Original paper

Palaeogeographic reconstruction in red beds by means of genetically related correlation: results from the upper Zechstein (Late Permian)

Hug, Nicola; Gaupp, Reinhard

Abstract

This paper demonstrates the method of genetically related correlation as a tool for reconstructing the palaeogeographic evolution of a siliciclastic sabkha basin. Freshwater marker beds intercalated into hypersaline sabkha clastics represent the basal layers of drying-upward cycles that are used for the correlation of six isochronous time slices in the upper Zechstein (late Permian) of the Hessian Depression. Palaeogeographic maps illustrate the environmental evolution of the investigated area from a hypersaline sabkha plain in the Aller Folge (Zechstein cycle 4, z4) to a freshwater dominated ephemeral lake environment in the Upper Fulda Folge (Upper Zechstein cycle 7, z7Tr) and finally to a marginal fluvial plain in the Lower Buntsandstein. This points to significant climate changes (increase of humidity) well before the beginning of the Buntsandstein sedimentation.The results of genetically related correlation are compared to the common lithostratigraphic subdivision of the upper Zechstein of the Hessian Depression. This reveals that in the given sedimentary environment, common lithostratigraphy does not lead to isochronous stratigraphic boundaries as soon as different facies zones are involved. Nevertheless, it has to be emphasized that the six time slices traced by genetically related correlation do not constitute a complete suite of sedimentary cycles and thus must not be misinterpreted in a cyclostratigraphic or even sequence stratigraphic sense.

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Methode der prozessorientierten Korrelation, die zur Rekonstruktion der paläogeographischen Entwicklung eines siliziklastischen Sabkha-Beckens eingesetzt werden kann. Süßwasser-Markerhorizonte, die in klastische Sedimente einer hypersalinaren Sabkha eingeschaltet sind, stellen die Basislagen von drying-upward-Zyklen (nach oben trockener werdenden Zyklen) dar. Sie werden für die Korrelation von sechs isochronen Zeitscheiben im oberen Zechstein (spätes Perm) der Hessischen Senke verwendet. Mit Hilfe paläogeographischer Karten wird die Landschaftsentwicklung des Arbeitsgebietes veranschaulicht: Die hypersalinare Sabkha-Ebene der Aller-Folge (Zechstein-Zyklus 4, z4) wurde zu einer von Süßwasser dominierten Landschaft ephemerer Seen in der Oberen Fulda-Folge (Oberer Zechstein-Zyklus 7, z7Tr) und schließlich zu einer marginalen fluviatilen Schwemmebene im Unteren Buntsandstein umgestaltet. Dies weist auf deutliche Klimaveränderungen (zunehmend feuchtere Bedingungen) bereits im höheren Zechstein, vor Beginn der Buntsandstein-Sedimentation, hin.Die Ergebnisse der prozessorientierten Korrelation werden verglichen mit der üblichen lithostratigraphischen Gliederung des oberen Zechsteins in der Hessischen Senke. Dabei wird deutlich, dass die übliche Lithostratigraphie nicht zu isochronen stratigraphischen Grenzen führt, sobald unterschiedliche Faziesräume einbezogen werden. Es muss jedoch auch betont werden, dass die durch prozessorientierte Korrelation ausgewiesenen sechs Zeitscheiben keine vollständige Abfolge sedimentärer Zyklen darstellen und daher nicht im zyklo- oder sogar sequenzstratigraphischen Sinn fehlinterpretiert werden dürfen.

Keywords

permian-triassic boundaryzechsteinhessian depressionsouthern permian basinsabkhasedimentary environmentstratigraphic correlationpalaeogeographyhesse