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Steinsalzkristallmarken - Begriff, Deutung und Bedeutung für das Playa-Playasee-Faziesmodell

[Halite-Crystal Marks -- Definition, Interpretation and Importance for the Playa-Playa Lake-Facies Model]

Hauschke, Norbert

Kurzfassung

Als Steinsalzkristallmarken werden siltige bzw. sandige Würfelreliefs, häufig mit eingewölbten und getreppten Flächen, bezeichnet, die aus Schichtunter- sowie Schichtoberseiten von Sikstein- oder Sandsteinplatten heraustreten. Sie sind seit dem Präkambrium belegt und treten gehäuft in salinaren Schichtfolgen, z.B. der Trias, auf. Es wird eine Klassifikation vorgelegt, die auf den grundsätzlichen fossilen Überlieferungsmöglichkeiten von Steinsalzwürfeln und skelettären Wachstumsmodifikationen beruht. Steinsalzkristallmarken, bei denen es sich um Nachbildungen ehemaliger Steinsalzkristalle aus Silt bzw. Sand handelt, stellen neben Steinsalzkristallen, Abdrücken von Steinsalzkristallen, haloturbaten Gefügen und Pseudomorphosen nach Steinsalz eine bemerkenswerte Art der Überlieferung dar. Der bislang gebräuchliche Begriff "Steinsalzpseudomorphose" sollte nicht mehr verwendet werden. Die Bedeutung von Steinsalzkristallmarken als Faziesindikatoren wird an einem exemplarischen Beispiel, dem Unteren Gipskeuper (km 1, Oberer Trias) im Lippischen Keupergebiet (NW-Deutschland), aufgezeigt. Steinsalzkristallmarken treten hier gehäuft im zyklisch entwickelten unteren Schichtabschnitt, gebunden an Silt-Ton-Wechselfolgen, auf. Die Faziesentwicklung läßt sich durch das Playa-Playasee-Faziesmodell, das sedimentäre und frühdiagenetische Prozesse einbezieht, beschreiben und deuten. Die intrasedimentäre Bildung von Steinsalzwürfeln erfolgte danach aus kapillar zur trockengefallenen Sedimentoberfläche aufsteigenden konzentrierten Porenwässern (Playa-Stadium). Im Verlauf der Überflutung der Playa mit untersättigten Schichtflutwässern (Beginn des Playasee-Stadiums) kam es zur Rücklösung von Steinsalz und in den Silt-Ton-Wechselfolgen zur Bildung von Steinsalzkristallmarken. Die vollständige Entschichtung pelitisch-dolomitischer Schichteinheiten, die eng mit Silt-Ton-Wechselfolgen vergesellschaftet sind, ist wahrscheinlich wesentlich auf Haloturbation zurückzuführen. Steinsalzkristallmarken geben, unter Berücksichtigung aller verfügbaren Beobachtungen und Daten, Hinweise auf ein trocken-heißes Klima, verbunden mit Wechseln von Überflutungen (Bildung kurzlebiger Playaseen) und Trockenfallen (langzeitige Playa-Stadien) im Ablagerungsraum.

Abstract

The term "halite-crystal mark" (Steinsalzkristallmarke) is used here to describe cubic reliefs composed of silty or sandy material. Such cubic reliefs are found at top and bottom of siltstone as well as sandstone layers. Halitecrystal marks are documented since the Precambrian and frequently show up in salt-bearing sedimentary sequences, e.g. the Triassic. A classification is presented which is based on the possible types of preservation of halite cubes and skeletal growth modifications (the so-called hoppers) in the fossil record. Halite-crystal marks are molds of former halite crystals in silt or sand. They represent one type of preservation in the fossil record. The model explaining the formation of halitecrystal marks, proposed by HAUDE (1970), is used here as a tool of interpretation. Accordingly, only those crystals which grew intrasedimentarily through interfaces of silt (sand) and clay have a chance to be preserved. The molds remaining after dissolution of the halite in the clayey layer are filled with silt or sand from the sandy layer above or below, by which an interface mark, a halite-crystal mark, is formed. Halite-crystal marks are completely different in origin from pseudomorphs after halite. The term in use "halite pseudomorph" ("Steinsalzpseudomorphose") should no longer be used. The importance of halite-crystal marks as a facies indicator is demonstrated by a case study in the Lower Gipskeuper (km 1, Upper Triassic) of the North-German Mesozoic Hills (Lippisches Keupergebiet) in NW-Germany, which is a fine-grained, evaporitic continental redbed sequence. Halite-crystal marks are found in its cyclically developed lower part in close association with interbeds of siltstone and claystone. The facies sequence can be interpreted as a playa-playa lake-facies model. The intrasedimentary growth of halite cubes, frequently hopper-shaped, occurred from brines diffusing upward into the dried out playa surface (playa stage). Subsequent flooding of the playa with undersaturated sheet flood waters (beginning of the next playa lake stage) caused the dissolution of halite. Within the interbeds of silt and clay, simultaneous with the dissolution process, the formation of halite-crystal marks took place. The complete destruction of bedding in peliticdolomitic units, which are closely associated with the interbeds of siltstone and claystone, was probably caused predominantly by haloturbation. All available evidence points to a dry and hot climate with repeated flooding (formation of ephemeral playa lakes) and drying out (longlasting playa stages) in the depositional paleoenvironment.

Keywords

Keuper (Gipskeuper)halite-crystal marksgenesispaleoenvironmentplayaplayalakefacial modelpaleoclimate North-German Mesozoic Hills (Lippisches Bergland)North-Rhine Westphalia