Das Pariser Becken oder Anglo-Pariser Becken ist ein fossiles Sedimentbecken im Nordosten Frankreichs, im Westen Belgiens und im Südosten Englands. Es begann nach der Variszischen Orogonese im Perm einzusinken, individualisierte sich aber erst ab der oberen Trias. Bis zum Abklingen der Subsidenz im Oligozän akkumulierten im Pariser Becken über 3000 Meter an Sedimenten.
Etymologie Das Pariser Becken, franz. Bassin de Paris oder bassin parisien, wurde nach der französischen Hauptstadt Paris benannt, das eigentliche Beckenzentrum liegt aber etwas weiter östlich in der Brie.
Geographie mini|300px|Die geologischen Provinzen Frankreichs mit dem Pariser Becken im Norden
Das Pariser Becken ist im Grundriss elliptisch. Seine größte Längserstreckung mit etwa 600 Kilometer verläuft in Nordost-Südwestrichtung zwischen Metz und Poitiers, in Südost-Nordwestrichtung sind es hingegen nur knappe 400 Kilometer. Es wird von folgenden variszischen Grundgebirgsaufbrüchen umrahmt:
dem Armorikanischen Massiv im Westen, dem Rheinischen Schiefergebirge im Nordosten und Osten, den Vogesen im Osten und dem Zentralmassiv im Südosten und Süden.
Über den Seuil du Poitou im Südwesten stand es mit dem Aquitanischen Becken in Verbindung, nach Nordwesten öffnete es sich zum Ärmelkanal (Hampshire-Dieppe-Becken), nach Norden kommunizierte es über den Seuil de l'Artois mit dem Belgischen Becken, nach Osten bestand eine Verbindung zum Rheingraben und nach Südosten über den Seuil de Bourgogne zum Bresse-Graben. Ferner stand es mit den Gräben im nördlichen Zentralmassiv im Austausch (Limagne-Graben, Roanne-Graben).
Auch im Profilschnitt ist das Becken asymmetrisch aufgebaut, mit einem dünneren und flacher einfallenden Westflügel und einem etwas steileren, mächtigeren Ostflügel. Das Beckenzentrum befindet sich, wie bereits erwähnt, östlich von Paris am Ostrand der Brie (östlich von Château-Thierry). Die Bohrung von Courgivaux im Beckenzentrum traf das variszische Grundgebirge in einer Tiefe von 3186 Metern an, wohingegen unterhalb von Paris-Mitte das Grundgebirge rund 2000 Meter tief liegt.
Geomorphologie mini|300px|Geologische Karte Frankreichs Geomorphologisch ist das Pariser Becken eine einem Tellerstapel vergleichbare Schichtstufenlandschaft. Die Schichtstufen sind im Ostteil des Beckens, bedingt durch den höheren Einfallswinkel (in westliche Richtung), wesentlich deutlicher ausgebildet als im Westen. Ausgehend vom östlichen Beckenrand (Vogesen) können folgende Schichtstufen angetroffen werden:
Buntsandstein (Vosges gréseuses): sehr deutlich Muschelkalk (Côte du Muschelkalk): sehr deutlich Lias (Côte du Lias): deutlich Dogger (Côte de Moselle): deutlich Callovium/Oxfordium (Côte de Meuse): undeutlich Malm (Côte des Bars): sehr deutlich Oberkreide (Côte de Champagne): deutlich Eozän/Oligozän (Côte de l'Île de France): sehr deutlich
Im Westen lassen sich (bei nur geringem Einfallen nach Osten) die Schichtstufen des Doggers, der Oberkreide, des Eozäns und des Oligozäns (stellenweise auch nur des Oligozäns) erkennen.
Geologie Grundgebirge mini|300px|Umrisskarte des Pariser Beckens. Die umgebenden Grundgebirgsmassive in rot, gelb-gestrichelt die Verbindungen zu anderen Becken Das variszische Grundgebirge des Pariser Beckens ist mittlerweile aufgrund zahlreicher Tiefbohrungen, seismologischer, gravimetrischer und geomagnetischer Untersuchungen recht gut bekannt. Es besteht ähnlich wie die umliegenden Grundgebirgsmassive vorwiegend aus Kristallingesteinen (Gneise und Granite) mit dazwischenliegenden, wenig bis schwach metamorphosierten Sedimentterranen des Neoproterozoikums und des Paläozoikums.
Das Grundgebirge wird von mehreren bedeutenden Lineamenten durchzogen. Am wichtigsten dürfte zweifellos die Bray-Störung sein, da sie eine variszische Terrangrenze darstellt. Ihr nördlicher Verlauf von Dieppe bis Gouvieux, der sich bis an die Oberfläche durchgepaust hat, wird von der Bray-Antiklinale markiert. Im Untergrund trennt die Südost-streichende Störung den Kadomischen Block im Westen von der Rhenoherzynischen Zone im Osten ab. Im Beckenzentrum ist sie an der Oberfläche nicht mehr zu erkennen, sie dürfte aber hier langsam über Bouchy und Juvanzé in die Ostrichtung eindrehen und sich dann in der Vittel-Störung (Vogesennordrand) fortsetzen. In ihrem verdeckten Teil separiert die Störung die Zentralarmorikanische Zone im Südwesten von der Saxothuringischen Zone im Nordosten. Die Vittel-Störung trennt die Saxothuringische Zone im Norden von der Moldanubischen Zone bzw. von der Morvan-Vogesen-Zone im Süden.
Eine weitere deutliche Störungszone des Grundgebirges wird durch eine positive magnetische Anomalie mit gleichzeitig negativer Schwereanomalie angezeigt. Diese in ihrem Nordteil bis zu 25 Kilometer breite Störungszone folgt von Fécamp ausgehend gestaffelten Bruchzonen bei Rouen, Rambouillet, Montivilliers, Gien, Sancerre, um bei Cérilly den Nordrand des Zentralmassivs zu berühren. An ihr erfolgten vertikale Versetzungsbeträge von bis zu 500 Meter, wobei der Ostteil absackte. Die Störung fungierte aber auch als sinistrale Seitenverschiebung mit Versetzungsbeträgen bis zu 70 Kilometer, zu erkennen an einem seitenversetzten Band von Leukograniten im nördlichen Zentralmassiv, das seine Fortsetzung im nördlichen Morvan findet. Die mehrphasige Entstehungsgeschichte dieser Störungszone dürfte bis ins Neoproterozoikum zurückreichen.
Erwähnenswert ferner die Nordost-streichende Metz-Störung, die der Terrangrenze zwischen der Rhenoherzynischen und der Saxothuringischen Zone folgt.
Stratigraphie der Sedimentfolge mini|300px|West-Ost-Schnitt vom Pays d’Auge bis zur Oberrheinischen Tiefebene Die Sedimentation im Raum des Pariser Beckens begann nach Abklingen der variszischen Orogenese gegen Ende des Pennsylvaniums:
Perm Im Unterperm erfolgte unter Krustendehnung der postorogene Kollaps des Variszikums. Weitverbreitete Grabenbruchsysteme füllten sich mit kontinentalem Abtragungsschutt, es entstanden die Sedimente des Rotliegend (vorwiegend rotgefärbte Arkosen). Die um 350 Meter mächtigen Sedimente unterlagern den Ostteil des Pariser Beckens, insbesondere das Umfeld der Vogesen (sie können jedoch im Saint-Dié-Becken bis zu 600 Meter an Mächtigkeit erreichen). An der Oberfläche stehen sie beispielsweise bei Villé und Saint-Dié (Saint-Dié-Formation) an. Folgende Formationen können im Rotliegend der Vogesen ausgeschieden werden (von jung nach alt):
Saint-Dié-Formation Champenay-Formation Frapelle-Formation Meisenbuckel-Formation Triembach-Formation Albé-Formation
Gegen Ende des Rotliegend war die Variszidenkette bereits weitgehend eingeebnet, so waren Zentralmassiv-Morvan-Vogesen-Schwarzwald damals bereits nur noch ein unbedeutender Höhenzug (der so genannte Burgundische Sporn).
Trias mini|300px|Konglomeratische Buntsandsteinfelsen bei Saint-Dié Auch der folgende Buntsandstein (zu sehen bei Épinal und Sarrebourg) aus der Untertrias war kontinentalen Ursprungs (vorwiegend fluviatile Sedimente in Zopfstrom- und Deltafazies) und blieb ebenfalls auf den Ostrand des Beckens (Vogesen, Lothringen) beschränkt. Sedimentationsrichtung war generell nach Nordost zum sich bildenden Germanischen Becken. Der Buntsandstein erreicht maximal 490 Meter an Mächtigkeit. Wie das vorangegangene Rotliegend wurde auch er unter ariden bis semiariden klimatischen Bedingungen abgelagert. Er lässt sich wie folgt untergliedern (vom Hangenden zum Liegenden):
Oberer Buntsandstein mit Grès à Voltzia Couches intermédiaires Mittlerer Buntsandstein mit Conglomérat principal Grès vosgien Unterer Buntsandstein mit Grès d'Annweiler Grès de Senones
Die Reliefunterschiede waren nach Abschluss der Buntsandsteinsedimentation größtenteils begradigt worden (der Buntsandstein enthält sogar bereits vereinzelte marine Horizonte), so dass während der Mitteltrias das Muschelkalkmeer, eine tropische Flachsee in arider Umgebung, von Südwestdeutschland aus in den östlichen Raum des Pariser Beckens vorstoßen konnte (bis in die Champagne). Die Ablagerungen des Muschelkalks lassen sich wie folgt gliedern: Oberer Muschelkalk Calcaire à térébratules Calcaire à cératites Calcaire à entroques Mittlerer Muschelkalk Dolomie à Lingules (auch couches blanches) Marnes bariolées (couches grises und couches rouges) Unterer Muschelkalk Dolomie à Myophoria orbicularis Grès coquilier
Zu Beginn des Mittleren Muschelkalks brach die Verbindung über den Seuil de Bourgogne ab, so dass es im Becken zur Abscheidung von Evaporiten (Gips, Steinsalz) kam. Während des Oberen Muschelkalks erreichte dann das Meer seinen (vorläufigen) Höchststand (Calcaire à cératites).
Die hierauf folgende Transgression des evaporitischen Keupermeeres erreichte schließlich auch den Westteil des Pariser Beckens. Der Keuper ist wie folgt aufgebaut: Oberer Keuper oder Rhätium Marnes de Levallois (auch Argiles rouges de Levallois) Grès rhétiens (auch Grès à avicula contorta) Mittlerer Keuper Argiles de Chanville Dolomie de Beaumont Grès à roseaux Marnes irisées Unterer Keuper oder Lettenkohle Dolomie limite Marnes bariolées Dolomie inférieur
Ab dem Mittelkeuper kam es zu erstmaligen Absenkbewegungen im Raum der Brie und somit zum Beginn einer eigenständigen sedimentären Entwicklung im Pariser Becken. So sedimentierten gegen Ende der Trias (Rhätium) im Beckenzentrum die Sandsteine der Grès rhétiens und darüber die Mergel der Marnes de Levallois.
Jura Im Lias erfolgte eine erneute, ebenfalls aus Osten kommende Transgression, die sich sukzessive über das gesamte Becken ausbreitete. Sie hinterließ während des Hettangiums, Sinemuriums und unteren Pliensbachiums am Beckenrand klastische Ablagerungen (Sande und sandige Mergel – Grès d’Hettange bzw. Luxemburger Sandstein, Grès de Virton und Marnes sableuses de Hondelange), im Beckeninneren jedoch die schichtstufenbildenden Kalke des Calcaire à gryphées. Die anschließende Sedimentation war bis zum Ende des Toarciums vorwiegend von Mergelkalken und Tonschiefern geprägt. Zum Abschluss des Lias wurden an den Beckenrändern erneut detritische Sedimente abgesetzt (Minette – eisenhaltige Sedimente des Aaleniums in Lothringen). Die Liastransgression bewirkte im Pariser Becken ab dem Sinemur eine Verbindung des borealen Nordmeeres (über den Ärmelkanal und Mittelengland) mit dem Germanischen Meer. Gleichzeitig öffnete sich der Seuil du Poitou und es entstand eine Verbindung zum Aquitanischen Becken und damit zum Atlantik.
Die Schichtfolge des Lias im Einzelnen (von jung nach alt):
Grès supraliasique Marnes à septarias Schistes carton – Toarcium Calcaires ferrugineux Marnes à Amaltheus margaritatus Calcaires à Prodactylioceras Marnes à Zeilleria – Pliensbachium Calcaires ocreux Argiles à Promicroceras Calcaire à gryphées – Hettangium und Sinemurium
Zu Beginn des Doggers wurden im Aalenium an den Beckenrändern erneut detritische Sedimente abgesetzt (Minette in Lothringen), die eisenhaltig waren. Es öffnete sich jetzt der Seuil de Bourgogne und ermöglichte den Zugang zum Tethysbereich, der bis zum Ende der Unterkreide bestehen bleiben sollte. Das Doggermeer war eine warme Flachsee, in der vorwiegend Kalke abgeschieden wurden (Oolithkalke des Bajociums). Es erreichte im Bathonium seine maximale Ausdehnung. Während des Calloviums und des Unteren Oxfordiums (Terrain à chailles) herrschten mergelige Ablagerungen vor.
Der Dogger besteht aus folgenden Formationen (vom Hangenden zum Liegenden): Argiles de la Woëvre – Callovium Dalle d'Étain Marnes à rhynchonelles Caillasse à Anabacia – Bathonium Oolithe miliaire Marnes de Longwy Calcaires à polypiers Calcaires de Haut-Pont Calcaires d'Ottange Marnes de Charennes – Bajocium Minette – Aalenium