Original paper

Interaction between eustacy and block-faulting in the Carboniferous of the Visé - Maastricht area (Belgium, The Netherlands)

Poty, Edouard; Delculée, Sandrine

Abstract

The Visé-Maastricht sedimentation area (VSA) is situated at the eastern end of the Brabant Massif and suffered block-faulting tectonics during Lower Carboniferous time. The south edge of the VSA, the area corresponding now to the vicinity of Visé, comprised three main tectonic blocks: the Hermalle-sous-Argenteau, Souvré and Bombaye blocks. They were bounded to south by the Booze-Val-Dieu block. To the north, in the vicinity of Maastricht, blocks are not well differentiated and are referred to as the Maastricht block system. From the end of the Tournaisian, the latter evolved into a rapidly subsiding graben, recording mainly debris flows and limestone turbidites, whereas the southern blocks remained relatively high. Through much of Lower Carboniferous time, they were emergent, but during high eustatic sea levels, they were flooded and covered by limestone deposits. The differences in the nature and the age of the deposits between blocks result from the interaction between block-faulting and eustacy In the VSA, the Upper Devonian and Lower Tournaisian (Hastarian) deposits are similar to those known in the north part of the Namur-Dinant Basin. But from the late Tournaisian (Ivorian), the uplift of the Booze-Val-Dieu block prevented all connections with the Namur-Dinant Basin and the VSA became linked with the Campine Basin. The Souvré block subsided from the latest Givetian to the late Frasnian and recorded a thick middle Frasnian limestone series, but was later emergent, so much that karstic cavities developed. The Souvré block was submerged for a short time at the top of the Tournaisian, during the very high highstand (HST) corresponding to eustatic sequence 4, and the caves filled up with sediments. The Hermalle-sous-Argenteau and the Bombaye blocks, situated respectively west and east of the Souvré block, evolved in the same way during the late Devonian. They subsided slightly from the earliest Tournaisian to the late Viséan (Warnantian), but usually remained emergent and recorded deposits only during times of high eustatic levels corresponding to the early Tournaisian (for the Bombaye block), the end of the Tournaisian (HST of sequence 4), the end of the early Viséan (HST of sequence 6), then the late Viséan (HST of sequences 9 and 10). In its southern part, the Hermalle-sous-Argenteau block recorded also lowermost Viséan limestones correlated with the highstand of the eustatic sequence 5, probably as a result of the tilting of the block to the south at this time.

Kurzfassung

Der Sedimentationsraum Visé-Maastricht (VSA) befindet sich am östlichen Ende des Brabanter Massivs und ist im Unterkarbon durch ,,block-faulting“-Tektonik geprägt. Das südliche Ende des VSA, heute die Umgebung von Visé umfassend, kann in drei tektonische Blöcke untergliedert werden: Hermalle-sous-Argenteau-Block, Souvré-Block und Bombaye-Block. Diese werden nach Süden vom Booze-Val-Dieu-Block begrenzt. Im Norden, in der Umgebung von Maastricht, können einzelne Blöcke nicht differenziert werden und sind daher zum Maastricht-Block-System zusammengefasst. Ab dem Ende des Tournaisiums entwickelt sich das Maastricht-Block-System in einen hoch subsidenten Graben, in dem hauptsächlich Schuttströme und Calciturbidite abgelagert werden, während die südlichen Blöcke zeitgleich relativ hoch gelegen verbleiben. Für die meiste Zeit des Unterkarbons sind diese Gebiete aufgetaucht, aber sie wurden während hoher Meeresspiegelstände überflutet und Karbonate lagerten sich ab. Die Unterschiede in der Art und dem Alter der Ablagerungen zwischen den einzelnen Blöcken resultieren aus dem Zusammenspiel von ,,block-faulting“ und eustatischen Meeresspiegelschwankungen. Im VSA sind die Ablagerungen des Oberdevons und unteren Tournaisiums (Hastarium) vergleichbar mit den altersgleichen Ablagerungen des nördlichen Namur-Dinant-Beckens. Aber ab dem oberen Tournaisium (Ivorium) verhindert das Aufsteigen des Booze-Val-Dieu-Blocks die Verbindung von VSA und dem Namur-Dinant-Becken und der VSA wurde an das Campine-Becken angeschlossen. Der Souvré-Block war vom höchsten Givetium bis zum oberen Frasnium subsident und mächtige mittelfrasnische Kalksteine wurden abgelagert. Diese wurden später herausgehoben und ein Karstsystem entwickelte sich. Der Souvré-Block wurde im höchsten Tournaisium wieder kurzeitig überflutet und in den Karstsystemen wurde unter marinen Bedingungen Sediment abgelagert. Dieser Zeitpunkt kann mit dem hohen ,,Highstand“ (HST) der eustatischen Sequenz 4 gleichgesetzt werden.Die Hermalle-sous-Argenteau und Bombaye-Blöcke, westlich und östlich des Souvré-Blocks, zeigen die gleiche oberdevonische Entwicklung. Sie waren vom frühesten Tournaisium bis späten Viséum (Warnantium) leicht subsident, blieben aber meist aufgetaucht und wurden nur bei hohem eustatischem Meeresspiegel überflutet, so im frühen Tournaisian (für den Bombaye-Block), am Ende des Tournaisiums (HST der Sequenz 4), am Ende des Unterviséums (HST der Sequenz 6) und im späten Viséum (HST der Sequenzen 9 und 10). Am südlichen Ende des Hermalle-sous-Argenteau-Blocks zeigen Kalksteine des frühesten Viséums, korreliert mit dem HST der eustatischen Sequenz 5, möglicherweise eine Kippung des Blocks in südlicher Richtung zu dieser Zeit an.

Keywords

sequence stratigraphylower carboniferousbelgiumblock-faultingvisÉ - maastricht area