The Development of the Jura Fold-and-Thrust Belt: pre-existing Basement Structures and the Formation of Ramps
Authors:   , Schori Marc 
Published: February 2022

Der Jura Falten- und Überschiebungsgürtel (fold-andthrustbelt) ist die nördlichste Erweiterung der westlichenund zentralen Alpen im tektonischen Sinn. Er besteht ausder deformierten, dünnen Sedimenthaut des europäischennördlichen Alpenvorlandes, welches während dem mittlerenMiozän bis unteren Pliozän in triassischen Evaporitenabgeschert wurde als Folge Nordwest gerichteter alpinerKompression. Vor der Entstehung des Juragebirges wardas nördliche Alpenvorland bereits maßgeblich vorstrukturiertund enthielt Brüche, teilweise aus dem Paläozoikumstammend, die während der mesozoisch-känozoischenstrukturellen Entwicklung der europäischen Lithosphärewiederholt aktiv waren. Laubscher (1961) schlägt vor, dassdie Deformation des Jura Falten- und Überschiebungsgürtelserheblich durch präexistente Brüche im prämesozoischenSockel gesteuert wurde.Um die Verbindung zwischen Juragebirge und vorherexistierenden Sockelstrukturen zu verstehen, wurden verschiedeneDatensätze angelegt: diese Studie enthält eineaktualisierte und homogenisierte Strukturkarte desJuragebirges, ein vereinheitlichtes Tiefenbohrlochinventar,Mächtigkeitskarten des Juragebirges und Umgebungvon neun lithostratigrafischen mesozoischen und känozoischenEinheiten, geologische Profile durch den externenJura, eine Höhenkarte des vormesozoischen Sockels,neue U-Pb Kalzitalter von einem Rutschharnisch und einerKalzitader im externen Jura, eine Analogmodellstudie, welcheden Einfluss von Sockelsprüngen auf schräge Rampentestet und schließlich, ein vorwärts modelliertes, geologischesProfil durch den externen Jura.Die basale Überschiebung des Juras befindet sichhauptsächlich in Halit führenden Einheiten triassischerEvaporite. Die Überschiebung konzentriert sich in denmittleren triassischen Evaporitschichten (Evaporite derMuschelkalk-Gruppe) im östlichen Jura, wohingegen sichdie basale Überschiebung im zentralen und südlichen Juravorwiegend in den oberen triassischen Evaporiteinheiten(Evaporite der Keuper-Gruppe) befindet (Deville 2021;Philippe u. a. 1996). Die Präsenz der Überschiebung korreliertmit Mächtigkeitszunahmen (Überdickungen) der jeweiligentriassischen lithologischen Einheit. Zudem weisenÜberdickungen der mittleren Juraschichten (Dogger Gruppe)auf obere Überschiebungsbahnen im östlichen Jurahin, während sich obere Überschiebungsbahnen im zentralenund südlichen Juragebirge eher in den unteren Juraschichten(Lias Gruppe) befinden.Die mesozoische Sedimentdecke des externen Jurasenthält Abschiebungssysteme, welche auf die Eo- undOligozäne Entstehung des europäischen känozoischenRiftsystems zurückgeführt werden (Illies 1972; Ziegler1992a). Extensionsstrukturen in der mesozoischen Sedimentdecke,die im Zusammenhang mit dem känozoischenRiftsystem stehen, werden hauptsächlich innerhalb vonFaisceaux des zentralen Juras dokumentiert. Sie sind überder basalen Abscherung des Juragebirges Richtung Nordwesttransportiert, weg von ihrenWurzeln im Sockel. Unterdem externen Jura werden Sprünge im vormesozoischenSockel identifiziert, welche maximale vertikale Versätzezwischen 450 m bis 600 m aufweisen. Im externen Jurasind diese Versätze hauptsächlich auf die Entstehung deseuropäischen känozoischen Riftsystems zurückzuführenund auf Abschiebungen im Zusammenhang mit der Oligozänenbis Miozänen Migration der Vortiefe (foredeep). Somitwerden Sockelbrüche unter dem externen Jura als präexistentverstanden. Sockelversätze im Zusammenhangmit dem känozoischen Riftsystem formen auf- sowie absteigendeSockelstufen in Transportrichtung des Juragebirges.Sockelbrüche im Zusammenhang mit dem nordalpinenVorlandbecken formen hauptsächlich aufsteigendeSockelstufen. Analogmodelle mit Sockelbrüchen und Vergleichemit natürlichen Strukturen im internen Jura weisendarauf hin, dass Sockelbrüche mit Versätzen von mehrerenhundert Metern (mindestens ca. 400 m) auch unterdem internen Jura und dem Molassebecken vorkommen.Allerdings sind diese Sockelbrüche hauptsächlich auf dieMigration der Vortiefe während des Oligozäns zurückzuführen.Sockelbrüche die während des Känozoikums aktivwaren scheinen vorwiegend Strukturen zu folgen, die bereitswährend der variszischen Orogenese angelegt wurden.Die Front des Juragebirges ist erheblich durch Brüchedes europäischen känozoischen Riftsystems vorgegeben.Unter der westlichen Front des Juragebirges (Faisceau lédonien,Revermont) zeigt die SSW–NNO orientierte Randbruchzonedes Bressegrabens kumulative vertikale Versätzevon bis zu ca. 2.8 Kilometer. Diese ausserordentlichhohe, absteigende Sockelstufe (in tektonischer Transportrichtungdes Juragebirges) verhinderte ein weiteres Fortschreitender Jurafront. Eine Lokalisierung der Jurafrontan absteigenden Sockelstufen wird ausserdem unter dernördlichen Front des Juragebirges beobachtet (in Verbindungmit der Rhein–Bresse Transferzone), sowie in derFerrette Zone (in Verbindung mit dem Oberen Rheingraben).Hebung der Riftschultern des Bresse- und Rheingrabens(max. ~930 m unter dem Juragebirge) setzte bereitsim Eozän ein und führte zu mehreren hundert Metern Erosionmesozoischer Sedimente im Frontalbereich des Juragebirges,vor seiner Entstehung. Tektonische Hebung imZusammenhang mit der Vorlandwölbung (forebulge) warmaximal 350 m und blieb ausserdem nicht stationär, deshalbführte die Vorlandwölbung zu deutlich weniger Erosionals Hebung in Zusammenhang mit Riftschultern.Die Topografie des vormesozoischen Sockels deutetdarauf hin, dass der Scheitel der heutigen Vorlandwölbungnördlich des Juragebirges liegt, in der Rhein-Bresse Transferzone.Somit liegt der nördliche Teil des zentralen, externenJuras auf der heutigen Vorlandwölbung, wohingegender Rest des Juragebirges (südlicher Jura, südlicher Teildes zentralen Juras und östlicher Jura) in der heutigen Vortiefeliegt. Die Oberfläche des vormesozoischen Sockelsunter dem externen Jura zeigt moderate Einfallwinkel vonmeist 1.5° und weniger, Richtung Nordwest und Südost.Diese kleinen Einfallwinkel scheinen die Entstehung der kilometerweitenPlateaus des externen Juras begünstigt zuhaben. Unter dem internen Jura fällt der Sockel im Schnitt2° bis 3° Richtung Südost ein.Zusammenfassend bestätigt diese Studie einen bedeutendenEinfluss des Sockels auf die strukturelle Entwicklungdes Juragebirges und einzelne strukturelle Einheitendes Juragebirges können auf lokale Sockelkonfigurationenzurückgeführt werden. Neue Brüche im vormesozoischenSockel des Juragebirges (und auch im Sockel des Molassebeckens)werden vorgeschlagen. Orientierungen undvertikale Versätze von Sockelbrüchen werden charakterisiertund verursachende lithosphärische Prozesse werdeneruiert. Die erarbeiteten Konzepte dieser Studie könnenauf andere Falten- und Überschiebungsgürtel angewendetwerden, welche über einem vorstrukturierten Sockelentstanden sind.