Original paper

Der basale Zechstein (A 2-T 1) zwischen Weser und Ems

[The Basal Zechstein (A 2-T 1) between the Rivers Weser and Ems]

Sannemann, Dietrich; Zimdars, Johannes; Plein, Eberhard

Kurzfassung

Der basale Zechstein (A 2-T 1) umfaßt die Ablagerungen unterhalb der mächtigen Zechstein-2 Salinarfolge bis zum Kupferschiefer und besteht im Untersuchungsgebiet fast ausschließlich aus Karbonat- und Sulfatgesteinen. Mit Bohrungen gut belegte Mächtigkeitskartierungen für die wesentlichen Schichtglieder dieses Sedimentationsbereiches lassen beckenrandnahe Sulfat- und Karbonatplattformen bzw. -wälle deutlich hervortreten. Über dem flachmarinen und geringmächtigen Zechstein-1 Kalkstein bildet sich die bekannte und im Maximum bis über 300 m mächtige Anhydritplattform des Zechstein-1 Anhydrits. Diese wird überlagert vom Zechstein-2 Karbonat mit einem beckenwärts folgenden Mächtigkeitsmaximum von über 200 m. Als jüngste Einheit überlagert der Zechstein-2 Anhydrit die Plattform und bildet an ihrem Rand einen Wall von etwa 50 m Mächtigkeit. Die Plattformbildungen bewirkten die Gliederung des Sedimentationsbeckens in Plattform, Beckenhang und tiefer marines Becken. Die Faziesverteilung folgt dem sich beckenwärts vorbauenden Sedimentationsablauf. Im näher untersuchten Ca 2 entstehen auf der Plattform Sebkha- und Gezeitensedimente, die beckenwärts in flachmarine und schließlich tiefer marine Ablagerungen, mit Turbiditeinschaltungen im Bereich des Beckenhangs, übergehen. Die einzelnen Faziesgürtel verlaufen etwa parallel zum Beckenhang und wandern in regressiver Abfolge über die Plattform Richtung Becken. Aus den stratigraphischen und faziellen Daten wird versucht, die Genese des basalen Zechsteins zu rekonstruieren: Am Ende des Zechsteinkalkes wurde die normal marine Sedimentation im germanischen Becken durch Einengung der Verbindung zum offenen Weltmeer durch eine Evaporitsedimentation mit feinschichtiger Beckenfazies und massigen Beckenrandanhydriten abgelöst. Eine etwa 50-100 m erreichende Meeresspiegelsenkung am Ende des Zechstein-1 Anhydrits ließ die Plattform trocken fallen. Über diese transgredierte das Zechstein-2 Karbonat, während im Becken die Sedimentation vom A 1 in den Ca 2 ohne Unterbrechung anhielt. Mit einer regressiven Entwicklung im hohen Ca 2 bildete sich auf der Plattform die Sebkhafazies des Zechstein-2 Anhydrits und die Plattform fiel schließlich trocken. An ihrem Rand entstand unter anhaltenden Sebkhabedingungen der Sulfatwall des A 2 mit Polyhalitlagen bis zu 35 m Mächtigkeit. Etwa zeitgleich dazu schlug im Becken die Karbonat- zur Sulfatsedimentation um und es wurde der Basalanhydrit der Beckenfazies sedimentiert. Später transgredierte das Zechstein-2 Meer wieder über die Plattform des basalen Zechsteins und überlagerte sie mit etwa 200 m Steinsalz, gegenüber einer extrapolierten Mächtigkeit von etwa 600-700 m im Becken.

Abstract

The basal Zechstein (A 2-T 1) comprises the Sediments below the thick Zechstein-2 salinar sequence down to the coppershale and in the area under investigation consists almost exclusively of carbonate and sulfate rocks. Thickness maps controlled by wells for the most important stratigraphic units of this Sedimentation area show prominent sulfate and carbonate platforms and ramps near the margin of the basin. Above the shallow-marine, thin Zechstein-1 limestone appears the well-known platform of the Zechstein-1 anhydrite, which at its maximum is over 300 m thick. It is overlain by the Zechstein-2 carbonate with its basinward thickness maximum of more than 200 m. The youngest unit overlying the platform is the Zechstein-2 anhydrite, which forms a ramp of some 50 m thickness at the platform rim. In this way, the Sedimentation basin is divided into platform, basin slope and deeper marine basin. Facies distribution follows the prograding Sedimentation towards the center of the basin. During the Ca 2, which has been investigated in greater detail, sebkha and tidal Sediments are formed on the platform, changing over to shallow-marine and finally deeper marine Sediments towards the center of the basin, with turbidite intercalations in the basin slope region. The individual facies belts run more or less parallel to the basin slope, moving regressively over the platform towards the basin. From stratigraphic and facies data it is tried to reconstruct the genesis of the basal Zechstein: at the end of the Zechstein limestone, the normal marine Sedimentation in the NW-European basin was replaced, due to a narrowed link to the open ocean, by evaporitic Sedimentation with fine-laminated basin facies and massive basin margin anhydrites. Following a lowering of the sea level by 50-100 m at the end of the Zechstein-1 anhydrite, the platform became exposed. The Zechstein-2 carbonate transgressed over it, while Sedimentation in the basin continued without interruption from the A 1 to the Ca 2. With a regressive development in the high Ca 2, the sebkha facies of the Zechstein-2 anhydrite was formed on the platform, and the platform finally became exposed. At its rim, the sulfate ramp of the A 2 was formed in continuing sebkha conditions with up to 35 m thick polyhalite intercalations. At almost the same time, the carbonate Sedimentation in the basin changed over to sulfate Sedimentation, and the basal anhydrite of the basin facies was sedimented. At a later stage, the Zechstein-2 sea transgressed again over the basal Zechstein platform, burying it below an approximately 200 m thick rock salt sequence, compared to an extrapolated thickness of some 600-700 m in the basin.

Keywords

Lower Zechsteinlimestoneanhydritesedimentary cycleplatformsuite of facies (platform-basin)marine environmenttidal environmenttransgressionregressionisopachNW-German Lowlands (Weser-Ems-region)