Zusammenfassung
Überreste des Ligurisch-Piemontesischen Ozeans mit seiner ophiolitischen Unterlage sind in den südpenninischen Decken Graubündens (E-Schweiz) erhalten. Auf Grund einer Analyse der südpenninischen Stratigraphie und einem Vergleich mit Serien aus ophiolithführenden Decken der Westalpen und Apenninen interpretieren wir die südpenninischen Decken als Relikte eines ozeanischen Transform-Bruch-Systems. Diese Interpretation beruht auf drei Argumenten: (1) Die stark zerrissene Ophiolitabfolge ist von pelagischen Sedimenten des ?mittleren und oberen Jura überlagert, wobei diese sowohl mit Basalten als auch mit Serpentiniten in stratigraphischem Kontakt sind. Wir vergleichen die südpenninischen Serpentinite mit Serpentinit-Protrusionen entlang von ozeanischen Bruchzonen. (2) Ophiolith-Breccien (»Ophicalcite«), die entlang bestimmter Zonen innerhalb des Serpentinitmuttergesteins auftreten, sind mit Breccien, wie sie in heutigen Transform-Brüchen gefunden werden, vergleichbar. Tektonische und sedimentäre Prozesse waren an der Bildung dieser Breccien beteiligt. Serpentinite zerbrachen in tektonisch aktiven Zonen und die entstehenden Risse und Gräben wurden mit pelagischem Sediment und mit Kollapsbreccien gefüllt. Hydrothermale Prozesse überprägten viele der Ophicalcite. (3) In den oberjurassischen Radiolariten findet man wiederholt Einschaltungen von Konglomeraten, in denen Ophiolith-Komponenten dominieren, in denen aber auch Komponenten von granitischen Gesteinen und von Flachwasserkarbonaten (?Triasische Oolite) an verschiedenen Orten beigemischt sind. Daraus schließen wir auf eine enge Nachbarschaft von ozeanischer und kontinentaler Kruste im Bereich des südpenninischen Ozeans. Ähnlich wie heute im Golf von Kalifornien dürfte die mesozoische kontinentale Kruste entlang des Ligurisch-Piemontesischen Ozeans durch Bruchzonen segmentiert worden sein. Über dieses ausgeprägte Relief lagern sich in der unteren Kreide pelagische Kalke, Mergel und schwarze Kieselschiefer, die Hinweise auf die Ozeanographie der Tethys geben.
Abstract
Remnants of the Liguria-Piemont Ocean with its Jurassic ophiolitic basement are preserved in the South Pennine thrust nappes of eastern Switzerland. Analysis of South Pennine stratigraphy and comparison with sequences from the adjacent continental margin units suggest that South Pennine nappes are relics of a transform fault system. This interpretation is based on three arguments: (1) In the highly dismembered ophiolite suite preserved, Middle to Late Jurassic pelagic sediments are found in stratigraphic contact not only with pillow basalts but also with serpentinites indicating the occurrence of serpentinite protrusions along fracture zones. (2) Ophiolite breccias (»ophicalcites«) occurring along distinct zones within peridotite-serpentinite host rocks are comparable with breccias from present-day oceanic fracture zones. They originated from a combination of tectonic and sedimentary processes: i.e. the fragmentation of oceanic basement on the seafloor and the filling of a network of neptunian dikes by pelagic sediment with locally superimposed hydrothermal activity and gravitational collapse. (3) The overlying Middle to Late Jurassic radiolarian chert contains repeated intercalations of massflow conglomerates mainly comprising components of oceanic basement but clasts of acidic basement rocks and oolitic limestone also exist. This indicates a close proximity between continental and oceanic basement. The rugged morphology manifested in the mass-flow deposits intercalated with the radiolarites is draped by pelagic sediments of Early Cretaceous age.
Résumé
Des restes de l'océan liguro-piémontais avec son socle ophiolitique jurassique sont préservées dans les nappes du Pennique méridional de Suisse orientale. L'analyse de la stratigraphie sud-pennique et la comparaison avec les séquences d'unités de marge continentale adjacentes, suggèrent que les nappes penniques méridionales sont les restes d'un système de failles transformantes. Cette interprétation se base sur 3 arguments: (1) dans la séquence ophiolitique fortement disloquée, des sédiments pélagiques du Jurassique moyen à supérieur préservent des contacts stratigraphiques non seulement avec des basalts en coussins, mais aussi avec des serpentinites, indiquant l'occurence de protrusions ultramafiques le long de zones de fractures. (2) Des brèches ophiolitiques (»ophicalcites«) qui apparaissent dans des zones distinctes à l'intérieur de masses de péridotite-serpentinite sont comparables aux brèches des zones de fractures actuelles. Ces roches sont issues de la combinaison de processus tectoniques et sédimentaires, notamment la fragmentation du socle océanique au fond de la mer et le remplissage d'un réseau de filons néptuniens par du matérial sédimentaire pélagique, suivi localement d'une activité hydrothermale et d'un effondrement gravitationel. (3) Les radiolarites sur-jacentes du Jurassique supérieur recèlent des intercalations répétées de conglomerats d'écoulements de masse, comprenant principalement des constituants du socle océanique, mais aussi des clastes de roches acides et de calcaires oolithiques, indiquant ainsi la contiguité du socle continental et océanique. La morphologie mouvementée traduite par des dépôts d'écoulements de masse intercalés dans les radiolarites, est recouverte par des sédiments pélagiques d'âge crétacé inférieur.
Краткое содержание
Остатки лигурийско-п ьемонтского океана с его офиолитной подстилк ой находят в южно-пенн иских покровах Граубюнден а (восточная Швейцари я). На основании анализа южно-пенниской страт играфии и сравнения с сериями офиолитных покровов западных Альп и Апенн ин, авторы рассматрив ают южно-пеннинские покр овы, как реликты некой океанической систем ы разломов. Такая инте рпретация основана на трех аргу ментах: 1) Сильно разорв анная свита офиолитов пере крыта пелагическими отложениями средней и верхней юры, причем э ти отложения оказывают ся в стратиграфическ ом контакте, как с базальтами, так и с серпентинитами. Авт оры сопоставляют южно-пе ннинские серпентини ты с протрузиями серпен тинитов вдоль океани ческой зоны разломов. 2) Офиоли товые брекчии “офика льциты”-, залегающие вдоль изв естных зон внутри материнских п ород серпентинитов, м ожно сравнить с брекчиями, найденными в сегодня шних трансформных разлом аных структурах. Тект онические и осадочные процессы принимали участие в с оздании этих брекчий. Серпент иниты разломались в тектонически активн ых зонах, а образовавш иеся трещины и грабены зап олнились пелагическ ий отложениями и коллапсбрекчиями. Г идротермальные процессы изменили мн огие офикальциты. 3) В верхне-юрских радиоляритах находя т всегда включения конгломератов, в кото рых хотя и господству ет офиолитовая компоне нта, но на некоторых ме стах примешиваются грани тные породы и карбона ты мелководья (триасовы е оолиты?). На основании этого авторы предполагают близкое соседство ок еанической и материковой коры в р егионе южно-пеннинск ого океана. Как сегодня в к алифорнийском залив е, так и мезозойская мат ериковая кора вдоль лигурийско-пьемонтс кого океана разделена на с егменты зонами разрывов. Над э тим рельефом залегаю т нижние горизонты мел а из пелагических изв естняков, мергеля и черного кре мнистого сланца, что указывает на океа нографию Тетиса.
Article PDF
Avoid common mistakes on your manuscript.
References
Argand, E. (1916): Sur l'arc des Alpes occidentales. - Eclogae geol. Helv.,14, 145–204.
Aumento, F. &Loubat, H. (1971): The mid-Atlantic ridge near 45° N, serpentinized ultramafic intrusions. Canad. J. Earth Sci.,8, 631–663.
Barrett, T. J. (1982): Review of stratigraphic aspects of the ophiolitic rocks and pelagic sediments of the Vara complex, North Apennines, Italy. - Ofioliti,7, 3–46.
Baumgartner, P. O. (1984): A Middle Jurassic-Early Cretaceous low latitude radiolarian zonation based on unitary associations and age of Tethyan radiolarites. - Eclogae geol. Helv.,77, 729–837.
Bearth, P. (1967): Die Ophiolite der Zone von Zermatt-Saas Fee. - Beitr. geol. Karte Schweiz. NF,132, 130 p.
Berger, W. H. (1976): Biogenous Deep Sea sediments: production, preservation and interpretation. In:RiLEY, J. P. &Chester, R. (Eds.). Chemical Oceanography,5, 2nd ed., 266-388.
Bernoulli, D. (1972): North Atlantic and Mediterranean Mesozoic facies: A comparison. In:Hollister, C. D. &Ewing, J. et al.: Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project,11, 801–871, Washington D.C., U.S. Govt. Printing Office.
— &Jenkyns, H. (1974): Alpine, Mediterranean and Central Atlantic Mesozoic Facies in relation to the early evolution of the Tethys. - Spec. Publ. Soc. Econ. Paleont. Mineral,19, 129–160.
— &Weissert, H. (1983): Sedimentary fabrics in serpentinite breccias (ophicalcites) and their significance, South Pennine Zone, Arosa, Switzerland. - Abstract, Ofioliti,8, supplemento, 7.
- &Weissert, H. (1985): Sedimentary fabrics in Alpine ophicalcites, South Pennine Arosa Zone, Switzerland. - Geology, in press.
Biju-Duval, B., Dercourt, J. &Le Pichon, X. (1977): From the Tethys Ocean to the Mediterranean Seas: a plate tectonic model of the evolution of the western Alpine system. In:Biju-Duval, B. &Montadert, L. (Eds.): Structural history of the Mediterranean Basins. - Ed. Technip, Paris, 143–164.
Bonatti, E.,Chermack, A. &Honnorez, J. (1980): Tectonic and igneous emplacement of crust in oceanic transform zones. In:Talwani, M.,Harrison, C. G. &Hayes, D. (Eds.): Deep Drilling results in the Atlantic Ocean: Ocean crust. - Amer. Geophys. Union, M. Ewing Series,2, 239-248.
—,Emiliani, C., Ferrara, G., Honnorez, J. &Rydell, H. (1974): Ultramafic-carbonate breccias from the equatorial Mid-Atlantic ridge. - Marine Geol.,16, 83–102.
—, &Hamlyn, P. R. (1981): Oceanic ultramafic rocks. In:Emiliani, C. (Ed.): The oceanic lithosphere.- The Sea,7, 241–283. John Wiley & Sons, New York.
Bouillin, J. P., Kornprobst, J. &Raoult, J. C. (1977): Données préliminaires sur le complexe volcano-sedimentaire de Rekkada Metletine (ex-Texenna) en Petite Kabylie (Algérie). - Bull. Soc. géol. France, (7),19, 805–813.
Channell, J. E. T. &Horvath, F. (1977): The African/Adriatic promontory as a paleogeographical premise for Alpine orogeny and plate movements in the Carpatho-Balkan region. - Tectonophysics,35, 71–101.
Cornelius, H. P. (1935): Geologie der Err-Julier Gruppe. Teil I. Das Baumaterial. - Beitr. geol. Karte Schweiz. N. F.,70, 321 p.
Cortesogno, L., Galbiati, B. &Principi, G. (1981): Descrizione dettagliata di alcuni caratteristici affioramenti di brecce serpentinitiche della Liguria orientale ed interpretazione in chiave geodinamica. - Ofioliti,6, 47–76.
Cyagor IIGroup (1984): Intraoceanic tectonism on the Gorringe Bank: observations by submersible. In:Gass, I. G., Lippard, S. J. &Shelton, A. W. (Eds.): Ophiolites and oceanic lithosphere. Geol. Soc. (London) Spec. Publ.13, 113–120.
Decandia, F. A. &Elter, P. (1972): La zona ofiolitifera del Bracco nel settore compreso fra Levanto e la Val Graveglia (Appennino Ligure). -Mem. Soc. geol. Ital.,11, 503–530.
De Capitani, L., Ferrario, A. &Montrasio, A. (1981): Metallogeny of the Val Malenco metaophiolitic complex, Central Alps. - Ofioliti,6, 87–100.
De Roever, W. P. (1956): Sind die alpinotypen Peridotitmassen vielleicht verfrachtete Bruchstücke der Peridotitschale? - Geol. Rdsch.,46, 137–146.
De Wever, P. &Caby, R. (1981): Datation de la base des schistes lustrés postophiolitiques par des radiolaires (Oxfordien supérieur — Kimmeridgien moyen) dans les Alpes cottiennes (St. Véran, France). - C. R. Acad. Sci. (Paris),292, (2), 467–472.
Dewey, J. F. &Bird, J. M., (1970): Mountain belts and the new global tectonics. - J. Geophys. Res.,75, 2625–2647.
Dietrich, V. (1969): Die Ophiolite des Oberhalbsteins (Graubünden) und das Ophiolitmaterial der ostschweizerischen Molasseablagerungen, ein petrographischer Vergleich. - H. Lang, Bern. 179 p.
—, (1970): Die Stratigraphie der Platta-Decke. Fazielle Zusammenhänge zwischen Oberpenninikum und Unterostalpin. - Eclogae geol. Helv.,63, 631–671.
— (1976): Plattentektonik in den Ostalpen: Eine Arbeitshypothese. - Geotekt. Forsch.,50, 1–84.
—Vuagnat, M. &Bertrand, J. (1974): Alpine metamorphism of mafic rocks.- Schweiz. mineral. petrogr. Mitt.,54, 291–323.
Easton, A. J., Hamilton, D., Kempe, D. R. C. &Sheppard, S. M. F. (1977): Low temperature metasomatic garnets in marine sediments. - Phil. Trans. R. Soc. London, Ser. A.,286, 253–271.
—,Joslin, I. E., Kempe, D. R. C. &Hancok, J. M. (1982): Metasomatic alteration of pelagic ooze on spreading ocean ridges. - Marine Geol.,48, M1-M6.
Eiermann, D. (1984): Geologische Untersuchungen am Piz Martegnas (Oberhalbstein). Unpubl. Diplomarb., Universität Zürich.
Ferrario, A. &Montrasio, A. (1976): Manganese ore deposits of Monte del Forno. Its stratigraphical and structural implications. - Schweiz. mineral. petrogr. Mitt.,56, 377–385.
Finger, W., Mercolli, I., Kündig, R., Stäubli, A., De Capitani, C., Nievergelt, P. &Peters, T. &Trommsdorff, V. (1982): Bericht über die gemeinsame Exkursion der Schweizerischen Geologischen Gesellschaft und der Mineralogischen und Petrographischen Gesellschaft ins Oberengadin vom 21.–24. Sept. 1981. - Eclogae geol. Helv.,75, 199–222.
Folk, R. L. &McBride, E. F. (1978): Radiolarites and their relation to subjacent »oceanic crust« in Liguria, Italy. - J. Sediment. Petrol.,48, 1069–1102.
Fox, P. J., Schreiber, E., Rowlett, H. &McCamy, K. (1976): The geology of the Oceanographer Fracture Zone: A model for fracture zones. - J. Geophys. Res.,81, 4117–4128.
— &Gallo, D. G. (1985): A model for tectonics of ridge-transform-ridge plate boundaries (abstract). - Terra Cognita,5, 60–61.
Gees, R. (1954): Geologie von Klosters. - Diss., Univ. Bern.
Gianelli, G. (1977): Vara supergroup ophiolite probably represents an ancient transcurrent fault zone. - Ofioliti,2, 115–135.
Green, G. (1982): Geology and petrography of the Arosa Zone at the Hörnli area. - Unpubl. Diploma thesis, Univ. Zürich. 124 p.
Haug, E. (1909): Les géosynclinaux de la chaine alpine pendant les temps secondaires. - C. R. Acad. Sci. Paris,148.
Hoeck, V. (1983): Mesozoic ophiolites and non ophiolitic metabasites in the central part of the Tauern window (Eastern Alps, Austria). - Ofioliti,8, 103–126.
Hsü, K. J. (1976): Paleoceanography of the Mesozoic Alpine Tethys. - Spec. Paper Geol. Soc. Amer.,170, 44 p.
Jenkyns, H. C. &Winterer, E. L. (1982): Paleoceanography of Mesozoic radiolarites. - Earth Planet. Sci. Lett.,60, 351–375.
Kälin, O., Patacca, E. &Renz, O. (1979): Jurassic pelagic deposits from southeastern Tuscany, aspects of sedimentation and new biostratigraphic data. - Eclogae geol. Helv.,72, 715–762.
Kelts, K. (1981): A comparison of some aspects of sedimentation and translational tectonics from the Gulf of California and the Mesozoic Tethys, Northern Penninic margin. - Eclogae geol. Helv.,74, 317–338.
Laubscher, H. P. (1969): Mountain building. - Tectonophysics,7, 551–563.
— (1970): Bewegung und Wärme in der alpinen Orogenese. - Schweiz. mineral. petrogr. Mitt.,50, 566–596.
- &Bernoulli, D. (1977): Mediterranean and Tethys. In:Nairn, A. E. M.,Kanes, W. H. &Stehli, F. (Eds.): The ocean basins and margins, vol. 4A, The Eastern Mediterranean, 1-22. Plenum Press.
Lagabrielle, Y. &Auzende, J.-M. (1982): Active in situ disaggregation of oceanic crust and mantle on Gorringe Bank: analogy with ophiolite massives. - Nature,297, 490–493.
—,Polino, R., Auzende, J.-M., Blanchet, R., Caby, R., Fudral, S., Lemoine, M., Mevel, C., Ohnenstetter, M., Robert, D. &Tricart, P. (1984): Les témoins d'une tectonique intraocéanique dans la domaine Tethysién: analyse des rapports entre les ophiolites et leur couvertures metasedimentaires dans la zone piémontaise des alpes franco-italiennes. - Ofioliti,9, 67–88.
Lanzafame, G., Spadea, P. &Tortorici, L. (1979): Mesozoic ophiolites of northern Calabria and Lucanian Apennine (S. Italy). - Ofioliti,4, 173–182.
Lemoine, M. (1971): Données nouvelles sur la série du Gondran près Briancon (Alpes Cottiennes). Réflexions sur les problèmes stratigraphiques et paléogéographiques de la zone piémontaise. - Géol. Alp. (Grenoble),47, 181–201.
— (1980): Serpentinites, gabbros and ophicalcites in the Piemont-Ligurian domain of the Western Alps: possible indicators of oceanic fracture zones and of associated serpentinite protrusions in the Jurassic-Cretaceous Tethys. - Arch. Sci. Genève,33, 105–115.
Montadert, L.,De Charpal, O.,Roberts, D.,Guennoc, P. &Sibuet, J. C. (1979): Northeast Atlantic passive margins: Rifting and subsidence processes. In:Talwani, M.,Hay, W. &Ryan, W. B. F. (Eds.): Deep Drilling Results in the Atlantic Ocean: Continental margin and paleoenvironment. Maurice Ewing Series 3, Amer. Geophys. Union, 154–186.
Ohnenstetter, M. (1979): La série ophiolitifère de Rospigliani (Corse) est-elle un témoin des phé nomènes tectoniques, sédimentaires et magmatiques liées au fonctionnement des zones transformantes? - C. R. Acad. Sci. Paris,289, D., 1199–1202.
Pautot, G., Renard, V., Auffret, G., Pastouret, L. &De Charpal, O. (1976): A granite cliff deep in the North Atlantic. - Nature,263, 669–672.
Peters, T. (1963): Mineralogie und Petrographie des Totalpserpentins bei Davos. - Schweiz. mineral. petrogr. Mitt.,43, 529–686.
Polino, R. &Lemoine, M. (1984): Détritisme mixte d'origine continentale et océanique dans les sédiments jurassico-cretacées supra-ophiolitique de la Téthys Ligure: la série du Lago Negro (Alpes occidentales franco-italiennes). - C. R. Acad. Sci. Paris,298, (2), 359–364.
Spooner, E. T. C., Beckinsdale, P. D., English, P. C. &Senior, A. (1977): Hydration,18O enrichment and oxidation during oceanfloor hydrothermal metamorphism of ophiolitic metabasic rocks from E. Liguria, Italy. - Geochim. Cosmochim. Acta,41, 857–872.
Steinmann, G. (1905): Die geologische Bedeutung der Tiefsee-Absätze und der ophiolitischen Massengesteine. - Ber. naturf. Ges. Freiburg,16, 44–65.
— (1925): Gibt es fossile Tiefseeablagerungen von erdgeschichtlicher Bedeutung? - Geol. Rdsch.,16, 435–468.
Suana, M. (1984): Die Manganerzlagerstätten von Tinizong (Oberhalbstein, Graubünden). - Beitr. Geol. Schweiz., geotechn. Ser.,64, 93 p.
Tricart, P. &Lemoine, M. (1983): Serpentinite oceanic bottom in South Queyras ophiolites (Western Alps): record of the incipient oceanic opening of the Mesozoic Ligurian Tethys. - Eclogae geol. Helv.,76, 611–629.
Trommsdorff, V. Evans, B. &Pfeifer, H. R. (1980): Ophicarbonate rocks: metamorphic reactions and possible origin. - Arch. Sci. Genève,33, 361–364.
Trümpy, R. (1975): Penninic-Austroalpine boundary in the Swiss Alps: A presumed former continental margin and its problems. - Amer. J. Sci.,275-A, 209–238.
- (1985): Die Plattentektonik und die Entstehung der Alpen. - Neujahrsblatt natf. Ges. Zürich,187, 47 p.
Weissert, H. (1975): Zur Geologie der Casanna bei Klosters. - Eclogae geol. Helv.,68, 222–229.
— (1979): Die Paläozeanographie der südwestlichen Tethys in der Unterkreide. - Mitt. geol. Inst. ETH und Univ. Zürich,226, 174 p.
— &Bernoulli, D. (1984): Oxygen isotope composition of calcite in Alpine ophicarbonates: a hydrothermal or an Alpine metamorphic signal? - Eclogae geol. Helv.,77, 29–43.
-,McKenzie, J. A. &Channell, J. E. T. (1985): Natural variations in the carbon cycle during the Early Cretaceous. In:Sunquist, E. T. &Broecker, W. S. (Eds.): The carbon, cycle and atmospheric CO2: Natural varations Archean to Present. Geophys. Monogr.,32, 531-545. Amer. Geophys. Union.
Wenner, D. B. &Taylor, H. P. (1973): Oxygen and hydrogen isotope studies of the serpentinization of ultramafic rocks in oceanic environments and continental ophiolite complexes. -Amer. J. Sci.,273-A, 207–239.
Wiedenmayer, F. (1963): Obere Trias bis mittlerer Lias zwischen Saltrio und Tremona. - Eclogae geol. Helv.,56, 529–540.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Weissert, H.J., Bernoulli, D. A transform margin in the Mesozoic Tethys: evidence from the Swiss Alps. Geol Rundsch 74, 665–679 (1985). https://doi.org/10.1007/BF01821220
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01821220