Original paper

Tectonic unconformities and tectonic cycles of the Mesozoic in Northeastern Germany

Beutler, Gerhard; Junker, Ralf; Niediek, Stefanie; Rößler, Doreen

Abstract

This article aims at the analysis of tectonic unconformities and tectonic phases of the Mesozoic in Northeastern Germany. So far, only partial maps, e.g. for the H-unconformity or Early Cimmerian principle unconformity had been published. An overall analysis of the Mesozoic did not exist. The compilation of comprehensive unconformity maps of the Mesozoic in Northeastern Germany was focus of this work. To do so, the investigation starts with a general explanation of related unconformities. One can distinguish three different basic types: tectonic unconformities, transgressional unconformities and erosional unconformities. This article focuses on the tectonic unconformities. In addition, focus is set on the introduction of a tectonic block structure of Northeastern Germany. An approach is presented, which includes structural elements of the basement as well as of the cover. The Mesozoic can be subdivided into six phases: the Altmark Phase, the Early Cimmerian-, the Middle Cimmerian-, the Late Cimmerian-, the Austrian- and the Sub-Hercynian-Laramic Phase. Except for the Altmark Phase, all Mesozoic phases show a uniform basic structure with a non-tectonic, mostly non-disturbed sedimentary basis and a late phase, controlled by tectonic activity. During the Altmark Phase the tectonic setting gradually changes from lower Permian molasse to an upper Permian sedimentary cover, which ended in Middle Bunter. The setup of tectonic phases chosen by the authors refers to the classic succession of cycles. Even large-scale tectonic cycles like the Variscan Cycle start with a phase of sedimentation and end with folding, uplift and erosion. To reverse the tectonic phase in a way that it begins with the tectonic event would put the cycle boundary into the unconformity. Key elements for the distinction of the different phases are unconformities at the end of each phase. The Altmark Phase ends with the H-Unconformity, the Early Cimmerian principle unconformity marks the Early Cimmerian Phase, the end of the Middle Cimmerian Phase is terminated by the Intra-Dogger Unconformity, the Late Cimmerian Phase ends at the PreHauterivian Unconformity, the Austrian Phase is terminated by the Pre-Albian Unconformity and the Sub-Hercynic-Laramic Phase ends at the Pre-Cenozoic Unconformity. Rügen- and Eichsfeld-Altmark High were influencing structures from the Permian until the Lower Cretaceous. The fault tectonics from the Altmark- to Late Cimmerian Phase is dominated by extension with normal faulting and graben structures. Related to Upper Cretaceous inversion tectonics, reverse faulting became the dominant structural element reaching to the southern part of the basin. Three major inversion structures formed: the Grimmen High, the Prignitz-Lausitz High and the Börde High. The Grimmen High can be considered as a passive element whereas the other structures were active regions of uplift.

Kurzfassung

Die Erarbeitung der Karten der tektonischen Diskordanzen im Mesozoikum Nordostdeutschlands bildet den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Bisher waren nur Teildarstellungen, beispielsweise für die H-Diskordanz oder die Altkimmerische Hauptdiskordanz veröffentlicht worden. Eine Gesamtanalyse für das Mesozoikum existierte bisher nicht. Als methodische Grundlage für die vorgesehene Analyse war zunächst eine Klärung der vorhandenen Diskordanztypen erforderlich. Es konnten drei Grundformen unterschieden werden: tektonische Diskordanzen, Transgressionsdiskordanzen und Erosionsdiskordanzen. Die Untersuchung konzentriert sich dabei auf die tektonischen Diskordanzen. Eine weitere Voraussetzung für die Beschreibung der Diskordanzen ist die Übersichtsdarstellung des Schollenbaus Nordostdeutschlands. Auch hier fehlte bisher eine Gesamtdarstellung sowohl für die bruchtektonische Beanspruchung als auch für die daraus resultierende Schollengliederung. Nur für ausgewählte Regionaleinheiten, wie für die Altmark oder für Rügen, lagen entsprechende Vorschläge vor. Hinzu kommt, dass mit dem Wegfall der Grenze zwischen DDR und BRD erstmals die Möglichkeit bestand, die grenznahen Bereiche von Niedersachsen und Schleswig-Holstein in die Bearbeitung einzubeziehen. Es wird ein Vorschlag unterbreitet, der sowohl die Gliederung des Basements als auch die des Tafeldeckgebirges berücksichtigt. Allerdings wird auf eine detaillierte Einzelbeschreibung verzichtet. Das Mesozoikum Nordostdeutschlands kann in sechs tektonische Zyklen untergliedert werden, in den Altmark-Zyklus, den Altkimmerischen, den Mittelkimmerischen, den Jungkimmerischen, den Austrischen und den Subherzynisch-Laramischen Zyklus. Bei der Bezeichnung der Zyklen werden traditionelle Begriffe der Saxonischen Tektonik verwendet. Die Fortsetzung der Entwicklung, die mit dem Begriff Neotektonik beschrieben wird, ist in der Arbeit nicht behandelt. Mit Ausnahme des Altmark-Zyklus weisen die mesozoischen Zyklen eine einheitliche Grundstruktur mit einer meist ungestörten sedimentologischen Basis und einer tektonisch geprägten Endphase auf. Im Altmark-Zyklus wechselt der geotektonische Status vom Molasse-Übergangsstockwerk im Unterperm zum Tafeldeckgebirge im Oberperm und endet im Mittleren Buntsandstein. Insofern weicht dieser Zyklus von der Grundform ab. Die von den Autoren gewählte Form des Zyklenaufbaus entspricht generell der klassischen Form tektonischer Zyklen. Selbst großtektonische Zyklen, wie z. B. der Variszische Zyklus, beginnen mit einer sedimentären Phase (Flyschphase) und enden mit Faltung, Hebung und Abtragung. Eine Umkehrung des Zyklenaufbaus, in dem der tektonische Akt als Zyklenbasis betrachtet wird, würde die Zeitmarke der Sedimentationsunterbrechung (die Diskordanz) in den Zyklus hineinlegen. Diese Marken sind aber von entscheidender Bedeutung für die Abgrenzung der Zyklen als obere Grenze. Mit der HDiskordanz endet der Altmark-Zyklus, mit der Altkimmerischen Hauptdiskordanz der Altkimmerische Zyklus, mit der Intradogger-Diskordanz der Mittelkimmerische Zyklus, mit der Prähauterive-Diskordanz der Jungkimmerische Zyklus, mit der Präalb-Diskordanz der Austrische Zyklus und mit der Präkänozoischen Diskordanz der Subherzynisch-Laramische Zyklus. Rügen- und Eichsfeld-Altmark-Schwelle waren vom Perm bis zur Unterkreide wirksam. Die Ostholstein-MecklenburgSchwelle existierte vom Lias bis zur Unterkreide. Die Bruchtektonik vom Altmark-Zyklus bis Ende des Jungkimmerischen Zyklus hat vorwiegend extensionalen Charakter mit Abschiebungen und Grabenstrukturen. Mit der Inversionstektonik in der Oberkreide ändern die Störungen ihr Bewegungsverhalten, zugleich treten auch kompressive Störungen im Süden des Beckens auf. Es entstanden drei großflächige Inversionsstrukturen mit dem Grimmener Wall, dem Prignitz-Lausitzer- und dem Börde-Wall. Der Grimmener Wall ist dabei als passive, die beiden anderen sind als aktive Hebungsstrukturen zu betrachten.

Keywords

unconformitiestectonic unconformitiestectonic phasespermianmesozoicrÜgen swellostholstein-mecklenburg swelleichsfeld-altmark swellvorpommern fault systemmid-german main faultssalinar structuresinversion structuresgrimmen highprignitz-lausitz highbÖrde high