Original paper

Phases of the mid-Cenomanian transgression recorded in a composite palaeovalley fill – the Horoušany quarry, Bohemian Cretaceous Basin

Špičáková, Lenka; Uličný, David; Svobodová, Marcela

Abstract

Large-scale exposures of Cenomanian valley-fill clastics have long been provided by quarries in the Horoušany area at the southern edge of the Bohemian Cretaceous Basin. This paper presents descriptive data and interpretations of facies and relative sea-level changes based on long-term study of successive quarry exposures, and on their comparison to the subsurface correlation framework of genetic stratigraphy on a basinal scale. The methods included sedimentological facies analysis, palynology, and outcrop gamma-ray spectrometry, supplemented by evaluation of cores and geophysical well-logs. A deepening-upward succession exposed in the Horoušany area consists of fluvial through tide-dominated estuarine to wave-dominated lower shoreface deposits. Changes in fluvial depositional architecture, from strongly amalgamated channel fills of bedload-dominated streams, to isolated ribbon-like channel fills in mud-dominated floodplain strata, were recognised in fluvial successions and are interpreted to reflect phases of the base-level rise and flattening of stream gradients through time, with expansion surfaces in the fluvial strata corresponding to transgressive surfaces in the paralic to marine realm. Transgressive surfaces in the estuarine part of the record are characterised by significant channelling caused by tidal currents in the upper as well as lower-estuarine palaeoenvironments. The knowledge of stratal geometries from exposures has been essential to prevent interpretation of some of the estuarine channels as records of base-level fall (“sequence boundaries” in terms of traditional sequence stratigraphy). Tectonic subsidence was a minor influence on the valley filling style and therefore the long-term mid-Cenomanian to early Turonian multi-phase sea-level rise is considered to have been the main reason for formation and preservation of a relatively thick and complete array of depositional systems in the valley-filling strata. However, due to the lack of precise bio- or chemostratigraphic criteria for interbasinal correlation, individual phases of the relative sea-level record cannot yet be tied precisely to particular stratigraphic levels recognised in neighbouring basins.

Kurzfassung

Steinbrüche im Gebiet von Horoušany bieten seit Langem großmaßstäbliche Aufschlüsse Cenomaniumzeitlicher klastischer Talfüllungen am südlichen Rand des Böhmischen Kreidebeckens. Dieser Beitrag stellt beschreibende Daten und Interpretationen der Fazies und relativen Veränderungen des Meeresspiegels anhand von Langzeitstudien in aneinander gereihten Steinbruchaufschlüssen vor und vergleicht diese mit dem im Untergrund erarbeiteten beckenweiten Gerüst der genetischen Stratigrafie. Die Methoden beinhalten sedimentologische Faziesanalyse, Palynologie und im Aufschluss gemessene Gammastrahlenspektroskopie, ergänzt durch Auswertung von Kernbohrungen und geophysikalische Bohrlochmessungen. Die sich ins Hangende vertiefende Abfolge von Horoušany besteht aus fluviatilen bis Gezeiten-dominierten ästuarinen Ablagerungen sowie wellendominierten Ablagerungen der unteren Brecherzone. Veränderungen in der fluviatilen Ablagerungsarchitektur, von stark amalgamierten Rinnenfüllungen Bodenfracht-dominierter Flüsse zu isolierten, bandartigen Rinnenfüllungen in Schlamm-dominierten Auensedimenten, wurden in den Flussablagerungen erkannt und als Phasen des Anstiegs der Erosionsbasis und der Abflachung der Flussgradienten interpretiert. Erweiterungsflächen in den fluviatilen Abfolgen entsprechen transgressiven Flächen in den paralischen und marinen Bereichen. Transgressive Flächen im ästuarinen Gebiet sind durch erhebliche von Gezeitenströmungen verursachten Rinnenbildungen sowohl im oberen als auch unteren Mündungsbereich gekennzeichnet. Die Kenntnis der Schichtgeometrien aus Aufschlüssen ist sehr wichtig, um nicht einige der eingeschnittenen Flussmündungskanäle als Hinweis auf einen Abfall der Erosionsbasis zu interpretieren (,,Sequenzgrenzen“ im Sinne der traditionellen Sequenzstratigrafie). Tektonische Subsidenz hatte nur einen geringen Einfluss auf den Ablagerungsstil der Talfüllung. Der langfristige, mehrphasige Meeresspiegelanstieg des mittleren Cenomaniums bis frühen Turoniums wird als Hauptgrund für die Bildung und Erhaltung einer relativ mächtigen und vollständigen Abfolge von Ablagerungssystemen angesehen, die in den talfüllenden Schichten dokumentiert sind. Aufgrund des Mangels an genauen bio- oder chemostratigrafischen Daten für eine weitreichende Korrelation können einzelne Phasen der relativen Meeresspiegelentwicklung noch nicht genau mit bestimmten stratigrafischen Niveaus parallelisiert werden, die aus Nachbarbecken bekannt sind.

Keywords

eustasyfluvialpalynologywave-dominated lower shoreface depositstide-dominated estuarinepalaeodrainage system