Beitrag
Korngrößenbeziehungen zwischen Silt- und Sandsteinen
[Grain size relations between shales and sandstones]
Füchtbauer, Hans; Leggewie, Rüdiger
Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen Band 167 Heft 2 (1984), p. 133 - 161
25 Literaturangaben
veröffentlicht: Jan 9, 1984
DOI: 10.1127/njgpa/167/1984/133
ArtNo. ESP155016702001, Preis: 29.00 €
Kurzfassung
Es wurden 9 Sandstein-Silt/Tonsteinsequenzen aus Rotliegendem, Trias, Jura, Kreide und Tertiär der Bundesrepublik Deutschland auf Korngrößenbeziehungen zwischen den grob- und feinklastischen Bänken untersucht. Die Schnittpunkte der spiegelbildlich aufgetragenen Summenkurven liegen im Mittel bei 50 µm, fallen also mit der Untergrenze rollenden Transportes und schräggeschichteter Gefüge etwa zusammen. Der Grad der Überlappung von Sand- und Silt/ Tonstein-Summenkurven ist ein übergeordnetes Sortierungsmaß. Hohe Überlappung geht oft mit geringer kompositioneller Reife der Sandsteine einher. Bei Sandsteinen ist die Relation zwischen Grundmasse < 20 µm und Mediankorngröße ein nicht nur für Speichergesteine wichtiges Merkmal. Der Grundmasse-Anteil ist am niedrigsten in marin-epikontinentalen Sandsteinen, am höchsten in fluviatilen Molassesandsteinen; Flysch wurde nicht untersucht. Feinere Unterschiede bestehen zwischen dem Dogger beta (breiter Flachschelf, ausgeglichene Sandkorngröße, kompositionell matur, geringe Grundmasse) und dem Valendissandstein im Emsland (schmaler Flachschelf, Sandzungen wechselnder Korngröße, kompositionell weniger matur, mehr Grundmasse). Sandsteine hoher Maturität fanden sich nur auf den ausgedehnten Schelfplattformen des Dogger beta und Tertiär. Möglicherweise reichte weder in den Flüssen, noch in den Sandzungen des Valendis der Umlagerungsgrad aus, die Maturität stark zu erhöhen. Im Buntsandstein nimmt die Sandkorngröße flußabwärts ab, die Siltkorngröße nicht. Die Siltsteine des marinen Bereichs sind Feinsiltsteine, die fluviatilen sind Fein- bis Grobsiltsteine. In der nichtmarinen tertiären Molasse zeigen sich unter den Silt-Tonsteinen zwei scharf getrennte Kollektive, deren feinkörnigeres aufgrund laminierter Schichtung als Seeablagerungen gedeutet wird. Sie sind in der Miozänmolasse z. T. karbonatfrei. Nach dem sand-shale ratio zusammengesetzte Sand-Silt/Ton-Histogramme sind symmetrisch nur in Sequenzen mit engständiger, regelmäßiger Wechsellagerung. Hier bilden sie die Bereitstellungskorngröße im Liefergebiet ab.
Abstract
Grain size relationships between alternating sandstone and shale layers are investigated in Permian through Tertiary rocks of W. Germany. The intersections of the cumulative curves of sandstones (plotted upward) and shales (plotted downward) are at 50 microns as a mean. This grain size coincides with the lower limit of entrainment along the bottom, which is also the lower grain size limit of crossbedded material. The degree of overlap of sand and shale grain size distributions reflects the sorting of the sequence in a more general way. High overlap is often connected with low compositional maturity of the sandstones. For sandstones, the relation between matrix (<20 µm) and median grain size is a significant attribute, especially for reservoir rocks. We found the lowest matrix content in marine-epicontinental sandstones, the highest in fluvial molasse sandstones. Flysch was not investigated. Smaller but significant differences exist between sandstones of middle Jurassic (broad shelf; homogeneous sand grain size, high compositional maturity, low matrix content) and of early Cretaceous age (Emsland area; narrow shelf area with sand tongues of variable grain size, lower compositional maturity, higher matrix content). Sandstones of high maturity were only found on the broad shelf platforms of the middle Jurassic and Tertiary (N. Germany). Reworking in the rivers and in the Lower Cretaceous shallow-marine sand tongues was probably insufficient to increase the maturity considerably. In the fluvial Lower Triassic Buntsandstein, a downstream decrease of grain size is shown only by the sandstones, not by the shales. The marine shales investigated in this paper are finegrained siltstones, whereas the nonmarine shales are finegrained to coarsegrained siltstones. Two clearly separated populations of shales have been found in the nonmarine Tertiary molasse. While the coarser group represents possible overbank sediments, the finer group is interpreted as lake deposits, based on the prevailing laminated bedding. Composite sand-shale grain size histograms based on the sand-shale ratio are symmetrical only in sequences of alternating sandstones and shales, while sequences with random intercalations of sandstone have asymmetrical histograms. It is suggested that only the first-mentioned type portrays the availability grain size in the source area.
Schlagworte
Sandstone • siltstone • shale • grain size • matrix • maturity • paleo- environment (marine-fluviatile) • Mesozoic • Tertiary; West Germany.