Region. Eine 3D Modellierung der Salzlagerstätte mit GoCADTm veranschaulicht, dass der knapp 3km lange und 500m breite Salzkörper ESE-WNW – parallel zur tektonischen Haupttransportrichtung – verläuft. Die Evaporite zeigen duktile „high strain“ Deformation, wie δ- und σ- Klasten oder die Ausbildung von Isoklinalfalten. Mikroskopische Beobachtungen in Dünnschliffen zeigen ebenfalls mylonitische Strukturen wie „stairstepping“ und Zerbrechen rigider Klasten im duktilen Salz sowie dynamische Rekristallisation. Einen weiteren Beweis für die starke interne Deformation des Haselgebirges liefern gekritzte und polierte Oberflächen an Tonklasten, die in der duktileren salzig-tonigen Matrix "schwimmen".
Die Form des Salzkörpers, gemeinsam mit den strukturellen Messungen im Haselgebirge, weist auf einen Zusammenhang der Salzlagerstätte mit einer großen Seitenverschiebung entlang der nördlichen Begrenzung der Hallstätter Decke hin.
Abstract
(Englisch)
The Northern Calcareous Alps (NCA), which belong to the northernmost part of the Upper Austroalpine thrust complex, represent a fold and thrust belt at the frontal part of the Eastern Alps. During the Alpine orogeny the carbonate dominated successions of the NCA were deformed in a brittle style when they were decoupled along detachment horizons with relatively low shear strength. The late Permian to early Triassic evaporites of the Austroalpine Haselgebirgs-formation build up the basal detachment in large parts of the NCA. As a consequence the sedimentary succession of Thethyan and Penninic carbonates lost its depositional basement and now rests with over-thrust contact on Molasse and Flysch sediments.
The field area of this study is situated near Hallstatt around the Echerntal valley in the central part of the NCA. At that spot the prevailing lagoonal sediments of the Dachstein Nappe are tectonically juxtaposed with the pelagic sediments of the Hallstatt Nappe. The tectonic processes within the NCA and especially the structural relation between Dachstein and Hallstatt Nappe are still a point of discussion. Against the dominant tectonic model (e.g. Tollmann, 1963), which demands a top-to-north displacement, some authors suggest large scale top-to-west and northwest thrusting in the early stages of Alpine orogeny (e.g. Linzer et al., 1995). Observations in the studied area confirm thrusting towards WNW. Sedimentary surfaces and thrust faults are generally dipping to ESE and in bedding-plane parallel slickensides evidence for a top-to-WNW movement was found. Furthermore microstructures like SC-fabric and stylolites of thin-sections from Dachstein Limestone in the Echernwand support these assumptions.
Movement to WNW was observed in the Hallstatt and in the Dachstein Nappe but there are clear differences in style of deformation. Different viscosity and different thickness (with respect to the overburden thickness) of a detachment horizon are essential parameters for the structures found in the overlying beds. In the Dachstein Nappe, due to the higher basal friction, fold bend folding and foreland vergent duplexes are typical. At the border area to the Hallstatt Nappe (northern slope of the Echernwand), above the ductile evaporitic layers, additional detachment folds and hinterland vergent structures are observed.
The Hallstatt Nappe within the evaporitic Haselgebirge is located northwest of the Echerntal valley and contains the halite rich Hallstatt salt deposit that played an important role for the Hallstatt region since ancient times. 3D modeling of the salt deposit with GoCADTm illustrated that the nearly 3km long and about 500m broad saltbody in the northern slope of the Echerntal valley strikes ESE-WNW – more or less parallel to the observed main tectonic transport direction. Within the evaporites high strain ductile deformation structures like δ- and σ-clasts or isoclinal folding are observed. Microstructural investigations of thin-sections confirm the mylonitic fabric as for example dynamic recristallisation of evaporites and fracturing of rigid clasts within a ductile reacting matrix are observed. More evidence of the intense internal deformation of the Haselgebirge is given by scratched and polished surfaces of clay clasts embedded in the weaker salty-clayey matrix.
The shape of the saltbody and structural measurements indicate a relation between the Hallstatt salt deposit and a major strike-slip movement at the northern boundary of the Hallstatt Nappe.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Northern Calcareous Alps (NCA) Detachment folding salt tectonics striated and polished surfaces of clasts Hallstatt Nappe Dachstein Nappe
Schlagwörter
(Deutsch)
Nödliche Kalkalpen Hallstatt Salztektonik Überschiebungsstrukturen Hallstätter Decke Dachstein Decke gekritzte Tonklasten im Haselgebirge
Autor*innen
Nikolaus Schmid
Haupttitel (Englisch)
Detachment Folding and Salt Tectonics in the Permian Haselgebirge (Hallstatt, Northern Calcareous Alps)
Paralleltitel (Deutsch)
Detachment Folding und Salztektonik im Permischen Haselgebirge (Hallstatt, Nördliche Kalkalpen)
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
V, 102 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernhard Grasemann
AC Nummer
AC07881825
Utheses ID
6387
Studienkennzahl
UA | 431 | | |