Sedimentationszyklen und stratigraphisch-fazielle Probleme der Randfazies des Unteren Muschelkalkes (Kernbohrung Mersch/ Luxemburg)

Zusammenfassung Ausgehend von einem Vergleich randnaher Normprofile und der faziellen Analyse eines vollständigen Bohrprofils wird für die Randfazies des Unteren Muschelkalkes ein Sedimentationsmodell entwickelt, das auf der Basis klimatisch und epirogenetisch bedingter Untergliederungen des Profils neue Parallelisierungsmöglichkeiten mit beckenwärtigen Faziesbereichen eröffnet.Hervorstechendste Merkmale des Bohrprofils sind rhythmisches Auftreten von Magnesit — der als sedimentäre Bildung bislang nur in Zusammenhang mit chloridischen Evaporiten bekannt war —, eine sedimentologisch und geochemisch begründete zyklische Gliederung sowie intensive Bioturbation und zugleich durchgehende Vergipsung.Die Zyklen sind formal gekennzeichnet durch Koppelung von tonigem Sandstein mit geringen Eisen- und hohen Magnesiumgehalten einerseits und von rotem Ton und Silt mit hohen Eisen- und niedrigen Magnesiumwerten andererseits. Die Zyklen werden als Wechselfolge von litoralen Sedimentationsphasen in subtropischem Klima und Abschnürungsphasen mit Hungersedimentation in aridem Klima interpretiert. Der syndiagenetisch gebildete Magnesit ist dabei Tonsedimentationsphasen genetisch zugeordnet. Anhand der Verteilung der vier nicht-detritischen Hauptminerale Dolomit, Gips, Anhydrit und Magnesit wird der Diageneseablauf rekonstruiert.Nach einer Diskussion der Bildungsumstände und der Korrelierbarkeit bieten sich die Werksteinzone der Randfazies und die Spiriferinabank der Beckenfazies als sedimentologische Zeitmarke an.

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A depositional model of the marginal facies of the Lower Muschelkalk (Middle Triassic) is developed by comparison of near-marginal profiles and a facies analysis of a complete drilling record. It is based upon climatologically and epirogenetically caused partitions of the profile and opens new possibilities of correlation with basinal areas.Significant features of the drilling record are rhythmic occurrences of magnesite in sediments only known in connection with chloridic evaporites, a cyclic deposition based on sedimentological and geochemical criteria, and intensive bioturbation with a gypsification throughout.The cycles are formally marked by the correlation of clayey sandstone with low iron and high magnesium contents at the one hand and of red clay and silt with high iron and low magnesium values at the other hand. The cycles are interpreted as an alternation of littoral sedimentation under a subtropical climate and of stages of lagoonal conditions or emersion under an arid climate. The magnesite syndiagenetically formed is genetically attached to stages of clay sedimentation. The process of diagenesis is reconstructed studying the distribution of four main non-detrital minerals: dolomite, gypsum, anhydrite, and magnesite.After discussion of the depositional conditions and the possibilities of correlation, the Werkstein-Zone of the marginal facies and the Spiriferina-Bank of the basinal facies are thought to be sedimentological time markers.

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Résumé Une conception de la formation du facies marginal du Muschelkalk inférieur est développée sur la base d'une comparaison entre les profils normés de la région de sondage Mersch/Luxembourg et l'analyse facielle du profil complet de la carotte de ce sondage. A partir des divisions en partie causées par les climats et par des mouvements épirogénétiques, cette conception donne une nouvelle possibilité de corrélation avec le facies situé plus au centre du bassin sédimentaire.Le forage étudié est caractérisé par la présence rythmique de magnésite, qui, jusqu'à présent, était seulement connu en tant que formation sédimentaire, avec des évaporites, par une répartition cyclique basée sur des observations sédimentologiques et géochimiques et par une bioturbation intensive ainsi qu'une gypsification générale.Les cycles sont caractérisés formellement par le couplage d'un grès argileux à faible teneur en fer et à forte teneur en magnésium d'une part et d'argile rouge à forte teneur en fer et à faible teneur en magnésium d'autre part. Les cycles sont interpretés comme une séquence alternante comprenant une sédimentation littorale en climat subtropical et une sédimentation lagunaire ou d'émersion en climat aride. La magnésite formée syndiagénétiquement est donc coordonnée à une phase sédimentaire argileuse. Le cours de la diagénèse est reconstruit à partir de l'étude de la répartition des quatre minéraux principaux non-détriques: dolomite, gypse, anhydrite et magnésite.A la suite de la discussion des conditions de formation et des possibilités de corrélation la « Werkstein-Zone » du facies marginal et la « Spiriferina-Bank » du facies central apparaissent comme des indicateurs sédimentologiques chronostratigraphiques.

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