Sedimentpetrographische Untersuchungen der Calvörde- Formation (Unterer Buntsandstein, Untertrias)

Abstract

Die gemischt siliziklastischen Kalke des 3. und 4. Kleinzyklus der Calvörde-Formation, Unterer Buntsandstein, werden im Aufschluss (Südbahneinschnitt Thale) und in der Bohrung (Remlingen 5) sedimentpetrographisch analysiert und verglichen. In den überwiegend Ton- und Siltsteinen sind feinsandige Bänke und oolithische Lagen zwischengeschaltet. Die oolithischen Lagen werden drei Lithofazies-Typen zugeordnet: (1) oolithischer Kalkstein (quarzführende Wacke- bis Grainstones), (2) oolithischer Sandstein (quarz- und ooidreiche Sandsteine) und (3) karbonatischer Sandstein (Ooidgehalte < 10 %). Alle drei oolithischen Lithofazies sind durch wechselnde Anteile von radial-konzentrischen, radialstrahligen und mikritischen Ooiden gekennzeichnet. Die detaillierte petrographische Beschreibung erfolgt an 25 Dünnschliffen und zahlreichen polierten Handstücken, ergänzt durch μ-XRF-Daten ausgewählter oolithischer Kalksteine. Die vertikalen Lithofazies-Abfolgen belegen zyklische base level-Schwankungen, die mit Änderungen des relativen Seespiegelstandes im astrochronologischen Kontext diskutiert werden. Die oolithischen Lagen werden mit hohen Seespiegelständen assoziiert, währenddie Ton- und Siltsteine mit eingeschalteten Sandsteinlagen niedrige Seespiegelstände mit distalen fluviatilen Einschwemmungen widerspiegeln. Die untersuchten Profile lagen am Rande eines flachen, endorheischen Playa-Sees im Mitteleuropäischen Becken, geprägt durch hochenergetische Sandbänke (Ooid-Barren) bzw. spill-over lobes (Verteilungsloben). Die strukturellen Merkmale der Ooide der Calvörde-Formation lassen sich gut mit rezenten Ooiden des hypersalinen Great Salt Lake (Utah, USA) vergleichen.

A petrographic study is carried out on mixed siliciclastic carbonates of cycles 3 and 4 of the Calvörde Formation (Lower Buntsandstein subgroup) of two sections: outcrop Thale (railway cut) and core Remlingen 5, both in Central Germany (approx. 50 km lateral distance). They are mainly composed of clay- and siltstones with intercalated oolitic beds and fine-grained sandstone beds. The oolitic beds are subdivided into three lithofacies types, namely (1) oolitic limestone (quartz-bearing wacke- or grainstones), (2) oolitic sandstone (ooid-bearing sandstones) and (3) carbonatic sandstone (ooid content <10 %). All three oolitic lithofacies show variable contents of ooids with radial-concentric, radial and micritic fabrics. 25 thin sections and additional polished rock samples are studied by optical microscopy. μ-XRF analysis is carried out on selected oolitic limestones to further characterize the mineralogy. Vertical cyclic changes of the lithofacies indicate base-level fluctuations that are discussed with changes of the lake level and in context with astrochronologic cycles. Oolitic beds are associated with high lake levels, while clay- and siltstones with sandstone streaks indicate low lake levels. Our results indicate nearshore deposition in a shallow, endorheic playa lake, situated within the Central European Basin. Oolitic limestones accumulated in distinct high-energy ooid shoals, while oolitic sandstones and carbonatic sandstones are interpreted as storm-induced, reworked spill-over deposits. Fossil ooids of the oolitic limestones share many structural features with modern ooids of the hypersaline Great Salt Lake (Utah, USA).