Kurzfassungen der Jahresberichte und Mitteilungen: NF 89: 2007

Zur oligozänen Rupeltransgression im nördlichen Oberrheingraben im Bereich des Erdölfeldes Eich/Königsgarten - eine Palynofazies-Studie Von Markus Sachse Mit 5 Abbildungen und 4 Tafeln Kurzfassung Die durch den Übergang von den fluviatilen Pechelbronn-Schichten zu den marinen Foraminiferenmergeln charakterisierte niedrig-energetische Transgression wird sedimentologisch und palynologisch an einem Bohrkern aus dem Ölfeld Eich/Königsgarten dokumentiert. Ein eigens entwickeltes Schema erfasst Palynomorphe, strukturierten und strukturlosen organischen Detritus. Eine Anwendbarkeit der gängigen Modelle von Ablagerungssystemen wird detailliert diskutiert. Die Faziesrekonstruktion zeigt den Übergang von einem mäandrierenden Fluss-System zu einer durch Rückstau verbrackenden und gefluteten Marsch und schließlich zu sich allmählich einstellenden vollmarinen Bedingungen. Einleitend entlud ein durch die Transgression aufgestauter Fluss seine Sedimentfracht über die zuvor von Meerwasser überspülte Fläche. Anschließend etablierte sich eine stabile Wasserschichtung, die bei weiter steigendem Meeresspiegel schließlich aufbrach. Mit der Transgression verbundene chemische Veränderungen zeigen sich in mineralischen Fällungen und der Zusammensetzung des strukturlosen organischen Detritus. Sie spiegeln sich ferner wider im Wechsel von terrestrischen Palynomorphen über die Brackwasser indizierenden Grünalgen Pediastrum und Botryococcus zu vollmarinen Dinoflagellaten. Die Bodenverbrackung ist durch eine bemerkenswerte und sequenzstratigraphisch verwertbare Konzentration von Ephedripites-Pollen gekennzeichnet. Abstract The low energy transgression from the fluviatile Pechelbronn Beds to the marine Foraminifera Marls is documented, by applying palynological and sedimentological methods studied in a core from the oil field Eich/Königsgarten. This material includes palynomorphs, and both structured and structureless organic matter. An applicability of the current models of depostitional systems is discussed in detail. The facies reconstruction indicates a shift from a meandering river system to marsh land, which exhibits increasing salinity and subsequent flooding caused by river back flow, and finally to gradually developing fully marine conditions. In detail, an expanding river discharged its sediment over the low lying area which was previously flooded by very shallow sea water. The subsequently established stabile water stratification finally broke up due to the rising water table. Accompanying chemical changes are indicated by mineral precipitation, the composition of the structureless organic detritus, and are also reflected in the transition from terrestrial palynomorphs to the coccal green algae Pediastrum and Botryococcus, representing brackish-water and then fully marine dinoflagellates. A remarkable concentration of Ephedripites pollen in the pretransgressive soil accompanies the rise in salinity and might therefore be useful for sequence analyses. 1. Einführung Vor etwa 31 Mio. Jahren (Deutsche Stratigraphische Kommission 2002) wurde im Rahmen der Rupeltransgression der nördliche, bisher terrestrisch geprägte Oberrheingraben unter Ausbildung einer in diesem Bereich ca. 35 km breiten Meeresstraße zwischen Nord- und alpinem Meer überflutet. Sedimentologisch spiegelt sich dies wider in der Ablösung der Oberen Pechelbronn-Schichten mit seinen tektonisch bedingten, kleinräumigen lateralen Fazieswechseln zu den flachmarinen Foraminiferenmergeln. Erstere wurden faziell von Sachse (1991) und Derer et al. (2003) einem mäandrierenden Flusssystem, von Gaupp & Nickel (2001) hingegen einem Fächerdelta zugeordnet. Diese abweichenden Interpretationen sind wohl auf das Fehlen von Feldaufschlüssen, die Kleinräumigkeit der komplexen Tektonik sowie die Unterschiedlichkeit der Methoden zurückzuführen, nämlich Geophysik (Derer et al. 2003), Sedimentologie (Gaupp 1986) und Palynologie (Nickel 1996). Die vorliegende Arbeit beschreibt daher die sedimentologische und palynofazielle Faziesentwicklung für nur einen lokal begrenzten Bereich. Derartige Palynofazies-Analysen sind besonders geeignet, unterschiedliche Fazies in Sedimentsequenzen aus komplexen Ablagerungssystemen zu unterscheiden, wo Makrofossilien fehlen und Sedimentstrukturen keine hinreichenden Interpretationen erlauben (z. B. Tyson 1995). Sie beinhalten die Untersuchung aller organischen Überreste nach Entfernung der mineralischen Matrix. Sie erlauben auch einen schnellen palynologischen Überblick noch vor der Durchführung detaillierter taxonomischer Bestimmungen. Vorgestellt werden hier Ergebnisse von Sachse (1991), der die Transgression an vier aus zwei Kilometern Tiefe entnommenen Bohrkernen - aufbewahrt im Kernlager der BEB - untersuchte (Abb. 1). Da der Transgressionsprozess lediglich in zweien der Kerne vollständig erfasst ist (Abb. 2) und dort nahezu identisch verlief, werden an dieser Stelle vor allem die Ergebnisse aus Kern I vorgestellt. Die detaillierte Bearbeitung erfolgte in einem Abschnitt, der mit der Basis des letzten etwa 20 m mächtigen fining-upward-Zyklus der hier fluviatilen Pechelbronn-Schichten beginnt und bis in die unteren vollmarinen Foraminiferenmergel reicht. Ergänzt wird diese Arbeit durch teilweise am gleichen Material gewonnene palynologische Befunde von Nickel (1996).