Original paper

Schlammstrom-Sedimente im Oberdevon des Südwestharzes und des südlichen Kellerwaldgebirges

[Mudflows in the Upper Devonian of the southwestern part of the Harz Mountains and in the southern part of the Kellerwald Mountains]

Stoppel, Dieter

Kurzfassung

In den vergangenen 10 Jahren erhielten die Vorstellungen über den geologischen Bau des Südostharzes durch den Nachweis von Olisthostromen im Unterkarbon eine neue Grundlage. Im Südostharz enthalten diese Olisthostrome - durch Bohrungen belegt - über 1200 m mächtige gestapelte silurische bis tiefunterkarbonische Sedimente sowie Diabase. Die Verbreitung dieser Rutschmassen in westlicher Richtung war bisher ungeklärt. Im Sommer 1976 wurde im Heibeektal am Nordrand von Bad Lauterberg eine Forschungsbohrung abgeteuft. Sie wies 30 m mächtige, durch Rutschungen verknetete Tonschiefer mit Grauwacken-Phacoiden und -Linsen nach. Diese liegen unter einer aus Silur- und Unterdevon-Schollen bestehenden Rutschmasse, die 1929 durch das "gemeinsame Vorkommen" obersilurischer und unterdevonischer Leitfossilien (Graptolithen, Spiriferen) bekannt geworden war. Die Schichten mit Grauwackenlinsen gehen im Hangenden in eine geschlossene Grauwackenfolge über (Vorläufer der Tanner Grauwacke = Südharz-Grauwacke), die nach Conodontenfunden in benachbarten Aufschlüssen im Oberdevon III einsetzt. Das Liegende der Rutschmasse bilden wahrscheinlich tiefoberdevonische Kieselschiefer. Die Entstehung dieser Schichten als Schlammstrom-Sedimente - abzuleiten von einem benachbarten lokalen Hochgebiet - wird wahrscheinlich gemacht. - Auch die übrigen Silur-Vorkommen bei Bad Lauterberg sind mit Konglomeraten und Brekzien verknüpft; sie werden gleichfalls als ins Oberdevon eingelagerte Rutschmassen gedeutet. Im südlichen Kellerwaldgebirge treten inmitten oberdevonischer Grauwacken und Schiefer ("Urfer Schichten" DENCKMANNS) isolierte Vorkommen silurischer und unterdevonischer Schiefer und Kalksteine auf. Diese waren bisher als Schubfetzen an einer Störungszone (Überschiebung) gedeutet worden, allerdings ist die tektonische Beanspruchung der Schichten außerordentlich gering. Im Hangenden des Silur-Vorkommens Etzelbach südlich Densberg wurde in Kieselkalk des Oberdevon VI eine Mischfauna mit Conodonten der Hemberg- und Nehden-Stufe gefunden. Analog zu den Verhältnissen im Südwestharz werden auch diese Silur- und Unterdevon-Vorkommen als Schlammstrom-Bildungen gedeutet. Die vorliegende Arbeit ist eine Vorveröffentlichung einer in Vorbereitung befindlichen Darstellung der Paläogeographie des Oberdevons und Unterkarbons im Westharz.

Abstract

During the last ten years our conception of the geological structure of the southeastern part of the Harz mountains has been considerably modified following discoveries of olisthostromes in the Lower Carboniferous. These olisthostromes-boreholes have shown their thickness to exceed 1200 m. in some places-consist of piled-up masses of shale (Silurian) and shale, limestone and greywacke (Devonian and Lower Carboniferous). Blocks of basic igneous rocks are also present. The question of any occurrence of such masses in ground farther to the west has remained open. During the summer of 1976, a well was sunk to 30 m. depth in the Heibeek valley, immediately to the north of Bad Lauterberg in the southwestern part of the Harz. The well was sited in a test-pit. The core shows dark green shales, deformed by sliding, with more or less well-rounded lenses (phacoids) of greywacke. These rocks are at the base of a mass which has blocks of shale, limestone and quartzite of Silurian and Lower Devonian age. The Silurian and Lower Devonian rocks were described in 1929, with particular comment on the fact that Silurian and Lower Devonian indices (brachiopods, graptolites) occur "at the same horizon". The sequences with lenses of greywacke pass upward into a uniform greywacke sequence which seems to be an equivalent of the basal part of the Tanner greywacke (= Südharz greywacke). The base of this uniform greywacke sequence is dated, on the evidence of conodont faunas from exposures nearby, as Upper Devonian III. The mass of material which has slid is interpreted as a mudflow which came from a swell (or shoal, or island) dose to Bad Lauterberg. The mass in underlain by siliceous shales probably of Frasnian age. In the neighbourhood of Bad Lauterberg there are ten known occurrences of Silurian and Lower Devonian. Thicknesses are of the order of several metres. In all cases they are surrounded by greywackes and platy shales of Upper Devonian and Lower Carboniferous age. Occasionally, conglomerates and breccias are found at the contacts. The same Situation (Silurian or Lower Devonian rocks, a few metres thick, occurring among Upper Devonian and Lower Carboniferous greywackes and shales) has been reported from the southern part of the Kellerwald (in Hesse, southwest of Kassel). These occurrences have been interpreted as isolated bodies in a thrust-zone; but the Silurian and Devonian rocks are only slightly deformed. At the Etzelbach locality the Silurian is overlain by dark shales and greywackes which are of Upper Devonian VI age, but which also contain conodonts reworked from earlier Upper Devonian horizons. In all probability, the isolated masses of older rocks were brought in by mudflows in a manner analogous to the case now reported from the southwestern Harz.

Keywords

OlistostromeslategraywackeUpper Devonianconodont faunaupliftridge Harz (South-western part)Rhenish Massif (Kellerwald) TK: 25: 43285020