Sequenzstratigraphie und Fazies des Unteren und Mittleren Buntsandsteins im östlichen Teil des Germanischen Beckens (Deutschland, Polen)

Abstract

In der Dissertation werden der Untere und der Mittlere Buntsandstein (höchstes Perm bis untere Trias) des östlichen Germanischen Beckens behandelt. Das Ziel der Arbeit ist eine möglichst genaue Korrelation der Sedimente zwischen dem polnischen und dem deutschen Teilbecken. Das Arbeitsgebiet erstreckt sich vom östlichen Thüringen bis West- und Zentralpolen und umfasst 10 Aufschlüsse und 42 Bohrungen (3 Kernprofile). Es wird eine hochauflösende Lithostratigraphie, eine Faziesinterpretation unter Berücksichtigung der Zyklizität der Sedimentation und eine Sequenzstratigraphie mittels der Base-Level-Zyklen-Methode vorgestellt. Im Unteren Buntsandstein werden zwei Formationen, die Calvörde- und die Bernburg-Formation unterschieden, die sich fast mit der gesamten Baltik-Formation der polnischen Gliederung korrelieren lassen. Die Basis der Calvörde-Formation liegt in den bearbeiteten polnischen Bohrungen 7 bis 26 m über der bisherigen Zechstein/Buntsandstein-Grenze. In beiden Formationen werden anhand der Bohrungs-Logs bis zu 11 Oolith-Horizonte (α bis λ) und bis zu 21 Kleinzyklen ausgegliedert. Im Mittleren Buntsandstein werden vier Formationen unterschieden: Volpriehausen-, Detfurth-, Hardegsen- und Solling-Formation. Diese Gliederung wird mit den polnischen Pommern- und Polczyn-Formationen korreliert. Die genaue Korrelation ist von der paläogeographischen Position im polnischen Teilbecken abhängig. Im Mittleren Buntsandstein werden 12 Kleinzyklen ausgegliedert. Das Ablagerungsmilieu des Unteren Buntsandsteins wird als ein Endseensystem interpretiert. Die Sedimentation erfolgte im Rahmen eines Base-Level-Zyklus höherer Ordnung (großdimensionaler Zyklus). Im westlichen Teil des Arbeitsgebiets lassen sich zwei Base-Level-Zyklen mittlerer Ordnung (mitteldimensional) ausgliedern. Das Becken des Mittleren Buntsandsteins ist am Rand durch fluviatile Fazies und im Zentrum durch brackisch-lakustrine Fazies geprägt. In beiden Ablagerungsräumen lassen sich sedimentäre Zyklen erkennen. Acritarchen-, Prasinophyten-, Foraminiferen- und Glaukonitvorkommen belegen eine zeitweise marine Beeinflussung des Beckens. Im Mittleren Buntsandstein werden Base-Level-Zyklen niedrigerer Ordnung (kleindimensional) und mittlerer Ordnung (mitteldimensional) ausgegliedert, wobei die Base-Level-Zyklen mittlerer Ordnung regional korrelierbar sind. Im Arbeitsgebiet (Bohrungen: Halle-Süd 1/64, Gorzów Wielkopolski IG1, Konary IG1) werden 4 bis 6 vollständige und 1 unvollständiger Base-Level-Zyklus mittlerer Ordnung unterschieden.

The dissertation deals with the Lower and Middle Buntsandstein (Uppermost Permian to Lower Triassic) of the eastern part of the German basin. The aim of the work is a detailed correlation of the Buntsandstein sediments between the Polish and German sub-basins. The investigated area extends from eastern Thuringia to western and central Poland, and includes 10 outcrops and 42 boreholes (3 core sections). The main topics of the work are a high-resolution lithostratigraphy, a facies and depositional cycles interpretation, as well as a sequence stratigraphy by means of the base-level method. The Lower Buntsandstein is subdivided into two formations, the Calvörde Formation. and the Bernburg Formation, which correlate with almost the entire Polish Baltic Formation. In the investigated Polish boreholes the base of the Calvörde Formation is located 7 to 26 m above the Zechstein/Buntsandstein boundary. On the basis of the well-log interpretations, up to 11 oolite-horizons (α to λ) and up to 21 lithostratigraphic small-scale cycles are established within the two formations. The Middle Buntsandstein is subdivided into four formations: the Volpriehausen , Detfurth , Hardegsen, and Solling Formations. These are correlated with the Polish Pommern and Polczyn Formations. The exact correlation depends on the paleogeographic location in the Polish sub-basin. The Middle Buntsandstein is subdivided into 12 lithostratigraphic small-scale cycles. The sedimentary environment of the Lower Buntsandstein is interpreted as a system of playa lakes. The sediments were deposited within one base-level cycle of large-scale. Two base-level cycles of medium-scale are distinguished in the western part of the investigated area. The Middle Buntsandstein basin is characterized by a belt of fluvial facies at its borders and by brackish-lacustrine facies in the central part. Depositional cycles are recognized in both types of facies. Acritarchs, prasinophytes, foraminifers and glauconite occurrence demonstrate marine influences in the basin. Small-scale and medium-scale base-level cycles are distinguished in the Middle Buntsandstein, of which the medium-scale cycles can be regionally correlated. Four to six complete, and one incomplete, base-level cycles of medium-scale are distinguished in the investigated area (boreholes: Halle-Süd 1/64, Gorzów Wielkopolski IG1, Konary IG1).