Beitrag
Entstehung der fluviatilen Sedimente in der grobklastischen Marginalfazies im Oberen Buntsandstein von Luxemburg
[Origin of the Fluvial Sediments in the Coarse Marginal Facies of the Upper Buntsandstein (Lower Triassic) of Luxembourg]
Mader, Detlef
Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen Band 168 Heft 1 (1984), p. 23 - 86
101 Literaturangaben
veröffentlicht: Apr 18, 1984
Online veröffentlicht: Jul 27, 2018
DOI: 10.1127/njgpa/168/1984/23
ArtNo. ESP155016801001, Preis: 29.00 €
Kurzfassung
Der Obere Buntsandstein von Luxemburg am Westrand des Nordwestflügels der Bitburger Triasmulde zeichnet sich durch eine charakteristische grobklastische Marginalfazies aus, welche in östlicher Richtung über einen wechselnd schmaleren oder breiteren Übergangsbereich in die feinkörnigere Axialfazies im inneren Teil der Eifelsenke übergeht. Die lithofazielle Entwicklung der Schichtfolge sowie die laterale Verzahnung der randlichen Ablagerungen mit den Sedimenten im zentralen Bereich der langgestreckten Eifeler Nord-Süd-Depressionszone spiegeln eine Kombination von Basaleffekt und Randphänomen als Auslöser der seitlichen Kornvergröberung wider. Mit fortschreitender lateraler Ausdehnung des Ablagerungsraumes im Laufe der Sedimentation keilen die einzelnen Schichtglieder nacheinander aus, und es greifen sukzessiv Zwischenschichten, Voltziensandstein, Unterer und Mittlerer Muschelkalk und schließlich Mittlerer Keuper auf den devonischen Grundgebirgssockel über. Während die weitgehend aus aeolischen Sedimenten zusammengesetzte Abfolge des Mittleren Buntsandsteins am Rand des Beckens in nahezu gleicher Fazies vorliegt wie im zentralen Teil des Ablagerungsraumes, werden die rein fluviatilen Sequenzen des Oberen Buntsandsteins in westlicher Richtung zunehmend grobklastischer. Am Fuß der auf den variscischen Grundgebirgsrumpf übergreifenden alluvialen Serien bilden sich Konglomerate, welche in zunehmend jüngere Schichtglieder aufsteigen. Die basalen Rudite entstehen in stark verflochtenen Flußsystemen als mehrstöckige Komplexe aufeinandergestapelter Stromkanalkonglomerate infolge vorwiegend primärer Unterdrückung, untergeordnet auch sekundärer Erosion feinerkörniger Rinnensedimente und Überflutungsabsätze. In den Zwischenschichten im Raum Diekirch-Ettelbrück wechseln kürzere Phasen der fluviatilen Ablagerung während episodischer Fluten in den Rinnen und Überschwemmungen der Überbankgebiete mit längeren Perioden der Bodenbildung in aufgetauchten Bereichen der Stromkanäle und trockengefallenen Teilen der Überflutung.ebenen nach Rückzug des Hochwassers. Die Kolonisation von Sedimenten am Grund der Rinnen durch epi- und endobenthonische Organismen mit der Verringerung von Transportkraft und Wasserführung belegt die Beziehung zwischen Bioturbation und Hydrodynamik und unterstreicht das Vorhandensein von latentem Leben auch in den hochenergetischen Fließgewässern. Laterale und vertikale Erosion während der seitlichen Verlagerung der Stromkanäle zu Beginn der nächsten Flutphase führen zu Aufarbeitung und teilweiser Abtragung der Paläoböden am Dach der fluviatilen Kleinzyklen und Resedimentation in zahlreichen Bröckelbänken. Während in den Zwischenschichten rasches Abfließen des Hochwassers aus den breiteren Überflutungsebenen und längere Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Flutphasen ausgedehnte Bodenbildung mit Entwicklung von Bodenkomplexen höherer Reife ermöglichen, wird im Voltziensandstein im Raum Mertzig-Folschette die Pedogenese durch anhaltende Überschwemmungen der schmalen Überbankbereiche bei kurzer Flutperiodizität weitgehend unterdrückt. Die Anhäufung von partiell schlecht sortierten Überflutungsabsätzen mit Geröllen in sandigen und tonig-schluffigen Ablagerungen im Ufersaum der Wasserläufe im Wechsel mit feinkörniger Sedimentation im Stillwasser dokumentiert starke Schwankungen von Fließenergie und Wasserführung im fortgeschrittenen Stadium der Rinnenauffüllung. Der Obere Buntsandstein im Luxemburger Untertrias-Zug an der Grenze zwischen Oesling und Gutland repräsentiert ein Modell der Ausbildung marginaler Sedimentfolgen und deren Verzahnung mit medialen oder axialen Ablagerungsserien im Randbereich des Mitteleuropäischen Buntsandsteinbeckens.
Abstract
The Upper Buntsandstein (Lower Triassic) of Luxembourg at the western margin of the northwestern limb of the Bitburg Triassic syncline is characterized by a coarse marginal facies which passes in eastward direction with an alternating narrower or wider transition zone into the fine-grained axial facies in the inner part of the Eifel depression. The lithofacies of the sedimentary succession as well as the lateral intertonguing of the marginal deposits with the sediments in the central part of the elongated Eifel North-South-depression zone reflect a combination of base effect and margin phenomenon to initiate the lateral coarsening trend. With progressive lateral widening of the depositional area during course of sedimentation, the individual sequences successively pinch out, and one after another Zwischenschichten, Voltziensandstein, Lower and Middle Muschelkalk and finally Middle Keuper lap on the Variscan basement. In contrast to the mainly aeolian Middle Buntsandstein sequence which does not display significant alterations of lithofacies from the centre of the basin to the margin, the exclusively fluvial Upper Buntsandstein successions coarse increasingly in western direction. At the toe of the alluvial series which lap on the Variscan basement, conglomerates occur and ascend into successively younger sequences. The basal rudites originate in highly-braided river systems as multistorey complexes of stacked channel bar conglomerates as a consequence of predominantly primary suppression, subordinately also secondary erosion of finer-grained watercourse sediments and topstratum deposits. In the Zwischenschichten in the region Diekirch-Ettelbrück, shorter phases of fluvial sedimentation during episodical flood stages in channels and overbank areas alternate with longer periods of pedogenesis in emerged parts of the stream courses and desiccated parts of the topstratum plains after flood recession. The colonization of sediments at the bottom of river channels by epi- and endobenthonic organisms with declining transport capacity and discharge testifies to the relationship between bioturbation and hydrodynamics and underlines the presence of latent life also in high-energy watercourses. Lateral and vertical erosion during shift of channels at the beginning of the succeeding flood stage result in reworking and partial removal of palaeosols at the top of fluvial cyclothems and resedimentation in numerous carbonate breccias (Bröckelbänke). In the Zwischenschichten, rapid efflux of flood waters from the broad overbank plains and longer periods between successive flood stages permit widespread pedogenesis with development of soil complexes of advanced maturity, whereas in the Voltziensandstein in the region Mertzig-Folschette, pedogenesis is nearly completely suppressed by persisting flooding of narrow topstratum areas with short periodicity of peak stages. The accumulation of partially poorly-sorted overbank deposits containing gravel within sandy and silty-clayey sediments in the levee zone of the channels alternating with fine-grained deposition in quiet water documents considerable fluctuations of current velocity and discharge in the advanced stages of stream aggradation. The Upper Buntsandstein in Luxembourg at the boundary between Gutland and Oesling represents a model of the association of lithofacies in marginal sediment successions and their intertonguing with medial or axial depositional sequences within the marginal zone of the Mid-European Buntsandstein Basin.
Résumé
Le Buntsandstein Supérieur (Trias Inférieur) de Luxembourg au bord occidental du limbe septentrio-occidentale de la syncline triasique de Bitburg à la marge occidentale du sillon eifélien est marqué par une faciès marginale grossière caractéristique qui passe vers l'est par une zone de transition alternant plus étroite et plus large à la faciès axiale plus fine dans la partie centrale et la region orientale de la depression de l'Eifel. Le développement des faciès lithologiques de la sequence des couches et la passage latérale des dépôts marginaux aux sédiments axiales dans le centre du sillon eifélien indiquent que la combination de l'effet basal et du phénomène marginal est le déclencheur de la granocroissance latérale. Au cours de l'extension latérale progressive du bassin sédimentaire pendant l'origine des dépôts, les couches individuelles se terminent consécutivement, et l'un après l'autre Zwischenschichten (Couches Intermédiaires), Voltziensandstein (Grès à Voltzia), Muschelkalk Inférieur et Moyen et finalement Keuper Moyen reposent sur le socle dévonien. Tandis que la sequence du Buntsandstein Moyen (Grès Vosgien) qui est caracterisée par la prédominance des sables éoliens est développée en faciès axiale identique au bord occidental du bassin ainsi que dans la partie centrale et dans la région orientale du sillon eifélien, les associations exclusivement fluviatiles du Buntsandstein Supérieur sont marquées par une granocroissance progressive vers l'ouest. A la base des séries alluviales qui reposent sur le socle variscique, des conglomerats se forment qui sont caracterisés par l'ascension successive dans des couches plus jeunes en approchant le bord occidental de la depression de l'Eifel. Les conglomerats basals prennent naissance dans des chenaux à faible sinuosité fortement tressés comme des complexes polygénétiques des conglomerats de canal juxtaposés, principalement par suppression primaire de formation, de moindre importance aussi par érosion secondaire des dépôts de canal plus fines et des sédiments de flaques dans la plaine d'inondation. Dans les Zwischenschichten (Couches Intermédiaires) de la région Diekirch-Ettelbrück, des phases plus bréves de sédimentation fluviatile pendant des flots périodiques dans les chenaux modestement tressés et des inondations temporaires des plaines parmi les courses d'eau alternent avec des périodes plus longues de pédogenèse dans les parties émergeés des canaux et zones desiccées des plaines d'inondation après la retraite des crues. La colonisation des sédiments au fond des chenaux par des organismes endobenthoniques au cours de la diminution de l'énergie de transport et de l'écoulement indique la relation entre bioturbation et conditions hydrodynamiques et documente la presence de la vie latente aussi dans les canaux à l'énergie haute des courants. La signification paléoécologique des traces d'activité des invertébrés fouisseurs illustre la fluctuation des courants au cours de l'aggradation des chenaux. L'érosion latérale et verticale pendant de déplacement latéral des chenaux de la phase de flot prochaine mène au remaniement et à l'aplaniment partial des paléosols au toit des cyclothèmes fluviatiles et à la resédimentation à des brêches carbonatiques intraformationelles nombreuses (Bröckelbänke). Dans les Zwischenschichten (Couches Intermédiaires), l'écoulement rapide des crues des plaines d'inondation larges et des intervalles plus longues parmi des flots successives permettent la pédogenèse étendue avec développement des complexes de paléosols de maturité élevée et formation en abondance des concrétions globulaires et des crôutes des carbonates pédogénétiques. Dans le Voltziensandstein (Grès à Voltzia) de la région Mertzig-Folschette, des inondations persistentes des parties étroites parmi les chenaux fortement tressés et la périodicité courte des crues successive principalement suppressent la pédogenèse. L'accumulation des dépôts d'inondation mal classés avec la presence des galets dans des sédiments sableux et argileux qui se forment dans la zone de rivage des courses d'eau alternant avec l'origine des dépôts aux flaques documente des fluctuations considérables de l'énergie des courants et de l'écoulement dans le stade avancé de l'aggradation des chenaux. Les conglomerats de canal se forment comme des barres longitudinales qui sont enveloppés des dépôts sableux pendant la diminution de l'énergie de transport. Le Buntsandstein Supérieur de la bordure du Trias Inférieur occidentale de Luxembourg est un modèle représentatif du développement des associations des couches marginales et de leur passage aux sequences de dépôts mediales et axiales dans les zones marginales du bassin du Buntsandstein en Europe Moyen.
Schlagworte
Upper Buntsandstein • fluvial sedimentation • clastic rocks • sedimentary basin • marginal facies • medial facies • channel deposits • alluvial plain • hydrodynamics • bioturbation • sedimentary cycle • paleosols • fluvial erosion • Luxembourg • Southwest German Mesozoic Hills • Bitburg syncline.