Original paper

Zirkon-Tephrostratigraphie stratigraphische Abfolge und Genese der Keratophyr-Horizonte des Sauerlandes (Unterdevon, Rheinisches Schiefergebirge)

Winter, Josef

Kurzfassung

Die bisher nicht direkt unterscheidbaren unterdevonischen Keratophyr-Horizonte des Sauerlandes werden mithilfe der Typologie ihrer magmatogenen Zirkone identifiziert. Dazu wird die Kristallmorphologie der Zirkone mit dem Rasterelektronenmikroskop erfasst und als Zirkon-Morphocode dargestellt. Die Korrelation der Keratophyr-Horizonte nach ihrer Zirkon-Typologie führt zu einem von der bisherigen Auffassung der Horizontfolge beiderseits der Attendorn-Elsper-Doppelmulde abweichenden Ergebnis. Der Fahlenscheid-Vulkanit vom Nordrand des Siegener Hauptsattels liegt am Südrand des Ebbe-Sattels als Aufarbeitungshorizont vor. Der ehemalige Hauptvulkanit (K4) besteht aus zwei Komplexen, dem Albaum-Vulkanit am Nordrand des Siegener Sattels und dem Gummersbach-Vulkanit am Ebbe-Sattel. Die bisherigen ,,K3-Vulkanite östlich Plettenberg gehören zum Gummersbach-Vulkanit und liegen damit innerhalb der Rimmert-Schichten. Am Siegener Sattel wird der Albaum-Vulkanit von Tuffen des Gummersbach-Vulkanits überlagert. Der bisherige ,,tk5 des Ebbe-Sattels ist der proximale Bereich des Veischede-Vulkanits vom Siegener Sattel. Der Veischede-Vulkanit trennt Untere und Obere Remscheid-Schichten, die bisherigen Remscheid-Schichten am Ebbe-Sattel entsprechen daher nur den Unteren Remscheid-Schichten. Siegener Sattel und Ebbe-Antiklinorium erweisen sich nach der Zirkon-Typologie als zwei getrennte Herdprovinzen. Während der ältere Bereich bis zum Hauptvulkanit eine etwa parallele Magmenentwicklung aufweist, zeigt die jüngere Abfolge des Siegener Sattels mit dem Bilstein- und Steimel-Vulkanit eine getrennte Entwicklung, die durch magmatisch korrodierte Zirkonpopulationen gekennzeichnet ist. Magmengenetische Implikationen werden durch Verknüpfung mit dem Pupin-Diagramm aufgezeigt.

Abstract

Keratophyric horizons within Lower Devonian clastic sediments (Sauerland, Germany) which were not distinguishable up to now are identified by using crystal morphology features of their euhedral magmatic zircons. Zircon morphology features of samples collected from different horizons are captured by series of SEM images of single crystals and plotted as zircon morphocode. The result is a different succession of the volcanic horizons bordering the Attendorn-Elsper-Syncline compared with the former numerical correlations. Fahlenscheid-Vulkanit is discovered as a reworked level near the southern margin of Ebbe Anticline. The former Hauptvulkanit (K4) is composed of two complexes, Albaum-Vulkanit at the northern margin of Siegen Anticline and Gummersbach-Vulkanit within Ebbe Anticline. The so called "K3"-Vulkanite E Plettenberg belong to the Gummersbach volcanic complex and are situated within Rimmert beds. In the area of Siegen Anticline Albaum-Vulkanit is overlapped by tuffs of the Gummersbach-Vulkanit. The former "tk5" of the Ebbe Anticline is identified to be the proximal part of Veischede-Vulkanit from the Siegen Anticline. As Lower and Upper Remscheid Beds are separated by the Veischede-Vulkanit at the Siegen Anticline, the former Remscheid Beds in the Ebbe area are now corresponding to the Lower Remscheid Beds. Zircon morphology documents two separated provinces of magma chambers within the Siegen and Ebbe area. The successions up to the top of "Hauptvulkanit" are characterized by a nearly parallel evolution of magma chambers. The younger succession of Siegen Anticline represented by Bilstein- and Steimel-Vulkanit shows a different evolution documented by zircon populations that were corroded by the magma itself. Evolutionary trends of S-, M-, and I-type magma chambers are shown by the transformations of zircon morphocodes into the diagrams of Pupin.

Keywords

keratophyric horizonsvolcanic successionstephrostratigraphybentonitic ash layerszircon morphologysem-dataevolution of magma chamberspupin-diagramlower devonianrheinisches schiefergebirgesauerlandgermany