Géologie de l'Allemagne
La géologie de l'Allemagne est façonnée de manière significative par plusieurs phases de formation de montagnes au Paléozoïque et au Cénozoïque , par la sédimentation dans les mers peu profondes et les plaines au Permien et au Mésozoïque et par les glaciations du Quaternaire .
Cadre géologique régional et fondamentaux
L'Allemagne est située entre le craton géologiquement très ancien ( précambrien ) d'Europe orientale ( Baltica ) au nord et au nord-est, qui est exposé plus au nord sous le nom de bouclier baltique , et les Alpes géologiquement jeunes ( cénozoïques ) - l' orrogène des Carpates au sud. Les provinces crustales correspondantes sont donc "d'âge moyen" et ont été rattachées (accrétées) au craton d'Europe orientale au cours de l'ère paléozoïque par des processus de tectonique des plaques . Ils forment ce qu'on appelle le sous - sol de l' Allemagne.
Le sous-sol est le plus ancien des quatre "étages" géologiques que l'on peut distinguer en Europe centrale au nord des Alpes. Les sols reflètent surtout les relations d'âge des roches ainsi que les grandes tendances tectoniques auxquelles la croûte terrestre a été soumise au cours de son histoire géologique : expansion crustale et sédimentation extensive, principalement marine alternant avec compression crustale / formation de montagnes et érosion . En raison des différences régionales dans l'action et l'occurrence des forces exogènes et endogènes au cours des 20 derniers millions d'années, la géologie de surface actuelle en Allemagne a émergé, comme le montrent souvent les cartes géologiques . Il permet une ventilation grossière en trois régions physiographiques : la dépression d'Europe centrale , la zone de plie d'Europe centrale et les Alpes .
Régions physiographiques
Dépression en Europe centrale
Le nord de l'Allemagne jusqu'à une ligne qui longe approximativement le canal du Mittelland , l' Elbe (depuis Magdebourg en amont) et le bord nord de la Haute-Lusace , appartient à la dépression d'Europe centrale (également connue sous le nom de bassin nord-allemand-polonais ), qui correspond à peu près géographiquement à la plaine de l'Allemagne du Nord . Au nord, il se jette en douceur dans les bassins de la mer du Nord et de la Baltique. La dépression d'Europe centrale est une zone de subsidence à long terme , contient une série de sédiments du Paléozoïque supérieur au Cénozoïque, de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur , est fortement glaciaire près de la surface, caractérisée dans le sous-sol par la tectonique du sel de la Permsaline et seulement légèrement influencé par les effets à longue distance de la formation des montagnes alpines .
Aire de plie d'Europe centrale
Au sud de la dépression d' Europe centrale se trouve la zone de plie d' Europe centrale , qui comprend géographiquement le seuil de la chaîne de montagnes basses allemande , le pays au niveau de la couche du sud de l' Allemagne , le rift du Rhin supérieur et l' avant - pays alpin . Sur le plan tectonique, elle a été relativement fortement influencée par les effets à longue distance de la formation montagneuse des Alpes (tectonique intraplaque des Alpes) et est donc, globalement, différente de la Dépression d'Europe centrale. Il n'était également que partiellement surimprimé par les glaciers du Pléistocène. Il est divisé en plusieurs hauts-floes sur lesquels se révèle un socle paléozoïque largement plissé , et plus en profondeur des floes sur lesquels presque exclusivement des morts - terrains mésozoïques ou känozoisches sont présents . Les Hochschollen en Allemagne sont les montagnes d'ardoise rhénane (sans les Ardennes ) et la plie saxonne-thuringienne avec entre autres. Harz , Bassin de Thuringe , Forêt de Thuringe , thuringiens-franconienne Vogtland Slate Montagnes et Fichtelgebirge - Monts Métallifères . Les trois dernières unités géologiques mentionnées forment la bordure nord-ouest du plus grand affleurement de socle contigu d'Europe centrale, le massif de Bohême . Le bord nord-est du massif de Bohême est appelé la plie des Sudètes . Avec la Haute Lusace, elle a également une part du territoire allemand. La lisière ouest de la partie centrale du massif de Bohême, la plie de Bohême , s'étend avec la forêt du Haut-Palatinat et la forêt bavaroise ( forêt de Bohême ) également au territoire allemand. Les floes profonds sont le Niederrheingraben ou Ruhr-Graben avec la baie de Cologne , le Münsterland Chalk Basin ( Münsterländer Bucht ), le Solling-Scholle ( Hesse Basin ), le Süddeutsche Scholle ( terre de niveau de couche d'Allemagne du Sud comprenant l' Odenwald , Spessart , Forêt Noire ) et bassin des molasses ) et la faille du Rhin supérieur.
Arc Alpes-Carpates
Au sud de la Süddeutsche Scholle et du massif de Bohême se trouve l' arc alpin-carpatique . Bien qu'il n'ait qu'une part du territoire de l'Allemagne à l'extrême sud de la Bavière , il présente une diversité géologique relativement élevée au sein de cette étroite bande. Avec l' Helvétique , le Penninique (sous la forme de la Zone de Flysch rhénodanubienne ) et l' Ostalpin (sous la forme des Alpes calcaires du Nord ), trois des quatre grands complexes tectoniques des Alpes se détachent (voir → Alpes allemandes ).
Sols géologiques
Sur la base de l'âge et des caractéristiques structurelles des roches qui se trouvent dans le sous-sol et à la surface de l'Allemagne, quatre soi-disant étages sont traditionnellement distingués au nord des Alpes : le plancher du sous- sol , le plancher de transition , les morts - terrains du Mésozoïque et le Cénozoïque. surcharge . Les trois derniers sont également résumés sous le terme générique de morts - terrains ou d' étage de morts - terrains et comparés à l'étage de sous-sol.
Sous-sol
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Le socle est constitué de roches plissées et en partie métamorphiques , qui sont pour la plupart d'origine marine-sédimentaire ou sous-marine-volcanique et qui sont entrecoupées de corps granitoïdes plus ou moins grands . Ils sont généralement au moins du Carbonifère supérieur . Le plissement et éventuellement la métamorphose des sédiments et des roches volcaniques ainsi que la mise en place des granitoïdes peuvent être attribués à deux phases orogéniques paléozoïques : l' orogenèse calédonienne à l' Ordovicien supérieur et l' orogenèse varisque au Carbonifère inférieur . Dans les plus anciennes roches plissées varisques, une phase d'orogenèse encore plus ancienne peut être détectée, l' orogenèse dite cadomienne . Cependant, cela a eu lieu avant l'accrétion des blocs crustaux correspondants à "Ur-Europa". Les roches cadomiennes « pré-pliées » sont originaires du Protérozoïque , mais des reliques plus anciennes de croûte continentale ont été trouvées dans un paragneiss de la forêt bavaroise, dont le protolithe a probablement été déposé après l'orogenèse cadomienne. Un échantillon de ce gneiss Para contenait un grain tabulaire de zircon détritique dont le noyau avant environ 3,48 milliards d'années à l' Archéen était cristallisé à partir d'un magma.
Alors que le socle plissé calédonien ne se trouve qu'à quelques milliers de mètres de profondeur dans le sous-sol de la dépression d'Europe centrale, le socle varisque, également connu sous le nom de Varistikum, se trouve dans la zone de plie d'Europe centrale sur une grande surface sur plusieurs des grandes mottes hautes et, dans une faible mesure, sur certaines des grosses mottes profondes sous la forme d' éruptions dites du sous - sol . Une distinction est faite entre les complexes rocheux , qui sont généralement appelés montagnes d' ardoise et qui sont constitués de roches sédimentaires et volcaniques non ou faiblement métamorphiques ( ardoise , schiste siliceuse , grès , calcaire , « diabase » , phyllite , quartzite ) et ne sont que parsemés dans une faible mesure de granitoïdes , et dans des complexes rocheux, qui sont généralement appelés cristallins , et qui sont composés de roches faiblement à fortement métamorphiques (phyllite , quartzite , marbre , amphibolite , serpentinite , micaschiste , gneiss , granulite , élogite ) et sont relativement fortement entrecoupées de granitoïdes. Les unités de roche d'ardoise sont des roches plissées à faible profondeur à des températures relativement basses, tandis que le cristallin métamorphique s'est enfoncé significativement plus profondément au cours de l'orogenèse varisque et a parfois été exposé à des températures et des pressions très élevées (jusqu'à la fusion partielle ). La signature géochimique des granitoïdes varisques suggère que leur magma provenait de roches sédimentaires en fusion si profondément enfouies. Les montagnes d'ardoise à venir se trouvent principalement dans les montagnes d'ardoise rhénane, dans les montagnes du Harz et dans les montagnes d'ardoise de Thuringe-Franconie-Vogtland. En attendant cristallin se trouve principalement dans la Forêt Noire dans le « Vorspessart » et dans la partie de la périphérie de la, dans le Odenwald Ouest, Massif de Bohême en Allemagne ( Haute - Lusace , Monts Métallifères, Fichtelgebirge , Palatinat Forêt , Forêt de Bavière ).
Plancher de transition
Toutes les roches sédimentaires et volcaniques quasi-dépliées du Carbonifère supérieur au Permien moyen sont résumées sous les termes plancher de transition , permocarbone ou permosiles (ium) . Le nom de « plancher de transition » renvoie d'une part à la position stratigraphique qu'occupent ces roches : elles sont plus jeunes que le varisticum plissé, mais plus anciennes que les couches du mort-terrain mésozoïque. De plus, ils proviennent d'une phase de transition géologique, caractérisée par le nivellement des monts varisques et le volcanisme dit post-varizien, qui s'est accompagné d'une expansion crustale dans l'orogène varisque. En conséquence, les roches de l'étage de transition diffèrent des sédiments de morts-terrains plus jeunes en ce qu'elles contiennent souvent des sédiments de molasse à grains relativement grossiers ( conglomératiques ) ainsi que des roches volcaniques acides et intermédiaires (en particulier de la rhyolite ), alors que les morts-terrains du Mésozoïque sont pauvres en conglomérats et pratiquement exempt de volcanite. Le plancher de transition est divisé lithostratigraphiquement en Stefan (ium) et Rotliegend . Aujourd'hui, les roches de l'étage de transition se trouvent principalement dans le bassin Sarre-Nahe , dans la région de Halle-Leipzig (voir, entre autres, → Complexe porphyrique de Hallescher ), dans la vallée de Vorerzgebirgs et dans la forêt de Thuringe.
mort-terrain mésozoïque
Le mort-terrain mesozoische (également appelé mort-terrain en panneaux ) comprend toutes les roches sédimentaires quasi-dépliées Mesozoikums ( Trias , Jura et craie ), mais comprend également les dépôts du Permien qui appartiennent encore au Paläozoikum, avec a. Dans le nord de l'Allemagne, en principe, les sédiments souterrains pré-permien-post-calédoniens relativement faibles ou déployés (y compris le carbone dit de la Ruhr et son prolongement occidental dans la région d'Aix-la-Chapelle) doivent être ajoutés à la couche de morts-terrains.
Les morts-terrains superficiels à venir du Mésozoïque sont constitués du gypse marin et des calcaires du Zechstein , du siliciclastique continental de grès rouge , des calcaires marins du Muschelkalk , des gisements mixtes évaporitiques - calcaires - siliziklastischen du Keuper , du Schwarztonsteine marin du Lias / Jura noir , marines , assez fréquentes siliciclastiques ferrugineuses du Dogger / Braunjura , les calcaires marins du Malm / Weißjura , les sicliclastiques continentaux du Crétacé inférieur (Wealden) et les calcaires, grès et « plans » marins du Crétacé supérieur. Le prochain Zechstein est limité aux bords de certains bouleversements de sous-sol. Les roches du Trias ont la plus grande part de la superficie totale. Sur la Süddeutsche Scholle, les roches affleurantes à grande échelle du Mésozoïque plongent légèrement vers le sud-est. En raison de couches alternées d' altération - et d' érosion - les mudstones sanfälligen et plus résistants à l'altération du sable et du calcaire ont, au cours des derniers millions d'années , émergé un paysage de cuesta . La plus remarquable de ces couches est le Jurassique blanc du Jura franconien et souabe . Les régions montagneuses constituées de grès relativement résistants aux intempéries et à l'érosion du Buntsandstein inférieur et moyen sont la forêt du Palatinat , la forêt de grès , le Spessart, le sud de la Rhön et le Burgwald . Les crêtes de crête des calcaires du calcaire coquillier se trouvent principalement dans le bassin de Thuringe . L'occurrence la plus connue des grès du Crétacé est probablement les montagnes de grès de l' Elbe .
Dans le nord de l'Allemagne, des blocs individuels de sel ont été poussés hors du sous-sol par des dômes de sel et érodés jusqu'aux couches plus anciennes des morts-terrains du Mésozoïque. Ses roches résistantes à l'érosion forment de petites crêtes isolées, en particulier dans l'avant-pays du nord du Harz. Ceux-ci inclus l' Orme (calcaire coquillier), l' Asse (grès rouge et calcaire coquillier), le Große Fallstein (calcaire coquillier) mais aussi l'île de Helgoland (grès rouge). Les calcaires qui donnent leur nom au Crétacé se trouvent également en partie adjacents, en partie couverts par le Quaternaire, uniquement dans le nord de l'Allemagne, entre autres. dans le bassin crayeux du Münsterland, où les dépôts du Crétacé recouvrent directement le carbone de la Ruhr et se prolongent vers l'ouest dans la craie d'Aix- la- Chapelle , ainsi que dans la région de Hanovre et de Salzgitter. Les calcaires crétacés les plus populaires en Allemagne sont probablement ceux exposés sur la côte nord de l'île de Rügen (voir → craie de Rügen ).
Mort-terrain cénozoïque
Le mort-terrain du Cénozoïque (également appelé roche meuble car les roches sédimentaires du Cénozoïque n'ont pas encore subi de diagenèse intensive en raison de leur petit âge et ne sont donc souvent pas cimentées ) comprend les roches du Tertiaire et du Quaternaire . Parce que les dépôts les plus récents sont les premiers à être enlevés lorsqu'une zone est soulevée, l'ère cénozoïque n'est largement préservée dans la zone de plie d'Europe centrale que dans les zones de subsidence jeunes. Les plus grands affleurements contigus sont le Graben du Rhin supérieur avec le bassin de Mayence et le bassin de la Molasse (Voralpentrog). Les "zones d'affaissement" particulières sont le Nördlinger Ries et le bassin de Steinheimer , qui ont tous deux été créés par un impact de météorite . Les dépôts cénozoïques de la zone de banquise d'Europe centrale sont constitués de siliciclastiques ainsi que de calcaires et de sédiments marins et continentaux. Le Cénozoïque est également représenté par les roches volcaniques en Allemagne. Contrairement aux roches volcaniques majoritairement acides ( riches en SiO 2 ) de l'étage de transition, les formations cénozoïques sont principalement intermédiaires à extrêmement faibles en SiO 2 ( trachyte , basalte , phonolite , téphrite , néphélinite , basanite ). Les plus grandes régions volcaniques du Cénozoïque en Allemagne sont le Vogelsberg , le Westerwald , la Rhön et l' Eifel .
Dans le nord de l'Allemagne, la quasi-totalité de la géologie de surface est formée de sédiments cénozoïques, en particulier de dépôts glaciaires et fluvioglaciens du Pléistocène et de l'Holocène. Moraines et vallées glaciaires déterminent le relief (voir aussi → Série glaciaire ). La crête sud est une moraine de la glaciation de la Saale et la crête nord est une moraine de la glaciation de Weichsel . Le matériau de ces sédiments a été absorbé par la glace intérieure sur son chemin de la Scandinavie vers l'Europe centrale et s'y est déposé lors de sa fonte. La route empruntée par la glace peut être reconstituée à l'aide des roches qui composent les galets dans les sédiments morainiques, car elle peut être attribuée à des régions spécifiques de Scandinavie (voir → Leitgeschiebe ). Dans le sud de l'Allemagne, à l'exception des contreforts des Alpes et du rift du Rhin supérieur, les dépôts et les formations quaternaires sont plutôt minces et principalement limités aux pentes inférieures et aux vallées, où ils se présentent sous forme de débris et de haldes rocheuses ou sous forme de gravier et de sables fluviaux. . Il existe également des moraines du Pléistocène dans les contreforts des Alpes. Là, cependant, les galets viennent des Alpes et pour les périodes froides où la glace poussait du sud des montagnes vers l'avant-pays, une nomenclature différente est utilisée qu'en Allemagne du Nord : La glaciation de la Saale y correspond à la glaciation de Riss et la période glaciaire de la Vistule de la période glaciaire de Würm .
Alpes allemandes
Les Alpes sont un jeune orogène dans lequel la relation géologique relativement simple entre le sous-sol et les morts-terrains, telle qu'elle existe dans la région au nord des Alpes, a été surchargée et compliquée par les processus de formation des montagnes. Les Alpes sont tectoniquement divisées en grands complexes, au sein desquels, cependant, une distinction peut être faite entre les unités de socle et de morts-terrains, qui forment ensemble ou individuellement des complexes de morts-terrains individuels . Les complexes de plafond exposés dans les Alpes allemandes contiennent tous des unités de mort-terrain. Ce sont des roches sédimentaires plissées, non métamorphiques, principalement d'âge mésozoïque, qui ont été presque exclusivement déposées dans un environnement marin. Ils peuvent être affectés à trois des quatre grands complexes des Alpes.
helvétique
L' Helvétique s'étend presque d'est en ouest dans une bande large de quelques centaines de mètres seulement directement sur le bord nord des Alpes avec des roches silicoclastiques et carbonatiques du Crétacé et de l'Ancien Tertiaire, qui sont poussées au nord sur le bord sud du bassin de la Molasse. . Ce sont principalement des formations marines peu profondes qui comprennent, entre autres. sont riches en grands foraminifères . Ils représentent la plate-forme intérieure à la lisière sud de l'Europe pré-alpine et ont été enregistrés relativement tard par les processus de pliage et de chevauchement de l'orogenèse des Alpes.
Zone Flysch
Le Penninique s'étend au sud de l'Helvétique en une bande de quelques kilomètres de large sous la forme de la zone de flysch rhénodanubienne . Il s'agit de sédiments crétacé-ancien tertiaire, silicoclastiques-carbonates, turbiditiques d' eaux profondes (voir → Flysch ), qui représentent une partie des débris d'érosion des nappes alpines en formation et qui s'incorporent à ces nappes dans le cours ultérieur du formation des Alpes elles-mêmes et sur une distance d'environ 100 km ont été repoussées vers le nord jusqu'aux unités helvétiques.
Alpes calcaires
Les Alpes orientales jouxtent la zone du flysch au sud et occupent la plus grande superficie des Alpes allemandes. En Allemagne, les Alpes orientales se composent en grande partie de roches carbonatées du Mésozoïque, principalement du Trias. Ce groupe de roches carbonatées, dont l'affleurement, y compris les parties autrichiennes, s'étend sur une bande de 35 à 50 kilomètres de large du Vorarlberg au bassin viennois , est appelé les Alpes calcaires du Nord . Contrairement à la zone helvétique et à la zone du Flysch, qui se distinguent clairement morphologiquement des contreforts alpins, mais ont encore un caractère principalement de basse montagne, les Alpes calcaires du Nord forment un relief de haute montagne avec des montagnes bien au-dessus de 2000 mètres d'altitude . Il y a les plus hautes montagnes d'Allemagne . Le plus haut, le Zugspitze , culmine à 2962 m d'altitude. RHN plus de 1000 mètres plus haut que le Feldberg en Forêt-Noire , la plus haute montagne d'Allemagne en dehors des Alpes.
Les Alpes calcaires du Nord représentent une zone de dépôt qui se trouvait probablement à plusieurs centaines de kilomètres au sud de la position actuelle des roches. Cela se reflète à la fois sur le visage et dans les archives fossiles : alors que la plate-forme carbonate avec des faunes tropicales installées dans les Alpes orientales à partir du Trias moyen supérieur , les séquences contemporaines, épicontinentales, en partie terrestres d'Europe centrale au nord des Alpes (voir → Surcharge mésozoïque ) tendent à être dominées par les siliciclastiques et tendent à mener des faunes tempérées chaudes. Ainsi, en ce qui concerne la formation des roches triasiques, une distinction est faite entre le « faciès germanique » (Europe centrale au nord des Alpes) et le « faciès alpin » (Alpes calcaires du nord). Depuis le Crétacé supérieur, les Alpes orientales ont été recouvertes par l'orogenèse alpidique et les roches des Alpes calcaires du Nord ont été empilées et transportées vers le nord, en traversant les nappes helvétique et peninique, jusqu'à leur position actuelle.
Gisements et ressources géologiques
voir L' exploitation minière en Allemagne : Contexte géologique
Littérature
- Commission stratigraphique allemande (éd. ; coordination et conception : Manfred Menning, Andreas Hendrich): Tableau stratigraphique de l'Allemagne 2016. Deutsches GeoForschungsZentrum, Potsdam 2016, ISBN 978-3-9816597-7-1 (en ligne )
- Manfred Menning, Commission stratigraphique allemande : Explication de la table stratigraphique de l'Allemagne Compact 2012. Journal de la Société allemande pour les géosciences. Vol. 163, n° 4, 2012, pp. 385-409, doi : 10.1127 / 1860-1804 / 2012 / 0163-0385 ( accès texte intégral alternatif : OGV ( PDF 3,5 Mo)).
- Dierk Henningsen, Gerhard Katzung : Introduction à la géologie de l'Allemagne. 7e édition. Spektrum Akademischer Verlag, Munich 2006, ISBN 3-8274-1586-1
- Roland Walter : Géologie de l'Europe centrale. 6e édition, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1995, ISBN 978-351-0-65167-2
- Kristine Asch, Lothar Lahner, Arnold Zitzmann : La géologie de l'Allemagne - une courtepointe en patchwork. P. 32-35 dans : Atlas national de la République fédérale d'Allemagne. Tome 2 - Nature et Environnement I : Relief, Sol et Eau. Institut Leibniz de géographie régionale, Leipzig 2003 ( PDF 1,7 Mo); voir aussi table géologique et glossaire, même volume, pp. 154/155 ( PDF 95 ko)
liens web
- Carte d'ensemble tectonique de l'Allemagne avec les provinces du sous-sol, sur Oberrheingraben.de
Preuve individuelle
- ↑ Hans-Jürgen Förster, Dieter Rhede, Holly J. Stein, Rolf L. Romer, Gerhard Tischendorf : Datations appariées à l'uraninite et à la molybdénite du granite de Königshain : implications pour l'apparition d'un magmatisme varisque tardif dans le bloc de Lausitz. Journal international des sciences de la Terre (Revue géologique). Volume 101, 2012, pp. 57-67, doi: 10.1007 / s00531-010-0631-1
- ↑ Dieter Gebauer, Ian S. Williams, William Compston, Marc Grünenfelder : Le développement de la croûte continentale d'Europe centrale depuis le début de l'Archéen basé sur des datations conventionnelles et par microsonde ionique jusqu'à 3,84 par d'anciens zircons détritiques. Dans : Tectonophysique. Volume 157, 1989, pp. 81-96, doi : 10.1016 / 0040-1951 (89) 90342-9 ; également publié dans le Bulletin de l'Association Suisse des Géologues et Ingénieurs Pétroliers , Vol.54 , N°126, 1988, pp. 65-82, doi : 10.5169 / seals-211743
- Trouvé à un peu plus de 7100 m sous le niveau du sol dans le puits « Loissin 1/70 » en Poméranie occidentale , tandis que le puits « Mirow 1/74 » de près de 8009 m de profondeur dans le sud du Mecklembourg se termine déjà à Rotliegend , voir Klaus Hoth, Jutta Rusbülle, Karl Zagora, Horst Beer, Olaf Hartmann : Les forages profonds dans la section centrale de la dépression d'Europe centrale - Une documentation pour la période 1962-1990. Série de publications pour les géosciences. Tome 2, 1993, p. 7-145.