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Zyklostratigraphie der Grabfeld-Formation (unterer Mittelkeuper, Obertrias) in Süddeutschland

Cyclic stratigraphy of the Grabfeld Formation (lower Mittelkeuper, Upper Triassic) in Süddeutschland

von Edgar Nitsch, Freiberg

NITSCH, E. (1997): Zyklostratigraphie der Grabfeld-Formation (unterer Mittelkeuper, Obertrias) in Süddeutschland. - Freiberger Forschungshefte C 468. - Paläontologie, Stratigraphie, Fazies, Heft 5. - S. 245-257. - Freiberg 1997.

Zusammenfassung

Die Grabfeld-Formation (Gipskeuper km1 bzw. Unterer Gipskeuper kmM-kmE) besteht aus einer 80-200m mächtigen Abfolge von lakustrinen Ablagerungen brackischer bis salinarer Fazies, in ihrem unteren Teil mit untergeordneten marinen Einschaltungen von Karbonat- und Sulfatbänken. Die Sedimentabfolgen der Grabfeld-Formation weisen eine deutliche zyklische Gliederung auf, wobei sich Zyklen in mehreren Größenordnungen überlagern. Die kleinsten zyklostratigraphischen Einheiten sind Kleinzyklen von höchstens 1-2m Mächtigkeit, welche die faziellen Wechsel lakustriner und mariner Ablagerungssysteme (Trans- und Regressionen des See- bzw. Meeresspiegels) abbilden. Die oberen Bereiche der Kleinzyklen sind erodiert und durch vadose Frühdiagenese intensiv überprägt (vertische gipsführende Paläoböden in den lakustrinen Tonsteinen, Sabkha-Diagenese in den marinen Karbonaten), weshalb die Grenzflächen zwischen den Kleinzyklen als emersive Schichtlücken aufgefaßt werden müssen. Die Intensität dieser Überprägungen und damit vermutlich die Dauer der Schichtlücken zwischen den Kleinzyklen unterliegt über das Profil rhythmischen Schwankungen, die eine Zyklizität höherer Ordnung widerspiegeln. Diese Mesozyklen von 10-30m Mächtigkeit lassen sich über wenigstens 300km durch ganz Süddeutschland korrelieren und stellen daher ein nützliches Hilfsmittel dar, die Abfolge feinstratigraphisch in isochrone Einheiten zu gliedern. Eine nochmals übergeordnete Großzyklik, die sich in einem nach oben abnehmenden Anteil mariner Sedimente an der Schichtfolge äußert, entspricht in ihrer Größenordnung Sequenzen dritter Ordnung und erlaubt daher einen Vergleich der Schichtfolgen mit sequenzstratigraphischen Gliederungen der Oberen Trias.

Abstract

The Grabfeld Formation is a 80 to 200m thick pile of brackish to evaporitic lacustrine deposits representing one of six Formations of the Keuper Group (Upper Triassic) in Southern Germany. It contains some intercalations of marginal marine carbonates and evaporites in its lower portion. The stratigraphic succession is arranged into small-scale depositional cycles 1 to 2m thick, which are superimposed by larger mesoscale (10-30m) and large-scale (>100m) cyles. The small-scale cycles mainly represent transgressive-regressive facies cycles of a closed lake depositional system consisting of thin-bedded saline lake clayey sulfates and brackish-lake claystones, marls and dolomites. These cycles are capped by vertic saline paleosoils and a deflation surface, which imply prolonged intervals of emersion and nondeposition at the cycle boundaries. In the lower part of the Grabfeld Formation there are also marine small-scale cycles, which consist of transgressive successions of nonmarine to coastal, shallow-water sulfate rocks, intertidal microbial laminated or intraclastic carbonates, lagoonal carbonate mudstones and shallow subtidal oolites. This transgressive succession is truncated by a planar deflation surface or, less common, by a scoured and channelled aquatic erosion surface and shows sabkha-facies dolomitization and early diagenetic emplacement of sulfate nodules and enterolites. Thus, as in the lacustrine cycles, the cycle boundaries of the marine small-scale cycles seem to include a period of intensive erosion and early diagenetic vadose alteration of the relic sediment. The intensity of the pedogenic (or early diagenetic, respectively) alteration of the small-scale cycles varies rhythmically over the succession and thus defines a superimposed mesoscale cyclicity of 10 to 30m small-scale cycles per mesocycle. Whereas the small-scale cycles rarely are traceable for more than several tens of kilometers due to erosion and lokal nondeposition, these larger-scale mesocycles can be correlated throughout Southern Germany (i.e. over more than 300km) and perhaps over most of the Germanic Basin. Therefore, they represent a valuable tool for high-resolution stratigraphic correlation. A large-scale trend from partly marine to completely nonmarine sedimentation is superimposed over these mesocycles and can be interpreted as one of several regressive large-scale cycles of the Keuper Group. These large-scale cycles compare in magnitude to marine 3rd order sea level cycles.