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Rotliegend des Chemnitz-Beckens (syn. Erzgebirge-Becken)

Schneider, Jörg. W; Rößler, Ronny; Fischer, Frank

Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Heft 61 (2012), p. 530 - 588

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published: Oct 25, 2012

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Kurzfassung

Im südlichen Sachsen bzw. im östlichen Saxothuringikum sind innerhalb des heute ca. 70 x 30 km große, NE-SW streichenden Erzgebirge-Beckens diskontinuierlich Sedimente vom höchsten Unterkarbon bis zum Ober-Rotliegend II mit dem in mariner bis kontinentaler Randfazies auflagernden Zechstein aufgeschlossen. Es handelt sich dabei um überwiegend kontinentale Sedimente, die als Molassen den Abtragungsschutt des zunehmend erodierten variscischen Orogens repräsentieren. Die zeitlich und z. T. räumlich voneinander getrennten Sedimentationsräume des Visé, Westfalund Rotliegend folgen jeweils unterschiedlichen geodynamischen Regimen und sind daher unterschiedlichen Beckentypen zuzuordnen. Die Visé-Vorkommen (Hainichen -Subgruppe) sind als Relikte eines Beckens zu betrachten, das sich früh- bis postorogen im Top oder an der Front des gravitativ zergleitenden variscischen Deckenstapels bildete. Die Oberkarbon-Becken von Flöha (Westfal B) und Zwickau-Oelsnitz (Westfal D bis Cantabrian) wurden post-orogen angelegt. Das spät post-orogene Rotliegend Chemnitz-Becken leitet mit seinen jüngsten Sedimenten des Oberrotliegend II zur post-variscischen Tafelentwicklung mit Sabkha-Sedimenten des Zechstein über. Nach längerer Erosion im Laufe des Stefan und tiefsten Unterrotliegend beginnt mit der Härtensdorf-Formation des mittleren Unterrotliegend die Anlage dieses Rotliegend-Beckens. In der Beckenentwicklung zeichnen sich zwei Teilbecken mit unterschiedlichen Depozentren ab: der östliche, dem Detachement zwischen Erzgebirge und Granulitgebirge folgende, SW-NE streichende Beckenteil sowie der westliche Beckenteil mit einem Depozentrum im Raum Werdau und einem S-N streichenden, an den Nordwestsächsischen Vulkanit-Komplex anschließenden Beckenast. Die vier Formationen des bis 1550 m mächtigen Rotliegend im Chemnitz-Becken werden anhand ihrer Lithologie und Genese gegliedert und definiert. Die Härtensdorf-Formation (max. 250 m) liegt winkeldiskordant variscischem Grundgebirge bzw. unterschiedlich altem Karbon auf. Sie besteht aus zwei fein-aufwärts Großzyklen von fanglomeratischen Konglomeraten, Sandsteinen und Schluff- bis Tonsteinen in Rotfazies. Eingeschaltet sind lokal geringmächtige Grausedimente und Karbonate. Im oberen Abschnitt bildet der Taupadel-Tuff einen markanten Leithorizont. Die vorwiegend vulkanogene Planitz-Formation (max. 250 m) lagert überwiegend kontinuierlich der Härtensdorf-Formation auf. An der Basis kann fast im gesamten Chemnitz-Becken der Grüna-Tuff verfolgt werden. Neben weiteren Pyroklastiten sind Alluvialebenen -Klastite in Rot- sowie lokal in Graufazies und der Niederplanitz-Seehorizont typisch. Im mittleren Abschnitt der Planitz-Formation herrschen lokal basische Laven sowie im oberen Abschnitt Ignimbrite vor. Die aus alluvialen Rotsedimenten bestehende Leukersdorf-Formation (> 500 m) setzt zum Teil erosiv mit basalen Grobklastika ein. Leithorizonte sind im unteren Profilabschnitt der lakustrin-palustrine Rottluff-Horizont, im mittleren Profilabschnitt der beckenweit verbreitete Reinsdorf-Karbonathorizont sowie im oberen der im östlichen Teilbecken verbreitete Zeisigwald-Tuff. Bei den ausschließlich in Rotfazies ausgebildeten Sedimenten der Mülsen-Formation (> 400 m) handelt es sich um mächtige Schuttfächerablagerungen (Fanglomerate), die vom Beckenrand bis weit in das Beckeninnere vorgreifen und sich im distalen Bereich mit sandig-schluffigen Ablagerungen der Alluvialebene verzahnen. Sie werden im medialen bis distalen Bereich in sechs Großzyklen unterteilt. Die marinen Ingressionen des Zechstein drangen in den NW-SE streichenden Zeitz-Schmölln-Mulde nach Südosten in das Chemnitz-Becken vor. Der Plattendolomit des Zechstein 3 (Leine-Formation) bildet dabei einen gut kartierbaren Leithorizont. Er wird unter- und überlagert von fanglomeratischen, sandigen und schluffigen Klastiten einer Sabhka-Fazies, die nahezu fließend in den Buntsandstein der unteren Trias übergeht.

Abstract

Sediments of latest Early Carboniferous to Upper Rotliegend II age, overlain by marine to near-coast continental strata of the Zechstein, patchily crop out at present in the about 30 x 70 km large, NE-SW trending Erzgebirge Basin, which is situated in southern Saxony (= eastern part of the Saxothuringian Zone). The predominantly continental molasse deposits represent the degradation debris of the increasinglyeroded Variscan orogen. Because the temporarily-and sometimes also locally-separated depositional centres of the Visean, Westphalian and Rotliegend periods were governed by individual geodynamic regimes, they belong to different basin types. The occurrence of Visean strata (Hainichen subgroup) has to be considered as a remnant of a basin that was formed on top or in front of the gravitationally-sliding stack of nappes during the early to post-orogenetic phase of the Variscan Orogeny. The Late Carboniferous basins of Flöha (Westphalian B) and Zwickau-Oelsnitz (Westphalian D to Cantabrian) were formed post-orogenetically. Upper Rotliegend II deposits, as the stratigraphically youngest strata, are restricted to the late post-orogenic Rotliegend Chemnitz Basin, which represents the link to Zechstein-aged sabkha deposits of the post-variscan platform development. After a more extended period of denudation during the Stephanian and lowest part of the Lower Rotliegend, sedimentation in the Chemnitz Basin began with the Härtensdorf Formation of the middle Lower Rotliegend. Two separated depositional centres suggest that basin evolution took part in a subdivided depression: The eastern part of the basin in SW-NE trending and parallels the detachment between the Saxonian Ore Mountains (Erzgebirge) and the Saxonian Granulite Massif, whereas the depositional centre of the western part of the basin is in the area of Werdau, with a S-N trending continuation linked to the NW-Saxony Volcanite Complex. The up to 1550 m thick Rotliegend succession of the Chemnitz Basin is subdivided into four formations based on lithology and genesis. The Härtensdorf Formation (max. 250 m), which overlies the Variscan basement or differently-aged Carboniferous deposits above a structural unconformity, is characterised by two fining-upward megacycles consisting of fanglomeratic conglomerates, sandstones, and mudstones that all are developed as red-beds. Locally there are thin intercalations of grey sediments and carbonates. The Taupadel tuff is a striking marker horizon in the upper part of the unit. The Härtensdorf Formation is almost continuously overlain by the predominantly volcanitic Planitz Formation (max. 250 m). The Grüna Tuff at its base can be traced through most of the Chemnitz Basin. Apart from volcanoclastics, the formation is composed of red and locally grey alluvial plain deposits including the Niederplanitz lake horizon. At some places, the middle part of the Planitz Formation is dominated by basic lava flows, whereas ignimbrites dominate the upper part of the unit. The Leukersdorf Formation (> 500 m), which is mainly composed of alluvial red-beds, has partially erosive, coarse-grained deposits at its base. Three marker horizons have been determined for different levels of the formation: The lacustrine to palustrine Rottluff horizon in the lower part, the basin-wide distributed Reinsdorf carbonate horizon in the middle part and the Zeisigwald tuff in the upper section of the eastern part of the basin. The Mülsen Formation (> 400 m) exclusively consists of red-beds, interpreted as thick strata of alluvial fan deposits (fanglomerates) that reach over large distances from the margin to the centre of the basin, where they interfinger with sandy to silty alluvial-plain deposits. Six megacycles are differentiated in the medial to distal parts of the fans. Marine ingressions of the Zechstein Sea entered the Chemnitz Basin from northwestern direction via the NW-SE trending Zeitz-Schmölln Syncline. The Plattendolomit (Platy Dolomite) of the Zechstein 3 (Leine Formation) is a good marker horizon for geological mapping. As a marine carbonate, it is under- and overlain by fanglomeratic, sandy and silty siliciclastic deposits of typical sabhka environment that merge at top into the Early Triassic Bunter without any significant change in sedimentation. (For more information in English see Schneider & Romer 2010).

Keywords

Lower PermianRotliegendterrestrial Zechsteinlithostratigraphybiostratigraphystratigraphic correlationbasin developmentclimateSaxonyGermanyUnterpermRotliegendTerrestrischer ZechsteinLithostratigraphieBiostratigraphiestratigraphische KorrelationBeckenentwicklungKlimaSachsenDeutschland