Original paper

Tektonik und Vulkanismus entlang der Messel-Störungszone auf dem Sprendlinger Horst: Geophysikalische Ergebnisse

[Tectonics and volcanism along the Messel Fault Zone on Sprendlingen Horst: Geophysical results.]

Jacoby, Wolfgang; Wallner, Herbert; Smilde, Peter

Kurzfassung

Die eozänen Ölschieferbecken und die Messel-Störungszone auf dem Sprendlinger Horst sind geophysikalisch (gravimetrisch, magnetisch, geoelektrisch, flachseismisch) untersucht worden, um weitere Becken zu finden und die Variation physikalischer Gesteinsparameter zu erfassen, die Hinweise auf die Genese geben. Ziel ist eine zusammenfassende geophysikalisch-geologische Beschreibung und Deutung der tektonischen und vulkanischen Elemente des Sprendlinger Horstes und der Alteration der Gesteine z.B. durch mechanische Zerrüttung und tiefgreifende Verwitterung. Dazu wurden die Daten einer gemeinsamen Inversion und Interpretation unter Einbeziehung geologischer Informationen unterzogen. Die wichtigsten Ergebnisse sind folgende: es wurde ein weiteres, etwa 100 m messendes Ölschieferbecken auf der Messel-Störungszone entdeckt und durch Flachbohrungen des Hessischen Landesamtes für Bodenforschung (jetzt: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie) als eozän nachgewiesen. Die Wegsamkeit für basaltische Schmelzen entlang der Störungszone wurde dadurch plausibel, dass sie bei der Rheingraben-Öffnung reaktiviert wurde. Gravimetrisch macht sie sich durch einen tiefgreifenden Körper im variscischen Grundgebirge bemerkbar, der sich durch eine anomal geringe Dichte auszeichnet (~2 km breit und 10 km tief).

Abstract

Geophysical investigation (gravity, magnetics, geo-electric resistivity, shallow seismics) have been conducted on the Eocene oilshale "basins" and the "Messel Fault Zone" on the Sprendlingen Horst in order to find more basins and to define the physical rock properties that may indicate the origin. The aim is a comprehensive geophysical-geological description and interpretation of the tectonic and volcanological elements of Sprendlingen Horst and the rock alteration by mechanical strain and deep weathering. The data were subjected to a joint inversion and interpretation with geological a-priori information. The most important results are the following. The fault zone is gravimetrically indicated by a deep reaching low density rock body (about 2 km wide and 10 km deep) in the Variscan basement). Reactivation of the "old", i.e. Variscan fault zone during Rhine Graben initiation opened paths for rising basaltic melts and increased permeability for groundwater, creating a situation "inviting" phreatomagmatism and maar formation. Moreover, a "new" oilshale basin of 100 m dimensions was discovered on the Messel Fault Zone; it was confirmed to be contemporaneous with the "Messel formation" of Eocene age by shallow drilling by the Hessisches Landesamt für Bodenforschung (now: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie).

Keywords

horstsEocenesedimentary basinsmagnetic surveysgravity surveysBouguer anomaliesmagnetic anomaliesisopleth mapsinterpretation Hesse GermanyUpper Rhine GrabenMessel Mine. TK25 6018