Original paper

Cenozoic biostratigraphy from the German North Sea sector (G-11-1 borehole, dinoflagellate cysts, calcareous nannoplankton)

Köthe, Angelika

Abstract

Ditch cuttings from Neogene and Paleogene sequences of the G-11-1 borehole from the German North Sea were analysed for dinoflagellate cysts and calcareous nannoplankton. The record displays several time gaps (Late Thanetian to Middle Ypresian, Bartonian to Middle Priabonian, earliest Oligocene, within the Middle Rupelian, Chattian to earliest Aquitanian, Middle Burdigalian and Late Tortonian to Early Zanclean), which were detected biostratigraphically by the absence of zones and by graphic correlation of this borehole with a biostratigraphic standard for North Germany (time-depth correlation). These time gaps can be traced for at least 30 kilometres in seismic lines. There is apparently no hiatus around the Cretaceous/Paleogene boundary because the youngest Maastrichtian calcareous nannoplankton zone (CC26) and the oldest Paleocene dinoflagellate cyst zone (D1) were determined.One of the most prominent seismic features in the Cenozoic sequences of the North Sea Basin is the Mid-Miocene Unconformity (MMU). The age of the MMU in the G-11-1 borehole can be narrowed as Early Miocene (dinoflagellate cyst zone DN2 for sediments below the MMU) to Middle Miocene (dinoflagellate cyst zone DN5, calcareous nannoplankton zone NN5 for sediments above the MMU). A gamma ray log correlation with the Wursterheide borehole, which lies about 190 km southeast, refines the downlap age to the latest Early Miocene (latest part of dinoflagellate cyst zone DN3) - slightly older than previously known. The MMU probably coincides with a hiatus or a condensed section which comprises the largest part of dinoflagellate cyst zone DN3.Below the MMU, the sedimentary pattern is strongly influenced by numerous time gaps (erosions or condensed sections), whereas above the MMU prograding deltas are the main features. The compacted sedimentation rate at the G-11-1 location amounts to 97 m/Ma for sediments above the MMU and to 21 m/Ma for Cenozoic sediments below the MMU.Biostratigraphic data based on dinoflagellate cysts and calcareous nannoplankton are published for the first time for Cenozoic sediments from the German North Sea sector and for Pliocene sediments from Germany.

Kurzfassung

Aus der Bohrung G-11-1 im Deutschen Nordsee-Sektor wurden Spülproben aus dem Neogen und Paläogen biostratigraphisch auf Dinoflagellatenzysten mit organischer Wandung und Kalknannoplankton untersucht. Durch das Fehlen von Bio-Zonen sowie durch graphische Korrelation dieser Bohrung mit einem biostratigraphischen Standard für Norddeutschland (Zeit-Teufen-Korrelation) wurden mehrere zeitliche Lücken von zum Teil mehreren Millionen Jahren Zeitdauer nachgewiesen (oberes Thanetium bis mittleres Ypresium, Bartonium bis mittleres Priabonium, unteres Oligozän, innerhalb des mittleren Rupelium, Chattium bis unteres Aquitanium, mittleres Burdigalium und oberes Tortonium bis unteres Zanclium). Diese zeitlichen Lücken sind auch in der Seismik über mindestens 30 Kilometer zu verfolgen. An der Kreide/Paläogen-Grenze ist vermutlich keine Schichtlücke vorhanden, da nach Kalknannoplankton die jüngste Zone des Maastrichtium, Zone CC26, und nach Dinoflagellatenzysten die älteste Zone des Paläogen, Zone D1, bestimmt wurden.Eine der wichtigsten seismischen Linien im Känozoikum des Nordsee-Beckens ist die Mittel-Miozän-Diskordanz (mid Miocene unconformity, MMU). Das Alter der MMU konnte in der Bohrung G-11-1 als Untermiozän (Dinoflagellatenzysten-Zone DN2 in den Sedimenten im Liegenden der MMU) bis Mittelmiozän (Dinoflagellatenzysten-Zone DN5, Kalknannoplankton-Zone NN5 in den Sedimenten im Hangenden der MMU) datiert werden. Anhand einer Gamma-Log-Korrelation mit der Bohrung Wursterheide, die etwa 190 Kilometer südöstlich liegt, konnte das so genannte Downlap-Alter als oberstes Untermiozän (oberer Teil der Dinoflagellatenzysten-Zone DN3) präzisiert werden. Dies ist etwas älter als bislang bekannt. Die MMU fällt vermutlich mit einer Schichtlücke bzw. einer kondensierten Schichtenfolge zusammen, die den größten Teil der Dinoflagellatenzysten-Zone DN3 umfasst.Im Liegenden der MMU ist die Schichtenfolge durch zahlreiche Lücken (Erosionen oder kondensierte Schichtenfolgen) und im Hangenden durch progradierende Deltas gekennzeichnet.Die kompaktierte Sedimentationsrate beträgt 97 m/Ma im Hangenden der MMU und 21 m/Ma in den känozoischen Sedimenten im Liegenden der MMU.Biostratigraphische Daten anhand von Dinoflagellatenzysten und Kalknannoplankton werden zum ersten Mal aus känozoischen Sedimenten des Deutschen Nordsee-Sektors und aus pliozänen Sedimenten Deutschlands publiziert.

Keywords

neogenepaleogenebiostratigraphydinoflagellate cystscalcareous nannoplanktonlog correlationseismic sequencenorth sea basingerman north sea sector