Original paper

Sedimentologie und Genese des Buntsandsteins in der Eifel

[Sedimentology and Genesis of the Buntsandstein (Lower Triassic) in the Eifel (Germany)]

Mader, Detlef

Kurzfassung

In der Eifel überlagern die terrestrischen Rotsedimente des Buntsandsteins diskordant den eingerumpften variscischen Sockel. Die Abfolge läßt sich in Mittleren und Oberen Buntsandstein gliedern und besteht vorwiegend aus aeolischen und fluviatilen Sedimenten. Untergeordnet finden sich alluviale Schwemmkegelabsätze und Murenablagerungen, deltaische Sedimente, lakustrische Absätze und Paläoböden. Aeolische Sedimente sind besonders gekennzeichnet durch das Fehlen eines kleinzyklischen Aufbaus, die Mikrolamination, Kaviarsandlagen und -linsen, steile Einfallswinkel der Leeblätter, Deflationslagen an Erosionsflächen, kleindimensionale Schichtdeformationen, Stauchdeformationen an Leeblättern und Sackungsstörungen. Schräggeschichtete aeolische Sande entstanden als Barchan- und Transversaldünen bei unimodaler Windverteilung im hochintensiven und im geringintensiven Windregime. Die Ablagerung erfolgte in niedriger nördlicher Paläobreite unter Südost- und Südwestpassatwinden bei Nordverschiebung der Intertropischen Konvergenzzone im Sommer. Fluviatile Sedimente sind besonders charakterisiert durch den kleinzyklischen Aufbau, das Fehlen einer Mikrolamination, Auftreten von Rinnen, diffuse Geröllführung, intraformationelle Aufarbeitungshorizonte und stärkere Verfestigung. Die fluviatilen Kleinzyklen bestehen im Idealfall aus Rinnenrückstandssedimenten, Sand- und Kiesbankablagerungen, sandigen und tonig-schluffigen Überflutungsabsätzen. Vollständige Sedimentationseinheiten enden im Mittleren Buntsandstein mit Dünensanden, im Oberen Buntsandstein mit Paläoböden. Rinnenrückstandssedimente werden nur zu Zeiten sehr hoher Energie im hochintensiven unteren und im oberen Fließregime bewegt. Sand- und Kiesbankablagerungen entstehen in Rinnen unterschiedlicher Breite und Tiefe im hochintensiven unteren und im oberen Fließregime. Sandige Überflutungsabsätze bilden sich in flachen Rinnen im geringintensiven unteren Fließregime, tonig-schluffige Überflutungsabsätze setzen sich vorwiegend im Stillwasser ab. Aeolischer Sand wird gelegentlich in die trockengefallene Überflutungsebene eingeweht. Paläoböden entwickeln sich im Oberen Buntsandstein am Dach der Kleinzyklen. Der Sedimentationsablauf wird gekennzeichnet durch die Entwicklung von lokalen Basisbildungen über die Verzahnung von aeolischer und fluviatiler Sedimentation zu einer rein fluviatilen, kleinzyklisch aufgebauten Abfolge, die am Dach mit deltaischen Bildungen am Rand des vorrückenden Muschelkalkmeeres ausklingt.

Abstract

In the Eifel (Germany), the eroded Variscan basement is unconformably overlain by continental red beds of the Buntsandstein (Lower Triassic). The sequence is divided into Middle and Upper Buntsandstein and predominantly consists of aeolian and fluviatile sediments. To a minor amount, alluvial-fan deposits, debris-flow deposits, deltaic sediments, lacustrine deposits and palaeosoils are present, too. Aeolian sediments are mainly characterized by absence of cyclothems, micro-lamination, layers and lenses of millet seed sand, steeply dipping foresets, deflation lags at erosional lower boundaries, small-scale bedding deformations, avalanche deformation of foresets and slump faults. Cross-bedded aeolian sands originated as barchanoidtype dunes by unimodal winds in both high-energy and low-energy environment. They were deposited in low northern palaeolatitude by southeasterly and southwesterly trade winds in summer, when the intertropical convergence zone was shifted to the North. Fluviatile sediments are especially characterized by cyclic composition, absence of micro-lamination, occurrence of channels, dispersed pebble content, intraformational reworking horizons and stronger lithification. Fluviatile cyclothems ideally consist of channel lag deposits, channel bar deposits, sandy and silty-clayey topstratum deposits. Complete sedimentation units are terminated by dune sands in Middle Buntsandstein and by palaeosols in Upper Buntsandstein. Channel lag deposits are only moved in ephemeral high-energy times in high-intensity lower flow regime and upper flow regime. Bar deposits originate in channels of different width and depth in high-intensity lower flow regime and in upper flow regime. Sandy topstratum deposits form in flat channels in lowintensity lower flow regime, silty-clayey topstratum deposits mainly settle out from quiet waters. Aeolian sand is blown into the emergenced floodplain. Palaeosols develop at the top of the cyclothems in Upper Buntsandstein. Depositional history is characterized by an evolution from local coarse basal clastics via an intertonguing of aeolian and fluvial deposition to an exclusively fluvial cyclic succession, which at its top ends with deltaic sediments in front of the prograding Muschelkalk sea.

Keywords

Buntsandsteinsectionterrestrial environmenteolian sedimentfluviatile sedimentalluvial fandelta sedimentlacustrine sedimentsedimentary cyclesedimentary structurechannelerosioncontinental duneswind directionspaleosol Rhenish Mass