Original paper

Die Genese devonischer Vorlandsedimente am NW-Rand des Rheinischen Massivs -- Zement- und Porenraumentwicklung

[The diagenesis of sedimentary rocks of the Devonian foreland of the NW margin of the Rhenish massif -- evolution of cements and porosity.]

Rottke, Wolf; Stroink, Ludwig

Kurzfassung

Devonische Vorlandsedimente am NW-Rand des Rheinischen Massivs unterlagen einer intensiven Diagenese, die in ein prä-variszisches, variszisches und ein post-variszisches Stadium untergliedert werden kann. Die Bildung authigener Mineralphasen wurde dabei wesentlich von der primären Zusammensetzung der Sedimente und einem kleinräumigen intraformationalen Stofftransport kontrolliert. In den Sandsteinen des Unterdevons dominierte die mechanische Diagenese in Form intensiver Kompaktion; Zementationsprozesse spielen eine eher untergeordnete Rolle, sind dann aber ausschließlich vom Nebengestein kontrolliert. Massenkalke des Mittel-/Oberdevons zeigen in allen diagenetischen Stadien eine vielfältige und differenzierte Entwicklung, die durch mehrere Phasen sekundärer Porositäten und deren Verfüllung durch karbonatische Zemente gekennzeichnet ist. Das klastisch dominierte Oberdevon wurde entsprechend seiner Ausgangszusammensetzung einer unterschiedlich starken Zementation unterworfen, die im Idealfall vier Phasen karbonatischer Zemente umfaßt. Dominierende externe Faktoren, die sich in der Diageneseentwicklung widerspiegeln, sind die variszische Orogenese und zwei zeitlich unterschiedliche Phasen hydrothermaler Aktivität. Sie stellen wichtige Zeitmarker im relativen Ablauf der Diageneseentwicklung dar.

Abstract

Devonian sandstones along the NW margin of the Rhenish Massif have a complex diagenetic history, which can be subdivided into a prevariscan, a variscan and a post-variscan stage. The formation of authigenic minerals is dominantly controlled by the detrital composition of the sediments. Within Lower Devonian sandstones the diagenetic evolution was largely controlled by physicochemical compaction. Except local carbonates (calcretes), and mesogenetic quartz and calcite, authigenic minerals are absent. Massive Limestones of Middle-Upper Devonian age exhibit a diverse evolution in all diagenetic stages. Their diagenesis is characterized by several phases of secondary porosities and refilling by authigenic carbonates. Clastics of the Upper Devonian were subjected to an intensive early- and mesodiagenetic calcite cementation. Ideally four phases of carbonate cements can be observed. The Variscan orogeny and two different hydrothermal fluid systems are dominating external factors during diagenesis. They are important time markers in the diagenetic history.

Keywords

foreland basinDevoniansandstonesiltstoneclaystonelimestonelithofaciesporosityearly diagenesiscompactioncementauthigenic calcite. quartzdolomiteburial diagenesislate diagenesishydrothermal fluids. Hercynian orogeny. Rhenish Ma