Quaternary Science Journal - Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbay...

Eiszeitalter

u.

Gegenwart

49—61 Hannover

29

1979

5 Abb.

Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern (Trennung eisvorbelasteter u n d nicht eisvorbelasteter S e d i m e n t e a u f g r u n d der seismischen G e s c h w i n d i g k e i t e n ) KURT BADER *)

Continental Quaternary, glacial valley, glacial sedimentation, moraine, river terrace, varve, reflection seismics, w a v e dispersal, influence, compression (ice load) Bavarian Plateau K u r z f a s s u n g : Die seismischen Geschwindigkeiten quartärer Ablagerungen in den Mo­ ränengebieten und Trogtälern Südbayerns erlauben eine Zweiteilung in e i s v o r b e l a s t e t e und n i c h t e i s v o r b e l a s t e t e Sedimente. Es sind hierbei Geschwindigkeitserniedrigungen durch fehlende Wassersättigung (Kies über dem Grundwasserspiegel und Seeton mit organischen Bestandteilen) und Geschwindigkeitserhöhungen durch Verfestigung im Kies, Grundmoränen und großen Tiefen zu berücksichtigen.

Nach den refraktionsseismischen (und geoelektrischen) Messungen und einigen Bohrungen sind die a l p i n e n T r o g t ä l e r der Iiier, Loisach und Isar mit 100 bis 500m mächtigem Quartär aufgefüllt, das in eine relativ geringmächtige post- bis spätglaziale Überdeckung (10 bis 30m) und in z. T. sehr mächtige, eisvorbelastete Sedimente (50 bis 500 m) aufgeteilt werden kann. Der Tiefenschurf der Würmgletscher w a r gering und beschränkte sich im wesentlichen auf die frühwürmglazialen Schotter. Im Gegensatz hierzu stehen die 100 bis 300 m tiefen Becken im Fels der Trog­ talsohlen, die von Gletschern früherer Eiszeiten geschaffen wurden.

Im Bereich r a n d l i c h e r Moränenhochflächen und größerer Schotterterrassen in den alpinen Talräumen wurden 100 bis 150 m eisvorbelastete Sedimente in Glazialfurchen, in Becken und auf Trogtalschultern nachgewiesen, die einen noch geringeren Tiefenschurf des Würmgletschers er­ kennen lassen.

Größere Mächtigkeiten spät- und postglazialer Sedimente (50 bis 100 m) wurden in a l p i ­ n e n N e b e n t ä l e r n und im Saalachtal gefunden. Sie werden z. T. auf einen größeren Tiefen­ schurf des Würmgletschers vor Felsbarrieren u n d z. T. auf eine fluviatile Ausräumung im letzten Interglazial zurückgeführt, so d a ß in letzterem F a l l die Würmgletscher keine mit den heutigen vergleichbaren Sedimentmächtigkeiten antrafen.

Im A l p e n v o r l a n d liegen große, nicht von den Würmgletschern erodierte Schotterfelder (über mit Seeton verfüllten, glazial-erosiv geschaffenen Becken) und große Seetonbecken mit 100 bis 300 m mächtigen spät- bis postglazialen Seetonen. Nach den vielen Beispielen der geringen Exaration der Würmgletscher ist eine glaziale Ausräumung von älteren Sedimenten dieser Mäch­ tigkeiten unwahrscheinlich. Es w i r d angenommen, d a ß diese Becken bei Ankunft der Würmglet­ scher nur teilweise mit Sedimenten aufgefüllte Seen waren.

[Exaration Depth of t h e W ü r m and O l d e r G l a c i e r s in S o u t h B a v a r i a ( S e p a r a t i o n of G l a c i a l Consolidated from Not C o n s o l i d a t e d S e d i m e n t s according to t h e i r Seismic Velocities)] A b s t r a c t : The seismic velocities of the quaternary sediments in the moraine areas and the trough valleys in southern Bavaria suggest a bipartition in g l a c i a l consolidated and in n o t glacial consolidated sediments. Hereby velocity lowering by water unsaturation (gravel above the ground water a n d silt with organic matter) and velocity heigh­ tening b y g r a v e l solidifying, ground moraines a n d great depths have to be taken into account. *) Anschrift des Verfassers: Dr. K. B a d e r , Bayerisches Geologisches Landesamt, Prinzregen­ tenstraße 28, 8000 München 22.

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Eiszeitalter u. Gegenwart

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Kurt Bader

According to the refraction seismic (and geoelectric) surveys and some drill holes the a l p i n e t r o u g h v a l l e y s o f the Hier, Loisach and Isar rivers are filled up with 100—500 m quaternary sediments which can be divided into a relative small post and late glacial cover (10— 30 m) and in parts v e r y thick glacial consolidated deposits (50—500 m). The depth exaration of the Würm glaciers w a s small and confined essentially to the early Würm glacial gravel deposits.

In contrary to this stand the 100—300 m deep basins in the rock floor of the trough valleys, which are accomplished by the glaciers of earlier glaciations.

In the extent of m a r g i n a l moraine plateaus and bigger gravel terraces in the alpine v a l l e y s 100—150 m glacial consolidated sediments were detected in glacial furrows, in basins a n d on trough valley shoulders, which show a still less depth exaration of the Würm glacier.

Greater thickness of post and late glacial deposits (50—100 m) are found in v a l l e y s and in the Saalach valley. They were related p a r t l y to a greater depth the Würm glaciers in front of rock barriers and partly to a fluviatile erosion glacial, so that in the later case the W ü r m glaciers did not meet deposits as thick

alpine side exaration of also in the last inter­ as nowadays.

In the a l p i n e f o r e l a n d extended gravel fields (above glacial basins filled up w i t h lacustrine deposits) were not eroded and stand in contrast to large basins filled up with 100— 300 m post and late glacial lake deposits. According to so m a n y examples of small depth exaration of the Würm glaciers a glacial removal of older deposits with a thickness like nowadays is not plausible. These basins are thought to have been only p a r t l y filled up lakes at the arrival of the Würm glaciers.

I n h a l t s v e r z e i c h n i s 1 . E i n l e i t u n g u n d Beschreibung d e r g e o p h y s i k a l i s c h e n M e t h o d e n 2 . D i e Z u o r d n u n g d e r seismischen G e s c h w i n d i g k e i t e n ( u n d der spezifischen W i d e r s t ä n d e ) z u r F a z i e s u n d z u m A l t e r der q u a r t ä r e n A b l a g e r u n g e n 3 . Vergleich von Füllung und Trogtiefe alpiner T a l r ä u m e 3 . 1 . Die p o s t g l a z i a l e n H a u p t t ä l e r von Iiier, Loisach, Isar und S a a l a c h 3 . 2 . Randliche Moränenhochflächen und Schotterterrassen 3 . 3 . Postglaziale Nebentäler 4 . Schotterflächen u n d Seetonbecken i m M o r ä n e n g e b i e t des A l p e n v o r l a n d e s 5 . Z u s a m m e n f a s s u n g d e r Ergebnisse d e r seismischen U n t e r s u c h u n g e n 6.

Schriftenverzeichnis.

1 . Einleitung und Beschreibung der geophysikalischen M e t h o d e n F ü r h y d r o g e o l o g i s c h e Z w e c k e u n d i m R a h m e n d e r geologischen L a n d e s a u f n a h m e w u r ­ d e n in S ü d b a y e r n in d e n l e t z t e n J a h r e n u m f a n g r e i c h e g e o p h y s i k a l i s c h e M e s s u n g e n ü b e r q u a r t ä r e n A b l a g e r u n g e n größerer M ä c h t i g k e i t — a l p i n e T a l r ä u m e und Schotterfelder i n n e r h a l b des W ü r m m o r ä n e n g e b i e t e s — d u r c h g e f ü h r t . I n diesen G e b i e t e n w u r d e n k n a p p 5 0 0 r e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e M e ß p u n k t e v e r m e s s e n u n d w e i t über 1 0 0 0 g e o e l e k t r i s c h e T i e ­ f e n s o n d i e r u n g e n d u r c h g e f ü h r t , l e t z t e r e v o r w i e g e n d v o m Niedersächsischen L a n d e s a m t f ü r Bodenforschung, H a n n o v e r , u n d v o n P r i v a t f i r m e n .

E i n i g e Gebiete, w i e d a s L o i s a c h t a l z w i s c h e n G a r m i s c h - P a r t e n k i r c h e n u n d Eschenlohe, d a s I s a r t a l in H ö h e des S y l v e n s t e i n s e e s u n d i m s ü d l i c h e n T e i l der Schotterfläche des T ö l z e r L o b u s , w u r d e n b e r e i t s v o r 2 5 J a h r e n v o n H . REICH seismisch v e r m e s s e n . D i e Q u a r t ä r ­ geschwindigkeiten w u r d e n dabei jedoch nur u n g e n a u u n d vereinzelt ermittelt, da d a s H a u p t a u g e n m e r k a u f d i e E r f a s s u n g d e r e r s t a u n l i c h g r o ß e n Tiefen des nicht q u a r t ä r e n U n t e r g r u n d e s g e r i c h t e t w a r . J e d o c h w u r d e d i e E x i s t e n z hoher G e s c h w i n d i g k e i t e n f ü r ä l t e r e s P l e i s t o z ä n b e w i e s e n (REICH 1 9 5 5 : 1 6 3 ff.).

Exarationsciefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern

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W e i t e r e seismische M e s s u n g e n im B e r e i c h g r ö ß e r e r Q u a r t ä r m ä c h t i g k e i t e n w u r d e n in den S e e t o n b e c k e n v o n R o s e n h e i m u n d des C h i e m s e e s v o n d e r E r d ö l i n d u s t r i e a u s g e f ü h r t , u m K o r r e k t u r w e r t e für d i e reflexionsseismischen M e s s u n g e n z u e r h a l t e n . B e i diesen M e s ­ sungen w u r d e n u r der G e s c h w i n d i g k e i t s b e r e i c h bis e t w a 1,8 k m / s e r f a ß t u n d a u s d e m V e r g l e i c h m i t B o h r u n g e n e b e n f a l l s geschlossen, d a ß t i e f e r g e l e g e n e ä l t e r e S e e t o n e G e ­ s c h w i n d i g k e i t e n ^> 2,0 k m / s a u f w e i s e n ( V E I T 1 9 7 3 : 2 8 3 f f . ) .

D e r w e i t e r e n A n w e n d u n g der r e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e n Methode waren w e g e n des r e l a t i v g r o ß e n M e ß a u f w a n d e s b e i E r k u n d u n g s t i e f e n v o n m e h r a l s 1 0 0 m G r e n ­ zen g e s e t z t , d i e v o n d e r z w i s c h e n z e i t l i c h p r a k t i z i e r t e n F a l l g e w i c h t s s e i s m i k ( 1 0 0 k g F a l l ­ g e w i c h t u n d optisches S t a p e l v e r f a h r e n ) m i t E r k u n g s t i e f e n 5 . 1 0 0 m (DEPPERMANN & H I L ­ DEBRAND 1 9 7 3 : 1 0 0 ) noch nicht ü b e r w u n d e n w e r d e n k o n n t e n . M i t der E i n f ü h r u n g einer M e ß m e t h o d i k m i t K l e i n s p r e n g u n g e n v o r w e n i g e n J a h r e n a m B a y e r i s c h e n Geologischen L a n d e s a m t g e l a n g es, m i t r e l a t i v g e r i n g e m M e ß a u f w a n d g r o ß e E i n d r i n g t i e f e n (bis 4 0 0 m ) zu erreichen.

Bei d e r M e ß m e t h o d i k des B a y e r i s c h e n Geologischen L a n d e s a m t e s w i r d e i n e 2 4 - S p u r A p p a r a t u r m i t F i l t e r m ö g l i c h k e i t e n u n d D i r e k t a u f z e i c h n u n g m i t U V - S c h r e i b e r , eine meist 230 m l a n g e G e o p h o n k e t t e u n d eine seismische A n r e g u n g d u r c h K l e i n s p r e n g u n g e n ( 5 0 — 500 g Sprengstoff in 1—5 S c h l a g b o h r l ö c h e r n v o n 1 m T i e f e ) v e r w e n d e t . D i e S p r e n g u n g e n w e r d e n z . B . i n 2 0 m , 2 5 0 m , 5 0 0 m u s w . b i s m a x i m a l 1,5 k m E n t f e r n u n g v o n d e r Geo­ p h o n k e t t e v o r g e n o m m e n . D i e S p r e n g p u n k t e n t f e r n u n g e n w e r d e n durch A b s c h r e i t e n er­ m i t t e l t , w o b e i eine K o n t r o l l e durch die K a r t e n u n t e r l a g e u n d e v e n t u e l l d u r c h n a c h t r ä g ­ liches M e s s e n möglich ist. D a auch der S p r e n g m o m e n t d u r c h H a n d f u n k ü b e r t r a g e n w i r d , ist k e i n e K a b e l v e r b i n d u n g z w i s c h e n S p r e n g o r t u n d G e o p h o n a u s l a g e n o t w e n d i g . A u f g r u n d dieser A r b e i t s e r l e i c h t e r u n g e n ist es m ö g l i c h , d a ß 2 — 4 M e ß p u n k t e p r o T a g bei E r k u n ­ dungstiefen von 5 0 — 2 0 0 m von nur zwei M a n n ausgeführt w e r d e n können. Für Erkun­ d u n g s t i e f e n v o n z . B . 4 0 0 m ist a l l e r d i n g s e i n M e ß t a g e r f o r d e r l i c h .

Bei d e r g e o e l e k t r i s c h e n Tiefensondierung können Erkundungstiefen von e i n i g e n 1 0 0 m meist noch o h n e S c h w i e r i g k e i t e n erreicht w e r d e n , w o b e i d r e i M a n n 5 — 1 0 M e ß p u n k t e p r o T a g bei Q u a r t ä r m ä c h t i g k e i t e n v o n 5 0 — 2 0 0 m vermessen k ö n n e n .

R e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e u n d geoelektrische M e t h o d e n e r g ä n z e n sich in i h r e m e r z i e l b a r e n In­ f o r m a t i o n s g e h a l t , d a d i e seismische G e s c h w i n d i g k e i t in e r s t e r L i n i e v o m V e r f e s t i g u n g s g r a d der G e s t e i n e u n d w e n i g e r v o n d e r F a z i e s a b h ä n g t , i m G e g e n s a t z z u m spezifischen W i d e r ­ s t a n d . E i n e K o m b i n a t i o n d e r beiden g e o p h y s i k a l i s c h e n M e t h o d e n führt auch häufig d a n n noch z u e i n e m b r a u c h b a r e n E r g e b n i s , w e n n u n g ü n s t i g e g e o l o g i s c h e V e r h ä l t n i s s e v o r l i e g e n .

Es s i n d d i e s i n s b e s o n d e r e w a s s e r f r e i e Kiesschichten m i t i h r e m h o h e n spezifischen W i d e r ­ s t a n d für d i e g e o e l e k t r i s c h e M e t h o d e u n d e i n e nicht nach u n t e n m o n o t o n z u n e h m e n d e G e ­ s c h w i n d i g k e i t i m F a l l v o n z . B . G r u n d m o r ä n e über K i e s o d e r V e r f e s t i g u n g e n i m K i e s für die seismische M e t h o d e .

2. D i e Z u o r d n u n g d e r seismischen G e s c h w i n d i g k e i t e n (und der spezifischen W i d e r s t ä n d e ) z u r Fazies und z u m A l t e r der quartären A b l a g e r u n g e n F ü r d i e seismische G e s c h w i n d i g k e i t g i b t es q u a n t i t a t i v e B e z i e h u n g e n z w i s c h e n d e m P o r e n r a u m , d e r W a s s e r s ä t t i g u n g u n d d e r A u f l a s t a u s L a b o r v e r s u c h e n , die jedoch n u r a l s q u a l i t a t i v e B e z i e h u n g e n a u f geologische O b j e k t e ü b e r t r a g b a r s i n d . W i e i m A b s c h n i t t „ E i n ­ l e i t u n g " n ä h e r beschrieben ist, w u r d e n m a n g e l s e i n e r g e e i g n e t e n r e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e n M e t h o d e bis vor einigen J a h r e n nur w e n i g e Geschwindigkeitswerte tieferer q u a r t ä r e r Schichten gemessen. M i t d e r E i n f ü h r u n g d e r M e ß m e t h o d i k m i t K l e i n s p r e n g u n g e n f a n d 4

*

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Kurt Bader

50 k m LEGENDE :

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Geolog. Landesamt

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Erdölindustrie "^"^*

morphologischer

Alpenrand

Abb. 1 : Ubersicht über die Meßgebiete in Südbayern, von denen aufgrund refraktionsseismischer Messungen Geschwindigkeitswerte (und Mächtigkeiten) der quartären Ablagerungen bekannt sind.

jedoch d i e M e t h o d e n k o m b i n a t i o n — R e f r a k t i o n s s e i s m i k u n d geoelektrische T i e f e n s o n d i e ­ r u n g — eine g r o ß r ä u m i g e A n w e n d u n g auch über g r ö ß e r e n Q u a r t ä r m ä c h t i g k e i t e n u n d bei tiefliegendem Grundwasserspiegel (Abb. 1 ) .

A u s d e m V e r g l e i c h v o n B o h r p r o f i l e n m i t den a n dieser S t e l l e u n d in d e r w e i t e r e n U m ­ g e b u n g in gleicher geologischer S i t u a t i o n gemessenen G e s c h w i n d i g k e i t e n k o n n t e (mit U n ­ t e r s t ü t z u n g durch g e o e l e k t r i s c h e T i e f e n s o n d i e r u n g e n ) ein S c h e m a der Z u o r d n u n g v o n G e ­ s c h w i n d i g k e i t e n z u F a z i e s u n d A l t e r d e r q u a r t ä r e n A b l a g e r u n g e n in d e n a l p i n e n T r o g ­ tälern und im Moränengebiet S ü d b a y e r n s aufgestellt w e r d e n (Abb. 2 ) . Hervorzuheben s i n d h i e r b e i ein B o h r p r o f i l i m O b e r e n I l l e r t a l (BADER & J E R Z 1 9 6 8 ) , d a s v o n JERZ g e o l o ­ gisch i n t e r p r e t i e r t w u r d e , B o h r p r o f i l e i m S c h o t t e r f e l d M u r n a u — W e i l h e i m ( F R A N K 1 9 7 9 , in d i e s e m B a n d ) u n d d i e bis 3 0 0 m tiefreichenden S e e t o n e m i t G e s c h w i n d i g k e i t e n bis 1,8 km/s

(VEIT 1 9 7 3 : 2 8 3 und

1 9 7 7 : 2 1 2 , BADER 1 9 7 7 : 2 8 8 ) .

W i e a u s A b b . 2 h e r v o r g e h t , k ö n n e n d i e q u a r t ä r e n A b l a g e r u n g e n n u r bei Berücksichti­ g u n g der A r t d e r L o c k e r g e s t e i n e in G r u p p e n m i t u n t e r s c h i e d l i c h e m A l t e r e i n g e t e i l t w e r ­ d e n , n ä m l i c h i m w e s e n t l i c h e n in n i c h t e i s v o r b e l a s t e t e u n d in e i - s v o r b e l a ­ s t e t e u n d d a m i t i n post- bis s p ä t g l a z i a l e u n d in ä l t e r e S e d i m e n t e . B e s o n d e r s w i c h t i g ist h i e r b e i d i e K l ä r u n g der F r a g e , ob G e s c h w i n d i g k e i t s e r n i e d r i g u n g e n durch f e h l e n d e W a s ­ s e r s ä t t i g u n g ( z . B . Schotter u n d k i e s i g e M o r ä n e über d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l ; Seetone m i t organischen B e s t a n d t e i l e n ) o d e r G e s c h w i n d i g k e i t s e r h ö h u n g e n durch v o n d e r E i s v o r ­ b e l a s t u n g u n a b h ä n g i g e B i l d u n g h ä r t e r e r Schichten ( z . B . Grobschotter- u n d N a g e l f l u h l a g e n in S c h o t t e r n ) v o r l i e g e n .

A u c h SEILER ( 1 9 7 6 : 1 4 3 ) gibt e i n e t a b e l l a r i s c h e Z u o r d n u n g v o n G e s c h w i n d i g k e i t e n a u s hammerschlag-seismischen Messungen ( m a x i m a l e Erkundungstiefe einige Zehnermeter) z u nach A l t e r u n d A r t a u f g e g l i e d e r t e n q u a r t ä r e n Schichten, d i e i m E i n k l a n g m i t der h i e r g e g e b e n e n , jedoch a l t e r s m ä ß i g g r ö b e r g e g l i e d e r t e n Z u o r d n u n g steht.

D u r c h eine g r ö b e r e a l t e r s m ä ß i g e G l i e d e r u n g w i r d j e d o c h erst die M ö g l i c h k e i t einer U m k e h r u n g der B e z i e h u n g A l t e r z u G e s c h w i n d i g k e i t erreicht, w i e sie für e i n e geologische I n t e r p r e t a t i o n der Q u a r t ä r g e s c h w i n d i g k e i t e n n o t w e n d i g u n d i m f o l g e n d e n d i s k u t i e r t ist.

Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern

10

30 40 50

20

I

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70

i

I

200 i

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500 700 1000 i I i

53

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organ,

organische B e s t a n d t e i l e

3

r. , -i . l k m / s l seismische Geschwindigkeit

L

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3

Abb. 2: Die Zuordnung von seismischer Geschwindigkeit (und spezifischem Widerstand) zur Fazies und zum Alter quartärer Ablagerungen in den alpinen Talräumen und im Moränengebiet Süd­ bayerns. Die Vorbelastung der Lockergesteine durch die Gletscher der Würmeiszeit w i r d als Haupt­ ursache für den Geschwindigkeitsunterschied der post- bis spätglazialen und der älteren Ablage­ rungen angesehen.

G e r i n g e G e s c h w i n d i g k e i t e n (< 1,0 k m / s ) s i n d bei h o h e m spezifischem W i d e r s t a n d a l s post- bis s p ä t g l a z i a l e S c h o t t e r über dem G r u n d w a s s e r s p i e g e l u n d bei k l e i n e m W i d e r s t a n d als d i e o b e r e n 5 m post- bis s p ä t g l a z i a l e r S e e t o n e z u i n t e r p r e t i e r e n , die durch organische B e s t a n d t e i l e offensichtlich e i n e n geringen G a s g e h a l t des a n s o n s t e n w a s s e r g e s ä t t i g t e n S e e ­ tons f ü h r e n .

Bei G e s c h w i n d i g k e i t e n u m 1,5 k m / s ist bei Schottern u n d k i e s i g e n M o r ä n e n d i e u n g e ­ f ä h r e K e n n t n i s des G r u n d w a s s e r s p i e g e l s e r f o r d e r l i c h , d e r u. a. auch aus d e m spezifischen W i d e r s t a n d folgt, u m p o s t - bis s p ä t g l a z i a l e s o d e r h ö h e r e s A l t e r folgern z u k ö n n e n . O b S e e t o n e m i t G e s c h w i n d i g k e i t e n u m 1,8 ± 0,2 k m / s z u m S p ä t g l a z i a l oder w e g e n einer Ge­ s c h w i n d i g k e i t s e r n i e d r i g u n g durch organische B e s t a n d t e i l e noch z u m l e t z t e n I n t e r g l a z i a l z u rechnen s i n d , k a n n a u s d e r A r t u n d G r ö ß e d e r G e s c h w i n d i g k e i t s z u n a h m e n a c h der Tiefe ( S e e t o n m ä c h t i g k e i t e n m ö g l i c h s t über 50 m ) geschlossen w e r d e n . S p ä t g l a z i a l e S e e t o n e w e i ­ sen ü b e r 1,6 k m / s n u r e i n e g e r i n g e , ä l t e r e S e e t o n e e i n e e r h e b l i c h e G e s c h w i n d i g k e i t s z u n a h ­ me in d e n oberen Z e h n e r m e t e r n nach d e r T i e f e z u a u f ü b e r 2,0 k m / s auf.

G e s c h w i n d i g k e i t e n e t w a s über 2,0 k m / s bis k n a p p 3,0 k m / s sind, w e n n es sich u m Mächtigkeiten von mehreren Zehnermetern handelt, i m m e r eisvorbelastetem Q u a r t ä r zu­ z u o r d n e n . D ü n n e r e Schichten d a g e g e n m i t diesen G e s c h w i n d i g k e i t e n , k e n n t l i c h in der refraktionsseismischen L a u f z e i t k u r v e durch k u r z e , v e r s e t z t e L a u f z e i t ä s t e r e l a t i v hochfre­ q u e n t e r W e l l e n , w e r d e n d u r c h G r o b s c h o t t e r l a g e n u n d V e r f e s t i g u n g e n in o d e r i m oberen Bereich v o n S c h o t t e r p a k e t e n verursacht. D a d i e s e d ü n n e n Schichten mit h ö h e r e r G e s c h w i n ­ d i g k e i t d i e G r ö ß e der G e s c h w i n d i g k e i t der d a r u n t e r l i e g e n d e n Schichten ( m i t g e r i n g e r e r Ge­ s c h w i n d i g k e i t ) häufig nicht z u messen g e s t a t t e n , ist e i n e A b g r e n z u n g j u n g e r u n d ä l t e r e r

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Kurt Bader

Schotter erschwert bis u n m ö g l i c h . A u s d e r G e s a m t h e i t d e r M e s s u n g e n u n t e r E i n b e z i e h u n g der geologischen S i t u a t i o n k a n n jedoch m e i s t noch eine diesbezügliche A u s s a g e getroffen werden.

Abb. 3: Längsprofile im Bereich des Iiier-, Loisach- und Isargletschers, im alpinen Bereich im post­ glazialen Tal und im Alpenvorland in der Hauptfließrichtung der Gletscher über Schotter-Morä­ nen-Felder verlaufend. Hierdurch ist ein direkter Vergleich der seismischen Geschwindigkeiten der Trogtalfüllungen mit den sicher eisvorbelasteten Ablagerungen im Alpenvorland gegeben.

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Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern

3. Vergleich v o n Füllung u n d Trogtiefe alpiner Talräume In d e n a l p i n e n T a l r ä u m e n d e r I i i e r , L o i s a c h u n d I s a r s i n d neben d e r T r o g f ü l l u n g i m Bereich d e s p o s t g l a z i a l e n H a u p t t a l e s noch r a n d l i c h e , t e r r a s s e n a r t i g e Moränenhochflächen, a b z w e i g e n d e Glazialfurchen u n d Nebentäler m i t z. T. mächtigen pleistozänen Ablagerun­ g e n v o r h a n d e n . I m O b e r e n I l l e r t a l sind diese E r s c h e i n u n g e n besonders a u s g e p r ä g t u n d v o n B A D E R & JERZ ( 1 9 7 8 ) u n d H Ä U S S L E R & BADER ( 1 9 7 8 ) e i n g e h e n d b e s c h r i e b e n .

3.1. D i e p o s t g 1 a z i a 1 e n H a u p t t ä l e r

der Iiier,

Loisach

und

Isar

(Abb. 3) D i e a l p i n e n T r o g t ä l e r sind sämtlich g e g e n ü b e r e i n e m f l u v i a t i l e n E r o s i o n s n i v e a u , d a s durch S c h w e l l e n u n d H o c h l a g e n des nicht q u a r t ä r e n U n t e r g r u n d e s e t w a i m Bereich d e s m o r p h o l o g i s c h e n A l p e n r a n d e s v o r g e g e b e n ist, übertieft. D i e m a x i m a l e n Ü b e r t i e f u n g s b e t r ä g e , b e z o g e n a u f dieses f l u v i a t i l e E r o s i o n s n i v e a u , v a r i i e r e n zwischen e t w a 150 m i m O b e r e n I l l e r t a l , e t w a 5 0 0 m i m Oberen L o i s a c h t a l ( B A D E R 1 9 6 7 : 7 1 ff., nach H . REICH) u n d e t w a 3 5 0 m i m O b e r e n I s a r t a l ( M Ü L L E R ) , w o b e i j e d o c h w e i t e S t r e c k e n i m Loisachu n d I s a r t a l n u r Tiefen v o n 1 0 0 — 2 0 0 m a u f w e i s e n .

1

D i e T r o g t ä l e r s i n d durch unterirdische S c h w e l l e n g e g l i e d e r t . In diesen sind v e r e i n z e l t k l a m m a r t i g e Eintiefungen aufgrund geophysikalischer Messungen und Bohrungen zu ver­ m u t e n , so i m L o i s a c h t a l d i e S c h w e l l e b e i O b e r a u u n d Eschenlohe u n d i m I s a r t a l d i e S c h w e l l e v o r M i t t e n w a l d b z w . sind durch e i n e B o h r r e i h e n a c h g e w i e s e n , so i m I s a r t a l i m Bereich d e s S y l v e n s t e i n d a m m s . Z u m i n d e s t d i e l e t z t g e n a n n t e Eintiefung w i r d a u f eine fluviatile Entstehung u n d spätere (pleistozäne), epirogenetische, relative Absenkung unter d a s h e u t i g e f l u v i a t i l e E r o s i o n s n i v e a u z u r ü c k g e f ü h r t ( R E I C H 1 9 5 5 ; SCHMIDT-THOME 1 9 5 5 ) .

Als g l a z i a l e r o s i v e Ü b e r t i e f u n g k a n n d e s h a l b m i t e i n i g e r Sicherheit n u r d e r N i v e a u u n t e r ­ schied d e r e i n z e l n e n T r o g b e c k e n s o h l e n z u d e n nächst g e l e g e n e n S c h w e l l e n b z w . K l a m m e n g e w e r t e t w e r d e n , w o b e i sich d a n n B e t r ä g e v o n 1 0 0 m — 3 0 0 m für d i e w i c h t i g s t e n T r o g ­ becken e r g e b e n .

D i e e i n z e l n e n T r o g b e c k e n i n n e r h a l b d e r T r o g t ä l e r l i e g e n b e v o r z u g t i m Bereich v o n Gletscherkonfluenzen u n d v o r g e s t e i n s b e d i n g t e n B a r r i e r e n , d i e sich häufig gegenseitig b e ­ d i n g e n . D i e B a r r i e r e n , S c h w e l l e n u n d F e l s e n g e n k ö n n e n durch einen W e c h s e l v o n h ä r t e ­ ren u n d w e i c h e r e n Schichten u n d durch tektonisch unterschiedlich a u f g e l o c k e r t e Bereiche, w i e i m I s a r t a l v o r d e r S y l v e n s t e i n e n g e ( W a m b e r g e r S a t t e l s t r u k t u r ) u n d i m Loisachtal v o r der F e l s e n g e bei Eschenlohe ( L o i s a c h s t ö r u n g ) v e r u r s a c h t sein. A u f f a l l e n d ist jedoch, d a ß für d i e g r ö ß t e Ü b e r t i e f u n g ( i m Loisachtal zwischen F a r c h a n t u n d O b e r a u ) e i n e Gletscherk o n f l u e n z a l s U r s a c h e k a u m h e r a n g e z o g e n w e r d e n k a n n , findet diese doch 5 k m südlich des T r o g b e c k e n s v o n F a r c h a n t — O b e r a u s t a t t . REICH ( 1 9 5 5 : 1 6 7 ) d e n k t a n tektonische A b s e n k u n g e n , für d i e es a b e r a u ß e r d e r u n g e w ö h n l i c h g r o ß e n T r o g t i e f e k e i n e H i n w e i s e gibt.

D i e S e d i m e n t f ü l l u n g d e r e i n z e l n e n T r o g b e c k e n b e s t e h t , w i e sich a u s z a h l r e i c h e n g e o elektrischen T i e f e n s o n d i e r u n g e n u n d B o h r u n g e n e r g i b t , v o r w i e g e n d a u s S e e t o n e n , d i e sich z . T . a n nachweisbare Deltaschüttungskörper anschließen (Illertal: bei Oberstdorf u n d S o n t h o f e n ; L o i s a c h t a l : n ö r d l i c h G a r m i s c h - P a r t e n k i r c h e n u n d nördlich Eschenlohe; I s a r t a l : n ö r d l i c h M i t t e n w a l d , R i ß b a c h bis S y l v e n s t e i n e n g e , L e n g g r i e s , östlich B a d T ö l z ) . Ü b e r diesen B e c k e n f ü l l u n g e n u n d a u ß e r h a l b d e r Becken l i e g e n Schotter, d i e t a l a b w ä r t s bis z u m l ) Dr. M. Müller, Preußag AG, freundliche mündliche Mitteilung: Quartärmächtigkeit in der Tiefbohrung Vorderriß 1.

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Kurt Bader

fluviatilen Erosionsniveau am morphologischen A l p e n r a n d nahezu vollständig und über d i e s e m N i v e a u , w o h l b e d i n g t durch M o r ä n e n a b s p e r r u n g e n , noch z . T. durch S e e t o n ersetzt s i n d , A b w e i c h u n g e n v o n diesem S c h e m a k ö n n e n durch Einschotterungen a u s seitlichen Schuttfächern, w i e z . B . i m L o i s a c h t a l bei Eschenlohe u n d i m I s a r t a l bei K r ü n - W a l l g a u , erklärt werden.

A u s der G e s c h w i n d i g k e i t s v e r t e i l u n g d e r beschriebenen T a l f ü l l u n g e n ist n u n z u schlie­ ßen, d a ß diese z u m ü b e r w i e g e n d e n T e i l a u s e i s v o r b e l a s t e t e n S e d i m e n t e n b e s t e h e n . Dies w i r d a u s d e m V e r g l e i c h d e r G e s c h w i n d i g k e i t s w e r t e der v o n W ü r m - G r u n d m o r ä n e bedeck­ ten Schotter u n d S e e t o n e i m V o r a l p e n r a u m m i t der G e s c h w i n d i g k e i t s v e r t e i l u n g d e r T r o g ­ t a l f ü l l u n g e n d e u t l i c h (siehe Profile L o i s a c h - u n d I s a r t a l d e r A b b . 3 ) . Insbesondere i m L o i ­ s a c h t a l ist d i e g e r i n g e M ä c h t i g k e i t nicht e i s v o r b e l a s t e t e r S e d i m e n t e a u f f a l l e n d . D i e s e w e i ­ sen i m R a u m F a r c h a n t — E s c h e n l o h e z u d e m e i n e eigene f a z i e l l e A u s b i l d u n g ( S e e t o n - S c h o t ­ t e r - W e c h s e l ) z u L i e g e n d e n (seetonfreie S c h o t t e r ) auf. In der F e l s e n g e v o n Eschenlohe selbst w u r d e n Schotter bis z u m F e l s u n t e r g r u n d i n c a . 2 0 0 m T i e f e e r b o h r t , die a b 1 1 0 m Tiefe M o r ä n e n u n d m o r ä n e n v e r d ä c h t i g e L a g e n a u f w e i s e n ) . A u s d e n d o r t gemessenen G e s c h w i n ­ d i g k e i t e n ist jedoch z u f o l g e r n , d a ß e i s v o r b e l a s t e t e Schotter ( 2 , 4 k m / s ) bis n a h e z u r E r d ­ oberfläche reichen u n d somit d i e M o r ä n e n l a g e n a b 110 m T i e f e ä l t e r a l s w ü r m e i s z e i t l i c h sind.

2

I m I s a r t a l k a n n a u f g r u n d der G e s c h w i n d i g k e i t s v e r t e i l u n g n u r an w e n i g e n S t e l l e n eine A u f t e i l u n g in nicht e i s v o r b e l a s t e t e u n d e i s v o r b e l a s t e t e S e d i m e n t e erfolgen. D i e h o h e n Ge­ s c h w i n d i g k e i t e n d e r T r o g t a l f ü l l u n g w e i s e n jedoch a u f e i s v o r b e l a s t e t e S e d i m e n t e hin, d i e bis n a h e z u r Oberfläche reichen. I n s b e s o n d e r e d o r t , w o S e e t o n e liegen ( K r ü n e r S t a u w e h r , S y l v e n s t e i n s e e ) , w u r d e n so hohe G e s c h w i n d i g k e i t e n gemessen, d a ß nach A b b . 2 n u r eis­ v o r b e l a s t e t e S e d i m e n t e in F r a g e k o m m e n . B e i W a l l g a u u n d südöstlich B a d T ö l z k o n n t e n im Bereich der oberen 1 0 — 3 0 m a u s r e i c h e n d n i e d r i g e W e r t e ( 1 , 0 / 1 , 7 k m / s , ü b e r / u n t e r d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l ) gemessen w e r d e n , d i e p o s t - bis s p ä t g l a z i a l e n Schottern ( u n d S e e t o ­ nen) z u z u o r d n e n s i n d .

I m I s a r t a l i n H ö h e des K r ü n e r S t a u w e h r e s w u r d e bei e i n e r dichten B o h r r e i h e z u r A b ­ d i c h t u n g des U n t e r g r u n d e s eine in R i c h t u n g z u m östlichen T a l r a n d a n s t e i g e n d e S e e t o n oberfläche in 3 0 — 1 0 m T i e f e e r f a ß t . Bis z u m T a l r a n d m i t e i n e m dort a n s t e h e n d e n S e e ­ ton m i t M o r ä n e n b e d e c k u n g , der d e m n a c h a l s m i n d e s t e n s f r ü h w ü r m g l a z i a l eingestuft w e r ­ d e n k a n n (JERZ & U L R I C H 1 9 6 6 : 55 ff.), b l e i b t eine L ü c k e v o n n u r e t w a 6 0 m ( A b b . 4 e ) .

D a d e r Seeton i n d e n Bohrberichten meist a l s h a r t , z. T. auch a l s sehr h a r t b e z e i c h n e t wird, u n d h i e r G e s c h w i n d i g k e i t e n v o n 2,5 k m / s bis i n g r o ß e Tiefen gemessen w u r d e n , bestehen w e n i g Z w e i f e l , d a ß der e r b o h r t e S e e t o n m i t d e m a m östlichen T a l r a n d a n s t e h e n d e n S e e ­ ton a l t e r s g l e i c h ist. Ein w e i t e r e r H i n w e i s ist, d a ß über d e m S e e t o n i m m e r w i e d e r F e l s ­ blöcke e r b o h r t w u r d e n , d i e a u f a u s g e w a s c h e n e M o r ä n e h i n w e i s e n . Auch in der S y l v e n s t e i n ­ e n g e w u r d e n a b 2 0 m T i e f e h a r t e S e e t o n e e r b o h r t , d i e nach K N A U E R ( 1 9 5 2 : 1 0 ) „nicht m e h r a l s p o s t g l a z i a l e A b l a g e r u n g e n a n g e s e h e n " w e r d e n k ö n n e n . SCHMIDT-THOME ( 1 9 5 5 : 152) g i b t in d e r T i e f e 3 8 — 5 0 m s o g a r e i n e G r u n d m o r ä n e a n .

I m S a a l a c h t a l sind bei B a d R e i c h e n h a l l bis über 1 0 0 m m ä c h t i g e q u a r t ä r e A b ­ l a g e r u n g e n e r b o h r t , d i e v o n oben nach u n t e n 2 0 — 4 0 m m ä c h t i g e Schotter, e i n e z w i s c h e n ­ g e l a g e r t e , g e r i n g m ä c h t i g e Sandschicht, l i e g e n d e m ä c h t i g e S e e t o n e über einer d e m F e l s u n t e r ­ grund aufliegenden G r u n d m o r ä n e ergaben. N a c h E X L E R ) sind die gesamten Sedimente ( ü b e r d e r G r u n d m o r ä n e ) a l s post- bis s p ä t g l a z i a l e i n z u s t u f e n . H i e r d u r c h g e f ü h r t e seismi3

2

) Oberregierungsrat Dr. R. Ulrich, Bayerisches Geologisches Landesamt, freundliche mündliche Mitteilung.

3) Oberregierungsrat Dr. Exler, Bayerisches Geologisches Landesamt, freundliche mündliche Mitteilung.

Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern

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sehe M e s s u n g e n e r g a b e n w e g e n der g r o ß e n B o d e n u n r u h e (Messungen a m S t a d t r a n d ) u n d V e r f e s t i g u n g e n i m S c h o t t e r n u r u n g e n a u e G e s c h w i n d i g k e i t s w e r t e für d i e T r o g t a l f ü l l u n g v o n 2 , 0 ± 0 , 2 k m / s , d i e nicht i m W i d e r s p r u c h zu d e r gegebenen z e i t l i c h e n Einstufung stehen.

3.2. R a n d l i c h e

M o r ä n e n h o c h f 1ä c h e n

und

S c h o 11 e r t er r a sse n

I m T a l r a u m d e r o b e r e n Iiier u n d o b e r e n Isar l i e g e n 1 0 0 — 2 0 0 m ü b e r d e m h e u t i g e n T a l b o d e n t e r r a s s e n a r t i g e M o r ä n e n h o c h f l ä c h e n mit f r ü h w ü r m - u n d s p ä t r i ß g l a z i a l e n A b ­ lagerungen, deren T i e f g a n g mit den geophysikalischen Methoden zu 1 0 0 — 1 5 0 m be­ stimmt werden konnte.

I m I l l e r t a l ( A b b . 4 a , b, c) l i e g e n diese ä l t e r e n , v o m W ü r m g l e t s c h e r nicht e r o d i e r ­ ten S e d i m e n t e in B e c k e n ( B r e i t a c h ) , H o c h t ä l e r n ( R e t t e n b e r g — K r a n z e g g ) u n d in G l a z i a l ­ furchen (südöstlich S o n t h o f e n ) , die v o n BADER & JERZ ( 1 9 6 8 ) u n d s ü d ö s t l i c h v o n S o n t ­ hofen v o n HÄUSSLER & BADER ( 1 9 6 8 ) beschrieben s i n d . In letzteren sind n a h e d e r U n t e r ­ g r e n z e d e r W ü r m m o r ä n e t e i l w e i s e noch i n t e r g l a z i a l e B i l d u n g e n (Seetone u n d T o r f k o h l e n ) erhalten.

Abb. 4 : Talquerprofile durch die postglazialen Haupttäler an Stellen mit randlichen Moränen­ hochflächen und Schotterterrassen mit größeren Quartärmächtigkeiten, die von den Talgletschern der Würmeiszeit nicht abgetragen wurden. — Lage der Profile und Legende siehe Abb. 3.

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Kurt Bader

Im L o i s a c h t a l ist westlich G a r m i s c h - P a r t e n k i r c h e n (nördlich B r e i t e n a u ) eine 70 m h o h e S c h o t t e r t e r r a s s e aufgeschlossen, in d e r bis e t w a s u n t e r d a s N i v e a u d e r Loisach G e s c h w i n d i g k e i t e n v o n 1,3 k m / s u n d 2,1 k m / s gemessen w u r d e n , die e n t s p r e c h e n d dem Oberflächenbefund ( „ d r u m l i n i s i e r t e " Schotteroberfläche, a m H a n g Schotter bis e t w a 30 m Tiefe, d a r u n t e r N a g e l f l u h ) a l s noch e i s v o r b e l a s t e t e , f r ü h w ü r m g l a z i a l e Schotter ( ü b e r dem Grundwasserspiegel) gedeutet werden (Abb. 4 d ) .

I m I s a r t a l reicht i m Bereich d e r M o r ä n e n h o c h f l ä c h e 2 — 6 k m nördlich M i t t c n w a l d d e r Felstrog noch u n t e r d i e ä l t e r e n A b l a g e r u n g e n hinein ( s i e h e A b b . 4 e ) . E i n e schützende T r o g t a l s c h u l t e r k a n n d e m n a c h nicht a l s U r s a c h e d a f ü r h e r a n g e z o g e n w e r d e n , d a ß diese A b l a g e r u n g e n nicht v o m W ü r m g l e t s c h e r , d e r h i e r noch eine D i c k e von e t w a 7 0 0 m ( M a x i ­ m a l m ä c h t i g k e i t in T a l m i t t e 9 0 0 m ) erreichte, e r o d i e r t w u r d e n . U n t e r der s ü d l i c h d e r Isar gelegenen 30 m h o h e n S c h o t t e r t e r r a s s e z w i s c h e n V o r d e r r i ß u n d F a l l ( S y l v e n s t e i n s e e ) w u r ­ d e n für d i e K i e s e G e s c h w i n d i g k e i t e n v o n 1 , 4 — 1 , 8 / 2 , 3 — 2 , 7 k m / s ) ( ü b e r / u n t e r d e m G r u n d ­ w a s s e r s p i e g e l ) gemessen, d i e c h a r a k t e r i s t i s c h für e i s v o r b e l a s t e t e ( f r ü h w ü r m g l a z i a l e ) Schot­ ter sind (siehe A b b . 3 Schotterfeld M u r n a u — W e i l h e i m u n d T ö l z e r L o b u s ) . A u c h hier reicht d e r F e l s t r o g w e i t u n t e r die S c h o t t e r t e r r a s s e n h i n e i n ( A b b . 4 f ) .

I m G e r n m ü h l e r Seetonbecken a m S a m e r b e r g , d a s e t w a 1 5 0 m über d e m Inntal liegt, ist a u f g r u n d d e r g e o p h y s i k a l i s c h e n M e s s u n g e n 100 m v o r w i e g e n d S e e t o n a n z u n e h ­ men, d e r i m oberen T e i l i n t e r g l a z i a l e s A l t e r a u f g r u n d p o l l e n a n a l y t i s c h e r U n t e r s u c h u n g e n besitzt. D i e G e s c h w i n d i g k e i t e n sind m i t 1 , 5 — 2 , 1 k m / s für d e n oberen T e i l u n d 1,8—2,4 k m / s für den u n t e r e n T e i l r e l a t i v n i e d r i g , w a s auf o r g a n i s c h e B e s t a n d t e i l e i m S e e t o n z u ­ rückgeführt w i r d .

3.3.

P o s t g l a z i a l e

Nebentäler

I m A l p s e e t a l , e i n e m N e b e n t a l d e r I i i e r , w u r d e n n u r post- bis s p ä t g l a z i a l e S e ­ d i m e n t e bis z u m Fels in 7 0 — 1 0 0 m Tiefe g e f u n d e n , s o w e i t d a s b e g r e n z t e A u f l ö s u n g s v e r -

W

OBERES

AMMERTAL

5 km 25 fach

uberhöht

Abb. 5: Tallängsprofile durch postglaziale alpine Nebentäler mit z . T . mächtigen spät- bis post­ glazialen Sedimenten bis oder bis nahe zum Felsuntergrund. Als Ursache für den größeren Tief­ gang des Würmgletschereises wird gesehen bei a) und e) eine (teilweise) fluviatile Ausräumung eventueller älterer Sedimente vor der Ankunft des Würmeises, b), c ) , d) einen verstärkten Tiefenschurf auch der Würmgletscher vor Felsengen mit Schwellen und vor Felsbarrieren. — Legende siehe Abb. 3.

Exarationstiefen würmeiszeitlicher und älterer Gletscher in Südbayern

59

mögen d e r r e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e n Methode d i e s e A u s s a g e z u l ä ß t ( A b b . 5 a ) . D a i m benach­ b a r t e n T r o g t a l der Iiier d e r w ü r m e i s z e i t l i c h e H a u p t g l e t s c h e r a n k e i n e r S t e l l e d i e ä l t e r e n S e d i m e n t e s o w e i t a u s r ä u m e n k o n n t e , ist d i e s auch für d a s A l p s e e t a l u n w a h r s c h e i n l i c h .

Nach BADER & JERZ ( 1 9 7 8 ) ist hier v i e l m e h r e i n e f l u v i a t i l e A u s r ä u m u n g e v e n t u e l l v o r ­ handener älterer Sedimente im R i ß / W ü r m - I n t e r g l a z i a l anzunehmen.

Im o b e r e n A m m e r t a l zwischen L i n d e r h o f u n d E t t a l besteht nach d e n g e o ­ physikalischen Messungen die Trogtalfüllung v o r w i e g e n d aus älteren, eisvorbelasteten Kiesen u n d Seetonen, d i e b e i d e r E i n m ü n d u n g des E l m a u t a l e s ( G l e t s c h e r k o n f l u e n z ) u n d v o r der F e l s e n g e und S c h w e l l e südlich O b e r a m m e r g a u eine g e w i s s e Tiefenerosion auch des W ü r m g l e t s c h e r s erkennen l a s s e n . Bei E t t a l a m U b e r g a n g z u m L o i s a c h t a l reicht d a s e t w a 100 m m ä c h t i g e ä l t e r e Q u a r t ä r (teilweise d u r c h W ü r m m o r ä n e bedeckt) in F o r m einer S c h w e l l e bis z u r Oberfläche ( A b b . 5 b ) .

Das z w e i g e t e i l t e T r o g t a l d e r J a c h e n a u , d a s v o r L e n g g r i e s in d a s I s a r t a l m ü n d e t , ist i m o b e r e n T e i l bis n a h e z u r Oberfläche m i t ä l t e r e n S e d i m e n t e n a u f g e f ü l l t , d i e t a l a b ­ w ä r t s , i n s b e s o n d e r e vor d e r Felsenge und S c h w e l l e bei P e t e r n ( T a l v e r s a t z ) u n d v o r der E i n m ü n d u n g in das I s a r t a l g r ö ß e r e n M ä c h t i g k e i t e n nicht e i s v o r b e l a s t e t e r S e d i m e n t e m i t 1,5—1,9 k m / s (Kiese u n t e r d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l u n d S e e t o n e ) P l a t z geben ( A b b . 5 c ) .

Im G e g e n s a t z z u r F e l s e n g e bei Petern ist f ü r d i e g r o ß e M ä c h t i g k e i t ( 5 0 — 1 0 0 m ) nicht e i s v o r b e l a s t e t e r S e d i m e n t e v o r der E i n m ü n d u n g in d a s I s a r t a l schwer eine E r k l ä r u n g zu finden.

Im I n n z e l l e r S e e t o n b e c k e n w u r d e n i m S ü d t e i l 5 0 — 6 0 m nicht e i s v o r b e ­ lasteter S c h o t t e r und S e e t o n e u n d d a r u n t e r b i s in 1 2 0 — 1 5 0 m T i e f e ä l t e r e S e e t o n e durch g e o p h y s i k a l i s c h e M e s s u n g e n nachgewiesen ( A b b . 5 e ) . I m G e g e n s a t z h i e r z u füllen nicht eis­ v o r b e l a s t e t e Schotter ein 6 0 m tiefes T r o g b e c k e n i m F a l k e n s e e t a l — e i n e m d e r drei G l e t s c h e r z u f ü h r u n g e n in d a s I n z e l l e r Becken — v o l l s t ä n d i g o d e r n a h e z u v o l l s t ä n d i g auf ( A b b . 5 d ) . H i e r ist ein Tiefenschurf auch des W ü r m g l e t s c h e r s n a c h w e i s b a r , b e d i n g t offen­ sichtlich d u r c h d i e F e l s b a r r i e r e nach dem T r o g b e c k e n .

4 . Schotterflächen

u n d Seetonbecken im Moränengebiet

des

Alpenvorlandes

Das S c h o t t e r f e l d v o n M u r n a u — W e i l h e i m — S e e s h a u p t mit ca.

200 k m w u r d e durch e t w a 1 0 0 refraktionsseismische M e ß p u n k t e g e n a u e r untersucht. A u s der t e i l w e i s e n Ü b e r d e c k u n g durch W ü r m g r u n d m o r ä n e k a n n d a s A l t e r dieser bis über 100 m m ä c h t i g e n S e d i m e n t e a l s f r ü h w ü r m g l a z i a l (Schotter ü b e r d e m f l u v i a t i l e n Erosions­ n i v e a u ) u n d ä l t e r ( v o r w i e g e n d Seetone u n t e r d e m f l u v i a t i l e n E r o s i o n s n i v e a u ) festgelegt w e r d e n ( F R A N K 1 9 7 9 , in d i e s e m B a n d ) . D i e e t w a 100 M e ß p u n k t e ergeben einen Einblick in den S c h w a n k u n g s b e r e i c h d e r Q u a r t ä r g e s c h w i n d i g k e i t e n v o n 1,5 ± 0,5 k m / s b z w .

2,4 ± 0,3 k m / s für Kies ü b e r b z w . Kies u n d S e e t o n u n t e r d e m G r u n d w a s s e r s p i e g e l , w o ­ bei die h ö h e r e n W e r t e i m Bereich der g r ö ß e r e n Q u a r t ä r m ä c h t i g k e i t e n gemessen w e r d e n .

Die Felstiefe u n t e r dem f l u v i a t i l e n E r o s i o n s n i v e a u im R i ß / W ü r m - I n t e r g l a z i a l ( e t w a O b e r ­ fläche d e r S e e t o n e ) gibt d i e Schurftiefe der Gletscher ä l t e r e r E i s z e i t e n an. D e r W ü r m g l e t ­ scher ist ü b e r d i e f r ü h w ü r m g l a z i a l e n Schotter o h n e g r o ß e E x a r a t i o n h i n w e g g e g l i t t e n u n d h a t in s e i n e n r a n d l i c h e n B e r e i c h e n sogar bis z u 5 0 m G r u n d m o r ä n e u n t e r sich s e d i m e n t i e r t ( A b b . 3, L o i s a c h t a l ) .

2

Das S c h o t t e r f e l d d e s T ö l z e r L o b u s w u r d e e b e n f a l l s g e n a u e r untersucht (FRANK 1 9 7 9 , in diesem B a n d ) . Aus der g r ö ß t e n Tiefe der Schotter u n d d e r H ö h e der M o l a s s e s c h w e l l e n k a n n a u f d a s fluviatile E r o s i o n s n i v e a u i m R i ß / W ü r m - I n t e r g l a z i a l ge­ schlossen w e r d e n . U n t e r d i e s e m N i v e a u s i n d T r o g b e c k e n durch g e o p h y s i k a l i s c h e M e s s u n ­ gen u n d B o h r u n g e n m i t Ü b e r t i e f u n g s b e t r ä g e n v o n 50 m bis z u 1 5 0 m n a c h g e w i e s e n , die

60

Kurt Bader

w i e d e r u m nicht v o m W ü r m g l e t s c h e r , s o n d e r n v o n Gletschern ä l t e r e r E i s z e i t e n geschaffen w u r d e n ( A b b . 3, I s a r t a l ) .

S e l b s t i m Zungenbeckenbereich ( n ö r d l i c h Kaufbeuren, Wertachgletscher) k o n n t e n noch ä l t e r e Schotter u n d S e e t o n e u n t e r 2 0 — 5 0 m mächtigen s p ä t g l a z i a l e n S c h o t ­ t e r n durch refraktionsseismische M e s s u n g e n gefunden w e r d e n .

In den g r o ß e n S e e t o n b e c k e n des B o d e n s e e s , v o n W o l f r a t s h a u s e n , v o n R o s e n h e i m u n d s ü d l i c h d e s C h i e m s e e s w e r d e n für 1 0 0 — 3 0 0 m m ä c h ­ t i g e S e e t o n e r e l a t i v g e r i n g e G e s c h w i n d i g k e i t e n v o n 1,2 — 1 , 7 — 2,0 k m / s gemessen. I n B o h r u n g e n w u r d e n i m Tiefenbereich d i e s e r G e s c h w i n d i g k e i t e n k e i n e M o r ä n e n oder s o n ­ s t i g e H i n w e i s e a u f ein p r ä w ü r m g l a z i a l e s A l t e r g e f u n d e n , w o g e g e n u n t e r diesem Bereich m o r ä n e n v e r d ä c h t i g e L a g e n b z w . M o r ä n e n u n d w e i t e r e S e e t o n e m i t offensichtlich h ö h e r e r G e s c h w i n d i g k e i t ( ä h n l i c h der des t e r t i ä r e n U n t e r g r u n d e s ) d u r c h ö r t e r t w u r d e n . D a s A l t e r d e r m ä c h t i g e n S e e t o n f ü l l u n g m i t r e l a t i v g e r i n g e r G e s c h w i n d i g k e i t m u ß d e s h a l b in Ü b e r ­ e i n s t i m m u n g m i t JERZ & WOLFF 1 9 7 3 : 2 3 4 ff.), JERZ ( 1 9 7 9 , in diesem B a n d ) , V E I T ( 1 9 7 3 : 2 8 3 ff. u n d 1 9 7 7 : 2 1 2 ff.) u n d G A N S S ( 1 9 7 7 : 2 0 1 ff.) a l s s p ä t - ( u n d p o s t - ) g l a z i a l a n g e n o m ­ men werden.

5. Zusammenfassung der Ergebnisse der seismischen Untersuchungen In den a l p i n e n T r o g t ä l e r n d e r I i i e r , L o i s a c h u n d I s a r w u r d e n i m Bereich des h e u t i g e n T a l b o d e n s u n t e r e i n e r r e l a t i v g e r i n g m ä c h t i g e n s p ä t - bis p o s t g l a z i a l e n Ü b e r d e c k u n g ( 1 0 — 3 0 m ) z . T. sehr m ä c h t i g e e i s v o r b e l a s t e t e S e d i m e n t e ( 5 0 — 5 0 0 m ) g e f u n d e n . D a der o b e r e T e i l d e r e i s v o r b e l a s t e t e n S e d i m e n t e v o r w i e g e n d a u s Schottern besteht, d i e über den d i e T r o g b e c k e n f ü l l e n d e n Seetonen l i e g e n , m u ß a n g e n o m m e n w e r d e n , d a ß d e r Tiefenschurf d e r W ü r m g l e t s c h e r g e r i n g w a r u n d sich i m w e s e n t l i c h e n a u f die f r ü h w ü r m g l a z i a l e n S c h o t ­ t e r b e s c h r ä n k t e . I m G e g e n s a t z h i e r z u s t e h e n d i e 1 0 0 — 3 0 0 m tiefen Becken i m Fels d e r T r o g t a l s o h l e , d i e durch den Tiefenschurf der Gletscher früherer E i s z e i t e n geschaffen wurden.

I m Bereich d e r r a n d l i c h e n M o r ä n e n h o c h f l ä c h e n u n d g r ö ß e r e n S c h o t t e r t e r r a s s e n in d e n a l p i n e n T a l r ä u m e n v o n Iiier, Loisach, I s a r u n d Inn k o n n t e n ebenfalls g r o ß e M ä c h t i g k e i ­ t e n e i s v o r b e l a s t e t e r S e d i m e n t e ( 1 0 0 — 1 5 0 m ) in G l a z i a l f u r c h e n , Becken u n d auf u n t e r ­ irdischen T r o g t a l s c h u l t e r n n a c h g e w i e s e n w e r d e n . D i e R i ß / W ü r m - i n t e r g l a z i a l e n A b l a g e ­ rungen (Seetone u n d Torfkohlen) einzelner Moränenhochflächen liegen 1 5 0 — 2 0 0 m über d e m h e u t i g e n T a l b o d e n , so d a ß ü b e r diesen k a u m noch g r ö ß e r e S c h o t t e r m a s s e n v o r B e ­ g i n n d e r W ü r m v e r g l e t s c h e r u n g a b g e l a g e r t w o r d e n sein dürften. D a a b e r u n t e r d e r W ü r m ­ g r u n d m o r ä n e z . T . noch die l e t z t e n A b l a g e r u n g e n des I n t e r g l a z i a l s e r h a l t e n sind, m u ß a u f e i n e n a h e z u f e h l e n d e T i e f e n e r o s i o n des W ü r m g l e t s c h e r s geschlossen w e r d e n in B e r e i ­ chen, in denen e i n d e u t i g e E x a r a t i o n s f o r m e n i m Fels ( G l a z i a l f u r c h e n m i t in F l i e ß r i c h t u n g des Eises a n s t e i g e n d e r S o h l e u n d B e c k e n ) n a c h g e w i e s e n s i n d .

In den a l p i n e n N e b e n t ä l e r n u n d i m S a a l a c h t a l w u r d e n d a g e g e n auch g r ö ß e r e M ä c h ­ t i g k e i t e n s p ä t - bis p o s t g l a z i a l e r S e d i m e n t e ( 5 0 — 1 0 0 m ) gefunden, d i e s o g a r bis oder b i s n a h e z u r F e l s s o h l e d e r T r o g b e c k e n h i n a b r e i c h e n k ö n n e n . Z u m T e i l ist d e r Tiefenschurf des W ü r m g l e t s c h e r s offensichtlich d u r c h e i n e F e l s b a r r i e r e nach den T r o g b e c k e n b e d i n g t , nicht jedoch i m A l p s e e - u n d S a a l a c h t a l . H i e r w i r d a n d i e M ö g l i c h k e i t e i n e r f l u v i a t i l e n A u s ­ r ä u m u n g e v e n t u e l l v o r h a n d e n e r ä l t e r e r g l a z i a l e r S e d i m e n t e v o r d e r A n k u n f t des W ü r m ­ gletschers gedacht.

I m V o r a l p e n l a n d l i e g e n i m W ü r m m o r ä n e n g e b i e t sowohl v o m W ü r m e i s ü b e r f a h r e n e g r o ß e S c h o t t e r f e l d e r ü b e r einer v o r w i e g e n d mit S e e t o n v e r f ü l l t e n , g l a ­ z i a l e r o s i v geschaffenen Beckenlandschaft a l s auch g r o ß e S e e t o n b e c k e n m i t 1 0 0 —

Exarationstiefen würmeiszeitlicher u n d älterer Gletscher in Südbayern

61

300 m m ä c h t i g e n s p ä t - bis p o s t g l a z i a l e n S e e t o n e n . Nach den v i e l e n Beispielen d e s g e r i n g e n Tiefenschurfes d e r W ü r m g l e t s c h e r in den a l p i n e n H a u p t t a l r ä u m e n ist eine g l a z i a l e A u s ­ r ä u m u n g v o n ä l t e r e n S e d i m e n t e n e t w a g l e i c h e r M ä c h t i g k e i t w i e d i e der s p ä t - bis post­ g l a z i a l e n S e e t o n e aus d e n g r o ß e n S e e t o n b e c k e n k a u m v o r s t e l l b a r , z u m a l d a s S c h o t t e r f e l d M u r n a u — W e i l h e i m in d u r c h a u s v e r g l e i c h b a r e r L a g e z u e i n i g e n d e r g r o ß e n S e e t o n b e c k e n bezüglich des U n t e r g r u n d e s u n d der E i s s t r ö m e l i e g t . Es w i r d v i e l m e h r a n d i e M ö g l i c h k e i t gedacht, d a ß diese S e e t o n b e c k e n z u B e g i n n d e r W ü r m e i s z e i t m a n g e l s k r ä f t i g e r Zuflüsse nicht v o l l s t ä n d i g m i t S e d i m e n t e n erfüllt w a r e n u n d e v e n t u e l l auch die g r o ß e M a s s e der f r ü h w ü r m g l a z i a l e n S c h o t t e r a n ihnen f l u v i a t i l v o r b e i g e f ü h r t w u r d e , so d a ß d i e W ü r m gletscher i n w a s s e r e r f ü l l t e B e c k e n einfließen k o n n t e n . D u r c h d i e g r ö ß e r e D i c k e b z w . d a s g r ö ß e r e G e w i c h t des Gletschereises in den B e c k e n ebenso w i e durch den als B a r r i e r e w i r ­ k e n d e n n ö r d l i c h e n B e c k e n r a n d ist jedoch e i n g r ö ß e r e r Tiefenschurf auch des W ü r m g l e t ­ schers in d e n Becken w a h r s c h e i n l i c h . A l s B e i s p i e l m ö g e n d i e j e t z i g e n V o r a l p e n s e e n d i e n e n , die i h r e E x i s t e n z i m w e s e n t l i c h e n w o h l d e m U m s t a n d v e r d a n k e n , d a ß d i e H a u p t f l ü s s e an ihnen v o r b e i f ü h r e n . D o r t , w o d i e s nicht d e r F a l l ist, w i e i m B o d e n s e e , oder s p ä t r i ß e i s z e i t lich k a u m d e r F a l l w a r , w i e i m R o s e n h e i m e r B e c k e n , ist auch a n s p ä t g l a z i a l e b z w . s p ä t r i ß g l a z i a l e T o t e i s m a s s e n in d i e s e n Becken z u d e n k e n , so d a ß ein g r o ß e r T e i l d e r s p ä t - b z w . s p ä t r i ß g l a z i a l e n S e d i m e n t e ü b e r die Becken h i n w e g geführt w e r d e n k o n n t e .

6.

Schriftenverzeichnis

BADER, K. (1967): in KUNERT, Chr.: Erläuterungen zur Geologischen Karte von Bayern 1 : 25 000, Blatt Nr. 8432 Oberammergau: 71—78; München (Bayer. Geol. L.-Amt).

— (1977): in GANSS, O.: Geologische Karte von Bayern 1 : 25 000, Erläuterungen zum Blatt Nr. 8140 Prien a. Chiemsee und zum Blatt N r . 8141 Traunstein: 287—289; München (Bayer.

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