Original paper

Is the structure of Börnersdorf possibly a maar-diatreme volcano?

Horna, Frank; Krentz, Ottomar; Buske, Stefan; Käppler, Rolf; Börner, Ralph-Uwe

Abstract

A combination of geological, palaeontological and geophysical investigations has been carried out to investigate Cretaceous deposits, resting on gneisses and covered by Quaternary sediments in the Osterzgebirge between Bad Gottleuba and Börnersdorf (Saxony). Beside the interpretation of already existing drill logs, 15 new shallow wells were drilled, and seismic, geoelectrics, magnetic and gravimetric data were acquired along several profile lines. Borehole samples were taken for micropalaeontological analyses. The existence of Upper Cretaceous marls with an extent of about 600 by 650 m was proven. Due to the results of the seismic and stratigraphic interpretation, a sedimentary thickness of about 250 m was inferred. The foraminifera assemblage indicates Early to Middle Coniacian age of the marls. From the occurrence of Cenomanian and Lower Turonian sandstones nearby a fairly complete Upper Cretaceous succession can be concluded. The origin of such a narrow delimited basin, with comparatively large depth cannot be fully explained yet. From seismic investigations it appears that the structure is limited by concentric boundaries dipping moderate towards its centre. The gravity and the geomagnetic anomalies present a sub circular structure. The gravity minimum and the geomagnetic maximum coincide and are therefore the strongest argument for a maar origin. The age of this structure is still uncertain and under discussion. The marine sediments do not fit well into a maar origin. A genesis under terrestrial conditions would have been possible until the youngest Early Cretaceous. If the cretaceous sediments are reworked and not in situ, an age younger than Coniacian seems possible. Even a tectonic origin of this structure cannot be completely excluded.

Kurzfassung

Zwischen den Ortschaften Bad Gottleuba und Börnersdorf im Osterzgebirge (Sachsen) wurde auf proterozoischen Gneisen ein durch quartäre Sedimente verdecktes Kreidevorkommen mithilfe geologischer, paläontologischer und geophysikalischer Methoden näher untersucht. Dazu wurden neben der Auswertung vorliegender Bohrungen 15 Rammkernsondierungen abgeteuft, drei nahseismische Profile geschossen sowie geomagnetische, gravimetrische und geoelektrische Messungen durchgeführt. Die Bohrungen wurden für mikropaläontologische Untersuchungen beprobt. Die Untersuchungen wiesen eine Verbreitung oberkretazischer Mergel auf einer Fläche von ca. 600 x 650 m nach. Sowohl aus der seismischen Interpretation als auch aus stratigrafischen Gesichtspunkten ergibt sich eine geschätzte Mächtigkeit des Vorkommens von ca. 250 m. Mit Hilfe der nachgewiesenen Foraminiferenfauna lassen sich die Mergel von Börnersdorf ins Unter- bis MittelConiacium einstufen. Die Verbreitung von cenomanen und unterturonen Sandsteinen in unmittelbarer Nähe des Vorkommens lässt auf ein relativ vollständiges Oberkreideprofil schließen. Die Bildung einer räumlich so eng begrenzten Senke mit relativ großer Tiefe ist noch nicht vollständig geklärt. Die Interpretation der seismischen Profile belegt, dass die Struktur von konzentrischen, steil zum Zentrum einfallenden Flächen begrenzt wird. Auch die geomagnetischen und gravimetrischen Untersuchungen bestätigen eine nahezu kreisrunde Struktur. Das Schwereminimum ist deckungsgleich mit dem Maximum der Geomagnetik. Daraus resultiert der deutlichste Hinweis auf eine Maargenese. Das Bildungsalter ist noch unsicher. Eine Maargenese unter terrestrischen Bedingungen wäre bis in die jüngste Unterkreide möglich gewesen. Falls die Kreidesedimente jedoch umgelagert sind, wäre ein jüngeres Entstehungsalter denkbar. Auch eine tektonische Absenkung der Struktur kann nicht völlig ausgeschlossen werden.

Keywords

maarerzgebirgelate cretaceousdiatreme volcanostratigraphyelectromagneticsgravimetryseismicgeomagnetic