Original paper

Organic matter in dark and light coloured late Middle Aptian marine sediments from the Lower Saxony Basin, NW Germany (Hoheneggelsen KB 3 borehole))

Rullkötter, Jürgen; Littke, Ralf; Jendrzejewski, Lutz; Notø, Hilde; Radke, Matthias; Schaefer, Rainer G.

Abstract

A sequence of grey to dark-grey claystones and light, multi-coloured marls of late middle Aptian (Gargasian) age from the Hoheneggelsen KB 3 borehole in the Lower Saxony Basin (NW Germany) was investigated for indicators of palaeodepositional environment. For this, bulk and molecular characteristics of the organic matter were studied with organic geochemical and organic petrographic techniques. All sediments are lean in organic carbon (< 0.7 % TOC) and, according to maceral analysis and pyrolysis, mainly contain strongly oxidized recycled organic matter. Only a very small portion represents primary remnants of terrestrial and marine biomass. The low quantity and the degree of preservation of organic matter indicate oxic deep-water marine conditions during deposition of middle Aptian sediments, with the climatically influenced variation of terrigenous supply determining the transition from grey and darkgrey (more humid climate) to multicoloured sediments. This is evident, e. g., from the higher relative concentrations of long-chain n-alkanes with odd carbon-number predominance derived from higher plant waxes in the grey sediments. This variation in organic matter composition also shows that differences in carbonate content between grey and multicoloured sediments are not due to simple dilution of background sediments with biogenic carbonate in the case of the multicoloured marls. Sterane and triterpane biomarkers present in very small concentrations reflect the minor portion of primary marine and bacterial organic matter.

Kurzfassung

Eine Abfolge von grauen bis dunkelgrauen Tonsteinen und hellen bunten Mergeln des späten Mittelapt (Gargasium) aus der Bohrung Hoheneggelsen KB3 im Niedersächsischen Becken (NW-Deutschland) wurde mit organisch-geochemischen und organisch-petrographischen Methoden auf die pauschale und molekulare Zusammensetzung des organischen Materials untersucht, um hieraus Informationen über das Ablagerungsmilieu zu gewinnen. Die Sedimente sind durchweg arm an organischem Material (< 0.7 % TOC), das nach den Ergebnissen von Mazeralanalyse und Pyrolyse vorwiegend umgelagert und stark oxidiert ist. Primäre Überreste terrestrischer und mariner Organismen machen nur einen äußerst geringen Anteil aus. Niedriger Gehalt und schlechter Erhaltungsgrad des organischen Materials deuten auf ein oxisches marines Tiefwassermilieu bei der Ablagerung der Mittelapt-Sedimente hin. Klimatisch bedingte Variationen in der Zufuhr von terrigenem Material verursachen dabei den Wechsel von grauen Tonsteinen (humideres Klima) zu bunten Mergeln. Dies läßt sich zum Beispiel an der höheren Relativkonzentration von langkettigen n-Alkanen aus den Wachsen höherer Landpflanzen mit ungeradzahliger Bevorzugung der Kohlenstoffatome in den grauen Tonsteinen ablesen. Diese Variation in der Zusammensetzung des organischen Materials in dem untersuchten Kernabschnitt zeigt auch, daß die höheren Karbonatgehalte in den bunten Mergeln nicht als schlichte Verdünnung mit biogenem Karbonat gedeutet werden können. Sterane und Triterpane, die in sehr niedrigen Konzentrationen nachgewiesen wurden, repräsentieren untergeordnete Anteile von primärem marinem und bakteriellem organischem Material.

Keywords

claystone • humid • climate • carbonate • bacterial • marl • biomarker • middle Aptian • Gargasian • Lower Saxony Basin • Germany