Querschnitte

Das Blockbild (Abb. 1) zeigt einen drei-dimensionalen Einblick in den Oberrheingraben unmittelbar nördlich von Karlsruhe. Der Graben ist hier 36 km breit und wird durch die beiden Hauptstörungen begrenzt (schwarze dicke Linien in der Abbildung). Viele weitere Störungen (Bruchflächen) zerlegen die Grabenfüllung in zahlreiche Gesteinsschollen. Die Unterkante der tertiär-zeitlichen Sedimente liegt in der Grabenmitte bis zu 3 km tief unter der Rhein-Aue, am Grabenrand kommt diese Unterkante an die Erdoberfläche. Der Graben wird von den herausgehobenen Grabenschultern (hier Pfälzer Wald und Kraichgau) eingerahmt.

Abb. 1: Geologisches Blockbild des Oberrheingrabens im Bereich nördlich von Karlsruhe (nicht überhöht, nach Illies 1974). Eozän, Oligozän, Miozän und Pliozän sind einzelne Abschnitte der Tertiär-Zeit

Erläuterungen zum obigen Blockbild:

variskisches Grundgebirge:
Gesteine, die bei der variskischen Gebirgsbildung in der Karbonzeit tief in der Erdkruste hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt waren.
Rotliegend: Zur Rotliegend-Zeit abgelagerte Ton- und Sandsteine, Konglomerate und vulkanische Gesteine.
Buntsandstein: Zur Buntsandstein-Zeit abgelagerte rote Ton- und Sandsteine.
Muschelkalk: Zur Muschelkalk-Zeit abgelagerte Kalksteine.
Keuper: Zur Keuper-Zeit abgelagerte Sandsteine.
Jura: Zur Jura-Zeit abgelagerte Ton- und Kalksteine.
Eozän und Oligozän: Zur Eozän- und Oligozän-Zeit abgelagerte Tone, Mergel und Salzgesteine.
Miozän, Pliozän, Pleistozän: Zur Miozän-, Pliozän- und Pleistozän-Zeit abgelagerte Tone, Mergel, Sande und Kiese.
Holozän: In der Holozän-Zeit (Jetzt-Zeit, vor 10.000 Jahren bis heute) abgelagerter Ton, Lehm, Sand und Kies.

Tabelle zur zeitlichen Reihenfolge der Ablagerungen (Stratigraphie).
Detaillierte Tabelle zur tertiär-zeitlichen Reihenfolge.

Längsschnitt

Durch die große Anzahl tiefer Bohrungen nach Erdöl und Kalisalz ist es möglich, die über 3 km dicke Füllung des Oberrheingrabens recht detailliert zu beschreiben. Henning Illies hat 1975 viele Daten zusammengetragen und einen 300 km langen Schnitt durch die Grabenfüllung von Basel bis Mainz entworfen (Abb. 2).

Abb. 2: Längsschnitt durch die Grabenfüllung des Oberrheingrabens. (auch als PDF-Datei, 48 KB)

Tief unten im Graben liegen die ältesten Schichten der Grabenfüllung. Als in der Lutetium-Zeit der Graben zaghaft einzusinken begann, gab es im Grabenbereich eine Reihe von Seen, auf dessen Grund sich Sediment ansammelte, die heutigen Lutetium-Schichten (bis 100 m dick). Anschließend beschleunigte sich die Absenkung mit Schwerpunkt im Süden. Es konnten sich die bis zu 900 m dicken Lymnäenmergel bis zum Ende der Eozän-Zeit ablagern. Nach Norden reichen sie nur bis etwa Heidelberg.

In der folgenden Oligozän-Zeit sank dann auch der nördliche Grabenabschnitt mit ein. Der gesamte Oberrheingraben wurde zunächst mit den Pechelbronn-Schichten aufgefüllt. Im Bereich der stärksten Absenkung im Süden werden sie bis zu 1.600 m dick. Auch die darüber liegende Graue Schichtenfolge ist im gesamten Graben verbreitet. Es handelt sich dabei um Meeresablagerungen, die bis zu 600 m dick werden. In der Oberoligozän-Zeit hatte sich das Meer aus dem Graben zurückgezogen. Der Graben wandelte sich in eine Seenlandschaft. Die Ablagerungen am Grunde dieser Seen werden heute nach einem Dorf im Elsass Niederrödern-Schichten genannt.

An der Wende von der Oligozän- zur Miozän-Zeit fiel der Graben südlich von Hagenau trocken, während im Norden die Absenkung verstärkt wurde. Hier wurden die Aquitanium-Schichten zusammen mit den Jungtertiär-I -Schichten abgelagert, die bei Mannheim bis 1.600 m dick werden.

Seit Beginn der Oberpliozän-Zeit bis heute wurden im Graben von Flüssen Sand und Kies abgelagert. Die größte Dicke von über 1.000 m erreichen diese Schichten bei Heidelberg.

Der Längsschnitt durch die Grabenfüllung zeigt, dass südlich von Hagenau unter den sandig-kiesigen Schichten der Pliozän- und Pleistozän-Zeit, direkt Ablagerungen aus der Oligozän-Zeit liegen. Die Sedimente aus der Miozän-Zeit fehlen im Süden, obwohl sie im Norden über 1,5 km dick werden. Man nimmt an, dass die Miozän-Schichten im Süden zumindest teilweise ursprünglich vorhanden waren, jedoch später wieder abgetragen wurden, da der Oberrheingraben im Süden angehoben wurde.

Seit Erstellung dieses Längsschnittes im Jahre 1975 hat die Forschung neue Erkenntnisse und andere Sichtweisen erbracht. Man verwendet beispielsweise für die Gesteinsschichten heute nicht mehr wahllos Namen, die z.B. auf Zeiten, Gesteinsfarbe oder Fossilinhalt beruhen (z.B. Lutetium-Schichten, Graue Schichtenfolgen, Lymnäenmergel). Stattdessen gliedert man die einzelnen Schichten hierarchisch nach lithostratigraphischen Regeln, unter anderem in Formationen und Gruppen, die nach Orten oder Regionen benannt werden. Beispiele sind Niederrödern-Formation und die Pechelbronn-Gruppe. Matthias C. Grimm hat 2005 solch eine Gliederung für große Teile der Grabenfüllung im Oberrheingraben begonnen.