Original paper

Varietäten von Schmelzelithologien in den Impaktiten des Steinheimer Beckens (SW-Deutschland)

Anders, Denise; Buchner, Elmar; Schmieder, Martin; Kegler, Philip

Kurzfassung

Das im Durchmesser 3,8 km große Steinheimer Becken in SW-Deutschland entstand vor ungefähr 14,8 Millionen Jahren, vermutlich zeitgleich mit dem 40 km entfernten Nördlinger Rieskrater, und zählt weltweit zu den am besten erhaltenen Impaktstrukturen. Das vom Einschlag betroffene Gestein bestand aus triassischen bis jurassischen Sedimentgesteinen, die von paläogenen sowie neogenen Einheiten bedeckt waren. Die beim Impaktereignis entstandenen Brekzien liegen im Steinheimer Becken in einer Mächtigkeit von knapp über 50 m vor und enthalten im Wesentlichen Komponenten aus Kalk- und Sandsteinen des Ober- und Mitteljura. In der vorliegenden Studie wurden monomineralische Kalzittröpfchen als Einschlüsse in silikatischen Schmelzepartikeln sowie gemischt-mineralische Karbonatschmelze-Lithologien als Rissfüllungen im Kraterboden-Kalkstein untersucht. Strukturelle und texturelle Eigenschaften der monomineralischen Karbonatpartikel rühren von einer Unmischbarkeit der Silikat- und Karbonatschmelze her. Die gemischt-mineralischen Rissfüllungen zeigen eine dolomitische Zusammensetzung mit MgO bis 19,7 Gew.-%, Relikte von Fließgefüge und Schlieren sowie Hinweise auf partielles, randliches Schmelzen von eingebetteten Klasten und angrenzendem Kraterboden-Kalkstein. Basierend auf diesen Ergebnissen scheint es sich bei den Rissfüllungen um dolomitische Karbonatschmelzen zu handeln.

Abstract

The 3.8 km diameter wide Steinheim Basin, located in SW Germany, was formed 14.8 Ma ago, most likely simultaneously with the Ries crater, and is one of the best preserved terrestrial impact craters. It lies within a sequence of flat-lying sediments composed of continental Middle Triassic and marine Jurassic formations, topped by Palaeogene and Neogene units. The impact breccias formed during this event occur in a thickness of almost 50 m and mainly consist of Middle to Upper Jurassic limestones and sandstones. In the present study we investigated monomineralic calcite globules as inclusions within silicate melt particles as well as carbonate crack fillings detected in the crater floor limestone. Carbonate-silicate liquid immiscibility provides evidence of a melt origin for the examined calcite globules. The carbonate crack fillings show a dolomitic composition with MgO up to 19.7 wt.-% and are characterised by relics of fluidal textures, “schlieren”, and indicators of partial melting of enclosed clasts and the melt-surrounding crater floor limestone. Based on these observations, the observed carbonate crack fillings can be interpreted as dolomite melt assemblages.

Keywords

carbonate meltdolomitic meltimpact brecciasimpact melt rockmelt particlesshock meltingsilicate-carbonate liquid immiscibilitysuevite