Original paper

The Upper Marine Molasse (Burdigalian, Ottnangian) in Southwest Germany facies interpretation and a new lithostratigraphic terminology

Heckeberg, Nicola; Pipperr, Martina; Läuchli, Benjamin; Heimann, Florian U.M.; Reichenbacher, Bettina

Abstract

The geology of the lower Miocene Upper Marine Molasse (OMM) of the North Alpine Foreland Basin (Molasse Basin) has been studied intensively. However, one problem that remains concerns the different informal names that have been assigned to the OMM units by local workers. Moreover, there is still no general consensus with regard to the precise lithostratigraphic content of these units. In this study, three outcrops in the Lake Constance area (SW Germany) displaying OMM sediments are investigated with regard to lithofacies, sedimentology and microfossils (benthic foraminiferal assemblages). The Kalkofen Formation is introduced as a formal lithostratigraphic name for the so-called Sandschiefer, which represents a mud-dominated succession of an inner to middle neritic environment. The overlying newly defined Baltringen Formation includes the former Bodmansande or Baltringer Schichten, which are sand-dominated deposits indicating a subtidal environment with strong tidal currents. The lower boundary of the Baltringen Fm is marked by a basal erosion surface and a pebbly basal layer (Baltringer Horizont). The Steinhöfe Formation is introduced as a formal lithostratigraphic term for the so-called Deckschichten or Feinsandserie. It overlies the Baltringen Fm and is marked by an unconformity at base. The Steinhöfe Fm comprises finer-grained sand/silt alternations indicative of a less high-energetic but still tidally influenced marginal marine setting. The abrupt shift between the mud-dominated Kalkofen Fm and sand-dominated Baltringen Fm is a result of the well-known shallowing-upward event that separates the two classical OMM sedimentation cycles (sensu Lemcke et al. 1953). The unconformity at base of the Steinhöfe Fm adds support to the hypothesis of a third sedimentation cycle.

Kurzfassung

Die Geologie der untermiozänen Oberen Meeresmolasse (OMM) im nordalpinen Vorlandbecken (Molassebecken) ist grundsätzlich gut bekannt. Allerdings gibt es für den süddeutschen Anteil des Molassebeckens noch keine lithostratigrafische Gliederung der OMM. Stattdessen existieren eine Reihe von informellen Schichtnamen für lokale oder regionale Faziesentwicklungen, deren stratigrafischer Inhalt nicht immer einheitlich gehandhabt wird. In der hier vorliegenden Arbeit werden drei OMM-Aufschlüsse im Gebiet des Bodensees (SW-Deutschland) hinsichtlich ihrer Lithofazies, Sedimentologie und Mikrofossilien (benthonische Foraminiferen) vorgestellt. Die Kalkofen-Formation wird als lithostratigrafischer Name für die bisher als Sandschiefer bezeichneten Schichten eingeführt; sie repräsentiert eine überwiegend tonigsiltige Abfolge des inneren bis mittleren Neritikums. Die darüber folgende neu definierte Baltringen-Formation umfasst die früher als Bodmansande oder Baltringer Schichten bezeichneten Sedimente; es handelt sich um Sand-dominierte Ablagerungen des subtidalen Bereichs mit starken Gezeitenströmungen. Die Untergrenze der Baltringen-Formation ist durch eine Erosionsdiskordanz und eine basale Gerölllage (Baltringer Horizont) charakterisiert. Für die über der Baltringen-Formation folgenden feinkörnigeren Sedimente, die bisher als Deckschichten oder Feinsandserie bezeichnet wurden, wird der Name Steinhöfe-Formation eingeführt. Die Steinhöfe-Formation zeigt an ihrer Basis ebenfalls eine Diskordanz. Sie besteht überwiegend aus Feinsand/Silt-Wechsellagerungen, die in einem weniger hochenergetischen, aber immer noch Gezeiten-beeinflussten Milieu abgelagert wurden. Der sehr deutliche Wechsel zwischen der Ton-Silt-dominierten Kalkofen-Formation und der Sand-dominierten Baltringen-Formation belegt die schon von Lemcke et al. (1953) festgestellte Verflachung des Beckens, die zur Untergliederung der OMM in zwei Sedimentationszyklen geführt hat. Die Diskordanz an der Basis der Steinhöfe-Formation unterstützt die Annahme eines dritten OMM-Sedimentationszyklus.

Keywords

molasse basinsouthwest germanylake constanceupper marine molasse (omm)ottnangiantidal sedimentsbenthic foraminiferagraupensandrinne