Original paper

Lithofazies und Leitflachen: Grundlagen einer dualen lithostratigraphischen Gliederung

Lutz, Manfred; Etzold, Andreas; Käding, Karl-Christian; Lepper, Jochen; Hagdorn, Hans; Nitsch, Edgar; Menning, Manfred

Kurzfassung

Die stratigraphische Gliederung und Korrelation mittels lithologischer Merkmale, Lithostratigraphie im weiteren Sinne, ist auf zweierlei Weise möglich:1.) mit Hilfe von Gesteinszusammensetzung und -eigenschaften. Diese Methode wird als Lithostratigraphie im engeren Sinne oder - zutreffender - als ,,Lithofazies-Stratigraphie bezeichnet. Ihre Grundeinheit, die ,,Formation des International Stratigraphic Guide (Hedberg 1976, Salvador 1994) ist definitionsgemäß ein lithologisch weitgehend homogener Gesteinskörper, dessen Vorkommen folglich beschränkt und dessen laterale Begrenzung diachron ist.2.) mit Hilfe von sedimentären Grenzflächen, Leitbänken oder Faziestrends, die kurzfristige Ereignisse oder Ereignisabfolgen im Gestein überliefern und eine zeitliche (annähernd chronostratigraphische) Bedeutung haben. Diese Methode nennen wir ,,Leitflächen-Stratigraphie; engl. ,,allostratigraphy. Ihre Grundeinheit ist die ,,Folge (engl. ,,alloformation oder z.T. ,,synthem).Folgen sind durch quasi-isochrone Leitflächen begrenzte sedimentäre Einheiten, die (lateral) meist mehrere Formationen umfassen und häufig über ein ganzes Becken hinweg korreliert werden können. Leitflächen-stratigraphische Einheiten (marker-bounded units) finden ihre natürlichen Grenzen dort, wo die Grenzflächen nicht mehr entwickelt oder erkennbar sind. Wo eine hochauflösende Biostratigraphie nicht oder nur begrenzt zur Verfügung steht, kann die Leitflächen-Stratigraphie näherungsweise eine relative zeitliche Korrelation ermöglichen.Lithofazies-Stratigraphie und Leitflächen-Stratigraphie schließen einander nicht aus; sie sind vielmehr zwei sich ergänzende Methoden, dieselbe Schichtenfolge zu beschreiben. Die duale Gliederung sowohl in Faziesals auch in quasi-Zeiteinheiten, die durch Leitflächen begrenzt sind, gestattet die Erkennung und (anhand sedimentologischer Modelle) die Vorhersage von Faziesveränderungen in Raum und Zeit. Sie hat daher sowohl für Belange der angewandten Geologie als auch zur Entschlüsselung der geologischen Geschichte eine große Bedeutung.In der Stratigraphischen Tabelle von Deutschland 2002 (STD 2002) wurde eine solche duale lithostratigraphische Gliederung für den Zechstein und die Germanische Trias konsequent durchgeführt und neben den durch ihre Lithofazies definierten Formationen 29 durch Leitflächen begrenzte Folgen (z1-z7, s1-s7, m1-m9, k1-k6) ausgehalten.

Abstract

Stratigraphic subdivision and correlation based on lithologic characteristics (i.e. litho-stratigraphy sensu lato) can proceed using two ways. The first involves using rock composition and other rock properties; this is lithostratigraphy sensu stricto or, better, lithofacies-stratigraphy. The second involves using the rock record of short-term events or sequences of events, for instance boundary surfaces, marker beds, and facies trends. This second basis, which has a time-stratigraphic connotation, corresponds to allostratigraphy (NACSN 1983: marker stratigraphy) and to the use of unconformity-bounded units in the manner set out in the International Stratigraphic Guide (Hedberg 1976, Salvador 1994). The joint subdivision of stratigraphic successions into a) lithofacies units and b) quasi-time units facilitates the recognition and model-based prediction of facies variations in space and time. This is important both for practical geological applications and for the understanding of the geological history.The basic units of lithofacies-stratigraphy, the formations of the International Stratigraphic Guide, are by definition largely homogeneous lithofacies bodies; as such they have limited lateral extent. Basic allostratigraphic units are synthems, alloformations, marker formations, summarized here as "Folgen". Allostratigraphic units have been deposited in a given interval of time over large areas which under ideal circumstances may encompass whole basins. Formations and Folgen represent different but complementary views of the same rock pile. Thus, Folgen boundaries may cross formation boundaries. An allostratigraphic unit can be recognized only where both of its bounding marker surfaces are developed and can be recognized. Lithofacies-stratigraphy and allostatigraphy should be used together wherever high resolution biostratigraphy is either missing or is otherwise not fully available.For the Zechstein Group and the Germanic Trias Supergroup in Germany, the Stratigraphic Table of Germany 2002 (STD 2002) shows a dual lithostratigraphic subdivision which differentiates between lithofacies-stratigraphic formations and 29 marker-bounded Folgen (z1-z7, s1-s7, m1-m9, k1-k6).