Der Keuper im Westteil des Zentraleuropäischen Beckens (Deutschland, Niederlande, England, Dänemark) - diskontinuierliche Sedimentation, Litho-, Zyklo- und Sequenzstratigraphie

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird eine, für das gesamte westliche Zentraleuropäische Becken (Deutschland, Niederlande, England, Dänemark) anwendbare lithostratigraphische Gliederung und Korrelation des Keupers (Obere Trias) vorgestellt. Diese beruht auf den durch die Deutsche Stratigraphische Subkommission Perm-Trias definierten 6 Formationen (Erfurt-, Grabfeld-, Stuttgart-, Weser-, Arnstadt- und Exter-Formation) in der Beckenfazies (BEUTLER 2005a). Grundlagen der Arbeit sind die lithologische und kleinzyklische Bearbeitung und Korrelation von über 750 geophysikalischen Logs, 8 Kernbohrungen und 6 Tagesaufschlüssen. Bedeutsam für die Korrelation sind Leithorizonte und Diskordanzen. Leithorizonte, welche durch eine markante lithologische Ausbildung gekennzeichnet und in großen Teilen des Beckens korrelierbar sind, werden insbesondere durch Sulfat-, Halit- und Karbonatbänke gebildet. Hinzu kommen bis zu acht mehr oder weniger bedeutende Diskordanzen (D1–D8). Im gesamten westlichen Zentraleuropäischen Becken nachzuweisen und für Korrelationen bedeutsam sind dabei insbesondere die Diskordanzen D2 (Basis Stuttgart-Formation), D4 (Basis Arnstadt-Formation) und D6 (Basis Mittlere Exter-Formation). Im Ergebnis lassen sich im Westteil des Beckens alle sechs Formationen korrelieren und teilweise weiter untergliedern. Mit zunehmender Entfernung von Deutschland ändert sich oft die Fazies. Trotzdem lassen sich mit Hilfe von Leithorizonten und Diskordanzen die Äquivalente der im deutschen Keuper definierten Formationen in den individuellen lithostratigraphischen Gliederungen der einzelnen Länder wiederfinden. Die Westgrenze einer weiteren Untergliederung der Formationen bildet das Dowsing-Störungssystem in der englischen Nordsee. An diesem findet eine abrupte Mächtigkeitsreduktion aller Formationen statt, die randfaziellen Charakter hat und mit höheren Silt- und Sandgehalten einhergeht. Nördlich des Ringkøbing-Fyn-Hochs, im Dänischen Becken, ist wegen der dort vorherrschenden Randfazies meist keine weitere Untergliederung der Formationen möglich. Aufgrund der im gesamten westlichen Zentraleuropäischen Becken möglichen Korrelation aller Formationen ließen sich Mächtigkeitskarten für jede einzelne Formation und für den gesamten Keuper erstellen. Die Mächtigkeiten der einzelnen Formationen werden im Wesentlichen von der Subsidenz gesteuert. Diese ist in Gräben, auf Schwellen und in Teil-Becken unterschiedlich, weshalb sich ein komplexes Muster in der Mächtigkeitsverteilung ergibt. Während die Gräben und Becken durch ungewöhnlich hohe Mächtigkeiten gekennzeichnet sind, nehmen diese auf Schwellen und am Beckenrand deutlich ab. Diese z. T. um mehrere hundert Meter geringeren Mächtigkeiten werden mitunter durch mit Diskordanzen einhergehende Schichtausfälle verursacht, teilweise jedoch auch durch Schichtkondensation. Auch bei kondensierter Sedimentation lassen sich alle bedeutsamen Leithorizonte nachweisen. Die an Diskordanzen gebundenen Schichtausfälle setzen sich generell aus zwei Komponenten, Erosion und Anlagerung (Onlap) zusammen, d. h. im Liegenden werden Schichten erodiert, während die Sedimentation im Hangenden verzögert einsetzt. Die Diskordanzen D2, D4 und D6 weisen die größten Schichtausfälle auf und lassen sich im gesamten westlichen Zentraleuropäischen Becken nachweisen. Detaillierte abgedeckte Karten dieser drei Diskordanzen zeigen Gebiete mit starker Erosion, welche hauptsächlich durch die Eichsfeld-Altmark- und die Niederlande-Schwelle, das Ringkøbing-Fyn-Hoch und den süd-westlichen Beckenrand gebildet werden. In großen Teilen des westlichen Zentraleuropäischen Beckens sind mit den Diskordanzen keine Schichtausfälle verbunden, weshalb hier eine kontinuierliche Sedimentation angenommen werden kann. Der Keuper kann am Beispiel der Bohrung Morsleben 52a in vier Großzyklen gegliedert werden. Diese Großzyklen lassen sich absteigend in weitere Zyklenbündel, Zyklen und Ablagerungszyklen untergliedern. Die Großzyklen werden als Sequenzen dritter Ordnung interpretiert, die Zyklenbündel, Zyklen und Ablagerungszyklen als Parasequenzen. Die Zyklen werden wahrscheinlich durch Änderungen der astronomischen Parameter bedingt und entsprechen Milankovitch-Zyklen. Sie enthalten somit eine zeitliche Komponente, wobei der zeitliche Umfang, der auf die Diskordanzen entfällt, lediglich abgeschätzt werden kann. Die Grenzen der Sequenzen bzw. Großzyklen werden durch die Diskordanzen D1, D2, D4, D5 und D8 gebildet. Jede Sequenz enthält einen Transgressiven Systemtrakt (TST) und einen Hochstand-Systemtrakt (HST), die durch die maximale Überflutungsfläche (MFS) getrennt werden.