Die fazielle und strukturelle Entwicklung der helvetischen Oberkreide im Allgäu und Kleinwalsertal und ihre Beziehung zu Meeresspiegelschwankungen und Paläozeanographie

Synchrone Sedimentumlagerungen im Cenoman-Turon von Nordwestdeutschland, dem Helvetikum im Allgäu und in Vorarlberg, sind korrelierbar mit kurzfristigen eustatischen Meeresspiegelfällen. Bei fallendem Meeresspiegel muß auch der hydrostatische Druck am Meeresboden entsprechend der Amplitude der Meeresspiegel fluktuation fallen. Computersimulationen zeigen, daß in Sedimenten mit Durchlässigkeitsbeiwerten von <1010 m/sec etwa 10% der hydrostatischen Druckdifferenz als Porenwasserüberdruck erhalten bleiben und gravitative Sedimentumlagerungen auslösen kann. Die berechnete Intensität stimmt mit Geländebeobachtungen überein.

Im Helvetikum des Allgäu und in Vorarlberg wurden folgende Schichtabschnitte untersucht: hoher Selun Member (Alb-Cenoman, Glaukonitsandsteine. Phosphorite), Seewer Kalk Formation (Ob.-Cenoman bis frühes Ob.-Santon, pelagische Karbonate), Amdener Formation (spätes Ob.-Santon bis M. Campan, hemipelagische Mergel). Anhand von 67 biostratigraphisch datierten Profilen werden Fazieskriterien kartiert und zwei Gebiete mit anhaltender Erosion und Umlagerung als Hochstrukturen Interpretiert. Im Ober-Alb bis Cenoman (Aubrig Schichten) wird im Norden des Arbeitsgebietes lokal bis auf den Schrattenkalk (M. Barreme-M. Apt) erodiert und nach Südosten geschüttet. Anschließend entwickelt sich eine wechselhafte mehr sandig-kalkig-glaukonitische. im späten Cenoman auch pelagische Sedimentation. Diese Folge wird bis zum Ober-Cenoman nach Süden hin an einer flachen Winkeldiskordanz erodiert. Gravitativ umgelagerte Sedimente kennzeichnen das Gebiet Im Ober-Cenoman bis hohen Mittel-Turon. Anhand von Isopachen lassen sich Schüttungsloben, Rinnensysteme und Liefergebiete rekonstruieren. Im Ober-Turon wurden keine gravitativ umgelagerten Sedimente gefunden. Im Coniac bis frühen Ober-Santon, verschmälern sich die durch Debrite und Rutschungen gekennzeichneten Hänge um lokale Hochstrukturen zunehmend. Im späten Santon wird das Gebiet zunehmend von siliciklastischer Sedimentation beeinflußt (Amdener Fm.. bis zu 100 m). Autochthone und gravitativ umgelagerte Sedimente (Debrite. Gleitschollen. Rutschungen) lassen Tiefstrukturen, Hochstrukturen und Hänge kartieren.

Zum Vergleich mit dem tektonisch passiven Helvetikum, wurde ein Gebiet mit aktiver synsedimentärer Tektonik in den Chaînes Subalpines Méridionales (Westalpen) untersucht. Eine Winkeldiskordanz korreliert mit einer wesentlichen Sequenzgrenze (UZA 2.7/3.1; spätes Mittel-Turon) . Während eines starken Meeresspiegelfalles wurde die aufsteigende Hochscholle subaerisch exponiert und an Steilküsten erodiert. Eine generelle Faziesdifferenzlerung zwischen Hoch- und Tiefscholle während der Oberkreide zeigt, daß die Winkeldiskordanz das Alter der Meeresspiegel Schwankung, nicht das der tektonischen Bewegungen widerspiegelt.

Für paläozeanographische Untersuchungen wurden Isotopenmessungen ( δ 13C, δ 18O) in Europa aus der Literatur kompiliert und durch Messungen 1n Nordwestdeutschland, dem Helvetikum und Polen ergänzt. Es ergeben sich hohe δ 13C-Werte (4-5 % PDB) in Nordwestdeutschland und der östlichen Nordsee, mittlere (2-4 %) in England und NW Frankreich und niedrige (1-2 %) im Helvetikum, der Regensburger Kreide und Polen. Hohe δ 13C-Werte werden als Indikator hoher Produktivität der Massermassen interpretiert. Kontrolliert durch die paläobiogeographische Verteilung planktonischer Foraminiferen, wird das System der windgetriebenen Oberflächenströmungen im oberkretazischen Europa rekonstruiert und die differenzierte Produktivität auf eine upwelling-Zone vor dem Fennoskandischen Massiv zurückgeführt. Die Ergebnisse stimmen mit numerischen Klimasimulationen überein.