Der Vilser Kalk ist eine Formation der Nördlichen Kalkalpen, die während des Mitteljuras abgelagert wurde.
Bezeichnung Der Vilser Kalk ist nach Vils in Tirol benannt. Synonyme Bezeichnungen sind Vilserkalk, Vils-Formation, Laubensteinkalk und Weissenhauskalk.
Erstbeschreibung Der Vilser Kalk, im UmweltAtlas Geologie als nVi designiert, wurde erstmals im Jahr 1853 von Franz von Hauer als Vilser Schichten beschrieben. Sein Typusprofil liegt südlich von Vils. Ein weiteres Referenzprofil wird für den Laubenstein bei Hohenaschau im Chiemgau vorgeschlagen.
Vorkommen mini|500px|Blick aus Nordost auf Schloss Hohenschwangau. Am Parkplatz unterhalb des Schlosses steht der Vilser Kalk an. Das Schloss selbst ist auf der Adnet-Formation und dem Hauptdolomit erbaut.
Neben den Bergen um Vils (Vilser Alpen) hat der Vilser Kalk eine weite Verbreitung im gesamten Nordabschnitt der Nördlichen Kalkalpen – vor allem in der Allgäu-Decke des Bajuvarikums. Beispiele finden sich um Füssen bei Weisshaus, an der Roten Wand oder direkt am Schloss Hohenschwangau. Im Westen findet er sich besonders in der hochbajuvarischen Stirn der Lechtal-Decke (z. B. in den Ammergauer Alpen, aber auch in den Chiemgauer Alpen der östlichen Bayerischen Voralpen), im Osten hingegen fast ausschließlich im Tiefbajuvarikum der Ternberger und Frankenfelser Decke und nur sehr selten in der Lunzer Decke (Beispiele sind der Fahrenberg und der Schneeberg bei Reichraming sowie der Pechgraben nördlich von Großraming). Erwähnt sei in diesem Zusammenhang auch der Gunstberg bei Windischgarsten und das Vorkommen bei Losenstein.
Der Vilser Kalk kann aber auch im Tirolikum allodapisch (d. h. ortsfremd) auftreten, so beispielsweise im Salzkammergut am Grimming, an der Ewigen Wand, an der Mitterwand südlich von Hallstatt und auch in den Berchtesgadener Alpen am Klingerbach westlich des Königssees. Im Bajuvarikum kann er mit der Deckenüberschiebung assoziiert sein wie z. B. am Nordostrand des Hochstaufens, wo er außerdem unter die Stirn des Tirolikums eingeklemmt ist.
Das Vorkommen des Vilser Kalks bzw. der Vils-Formation ist aber nicht nur auf die Ostalpen beschränkt, sondern dehnt sich vielmehr auch auf die Kleinen Karpaten aus. Die Formation tritt hier in der Vysoká-Decke auf.
Geologische Situierung Die biotische Krise an der Trias-Jura-Grenze hatte zu einem Ende der Flachwasserkarbonatproduktion geführt. Aufgrund fehlenden Sedimentnachschubs waren die Plattformen aus Hauptdolomit und Dachsteinkalk verkümmert. Die gleichzeitige globale Abkühlung ließ den Meeresspiegel am Ende des Rhätiums um mindestens 100 Meter absinken – wie an der Steinplatte zu sehen ist. Dieser drastische Rückgang wurde mit Beginn des Juras langsam wieder wettgemacht, wobei aber erst im Sinemurium der nächste Hochstand erreicht wurde. Außerdem hatte mit Beginn des Juras im penninischen Bereich Krustendehnung eingesetzt, die sich vom Pliensbachium bis zum unteren Toarcium auch im Bajuvarikum und Tirolikum der Nördlichen Kalkalpen deutlich bemerkbar machte. Die Öffnungsbewegungen des Penninischen Ozeans im Nordwesten hatten sich somit letztendlich auch auf den der Neotethys im Südosten gegenüberliegenden Ablagerungsraum des Oberostalpins übertragen. So entstand wahrscheinlich unter Kippschollentektonik eine langgezogene, jetzt Ost-West-streichende Abbruchszone (paläogeographisch wohl Nordost-Südwest) im Süden der Allgäu-Decke – die Vilser Schwelle. Diese Hochzone sollte entscheidend für die Entstehung des Vilser Kalks sein. Von großer Bedeutung ist ferner die Tatsache, dass bereits an der Grenze Pliensbachium/Toarcium innerhalb der Neotethys erstmals nordwestgerichtete Deckenüberschiebungen einsetzten und so den tirolischen dem bajuvarischen Ablagerungsraum näher brachten und letzteren auch intern zu verkürzen begannen.
Stratigraphie mini|500px|Blick über Vils zur Typlokalität des Vilser Kalks, dem Steinbruch Fall (links), sowie zum Roten Stein (rechts). Dahinter der Roßberg ().
Schwellenunterlage Der Vilser Kalk wurde im Bereich seiner Typlokalitäten am Legam südlich von Vils, im Vilser Steinbruch Fall und am Roten Stein () auf der Vilser Schwelle sedimentiert – einer submarinen Hochzone, die aus Karbonaten der Obertrias und des Unterjuras aufgebaut war und zu einem weiter nördlich gelegenen tiefen Becken überleitete.
Bei den Plattformkarbonaten ihrer Unterlage handelt es sich um generell grau gefärbte dolomitische Kalke. Sie sind auf den südlichen Faziesraum der Schwelle beschränkt. Der eigentliche Sattelkern des nördlichen Faziesbereichs enthält an ihrer Stelle in nördlicher Hanglage so genannte Ältere Brekzien gefolgt südlich anschließend von der Rotkalk-Spaltenzone. Über die Unterlage legen sich sodann Violettkalke und hangende, rote kondensierte Kalke, die von einem Eisen-Mangan-verkrusteten Kondensationshorizont oder Hartgrund (Englisch hardground) des Oberen Toarciums abgeschlossen werden. Die kondensierten Rotkalke im Liegenden des Vilser Kalks sind knollige Cephalopodenkalke des Toarciums und finden sich sowohl in submariner Schwellenlage, als auch auf dem Hangfuß. Sie können der Adnet-Formation zugeordnet werden, in Beckenbereichen erscheinen jedoch bereits Kieselkalke der Allgäu-Formation.
Diese Schwellenzone unterlag über einen langen Zeitraum hinweg einer starken Tektonik, die sich in Form von synsedimentär erfolgender Resedimentation, Brekzienbildung und mehrphasiger Spaltenfüllung bemerkbar machte.
Vilser Kalk An der Typlokalität kann der Vilser Kalk in drei Abschnitte (Member) geteilt werden (vom Hangenden zum Liegenden) – wobei zu bedenken gilt, dass nirgendwo auf der Schwelle ein zusammenhängendes Profil verwirklicht ist, sondern immer nur Teilabschnitte: Oberdogger bzw. Callovium Mitteldogger Unterdogger Brachiopodenfazies Vorläuferfazies Rotensteinfazies Der Unterdogger gliedert sich seinerseits in unterschiedliche Faziestypen – eine hangende Brachiopodenfazies, eine Vorläuferfazies und eine liegende Rotensteinfazies. Das Member des Mitteldoggers ist ein sehr heller Kalk, der eher arm an Crinoidenschutt und Brachiopoden ist, hingegen Ammoniten führt und teils massenhaft an Posidonienschälchen (Bositra buchi) angereichert ist. Das Member des Oberdoggers ist der eigentliche Vilser Kalk sensu stricto, ein heller, spätiger Crinoiden-Brachiopodenkalk (crinoidendominiert), dessen Mächtigkeit auf maximal 50 bis 60 Meter geschätzt wird.
Hangendes Das Hangende des Vilser Kalks wird Richtung Becken meist diachron von verschiedenen Formationen der Ruhpoldinger Radiolarit-Gruppe überlagert. Am tiefen Abhang bzw. im Beckenbereich geht der Vilser Kalk dann seitwärts in die Jüngeren Allgäu-Schichten über, gefolgt von Chiemgau-Schichten und darüber grauen, kieseligen Kalken des Mitteljuras – den Dogger-Spatkalken. Im Bereich des Schwellenhangs lief die Fazies des Vilser Kalks jedoch diachron weiter bis in den unteren Malm. Dieser malmische Vilser Kalk erfuhr anschließend eine sukzessive Verfremdung – so ging der Crinoidenanteil zurück, die Brachiopoden fanden ihr Ende und wurden durch Ammoniten abgelöst (wachsender pelagischer Einfluss). Dieser Ammonitenkalk wurde zunehmend in einer dichten kryptokristallinen Matrix von Bianconekalk gebunden und ging schließlich ganz in dieser Fazies auf.
Der Laubensteinkalk nimmt das Aalenium des Liegenden im Vilser Kalk ein, wohingegen der Weissenhauskalk auf das Bathonium beschränkt bleibt.
Lithologie Der Vilser Kalk ist ein hellfarbener, gelblich bis weißer, manchmal auch rötlich gefärbter Kalkstein, der reiche Reste von Crinoiden und Brachiopoden enthält (Crinoiden-Brachiopodenkalk). Er stellt mit 96,55 bis 97,75 % CaCO3 einen recht reinen, nur schwach kieseligen Kalk dar. Im Einzelnen handelt es sich beim Vilser Kalk um einen dichten, hellrötlichen, gelblichen, braunen, hellgrauen bis weißen, oft rot gesprenkelten, schlecht gebankten, meist grobspätigen, teils sparitischen, selten auch hornsteinführenden Crinoidenkalk oder dichten hellen Kalk mit lockerer Crinoidenstreu, mit spätigen Partien und mit Nestern von Brachiopoden. In Schwellenlage tritt er gebankt bis massiv auf, in Beckenbereichen ist er weit besser geschichtet und zeigt Gradierung. Am Abhang und im Becken kann er auch Hornstein enthalten – als Knollen oder diffus verteilt. Ein mikrofazielles Charakteristikum ist das oft gehäufte Auftreten von Onkoiden.
Mikrofaziell besteht der Vilser Kalk vorwiegend aus Packstones und seltener auch aus Grainstones. Die Matrix ist mikritisch und enthält neben Crinoiden oft Radiolarien. Die Lithoklasten werden eindeutig von Crinoiden dominiert, sekundär von Brachiopoden und Foraminiferen. Die Sedimentschüttungen können mikrobrekziös und auch turbiditisch erfolgt sein.
Von dem ähnlichen, in der Hauptmasse roten oder grauen und nur selten gelblichen Hierlatzkalk, der ebenfalls einer vergleichbaren Brachiopoden-Crinoiden-Schwellenfazies angehört, unterscheidet sich der Vilser Kalk durch seine hellere, gelbliche bis weiße Farbgebung.
Rotensteinfazies Bei der maximal 3 bis 4 Meter mächtigen, hellen, bräunlichen und Rot durchzogenen Rotensteinfazies handelt es sich um einen mikrofaziell als Grainstone ausgebildeten Bivalven-Brachiopoden-Echinodermen-Biosparit. Seine Hauptmasse besteht aus feinem, bis hin zu feinstem sandigem Zerreibsel aufgearbeitetem Detritus der angeführten Organismen.Verfrachtungs- und Umlagerungsbedingt, können Biogene und Feindetritus (Zerreibsel), teilweise oder gänzlich, in roter mikritischer Matrix gebunden sein (Biomikrit, Grainstone-Packstone). Die Rotensteinfazies signalisiert somit einen turbulenten Bildungsbereich mit hoher Wasserenergie, bodenberührender Wellenbewegung, möglicherweise sogar mit brandungsähnlichen Turbulenzen. Das Sediment ist kaum sortiert und chaotisch zusammengewürfelt – erkennbar an den auf kürzesten Distanzen beobachtbaren Schwankungen in Korngrößen, Biogenresten und Bindungsarten (sparitisch gegenüber mikritisch). Anzeichen für subaerische Exposition und meteorische Diagenese sind nicht erkennbar.
Vorläuferfazies Die Vorläuferfazies tritt in langen, flachen, zeiligen roten Vorläuferfächern auf, welche in ihrer Lithologie sehr dem Hierlatzkalk ähneln. Sie ist als ältestes Vilser-Kalk-Sediment anzusehen, welches bei flacher Hangneigung langsam und allmählich in Bewegung geraten war. Dieses auffallend locker gepackte und nur unvollkommen korngestützte Sediment ist nicht umgelagert und komprimiert worden. Mit seinem hohen, aus zurückliegender Rotsedimentation einschließlich Hartgrund stammenden Intraklastenanteil sowie mit seinen samt und sonders angeröteten, rot umkrusteten, rot eingesäumten und rot pigmentierten Biogenen steht es in engem Verhältnis zur toarcischen Omission (Aussetzen der Sedimentation) inklusive Hartgrundbildung. Das Biogenspektrum ist noch wesentlich vielfältiger als in den folgenden Faziestypen des eigentlichen Vilser Kalks. Die Fächer hatten das anfängliche, noch nicht kompressionstektonisch verkürzte und versteilte Schwellenrelief ausgeglichen und überwunden – ganz im Unterschied zum folgenden Vilser Kalk, der im zusehends versteilenden Nordhang beckenwärts in größere Tiefen um- und schließlich endgelagert worden war.
Brachiopodenfazies mini|300px|Das Geopetalgefüge dient als fossile Wasserwaage