Süddeutsches Terrain

Fündigkeitstyp: Intrakratonales Becken

Das Süddeutsche Terrain umfasst große Teile des Süddeutschen Blocks und liegt zwischen dem Oberrheingraben im Westen und dem Böhmischen Massiv im Osten. Im Süden erstreckt sie sich über die Schwäbische und Fränkische Alb. Die Spessart-Rhön-Schwelle bildet den nördlichen Rand des Süddeutschen Großscholle. Im Nordwesten grenzt die Süddeutsche Großscholle an die Hessische Senke.

Das kristalline Grundgebirge der Süddeutschen Großscholle wird von mächtigen mesozoischen und spätpaläozoischen Schichten überlagert. Nur im Spessart und im Odenwald ist es auch obertägig aufgeschlossen.

Charakteristisch für die Süddeutsche Terrain ist das Süddeutsche Schichtstufenland, dessen Entstehung in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung des Oberrheingrabens und der damit verbundenen Hebung des Schwarzwaldes und des Odenwaldes seit dem Oligozän steht. Vorausgegangen war vor etwa 350 Millionen Jahren die Bildung des Germanischen Beckens, in das während des Rotliegend erosive Ablagerungen des variszischen Gebirges sedimentiert wurden. In der Trias und im Jura wechselten sich terrestrische und marine Sedimentschichten ab.

Durch die tektonische Hebung des Schwarzwaldes, des Odenwaldes und der Spessart-Rhön-Schwelle wurden die Gesteinsschichten im gesamten Süddeutschen Schichtstufenland gekippt, so dass die mesozoischen Schichten leicht nach E und SE einfallen. Die Schräglage sowie die unterschiedliche Erosionsanfälligkeit der einzelnen Gesteinsschichten führten zur Bildung von flachwelligen Mulden und Sätteln.

Erosionsbeständigere Schichten wie Sand- und Kalksteine bilden die Schichtstufen, während die weicheren Schlammsteine die Basis der Stufen bilden. Die sich daraus ergebenden Strukturformen gliedern die geologischen Schichten an der Oberfläche des Geländes.

Im Süden der Süddeutschen Großscholle, im Bereich der Schwäbischen und Fränkischen Alb, erreicht das sedimentäre Deckgebirge zum Teil nur Mächtigkeiten von 300 m. Nach Norden hin nimmt die sedimentäre Überdeckung kontinuierlich zu. Die mächtigsten mesozoischen Ablagerungen finden sich im Fränkischen Becken. Die Entstehung des Fränkischen Beckens reicht etwa 320 Millionen Jahre in das Oberkarbon zurück und begann mit dem Ende der variszischen Gebirgsbildung. Es ist ein intrakratonales Becken am Südrand des Germanischen Triasbeckens und wird im Osten durch das Böhmische Massiv, im Westen durch das Rheinisches Schiefergebirge, im Süden durch die Vindelizische Schwelle (Dinkelsbühl-Berchinger Hoch) und im Norden durch die Spessart-Rhön-Schwelle begrenzt. Es gliedert sich in mehrere Teileinzugsgebiete, die große Teile Nordbayerns umfassen.

Mehrere große Störungszonen durchziehen das Fränkische Becken in nordwest-südöstlicher Richtung, die durch eine Krustenerweiterung in nordost-südwestlicher Richtung nach der variszischen Gebirgsbildung entstanden sind. Es handelt sich dabei meist um Horst-Graben-Strukturen mit Versätzen von bis zu 200 m. In der anschließenden tektonischen Entwicklung kam es in mehreren Kompressions- und Extensionsphasen zur Ausbildung bzw. Reaktivierung von Überschiebungen und Aufschiebungen sowie zu Blattverschiebungen. Am Ostrand stellt die bereits im Oberkarbon etablierte Frankenlinie eine ausgeprägte, NW-SE streichende Störungszone mit Vertikalversätzen von bis zu ca. 1.000 m dar.

Ab dem Zechstein (vor ca. 260 Millionen Jahren) dehnte sich das Becken bei wiederholten marinen Transgressionen weiter nach Süden und Westen aus. Mit dem Beginn der Trias vor etwa 250 Millionen Jahren dehnte sich das Sedimentationsgebiet noch weiter nach Süden aus. Während des Buntsandsteins wurde die Sedimentation teilweise unterbrochen, aber während des Oberen Buntsandsteins stieß das Rötmeer von Norden und Osten her weiter vor.

Mit dem Beginn des Mittleren Muschelkalks wurde das Fränkische Becken wiederholt vom offenen Meer abgeschnitten, was zur Bildung evaporitischer Sedimente führte, bevor im Oberen Muschelkalk wieder vollständig marine Bedingungen herrschten. Die überwiegend terrestrischen Sedimentationsbedingungen im Keuper gehen auf eine marine Regression im höheren Oberen Muschelkalk zurück.

Der durchschnittliche geothermische Gradient beträgt ~ 31°C pro km. Abgesehen von intramontanen Gräben in Unterfranken mit mächtigen postvariszischen Ablagerungen im Rotliegend und teilweise auch in der Trias beträgt die Sedimentbedeckung weniger als 2000 m. Die Mächtigkeit nimmt nach Süden hin auf weniger als 400 m ab. Als Reservoire für die geothermische Nutzung kommen die Sedimentformationen des Oberkarbons/Rotliegend, Zechstein, Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper und Dogger in Frage. Buntsandstein und Keuper haben aufgrund ihrer weiten räumlichen Verbreitung ein hohes Potenzial. Aufgrund der relativ niedrigen Temperaturen von 10 - 45°C kommen jedoch nur Thermalbäder und Wärmespeicher als Nutzungsszenarien in Frage.

Geothermische Hauptfündigkeitsvorkommen des Paläozoikums des Süddeutschen Terrains

• Grundgebirge ⇒ Das Grundgebirge des Fränkischen Beckens ist Teil des variszischen Gebirges, das sich in Nordbayern in die Mitteldeutsche Kristallinzone im Nordwesten (Gneise, Diorite, Granodiorite), das Sächsisch-Thüringische Becken im mittleren Bereich (geringgradig metamorphe Sedimente und vulkanische Gesteine) und das Moldanubikum im Süden und Südosten (Gneise, Granite, Metabasite) des Fränkischen Beckens unterteilen lässt. In Unterfranken reicht die Gesteinsoberfläche bis in eine Tiefe von 1.500 m unter dem Meeresspiegel. Untersuchungen im Rahmen der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) in der Oberpfalz sowie Tiefbohrungen im Schwarzwald und im oberösterreichischen Molassebecken geben Aufschluss über die hydraulischen Eigenschaften des kristallinen Grundgebirges. Es wird vermutet, dass insbesondere die Granite ein einheitliches, hydraulisch durchlässiges Netz von Kluft- und Störungsflächen aufweisen, aber es liegen keine detaillierten Informationen vor. Das Tiefenwasser des Grundgebirges weist eine hohe NaCl-Konzentration auf und enthält große Mengen an gelösten Gasen (Stickstoff, Kohlendioxid, Methan und Wasserstoff).

Geothermische Hauptfündigkeitsvorkommen des Mesozoikums des Süddeutschen Terrains

• Buntsandstein / Fränkisches Becken ⇒ Im Unteren Buntsandstein weisen vor allem die Geschiebefächer an den Beckenrändern und tektonisch belastete Bereiche gute Speichereigenschaften auf (Bauer 2000). Der wichtigste Grundwasserleiter innerhalb des Buntsandsteins ist der Mittlere Buntsandstein mit seinen teilweise grobkörnigen und kiesigen Sandsteinen. Im Oberen Buntsandstein kann der zwischen den roten Tonen auftretende rötliche Quarzit als lokaler Grundwasserleiter ausgebildet sein. Zum Beckenrand hin verbessern sich die hydraulischen Eigenschaften des Oberen Buntsandsteins durch den zunehmenden Sandanteil in der Übergangsfazies. In den sandigen Randfazies bilden Mittlerer und Oberer Buntsandstein einen zusammenhängenden Grundwasserleiter. Die Zusammensetzung der Tiefenwässer ist teilweise sehr unterschiedlich. Autochthone Wässer haben eine geringe Salzfracht und sind vom Typ Ca-Mg-HCO3-(SO4). Allochthone Wässer weisen eine hohe NaCl-Konzentration auf, die vermutlich auf die Infiltration von Zechstein-Sole zurückzuführen ist.
• Keuper / Fränkisches Becken ⇒ Im Keuper sind gute Speichereigenschaften vor allem für den Benkersandstein innerhalb des Fränkischen Beckens zu erwarten. Die Abfolgen des Sandsteinkeupers des Fränkischen Beckens dürften ebenfalls eine gute Durchlässigkeit aufweisen. Die einzelnen Abfolgen des Sandsteinkeupers sind im Zentrum des Beckens durch Lettenhorizonte teilweise hydraulisch voneinander getrennt. Eine hydraulische Trennung des Sandsteinkeupers vom Benkersandstein ist durch die tonigen Lehrberg- und Estherien-Schichten gegeben. Diese Trennung nimmt mit zunehmender Aufsandung zum Beckenrand hin ab. Generell weisen die Gesteine des Mittleren Keupers erhöhte hydraulisch wirksame Porenraumanteile auf. Es handelt sich also um kombinierte Kluft-Poren-Aquifere, wobei der Wasserfluss entlang von Klüften dominiert. Der Rhätolias ist ebenfalls ein kombinierter Kluft-Poren-Grundwasserleiter. Das Tiefenwasser hat einen geringen Salzgehalt und ist überwiegend vom Typ Ca-Mg-HCO3.

Geothermische Hauptfündigkeitsvorkommen des Känozoikums des Süddeutschen Terrains

Nicht identifiziert.

Abbildung:

Datenquellen / Literatur