Original paper

The Ordovician of the Schwarzburg Anticline: Geotectonic setting, biostratigraphy and sequence stratigraphy (Saxo-Thuringian Terrane, Germany)

Linnemann, Ulf; Heuse, Thomas

Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft Band 151 Heft 4 (2001), p. 471 - 491

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published: May 10, 2001
published online: Sep 1, 2017

DOI: 10.1127/zdgg/151/2001/471

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Abstract

The Schwarzburg Anticline constitutes the Ordovician type section of the Saxo-Thuringian Terrane (Saxo-Thuringia). The Ordovician succession was developed on the eroded Avalonian-Cadomian Orogenic Belt (Cadomian Basement) on the Gondwana margin. The Saxo-Thuringian Terrane and the adjacent Perunica Terrane (Bohemia) belong to the Armorican Terrane Collage. Biostratigraphical data confirmed by new geochronological informations indicate the existence of a stratigraphical hiatus between the Cadomian basement and the overlying siliciclastic deposits perhaps covering the entire Cambrian Period and the early Tremadoc (Cadomian unconformity). Six complete sequences can be recognized within the Thuringian Ordovician. Most of the sediment s (about 3000 m) were accumulated during the Tremadoc and belong to four sequences. The enormous sedimentation rate and the large subsidence are considered to have been caused by a rift setting, which led to the separation of the Saxo-Thuringian Terrane from Gondwana at the end of the Ordovician. The sea level fluctua- tions of the Thuringian Ordovician successions are compared with global sea level changes. Palaeobiogeographically, the graptolite, conodont and brachiopod faunas as well as the palynomorphs indicate a position in higher latitudes for the Saxo-Thuringian Terrane throughout the Ordovician.

Kurzfassung

Das Typusprofil des Ordoviziums im Saxothuringischen Terrane (Saxo-Thuringia) streicht im Schwarzburg-Antiklinorium des Thüringisch-Vogtländischen Schiefergebirges aus. Der ordovizische Sedimentgesteinskomplex enthält untergeordnet saure Magmatite sowie einen geringmächtigen Karbonathorizont. Die etwa 3500 m mächtige Abfolge wurde auf dem erodierten Avalonisch-Cadomischen Orogengürtel (Cadomisches Basement) an der Peripherie Gondwanas (Peri-Gondwana) abgelagert. Zusammen mit dem Perunica Terrane (Barrandium, Böhmen) und Armorika im klassischen Sinn (Normandie, Bretagne) bildet das Saxothuringische Terrane die Armorikanische Terrane Collage. Es bestehen hinsichtlich der tektonostratigraphischen Geschichte zwischen diesen Sub-Terranen große Ähnlichkeiten ("Armorikanische Affinitäten"), aber auch solche Unterschiede, die zur Separierung zwingen. Biostratigraphische und geochronologische Datierungen belegen eine Sedimentationslücke zwischen dem Cadomischen Basement und dem auflagernden Altpaläozoikum. Entgegen früheren Bearbeitern, die von einem kompletten Profil ausgingen, wird die Existenz eines Hiatus nachgewiesen, der zumindest einen Großteil des gesamten Kambriums umfasst. Höchstwahrscheinlich fehlen auch die unteren Anteile des Tremadocs. Die Auflagerung der silikaklastisch betonten ordovizischen Überlappungs-Sequenz auf dem Cadomischen Basement des Schwarzburger Antiklinoriums mit der stratigraphischen Lücke im Kambrium wird als Cadomische Diskordanz interpretiert. Die sehr guten Aufschlüsse der Cadomischen Diskordanz entlang der Umgehungsstaße des Pumpspeicherwerks Goldisthal am Wurzelberg befinden sich in überkippter Lagerung innerhalb einer Überschiebungszone, in der die Anzeichen einer Winkeldiskordanz deformativ ausgelöscht wurden. Dies führte zur Annahme der konkordanten Auflagerung des Altpaläozoikums auf das Präkambrium und damit zu einem jahrzehntelangen Irrtum. Der ordovizische Sedimentstapel überlagert mit dem Tremadoc, welches mit der Goldisthal-Formation beginnt, das Cadomische Basement. Es konnten sechs komplette Sequenzen dritter Ordnung im Sinne der Sequenzstratigraphie im Ordovizium des Schwarzburg-Antiklinoriums ausgehalten werden. Dabei sind allein vier Sequenzen von siliklastischen Schelfsedimenten dem Tremadoc mit einer Gesamt- mächtigkeit von etwa 3000 m zuzurechnen. Die für Schelfablagerungen enorme Sedimentationsrate und die daraus resultierende hohe Subsidenz charakterisiert den Sedimentationsraum als Teil eines Riftbeckens. Die Abtrennung des Saxothuringischen Terranes von Gondwana im obersten Ordovizium kann durch diesen geotektonischen Rahmen verursacht worden sein. Die relativen Meeresspiegelschwankungen, die im thüringischen Ordovizium nachvollzogen werden konnen, sind mit globalen Meeresspiegelschwankungen korrelierbar. Die Graptolithen-, Conodonten- und die Brachiopodenfauna sowie die Palynomorphen zeigen eine paläogeographische Position in höheren Breiten für das Saxothuringische Terrane während des Ordoviziums.

Keywords

Ordovicianterranessedimentary basinsbiostratigraphysequence stratigraphysea levelchanges of levelThuringiaGermanyThuringian Forest