JAHRBUCH DER GEOLOGISCHEN BUNDESANSTALT

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JAHRBUCH DER GEOLOGISCHEN BUNDESANSTALT Jb. Geol. B.-A. ISSN Band 142 Heft 1 S Wien, Mai 2000 Geologie des Kaisergebirges (Tirol) Kurzerläuterungen zur Geologischen Karte 1: und
JAHRBUCH DER GEOLOGISCHEN BUNDESANSTALT Jb. Geol. B.-A. ISSN Band 142 Heft 1 S Wien, Mai 2000 Geologie des Kaisergebirges (Tirol) Kurzerläuterungen zur Geologischen Karte 1: und Exkursionsvorschläge DIETER ZERBES & ERNST OTT*) 34 Abbildungen und 2 Tafeln (Beilagen) Österreichische Karte 1 : Blätter 90, 91, 121, 122 Tirol Nördliche Kalkalpen Stratigraphie Tektonik Inhalt 1. Einleitung Geologischer und tektonischer Überblick Erforschungsgeschichte und Wandel der geologischen Deutung Erläuterungen zur Legende der Geologischen Karte Exkursionen Exkursion 1: Anfahrt auf der Straße von Kufstein nach Ellmau, Zustieg zu den Hütten auf der Südseite des Kaisergebirges Exkursion 2: Von der Gaudeamushütte zum Baumgartenköpfl Exkursion 3: Gaudeamushütte Gruttenhütte Jubiläumssteig Ellmauer Tor Hintere Goinger Halt Steinerne Rinne Stripsenjochhaus Exkursion 4: Stripsenjoch Hoher Winkel Kopftörl Gruttenhütte Exkursion 5: Hüttling Neue Ackerlhütte Alte Ackerlhütte Exkursion 6: Kufstein Vorderkaiserfeldenhütte Naunspitze Petersköpfl Hinterkaiserfeldenalm Exkursion 7: Kufstein Tischofer Höhle Kaisertal Hinterbärenbad Stripsenjochhaus Exkursion 8: Stripsenjochhaus Muldenkern am Feldalmsattel Hochalm Bärentaler Wände Vorderkaiserfeldenhütte Kufstein Literatur Einleitung Mit der Geologischen Kaisergebirgskarte von LEUCHS (1907) und der bereits wesentlich detaillierteren Karte von AMPFERER (1933) wurden Meilensteine in der geologischen Erforschung des Kaisergebirges gesetzt. Die Anschauungen dieser beiden Altmeister der Kaisergebirgsforschung bezüglich der relativen Autochthonie bzw. vermeintlichen Deckennatur werden in dem Kapitel zur Erforschungsgeschichte näher vorgestellt. Seit dem Erscheinen der hervorragenden Karte von AMPFERER sind nunmehr rund 65 Jahre vergangen. An der TU München wurden seit 1975 eine Reihe von Diplomarbeiten und Dissertationen zum Kaisergebirge angefertigt. Die stratigraphischen und faziellen Kenntnisse haben zugenommen und manche Serien konnten feiner untergliedert werden. Neue Aufschlüsse mit großer Bedeutung für die Interpretation des tektonischen Werdeganges wurden entdeckt. Diesen Entwicklungen Rechnung tragend schien es lohnenswert, eine neue Geologische Karte des Kaisergebirges herauszubringen. Wie bereits die Karte von AMPFERER ist auch die neue Karte auf der Grundlage der Topographischen Alpenvereinskarte (hier Bl. 8, 5. Ausgabe 1992) gezeichnet worden. Die Stratigraphie und Tektonik im Kaisergebirge, die aufgrund des gebotenen Umfangs der vorliegenden Arbeit nur im Überblick erläutert werden können, werden demnächst in einer Dissertation (ZERBES, in Vorb.) weitergehend erläutert. 2. Geologischer und tektonischer Überblick Das Kaisergebirge liegt an der Bayerisch-Nordtiroler Grenze östlich des Inns. Es gehört im regionalen Zusammenhang der Nördlichen Kalkalpen zur Staufen-Höllengebirgs-Decke des Tirolikums (siehe Abb. 1). Die Abgrenzung und Individualisierung des Tirolikums gegen die Lechtaldecke vollzieht sich westlich und nördlich des *) Anschrift der Verfasser: Dipl. Geol. DIETER ZERBES, Prof. Dr. ERNST OTT: Lehrstuhl für Allgemeine, Angewandte und Ingenieur-Geologie, Technische Universität München, Arcisstraße 21, D München. 95 Abb. 1. Überblick über die Position des Kaisergebirges in einer deckentektonischen Gliederung des Mittel- und Westteiles der Nördlichen Kalkalpen. Nach TOLLMANN (1985: Abb. 60) und LEISS (1990: Abb. 1). Kaisergebirges, so dass zwischen diesen beiden Einheiten noch keine Unterschiede in der stratigraphisch/faziellen Entwicklung der Schichtfolge zu verzeichnen sind. Aus der tirolischen Decke wurde in der Savischen Phase (Miozän) durch N S-Einengung die Kaisergebirgsscholle emporgepresst. Die Schichtfolge im Kaisergebirge setzt diskordant mit den terrestrischen Hochfilzener Schichten des Perms über der paläozoischen Grauwackenzone ein. Der weitgehend terrestrisch-fluviatile Sedimentationscharakter hält bis etwa zum Anis an. Ab dem Anis dominiert eine marine Entwicklung mit sich faziell verzahnenden Flachwasser- und Beckensedimenten, die aufgrund von Subsidenz bis km-große Mächtigkeiten erreichen. Der Jura setzt z.t. über Beckensedimenten der Kössener Schichten (z.b. Eiberger Becken u. Schwendt), z.t. über Oberrhät-Riffkalken (z.b. östlich Ebbs) ein und zeigt eine insgesamt hohe fazielle Differenzierung der Gesteinsausbildungen. Auf der Kaisergebirgsscholle selbst sind von der kontinuierlichen mesozoischen Schichtfolge nur Gesteine bis zum Oberlias erhalten (Manganschiefer des Toarc), die jüngeren Sedimente sind wegerodiert. Erst mit diskordant auf triadischen Gesteinen auflagernden Gosausedimenten bzw. Sedimenten der Inneralpinen Molasse und Augensteinsedimenten sind erneut Reste jüngerer Sedimentationszyklen erhalten (Abb. 2). Abb. 2. Schematischer, unmaßstäblicher Überblick über die stratigraphischen Anteile, die in den auf dem Kartenblatt vorkommenden tektonischen Einheiten erhalten sind. Quartär ist nicht berücksichtigt. 96 Mit den Gesteinen in der Umgebung der Kaisergebirgsscholle ist eine den ganzen Jura umfassende Sedimentation bekundet. Die heute noch anstehenden Sedimente des oberen Malm, die Aptychenschichten, die sich in den hangend folgenden Neokom-Aptychenschichten in die Unterkreide fortsetzen, implizieren eine reine Beckenentwicklung im Malm und in der Unterkreide. In anderen Gesteinen (z.b. in Gosausedimenten und im Kohlenbachkonglomerat) erhaltene Gerölle und Komponenten einer flachmarinen Malm- und Unterkreideentwicklung beweisen jedoch, dass auch im Malm und in der Unterkreide im Umfeld des Kaisergebirges flachmarine Schwellen ausgebildet waren, selbst wenn die entsprechenden Gesteine hier nicht mehr direkt anstehen. Mit den Neokom-Aptychenschichten endet auch in der Umgebung der Kaisergebirgsscholle die zusammenhängende Sedimentation. Branderfleckschichten bzw. Gesteine des Gosauzyklus setzen diskordant über unterschiedlich altem Untergrund ein. Die Sedimentation der Gosau hält bis in das Mitteleozän an. Ab dem Obereozän setzt wiederum diskordant der Sedimentationszyklus der Inneralpinen Molasse ein, der mit Resten auch noch auf der Kaisergebirgsscholle erhalten ist. Die jüngsten tertiären Gesteine sind reliktisch erhaltene Augensteinsedimente. Erst im Quartär, dessen Ablagerungen großflächig und in großer Vielfalt erhalten sind, erfuhr das Kaisergebirge durch die erosive Wirkung des Gletschereises seine rezente morphologische Ausprägung. Die Kaisergebirgsscholle ist allseits von Störungen begrenzt. Dies sind im Westen die Inntalstörung, die sich nach Norden in der Prientalstörung fortsetzt und ein sinistrales Störungssystem darstellt (vgl. z.b. ORTNER & SACHSENHOFER, 1996). An der Kaisergebirgs-Nordrand- Störung ist die Kaisergebirgsscholle jüngstenfalls auf oberoligozäne Angerbergschichten aufgeschuppt. Im Osten wird sie von der sog. Kohlental-Blattverschiebung begrenzt. An dieser Grenze haben jedoch auch ostvergente Aufschuppungen stattgefunden, wie bei Griesenau durch die Auflagerung von Hauptdolomit auf alttertiärer Gosau an einer mittelsteilen Schubbahn belegt ist. Ostwärts gerichtete Bewegungen werden in den Zusammenhang mit einer lateralen Extrusion der Ostalpen im Miozän gestellt (RATSCHBACHER et al., 1991a, 1991b; DECKER et al., 1994). Im Süden zeigt die Kaisergebirgsscholle an der Kaisergebirgs-Südrand-Störung eine südvergente Aufschuppung auf den südlich vorgelagerten Niederkaiserzug, der in sich ebenfalls verschuppt, tektonisch zerlegt und in E W-streichende Mulden und Sättel gebogen ist. Hier sind jüngstenfalls alttertiäre Gesteine des Gosauzyklus einbezogen, in einer weiter südlich gelegenen Schubbahn (Peppenauer Graben) auch obereozäne bis mitteloligozäne Häringer Schichten. Die Bewegungsmuster zeigen eine Raumverkürzung in N S-Richtung an, auf die die Kaisergebirgsscholle aufgrund des starren, randlich dünnen und im Zentralteil Abb. 3. Vereinfachte, schematische Skizze der Kaisergebirgsscholle. Durch Einengung und Raumverkürzung in N S-Richtung wurde die Kaisergebirgsscholle (KS) aus dem Tirolikum (T) emporgepresst. LD = Lechtaldecke, GWZ = Grauwackenzone. stätigen schienen. Später musste sich LEUCHS dann mit einer neuen Interpretation auseinandersetzen, der Kaisergebirgs-Decke, die inzwischen von Otto AMPFERER vorgestellt worden war (erstmals 1921). AMPFERER war in den zwanziger Jahren als Aufnahmsgeologe der Geologischen Bundesanstalt Wien mit der Aufnahme der Kartenblätter Kufstein und St. Johann bemächtigen und somit primär-sedimentär schüsselförmig angelegten Wettersteinkalk-Riff-Lagunen-Komplexes durch eine Ausweichbewegung nach oben mit im Norden nordvergenter und im Süden südvergenter Aufschuppung auf das Vorland reagiert hat. Die Kaisergebirgsscholle selbst besteht insgesamt aus einer großangelegten Mulde mit dem Zahmen Kaiser als Nord- und dem Wilden Kaiser als Südflügel. In überregionalem Zusammenhang hat die südlich anschließende Grauwackenzone in etwa im Bereich des Kaisergebirges ihre weiteste Erstreckung nach Norden. Der Bereich der größten Einengung erfasst die Kaisergebirgsmulde in ihrem Mittelteil, sodass die Muldenachse im Meridian von Stripsenjoch Feldalmsattel eine Aufwölbung besitzt ( gesattelte Mulde, zurückgehend auf FUCHS, 1944). Die Großmulde taucht ab diesem Meridian mit ihrer Achse sowohl in östlicher als auch in westlicher Richtung mit einem Betrag von rund flach ab. Ungeachtet des einfachen Prinzips einer Großmulde ist der tektonische Bau innerhalb der Kaisergebirgsscholle komplizierter. Im Detail erweist sich die Mulde als ein Muldensystem mit mehreren, untergeordneten Mulden und Sätteln und anderen lokalen Komplikationen (z.b. aufgewölbtes Wettersteinkalk-Vorkommen im Kaisertal, siehe Abb. 31), wie sie sich alleine schon aus mechanischen Gründen durch die Raumverkürzung im Muldenkern und die unterschiedlichen mechanischen/rheologischen Reaktionen der verschiedenen Gesteine ergeben. Im Zahmen Kaiser endet der aufgerichtete Muldenflügel des Wettersteinkalkes nach Osten an der bedeutenden Störung zwischen Roßkaiser/Ebersberg und dem Hauptdolomit des Habersauertales. Diese Störung hat den Charakter einer steilen Schere mit unbedeutenden oder geringen Versetzungsbeträgen im Südwest- und zunehmend größeren Versetzungsbeträgen im Nordostteil. In streichender östlicher Verlängerung des Wettersteinkalkes vom Roßkaiser ist der Hauptdolomit in eine Sattelstruktur gefaltet (Riederkogel-Antiklinale). Im Kaisergebirge dominiert insgesamt ein etwa 165 -gerichtetes Störungssystem (vgl. Exkursion 7). Dieses System ist früh (vermutlich bereits prägosauisch) als a-c-system zur Großmulde angelegt und später immer wieder reaktiviert worden. 3. Erforschungsgeschichte und Wandel der geologischen Deutung Kurt LEUCHS hat an der Universität München seine Doktorarbeit über das Kaisergebirge gemacht. Die Arbeit ist 1907 in Innsbruck erschienen, mit einer farbigen geologischen Karte im Maßstab 1 : Beim Bau der Eibergstraße wurden neue Aufschlüsse geschaffen, die von LEUCHS (1912) erläutert wurden und die seine Auffassung von der vertikalen Bruchtektonik im Kaisergebirge zu be- 97 Abb. 4. Profil durch das Kaisergebirge aus dem Kalkalpen-Führer von K. LEUCHS (1921: 116, Abb. 51). auftragt. Deren Maßstab 1 : schien ihm nicht ausreichend, und so hat AMPFERER auf der Grundlage der damals neuen Alpenvereinskarte 1 : eine Neukartierung durchgeführt, die 1933 mit seinem Geologischen Führer für das Kaisergebirge erschienen ist. Die unterschiedliche Auffassung der beiden Erforscher geht am besten aus dem Vergleich ihrer entworfenen Querprofile des Kaisergebirges hervor (Abb. 4 und 5). Einigkeit besteht darin, dass Wilder Kaiser der Südflügel und Zahmer Kaiser der Nordflügel einer großen Mulde aus Wettersteinkalk sind, die über das Umland emporragt. Bei LEUCHS (1921: Abb. 51) ist diese Großmulde an senkrechten Brüchen aus dem Untergrund emporgehoben. Bei AMPFERER (1933: Fig. 11) ist es eine von Süden her eingeschobene Decke, die an der Basis abgewetzt sein soll, eine Mulde ohne Sohle. Soweit zu den Unterschieden in der abschließenden tektonischen Interpretation. Zum richtigen Verständnis müssen aber die Differenzen in der Kartierung der beiden Forscher nachvollzogen werden. Entscheidend ist hier der sogenannte Niederkaiserzug. Dieser dem Hochkaiser südlich vorgelagerte Triasstreifen hat eine ganz andere Mitteltrias-Ausbildung. Der Wettersteinkalk im Niederkaiser wird oft untypisch dunkelfarben und sieht dann wie Muschelkalk aus; auch wenn er hell und eindeutig ansprechbar ist, ist er jedenfalls viel schmächtiger vertreten als im Hochkaiser und erreicht höchstens ein Zehntel der dortigen Mächtigkeit. Erschwerend kommt hinzu, dass im Wettersteinkalk-Niveau sowohl dunkle als auch helle Kalke in splittrigen Dolomit übergehen können und dass manchmal auch Mergeleinschaltungen vorkommen. Zu allen diesen Erscheinungen hat LEUCHS einzelne Beobachtungen gehabt, aber ein logisches Sedimentationskonzept war zu seiner Zeit nicht ersichtlich. Er hat schließlich Zuflucht genommen zu einer zweiten Facies des Muschelkalkes, die zusätzlich zu jener vom Hochkaiser bekannten Ausbildung hier noch verbreitet sein sollte, und zwar in Form von dunklen Kalken, Dolomiten und gelegentlich schwarzen Mergeln. Bestimmend für Muschelkalk waren für ihn wohl die vorwiegend dunklen Gesteinsfarben, denn fossilmäßig war ohne Dünnschliffe und Mikrofazies nichts herauszuholen; außerdem stand damals nichts weiter zur Wahl als entweder Muschelkalk oder Wettersteinkalk. Nachdem nun in seinem faziell erweiterten Muschelkalk alle möglichen Kalke neben Dolomiten und Mergeln Platz finden durften, hat LEUCHS sich im Zweifelsfall für diesen entschieden. Das hat dazu geführt, dass er um den Hintersteiner See herum großzügig (von der Weißachschlucht bis zum Treffauer hinüber) nicht nur den Wettersteinkalk und dessen Äquivalente Partnachschichten und Partnachübergangskalk, sondern auch noch Raibler Schichten und selbst den Hauptdolomit seinem Muschelkalk einverleibt hat. Nur am Gruttenkopf und am Baumgartenköpfl, wo das Gestein die typisch helle Farbe hat, gibt es bei LEUCHS im Niederkaiser Wettersteinkalk. Wo er fehlt, muss es tektonische Ursachen haben. AMPFERER hingegen hat im gesamten Niederkaiser den Wettersteinkalk durchziehen lassen; beim Vorliegen von Dolomiten hat er auf Ramsaudolomit erkannt. Auch im Osten, von der Regalm bis zum Labturkopf, wo in der jetzt vorliegenden Karte Partnachübergangskalk kartiert ist, hält er an einer dünnen Lamelle aus Wettersteinkalk fest. Eine Begründung für diese Einstufung gibt AMPFERER nicht; nach den damaligen Kriterien der Gesteinsansprache allein hätte er eigentlich wie sein Vorgänger aus dem dunklen Kalk dort Muschelkalk machen müssen. Aber offensichtlich wollte AMPFERER hier unbedingt zusätzlich noch seinen Wettersteinkalk in der Schichtfolge haben. Abb. 5. Profil durch das Kaisergebirge aus dem Kaiserführer von O. AMPFERER (1933: 53, Fig. 11). 98 Abb. 6. Profil durch den Südrand des Ostkaisers aus dem Kalkalpen-Führer von K. LEUCHS (1921: 122, Abb. 52). Es ist nicht bloße Haarspalterei, ob da ein paar Meter als Wettersteinkalk oder als Muschelkalk zu kartieren sind, es geht vielmehr um das tektonische Gesamtkonzept! Zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Auffassung werden zwei Profile durch den Südrand im Ostkaiser gezeigt. Das Profil von LEUCHS liegt zwar 1 km östlicher, aber im Prinzip ist es die gleiche Situation. Es geht um die in Abb. 7 unter Ziffer 5 bezeichnete Stufe bei der Regalm, wo AMPFERER die Wandstufe als Wettersteinkalk in eine ungestörte Schichtfolge eingliedert. In seinem Profil gibt es nur eine relativ flachliegende Störung, nämlich die Überschiebung seiner Kaisergebirgsdecke auf Gosau an der alten (nicht heutigen) Ackerlhütte. Der dortige Wettersteinkalk des Niederkaisers ist wie gesagt alles andere als typisch, in Wirklichkeit handelt es sich bei der Wandstufe um schwarzen Partnachübergangskalk, der außerdem im Hangenden von Partnachmergeln begleitet wird. Von LEUCHS wurde diese Wandstufe aufgrund des dunklen Kalkes selbstverständlich als m = Muschelkalk kartiert (Abb. 6). Konsequenterweise musste er den dann fehlenden Wettersteinkalk durch eine Abschiebung unterdrücken. Es gibt in seinem Profil 2 Störungen. Die obere entspricht der Kaisergebirgsüberschiebung, aber sie ist nicht flach wie bei AMPFERER, sondern genauso vertikal wie seine untere. LEUCHS nimmt also einen tiefgreifenden und dabei sehr schmalen Graben an, in dem das Verbindungsstück zwischen Hochkaiser und Niederkaiser an vertikalen Störungen abgesenkt sei. Nach AMPFERER standen Hochkaiser und Niederkaiser zur Zeit der Ablagerung der Schichten nicht in benachbarter Lage. Der Niederkaiser hat eine eigene geringmächtige, aber ungestörte Schichtfolge in der Mitteltrias, die mit dem Hochkaiser nicht zu vergleichen ist. Der Hochkaiser ist bei ihm als ortsfremde Decke erst nach der Gosauzeit auf das Sockelgebirge des Niederkaisers geschoben worden. Weder LEUCHS noch AMPFERER hatten damals ein Faziesmodell für den Wettersteinkalk. Sie haben nicht in Vorriff-, Riff- und Lagunenfazies differenziert, wie das heute gemacht wird. Die zugehörige Beckenfazies der Partnachschichten hat LEUCHS gar nicht, AMPFERER nur in der Nordostecke des Zahmen Kaisers gefunden. Somit ist beiden Autoren entgangen, dass die Kaisergebirgsmulde auch im Süden von Partnachschichten flankiert ist. Ein schlüssiges Faziesmodell für das Kaisergebirge lässt sich aber nur unter die- Abb. 7. Profil durch den Südrand des Ostkaisers aus dem Kaiserführer von O. AMP- FERER (1933: 123, Fig. 51). 99 sem Gesichtpunkt und mit Einbeziehung des benachbarten Niederkaiserzuges rekonstruieren. Der Niederkaiserzug ist der nach Süden ausdünnende Riffsaum des Hochkaiser-Riffkomplexes. Der Riffsaum war gelappt, er hatte einspringende Partnach-Buchten und vorspringende Riff-Sporne. Für AMPFERER waren die scheinbar unvereinbaren Gegensätze im Wettersteinkalk von Hochkaiser und Niederkaiser ein Hauptargument für eine dem Sockelgebirge fremd gegenüberstehende Kaisergebirgsdecke. Für OTT (1984) sind es gerade diese Befunde, welche eine sinnvolle Einbindung erlauben und damit die Kaisergebirgsdecke zu Fall bringen. Man darf nun aber nicht so weit gehen und sagen, dass LEUCHS mit seiner übertrieben autochthonen Auffassung am Ende Recht behalten hätte. Seine Fahrstuhltektonik musste mit unwahrscheinlich schmalen Grabenbrüchen begründet werden, die dafür benötigten Vertikalstörungen sind entweder nicht vorhanden oder nachweislich nicht vertikal. Die auf der Westseite der Treffauer Scholle offenkundige, flache Überschiebung hat er nicht kommentieren müssen, weil er die jüngere Unterlage zu seinem Muschelkalk gemacht und damit eine scheinbar normale Abfolge angenommen hat. AMPFERER hatte unter dem Eindruck der von ihm entdeckten Karwendel-Überschiebung eine elegantere Lösung anzubieten, die keineswegs nur einer neuen Mode entsprach, sondern viele Geländebefunde plausibler erklären konnte. 4. Erläuterungen zur Legende der Geologischen Karte des Kaisergebirges Hochfilzener Schichten (hs) Die von TOLLMANN (1976: 36ff.) gegebene Definition der Hochfilzener Schichten für einen terrestrischen bis flachmarin beeinflussten Schichtstapel, der sich aus einem tieferen Basalbrekzienkomplex (Hochfilzener Basalbrekzie) und einem durch Übergang verbundenen höheren Anteil aus einer Tonschiefer-Sandsteinserie mit gelegentlichen Einschaltungen von Quarzkonglomeraten (Hochfilzener Hangendserie) zusammensetzt, geht auf die im Raum Wörgl-Hochfilzen vorgenommene Gliederung des Permoskyth durch MOSTLER (1972: 157) zurück und umfasst Schichtglieder, die im historischen Rückblick z.t. zum Alpinen Buntsandstein zugerechnet wurden, z.t. unter den Begriff des Alpinen Verrucano fallen und z.t. in Anlehnung an die faziell vergleichbare Gesteinsserie der Prebichlschwelle in den östlichen NKA auch im Kaisergebirge als Prebichlschichten bezeichnet wurden. Die Serie besteht im Bereich des Kaisergebirges aus einer Basalbrekzie als reliefauffüllendes Fanglomerat (Söll
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