Publication Date:
2022-10-28
Description:
Weit verbreitete geringmächtige distale Aschenfalltuffe, die in
komplex aufgebauten fluvio-lakustrinen Abfolgen des karbonisch-permischen
Saar-Nahe-Beckens in Süd Westdeutschland zwischengelagert sind, liefern wichtige
tephrostratigraphische Leithorizonte für Korrelationen. In der Meisenheim-
Formation der mittleren Glan-Gruppe lagerten sich die vulkanischen Aschen in
drei unterschiedlichen Sedimentationsbereichen ab: im offen-lakustrinen Milieu,
im Prodelta- bis Deltafrontbereich sowie auf der Deltaebene. Dabei wurde die
Erhaltung, die laterale Verbreitung, das Erscheinungsbild und die mineralogische
Zusammensetzung der vulkanischen Aschenlagen nicht nur durch das
Ablagerungsmilieu, sondern auch durch das tektonische Umfeld beeinflusst.
Zudem zeigen laterale Mächtigkeitsänderungen siliziklastischer Abfolgen zwischen
Tuffhorizonten Versatzbeträge an synsedimentären Störungen an. Auf angehobenen
Liegendschollen bzw. Horststrukturen ist das rezente Auftreten geringmächtiger
tephrostratigraphischer Leithorizonte häufig unterbrochen, wohingegen
mächtigere Horizonte, die sich oft aus mehreren Aschenlagen aufbauen, meist
eine durchgehende Verbreitung haben, wobei aber ihre Mächtigkeiten und
Texturen variieren. Abgesenkte Hangendschollen bzw. Grabenstrukturen lieferten
im Allgemeinen ein erhöhtes Erhaltungspotenzial erstens für primäre
Aschenlagen, die heute noch ursprüngliche Texturen wie planare Schichtung und
normale Korngrößengradierung zeigen, sowie zweitens für sekundäre
Akkumulationen von Aschentuffiten und tuffitischen Turbiditen, in denen
Texturen wie normale Korngrößengradierung, Rippeischrägschichtung und basale
Belastungsmarken auftreten. Im Gegensatz dazu wurden Aschenablagerungen
auf angehobenen Liegendschollen teilweise aufgearbeitet oder vollständig erodiert.
Hier sind primäre Aschenlagen häufig nur mit reduzierter Mächtigkeit
erhalten und zeigen Erosionsmarken. Andere Leithorizonte beinhalten resedimentierte
tuffitische Ablagerungen mit einer hohen detritischen Beimengung. Lokal
haben solche sekundären Ablagerungen die Gesamtmächtigkeit von tephrostratigraphischen
Leithorizonten deutlich erhöht. Auf Hangendschollen wurden in primären
Aschenlagen meist vollständige Assoziationen primär-magmatischer
Schwerminerale mit allgemein idiomorphem Habitus und nur geringer
Kantenrundung an Kristallen erhalten. Die Schwermineralzusammensetzung
besteht hauptsächlich aus Zirkon, Biotit, Apatit und Monazit sowie geringen
Anteilen von Titanit und Hornblende. Daneben finden sich in primären
Fallablagerungen auch geringe Gehalte von teilweise idiomorphem Turmalin, Granat und Rutil. Diese Komponenten werden als primäre magmatische Bildungen
eingestuft. In tuffitischen Turbiditen oder Aschentuffiten treten neben teils
gerundeten primären Schwermineralen auch geringe Gehalte von detritischen
Komponenten wie gerundete Epidote auf. Im Gegensatz dazu finden sich auf
angehobenen Liegendschollen aufgrund von Aufarbeitungsprozessen normalerweise
nur geringe Anteile von primären Schwermineralen mit xenomorphem,
unregelmäßigem Habitus und teilweise hohem Kornrundungsgrad. Hier sind
häufig detritische Komponenten wie gut gerundete Epidote und Gesteinsbruchstücke
in die Aschen eingemischt. Die tephrostratigraphischen Leithorizonte in
der fluvio-lakustrinen Meisenheim-Formation des Saar-Nahe-Beckens liefern ein
gutes Beispiel für das Zusammenwirken von vulkanischen, sedimentären und tektonischen
Prozessen bei der Ablagerung distaler vulkanischer Aschen.
Description:
Abstract: "Synsedimentary tectonic influence on occurrence, appearance, and
petrography of distal ash tuffs in the Saar-Nahe Basin (SW-Germany)". Thin, but
laterally widespread distal fallout ash tuff layers interbedded within complex fluvio-
lacustrine successions of the Carboniferous-Permian Saar-Nahe Basin in SWGermany
(Fig. 1) provide important tephrostratigraphic markers for correlations.
The former volcanic ash layers of the Meisenheim Formation in the middle part of
the Glan Group (Fig. 2) were deposited within three sub-environments: in an offshore
lacustrine, prodelta to delta front and delta plain setting (Fig. 3). At this, the
preservation, lateral distribution, appearance, and mineralogical composition of
volcanic ash beds were not only influenced by the depositional environment but
also by the tectonic setting. Furthermore, lateral thickness variations of sedimentary
successions between specific tuff horizons indicate offset magnitudes at synsedimentary
faults. The present occurrence of thin tephrostratigraphic markers is frequently
interrupted on uplifted footwall blocks or hörst structures, whereas thicker
markers which are frequently composed of several ash layers offen show an
almost continuous distribution (Figs. 4 and 5) although their thickness and textures
vary laterally. Subsided hanging-wall blocks or graben structures generally
provided an enhanced preservation potential for (1) primary ash fall layers with
original textures like planar bedding and normal grain-size grading, and (2) secondary
accumulations of ash tuffites and tuffaceous turbidites showing textures
like normal grain-size grading, ripple-cross bedding, and basal load marks (Tab. 1).
In contrast, on elevated footwall blocks ash deposits were partly reworked or even
entirely eroded (Fig. 6). Here, primary ash layers are offen preserved with reduced
thicknesses only and show erosion marks. Other tuff horizons frequently comprise
redeposited tuffaceous deposits with a high detrital contamination. Locally these
secondary deposits have considerably increased the total thickness of a tephrostratigraphic
marker. On subsided hanging-wall blocks, in primary ash beds frequently
complete suites of primary magmatic heavy minerals with usually euhedral
habitus and only minor rounding at crystal edges were preserved. This heavy
mineral suite comprises mainly zircon, biotite, apatite, and monazite as well as minor contents of sphene and hornblende. In addition, in primary fall deposits
also lower contents of partly euhedral tourmaline, garnet, and rutile occur (Plate
1). These components are classified as primary magmatically formed. Within tuffaceous
turbidites or ash tuffites, occasionally rounded primary heavy minerals
occur besides minor contents of detrital components as e.g. rounded epidotes. In
contrast, on elevated footwall blocks usually only minor contents of primary
heavy minerals with an anhedral, irregulär habitus and partly high degrees of
grain roundness due to reworking occur (Tab. 2). Frequently, detrital components
like well-rounded epidotes and rock fragments were admixed into the ash. The
tephrostratigraphic marker horizons in the fluvio-lacustrine Meisenheim
Formation of the Saar-Nahe Basin deliver a good example for the interaction of
volcanological, sedimentary, and tectonic processes during the deposition of distal
volcanic ashes.
Description:
research
Keywords:
ddc:554.3
Language:
German
Type:
doc-type:article
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