Original paper

Wie marin ist die Untere Meeresmolasse? Überlegungen zur Entstehung der Deutenhausener Schichten (basale Untere Meeresmolasse) im westlichen Oberbayern

[How marine is the early basin fill of the North Alpine foreland basin? Considerations on the depositional environment of the Deutenhausen Formation (basal Lower Marine Molasse) in western Bavaria.]

Maurer, Holger; Buchner, Elmar; Seyfried, Hartmut

Kurzfassung

Tagesaufschlüsse der Deutenhausener Schichten in der Ammerschlucht (Oberbayern) zeigen Tonmergel- und Sandsteinabfolgen, in die konglomeratische Sandsteine und Konglomerate eingeschaltet sind. Die Schichtfolge ist ein Oben-Grob-Zyklothem, das hierarchisch von Oben-Grob- und Oben-Fein-Zyklothemen niederer Ordnung aufgebaut wird. Die Sedimente wurden über ein Hangschürzensystem ins Molassebecken geschüttet. Die Unteren Deutenhausener Schichten stellen Ablagerungen von Trübeströmen dar, die überwiegend als unvollständige Bouma-Turbidite ausgebildet sind. Sie wurden im Bereich einer distalen schluffdominierten Mündungsbarre eines Verteilerkanals abgelagert und bauten kleine lokale Fächer innerhalb eines schlammsandreichen Hangschürzensystems auf. Die Mittleren Deutenhausener Schichten wurden auf einem Schlammhang abgelagert, wobei sich der Einfluss des Nesselburg-Fächers in Form gröberer Schüttungen bemerkbar machte, die wir als Ablagerungen sandiger Trümmerströme interpretieren. Die Tonmergel der Oberen Deutenhausener Schichten enthalten geringmächtige Konglomerate, deren Entstehung auf Rutsch-Trümmerströme und viskoplastische Trümmerströme zurückgeht. Diese groben Schüttungen interpretieren wir als Ablagerungen von Rutschungen im Bereich eines schlammigen Deltahangs. Innerhalb der Deutenhausener Schichten ist bereits eine Tendenz zur Verflachung der Paratethys Oberbayerns erkennbar, der auch in den hangenden Tonmergel-Schichten und Baustein-Schichten deutlich wird. Die sedimentologischen und paläontologischen Befunde aus dem Profil in der Ammerschlucht deuten darauf hin, dass die Morphologie des frühen Molassebeckens viele Merkmale aufweist, die man mit einem großen strukturellen See vergleichen könnte. Dieses Becken war anfänglich marin, wurde aber unter dem Einfluss der Sedimentzufuhr durch den herannahenden alpinen Deckenstapel allmählich flacher, geriet zunehmend unter Süßwassereinfluss und erfuhr zeitweise sogar Sauerstoffzehrung. Wir nehmen an, dass die Wassertiefe zum Beginn der Molasse-Sedimentation sowohl absolut als auch relativ vermutlich deutlich geringer war als bisher in einem Teil der Literatur angenommen wurde.

Abstract

In southern Germany (Bavaria, Ammer canyon), the basin fill of the North Alpine foreland basin Starts with an approximately 450 m thick succession of mudstones (Deutenhausen Formation) containing conspicuous layers of sandstones, conglomeratic sandstones and conglomerates. This sequence is a coarsening-upward cyclotheme subdivided into lower-order units with coarsening or fining-up characteristics. Sediments were supplied into a slope apron System covering the interior (southern) flank of the incipient foreland basin. Sandstones from the lower member of the Deutenhausen Formation are mainly Bouma turbidites reflecting Sediment distribution along channels and formation of smaller lobes in an over-all muddy environment. The middle member of the Deutenhausen Formation shows sandstones and conglomeratic sandstones most probably derived from sandy debris flows reflecting the progradation of a coarsegrained delta (Nesselburg Fan). The upper member of the Deutenhausen Formation contains some few conglomeratic layers showing features relatable to slide debris flows and debris flows with Bingham plastic behaviour. We conclude that the latter deposits are slumps forming in a muddy prodelta environment. The succession from sandy turbidites through sandy debris flows to slumps is consistent with a shallowing upward trend otherwise clearly indicated by the following formations of the so-called "Lower Marine Molasse" (terminal Eocene to early Oligocene). Formerly published interpretations of the depositional environment of the Deutenhausen Formation, however, are highly controversial ranging from deep-water (> 1000 m) fans to shallow brackish seas. In our opinion, the sedimentologic and palaeontologic information provided by the Ammer canyon section is consistent with a subaquatic morphology comparable to (but of course not identical with) a large structural lake. Initially, this depression was invaded by marine waters but became shallower, episodically influenced by freshwater, and occasionally oxygen-starved, as sediment supplied from the approaching Alpine nappe pile gradually outruled subsidence initiated by crustal loading.

Keywords

stratigraphic unitsUpper EoceneLower Oligocene molasseslithostratigraphysedimentologypaleoenvironmentdeltaic sedimentation