Original paper

Facies, diagenesis and carbon isotopes of the Early Permian Gipshuken Formation (Svalbard)

Buggisch, Werner; Blomeier, Dierk; Joachimski, Michael M.

Abstract

An about 215 m thick sedimentary sequence of the Early Permian Gipshuken Formation was measured at Tålmodryggen in central Spitsbergen. The sequence consists of predominantly several metres thick gypsum deposits at the base, overlain by metre thick cyclic dolomite/gypsum alternations, followed by mainly laminated dolomites with intercalated layers of dolomitic marls, gypsum and ooids. The sediments are interpreted to represent deposits of salinas, sabkha cycles and shallow marine (lagoonal) environments. Stable carbon isotopes in the lower part of the Gipshuken Formation exhibit δ13C values similar to those known from open marine settings indicating that early diagenesis and dolomitisation took place in marine derived pore water solution. Distinctly lowered δ13C values in the upper Gipshuken Formation point to an influence of remineralisation of organic carbon and lower δ13CDIC during diagenesis. The change in diagenesis may possibly be ascribed to a change from arid to slightly more humid conditions.

Kurzfassung

In Zentral-Spitzbergen wurde eine etwa 215 m mächtige Schichtenfolge der unterpermischen Gipshuken-Formation am Tålmodryggen aufgenommen. Die Abfolge besteht an der Basis aus vorwiegend mehrere Meter mächtigen Gipsablagerungen, überlagert von Meter mächtigen Gips/Dolomit-Wechsellagerungen und schließlich gefolgt von meist laminierten Dolomiten mit Einschaltungen von dolomitischen Mergeln, Gipsen und Oolithen. Die Schichten werden als Bildungen von Salinas, Sabkhas und flachmarinen (lagunären) Ablagerungsräumen gedeutet. Stabile Kohlenstoffisotope zeigen im tieferen Teil der Gipshuken-Formation δ13C-Werte, die den bekannten unterpermischen Werten aus offen marinen Profilen entsprechen. Daher lief die frühe Diagenese und Dolomitisierung wohl unter dem Einfluss von marinem Porenwasser ab. Deutlich erniedrigte δ13C-Werte in der höheren Gipshuken-Formation deuten auf den Einfluss von remineralisierter organischer Substanz und niedrigerem δ13CDIC während der Diagenese hin. Der Wechsel in der Diagenese ist möglicherweise auf einen Wechsel von ariden zu mehr humiden Bedingungen zurückzuführen.

Keywords

spitsbergengipshuken formationearly permianstable carbon isotopessabkhadiagenesisclimate change