ドイツの地質

ドイツの地質は、古生代と新生代の造山運動のいくつかの段階、ペルム紀と中生代の棚海と大陸棚海および平野における堆積作用、さらに第四紀の氷河作用によって大きく影響を受けています。

ドイツは、北と北東の地質学的に非常に古い (先カンブリア代)東ヨーロッパクラトン(バルティカ) (さらに北はバルト楯状地として露出している) と、南の地質学的に新しい (新生代)アルプス-カルパティア 造山帯の間に位置する。ドイツの対応する地殻地域は、したがって地質学的に「中年」であり、古生代にプレートテクトニクスのプロセスを通じて東ヨーロッパクラトンに付加された。これらの地域は、ドイツの地質学的基盤を形成している。基盤は、アルプス山脈の北にある中央ヨーロッパで重なり合う4 つの地質学的地殻レベル (ドイツ語: Stockwerke ) の中で最も古いものである。レベルは主に、岩石の年代関係と、地球の地殻がその地質学的歴史の過程で受けた大きな地殻構造の傾向、すなわち地殻の伸張と広範囲にわたる、主に海洋性の堆積作用が、地殻の圧縮/造山運動と広範な浸食と交互に繰り返されたことを反映している。ドイツの地表地質は、過去約2,000 万年の間に外部および内部の力の作用と出現における地域的な違いにより、現在の構成に進化しました。ドイツは、中央ヨーロッパ低地、中央ヨーロッパ ブロック、アルプス の 3 つの自然地理学的地域 に分けられます。

ドイツの北部3分の1は、中央ヨーロッパ低地（ドイツ語：Mitteeuropäische Senke）の一部であり、北ドイツ・ポーランド盆地としても知られ、おおよそ北ドイツ平原に相当します。中央ヨーロッパ低地は、後期古生代から新生代の数千メートルの厚さの堆積岩層を含む長期沈降地域で、強力な表層の氷河の被覆とペルム紀の地下の塩性ダイアピルの塩性テクトニクス、およびアルプス造山運動の小規模な長期的影響が特徴です。

中央ヨーロッパ低地の南には、中央高地、南ドイツ断崖、上部ライン平野、アルプス山脈の麓を含む中央ヨーロッパブロック地域（ドイツ語：Mitteeuropäisches Schollengebiet ）があります。この地域では、アルプス造山運動の長期的な影響が比較的強く、更新世の氷河作用の影響は小さかったです。この地域は、広範囲に褶曲した古生代基盤岩の露頭がある構造的に隆起したいくつかのブロックと、ほとんど中生代または新生代の岩石で覆われた沈降/非隆起ブロックに分かれています。隆起した地層は、ライン山塊（アルデンヌを除く）、ザクセンおよびテューリンゲン地層（ザクセン・テューリンゲン地帯と混同しないこと）であり、ハルツ、テューリンゲン盆地、テューリンゲンの森、テューリンゲン・フランケン・フォークトラント粘板岩山地、フィヒテル山脈-エルツ山地を含む。最後の3つの地質単位は、中央ヨーロッパで最大の連続した基盤岩の露頭であるボヘミア山塊の北西端を形成している。ボヘミア山塊の北東端はズデーテン・ブロックである。ボヘミア山塊の中央部であるボヘミア・ブロックの西端は、オーバープファルツの森とバイエルンの森の山脈とともにドイツにまで広がっている。沈降/非隆起地塊は、ケルン低地を含む下ライングラーベン（または「ルールグラーベン」）、ミュンスターラント白亜紀盆地（ウェストファーレン低地）、ゾリングブロック（ヘッセン低地）、南ドイツブロック（オーデンヴァルト、シュペッサート、シュヴァルツヴァルト、モラッセ盆地を含む南ドイツ断崖地帯）、および上ライングラーベンです。

南ドイツブロックとボヘミア山塊の南には、アルプス・カルパティア弧（ドイツ語：Alpen-Karpaten-Bogen ）がある。ドイツではバイエルン州南部に限られているが、この細長い帯には比較的高い地質学的多様性がある。この地域には、アルプスの4つの主要なテクトニック「ドメイン」のうち、ヘルヴェティック・ナップ、ペニンニク・ナップ（レノダヌビア・フリッシュ帯として）、および東アルプス（北部石灰岩アルプスとして）の3つがある。

アルプス山脈の北では、ドイツの地殻の表層と地下の岩石の 4 つの「レベル」が、年代と構造特性 (深いところから浅いところまで) によって、基盤、遷移層、中生代プラットフォーム、新生代プラットフォームと、伝統的に区別されています。最後の 3 つは、基盤とは対照的に、総称として「プラットフォーム」とも呼ばれます。

基盤岩（ドイツ語：Grundgebirgsstockwerk）は褶曲した岩石で構成され、その一部は変成岩で、ほとんどが海洋堆積性および海底火山性起源で、花崗岩質深成岩が貫入している。これらの岩石のほとんどは、後期石炭紀以前のものである。これらの堆積性岩石と火山性岩石の褶曲と変成作用、および花崗岩質岩石の定着は、主に2つの古生代造山運動、すなわち後期オルドビス紀のカレドニア造山運動と前期石炭紀のバリスカン造山運動で起こった。最も古い褶曲したバリスカン岩石には、プロトヨーロッパ（バルティカ）（ドイツ語：Ur-Europa ）の地殻ブロックが付加する前に起こった、より古い造山運動、カドミアン造山運動の証拠が残っている。褶曲した基盤岩は原生代に起源を持つが、大陸地殻のさらに古い遺物がバイエルン森の準片麻岩で発見されており、その原岩はおそらくカドミアン造山運動後に堆積したと考えられる。この準片麻岩のサンプルには砕屑性ジルコン粒子が含まれており、その核は約38億4千万年前の始生代にマグマから結晶化した。^{[1] [2]}

カレドニア褶曲基盤岩は中央ヨーロッパ低地の表面から数千メートル下に存在するが、バリスカン基盤岩またはバリスサイド（ドイツ語：Varistikum）は中央ヨーロッパブロック地域で露頭しており、いくつかの大きな高地地域で広範囲に発生し、また基盤隆起の形で低地地域の一部にも散発的に発生している。ここでは、花崗岩がわずかに貫入した非変成または弱変成岩（粘板岩、チャート、砂岩、石灰岩、変質玄武岩、千枚岩、珪岩）からなる、一般に「粘板岩帯」（ドイツ語：Schiefergebirge ）と呼ばれる岩石複合体と、花崗岩が広範囲に貫入した弱変成から高度変成の岩石（千枚岩、珪岩、大理石、両閃岩、蛇紋岩、片岩、片麻岩、グラニュライト、エクロジャイト）からなる、一般に結晶質と呼ばれる岩石複合体とを区別します。スレート帯の岩石単位は比較的低温の浅い深さで褶曲されたが、変成結晶質地域はバリスカン造山運動の間にかなり深いところまで沈下し、高圧と、場所によっては極めて高温にさらされて岩石が部分的に溶融した。バリスカン花崗岩の地球化学的特徴は、そのマグマが深く埋もれた堆積岩が部分的に溶融して生成されたことを示唆している。露出したスレート帯は主にライン山塊、ハルツ山塊、テューリンゲン・フランケン・フォークトラント・スレート山塊で発見されている。露出した結晶質地域は主にシュヴァルツヴァルト、西オーデンヴァルト、フォルシュペッサート、およびボヘミア山塊のドイツ周辺部（上部ラウジッツ、エルツ山地、フィヒテル山地、プファルツの森、バイエルンの森）で発見されている。

遷移層（ドイツ語：Übergangsstockwerk）には、後期石炭紀（ステファニアン）から中期ペルム紀（グアダルピアン）の、折り畳まれていない堆積岩と火山岩がすべて含まれる。「遷移層」とは、部分的にはこれらの岩石の地層学的位置を指し、折り畳まれたバリスサイドよりは新しいが、中生代プラットフォームの地層よりは古い。さらに、これらはバリスカン山脈の平坦化と、バリスカン造山帯の地殻伸張を伴ったバリスカン後火山活動によって特徴付けられる地質学的遷移段階に由来する。遷移層の岩石は、比較的粗粒の（礫岩質）モラッセ堆積岩や酸性から中程度の火山岩（特に流紋岩）であることが多いという点で、より新しい台地堆積物とは異なります。一方、中生代台地には礫岩はほとんどなく、火山岩はありません。遷移層は、岩相層序的にステファニアンおよびペルム紀（ロートリーゲント）のシーケンスに分けられます。遷移層の岩石は、今日では主にザール＝ナーエ盆地、ハレ＝ライプツィヒ地域（ハレ斑岩複合体など）、エルツ山地盆地、テューリンゲンの森で発見されています。

中生代プラットフォーム（ドイツ語：Mesozoisches Deckgebirge）には、中生代（三畳紀、ジュラ紀、白亜紀）のほぼ展開していない堆積岩がすべて含まれるが、後期ペルム紀のロピング 期の古生代堆積物も一部含まれる。ドイツ北部では、原則として、比較的展開していない、または弱く折り畳まれた後カレドニア期/先ペルム紀の堆積物（ルール石炭紀とアーヘン地域のその西側継続を含む）も中生代プラットフォームに含まれる。

地表に露出している中生代のプラットフォームは、ツェヒシュタイン（中期/上部ペルム紀）の海成石膏岩と石灰岩、ブンツサンドシュタイン（下部三畳紀）の珪砕岩、ムシェルカルク（中部三畳紀）の海成石灰岩、コイパー（中部および上部三畳紀）の蒸発岩-炭酸塩-珪砕岩混合堆積物、下部ジュラ紀（リアス/シュヴァルツジュラ）の海成黒色頁岩、ドッガー/ブラウンジュラ（中部ジュラ紀）の海成（多くの場合鉄を含む）珪砕岩、白色ジュラ紀/マルム（上部ジュラ紀）の海成石灰岩、下部白亜紀（ウィールデン）の大陸珪砕岩、上部白亜紀の海成石灰岩、砂岩、ゲイズで構成されています。^[a]露出しているツェヒシュタイン岩石は基盤隆起の縁に限られている。三畳紀の岩石が最も広い範囲を覆っている。南ドイツブロックでは、広範囲に露出している中生代の岩石が南東に向かって傾斜している。風化/浸食されやすい頁岩と、より耐性のある砂岩と石灰岩が交互に層を成しているため、過去数百万年の間にケスタの景観がそこに形成された。これらのケスタの中で最も目立つのは、フランケンの白ジュラとシュヴァーベンジュラである。比較的風化/浸食されにくい前期/中期ブンツザントシュタインの砂岩で形成された台地は、プファルツの森、オーデンヴァルト、シュペッサート、ズードレン、ブルクヴァルトである。ムシェルカルク石灰岩の尾根は、主にテューリンゲン盆地で見られる。おそらく最もよく知られている白亜紀の砂岩の産地は、エルベ砂岩山脈である。

ドイツ北部では、個々の岩塊が岩塩ドームによって隆起し、中生代の台地の古い地層まで浸食されている。これらの岩塊上の浸食に強い岩盤は、特にハルツ前線北部で小さな孤立した尾根を形成している。これには、エルム丘陵（ムシェルカルク）、アッセ丘陵（ブントザントシュタインおよびムシェルカルク）、グローサー・ファルシュタイン（ムシェルカルク）、およびヘルゴラント島（ブントザントシュタイン）が含まれる。白亜紀の白亜は、部分的に薄い第四紀の堆積物に覆われて、ドイツ北部でのみ見つかっており、これには白亜紀の堆積物がルール石炭紀に直接重なり、西に進んでアーヘン層まで続くミュンスターラント白亜紀盆地、およびハノーバーとザルツギッター地域が含まれる。おそらくドイツで最もよく知られている白亜紀の石灰岩は、ドイツ北岸の リューゲン島にあるものです。

新生代台地（ドイツ語：Känozoisches Deckgebirge）は、第三紀と第四紀の岩石から構成されています。新生代堆積岩は、その年代が若いため、激しい続成作用を受けておらず、そのため固結していないことが多いため、「未固結岩」層（ドイツ語：Lockergesteinsstockwerk ）としても知られています。隆起した地域で最も若い堆積物が最初に除去されるため、新生代台地の堆積物は、中央ヨーロッパブロック地域の若い新生代沈下地域にのみ広く分布しており、最大の露頭は、上部ライングラーベン、マインツ盆地、モラッセ盆地（アルプス前地の谷）です。特別な「沈下地域」は、ネルトリンガーリースとシュタインハイムクレーターで、どちらも隕石衝突イベントによって発生しました。^[3]中央ヨーロッパブロック地域の新生代堆積物は、珪質砕屑岩と石灰岩、および海洋堆積物と大陸堆積物の両方で構成されています。ドイツの新生代は火山岩によっても代表されます。遷移層のほとんどが酸性（ SiO _{2に富む）の火山岩とは対照的に、新生代の地層は主に中間から非常にSiO 2}に乏しい（粗面岩、玄武岩、フォノライト、テフライト、ネフェリナイト、ベイサナイト）です。^[4]ドイツ最大の新生代火山地域は、フォーゲルスベルク山脈、ヴェスターヴァルト、レーン山脈、アイフェルです。

ドイツ北部では、表層のほぼ全体が新生代堆積物（主に更新世および完新世の氷河または河川氷河堆積物）でできている。モレーンとウルストロムタールによって地形 が決定されている（氷河系列を参照）。したがって、南尾根（ドイツ語：Südliche Landrücken ）はザーレ氷河期のモレーンであり、北尾根（ドイツ語：Nördliche Landrücken ）はヴァイクゼル氷河期のモレーンである。^{[5]これらの堆積物の材料は、スカンジナビアから中央ヨーロッパに向かう途中で}氷床に運ばれ、そこで融解した際に堆積した。氷が辿ったルートは、モレーン堆積物中の岩や玉石の助けを借りて再現することができる。なぜなら、これらはスカンジナビアの特定の地域と一致することができるからである（氷河漂石を参照）。南ドイツでは、アルプス山脈の麓とライン川上流のグラーベンを除いて、比較的薄い第四紀の堆積物と地層があり、地理的には主に低地の斜面と谷に限定されており、そこではガレや石の流れ、または河川の砂利や砂として存在します。アルプスの麓には、更新世のモレーンもあります。しかし、そこでは玉石はアルプスから来ており、南の山からの氷が麓に押し寄せた氷河期には北ドイツとは異なる命名法が使用されています。ザーレ氷河期はそこではリス氷河期に相当し、ヴァイクゼーリアン氷河期はヴュルム氷河期に相当します。

アルプスは若い造山帯であり、アルプス北部の地域に存在する基盤岩と台地の比較的単純な地質学的関係が、造山運動によって上書きされ、複雑化しています。アルプスの形成は、テクトニックな「領域」で起こりましたが、その中で基盤岩​​と台地を区別することができ、それらは共同または別々に、別々のナップで形成されています。ドイツアルプスに露出しているナップには、主に中生代の、ほとんど海洋環境でのみ堆積した、褶曲した変成していない堆積岩の台地ユニットが必ず含まれています。これらは、アルプスの 4 つの領域のうち 3 つに関連しています。

ヘルヴェティック領域（ヘルヴェティック・ナップとも呼ばれる）（ドイツ語：Helvetikum）は、アルプス山脈の北端で、ほぼ東西方向に数百メートルの幅しかない帯状に広がっており、北に向かってモラッセ盆地の南端に押し上げられている白亜紀および前期第三紀の珪砕屑岩と炭酸塩岩で構成されています。主に浅海層で、例えば貨幣石（クレッセンベルク層）が豊富です。^{[6] [7]}これらは、プレアルプスヨーロッパの南端にある内側の大陸棚を表しており、比較的後期までアルプス造山運動の褶曲および押し上げ作用の影響を受けませんでした。

ペンニニク領域（ペンニニク・ナップとも呼ばれる）（ドイツ語：Penninikum）は、ヘルヴェティア領域の南に数キロメートルの幅で帯状に広がり、レノダヌビア・フライシュ帯を形成している。これは白亜紀から第三紀前期の珪砕屑炭酸塩タービダイト深海堆積物（フライシュを参照）で構成されており、アルプス堆積ウェッジを形成する侵食堆積物の一部であり、アルプスの形成のさらなる過程でそれ自体が造山帯に組み込まれ、北方約100キロメートルにわたってヘルヴェティア単元に押し上げられた。^[8]

東アルプスはフライシュ地帯の南に広がり、ドイツアルプスで最大の面積を占めている。ドイツでは、東アルプスの大部分は中生代の三畳紀の炭酸塩岩である。この炭酸塩岩の岩石群は、その露頭（オーストリア領を含む）がフォアアールベルク州からウィーン盆地まで35～50キロメートルの幅で広がっており、北部石灰岩アルプスと呼ばれている。ヘルヴェティア地方とフライシュ地帯は、アルプス前地とは形態学的に明確に区別されているものの、大部分が依然として低山性（ドイツ語：中山地）の特徴を有しているのに対し、北部石灰岩アルプスは、海抜2,000メートルを優に超える高山性（ドイツ語：高山地）を形成している。ドイツの高山の中で最も高いのはツークシュピッツェで、標高は2,962メートルです。これは、アルプス山脈以外ではドイツ最高峰であるシュヴァルツヴァルトにある フェルトベルクよりも1,000メートル以上高いです。

北部石灰岩アルプスは、現在の岩石の位置から数百キロメートル南にあったと思われる堆積環境を表しています。これは、岩相と化石記録に反映されています。東アルプスのプラットフォームでは、中期三畳紀後期に熱帯動物相を持つ炭酸塩岩が確立されましたが、アルプス山脈の北にある中央ヨーロッパの同時代の大陸性で部分的に陸生の層(「中生代プラットフォーム」を参照) は、むしろ珪質砕屑岩が優勢で、むしろ温暖な温帯動物相でした。そのため、特に三畳紀の岩石の形成に関しては、「ゲルマン相」(アルプス山脈の北にある中央ヨーロッパ) と「アルプス相」(北部石灰岩アルプス) が区別されています。白亜紀後期から、東アルプスはアルプス造山運動の影響を受け、北部石灰岩アルプスの岩石は積み重なって北方へ運ばれ、ヘルヴェティアおよびペニン山脈の領域を覆って現在の位置に到達しました。

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• ドイツ層序委員会 (2002) Stratigraphische Tabelle von Deutschland 2002、ポツダム、ISBN 3-00-010197-7 (ドイツ語) 
• Dierk Henningsen、Gerhard Katzung (2006) Einführung in die Geologie Deutschlands第 7 版、ミュンヘン、Spektrum Akademischer Verlag、ISBN 3-8274-1586-1 (ドイツ語) 
• Roland Walter (1995) Geologie von Mitteleuropa。第 6 版、シュトゥットガルト、E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung、ISBN 978-351-0-65167-2 (ドイツ語) 

ウィキメディア・コモンズには、ドイツの地質学に関連するメディアがあります。

• 「Lithostratigraphische Einheiten Deutschlands」（ドイツの石層序単位）（ドイツ語）。リソレックス。 2024 年 5 月 17 日に取得。
• 「ドイツ層序表 2016」 (ドイツ層序図 2016)、ポツダム、ドイツ層序委員会ISBN 978-3-9816597-7-1。 2019 年 3 月 19 日に取得。 
• Nationaler Geotop – ドイツで最も注目すべき地質学的地域のリスト。（ドイツ語） 2024年4月18日閲覧。