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Tectono-sedimentary Evolution of the NE German Variscan Foreland Basin

dc.contributor.advisorMcCann, Tom
dc.contributor.authorKornpihl, Kristijan
dc.date.accessioned2020-04-07T23:10:32Z
dc.date.available2020-04-07T23:10:32Z
dc.date.issued2005
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11811/2274
dc.description.abstractThe present study focuses on the tectono-sedimentary evolution of the NE German Variscan foreland basin that is genetically part of the Mid-European Variscides. Within these Mid-European Variscides, the situation considering Carboniferous-age strata is considerably complicated because the Carboniferous is buried under the thick young Permian and Mesozoic/Cenozoic-age sequences of the NE German Basin that contains sediments and volcanics of up to 7000 m thickness. The study is based on a network of 34 boreholes that were drilled into Carboniferous strata in the course of oil and gas exploration. The sedimentary Carboniferous succession of seventeen wells was documented and sampled in detail for this study. In addition, further seventeen wells were investigated in part; information from the literature and unpublished well reports was also incorporated. These wells provide the database for a facies analysis that examines the evolution of the depositional environments in time and space. The evolution of the depositional environments facilitated the spatial reconstruction of the evolving foreland basin which resulted in the compilation of a tectono-sedimentary model. This reconstruction (i.e. the tectono-sedimentary model) is presented in a series of nine cartoons which correspond to nine time-slices that demonstrate the evolution of the basin from Viséan (Asbian) to Stephanian times.
The oldest sediments (Asbian) that were cored in the basin's foredeep area are characterised by a deep-marine depositional environment with typical deposits of gravity flows, i.e. turbidites. Subsequent, progressive shallowing is recorded from the foredeep area which included the burying of the Viséan carbonate platform remains during the Namurian A. The deep-marine sedimentation in the foredeep area ceased at the beginning of the Namurian C. Subsequently, the foredeep area was uplifted and eroded from Westphalian B times onward while the foreland sedimentation continued in the area further to the north.
The passive continental northern margin of the Rheno-Hercynian Basin was occupied by the Tournaisian/Viséan "Kohlenkalk"-carbonate platform that preceded the initiation of foreland basin sedimentation. The initial effects of Variscan shortening were noted in the northern basin area during the Asbian when the carbonate platform collapsed, leading to the deposition of a clastic series in an intraplatform basin in the Rügen area. This break-up included the change from the autochthonous carbonate platform sedimentation to a siliciclastic shelf depositional environment. The northern shelf is characterised by a progressive shallowing from shallow-marine over coastal- to alluvial depositional environments. Moreover, a continuous northward shift of the basin axis and a progressive narrowing of the basin from Westphalian times onward were deduced from the tectono-sedimentary reconstruction.
Cessation of Variscan shortening was noted during the Westphalian D. This period is characterised by a progressive shallowing of the basin and an overall coarsening of the sediments. The Stephanian evolution of the area introduced the "Post-Variscan" period. This included the change from a peripheral foreland basin to an intracontinental basin, i.e. the NE German Basin. Therefore, the NE German Variscan foreland basin is regarded as the precursor of the NE German Basin. The tectono-sedimentary reconstruction of the basin could not identify any area that could be interpreted as an area of forebulge uplift. It is presumed that the studied basin did not develop a forebulge due to the considerable age and tectonic history of the underlying Avalonian lithosphere.
dc.description.abstractTektono-sedimentäre Entwicklung des NE-deutschen Varsizischen Vorlandbeckens
Die vorliegende Arbeit untersucht die tektono-sedimentäre Entwicklung des Nordostdeutschen variszischen Vorlandbeckens, das genetisch den mitteleuropäischen Varisziden zugeordnet wird. Das Karbon wird im Arbeitsgebiet von den mächtigen spätpaläozoischen und meso- bis känozoischen Folgen des Nordostdeutschen Beckens überlagert, deren Sedimente und Vulkanite eine Mächtigkeit bis zu 7000 m aufweisen. Diese Arbeit basiert auf einem Netzwerk von 34 Bohrungen, die das Karbon im Rahmen von Kohlenwasserstoff-Exploration erreicht oder durchteuft haben. Von 17 ausgewählten Bohrungen wurde das sedimentäre Karbon im Detail beschrieben und dokumentiert. Zusätzlich wurden weitere 17 Bohrungen in Teilen untersucht sowie Informationen aus der Literatur und unveröffentlichten Bohr-Berichten verwendet. Diese 34 Bohrungen liefern die Grundlage für eine Faziesanalyse, welche die Entwicklung der Ablagerungsbedingungen in Raum und Zeit untersucht. Die Entwicklung der Ablagerungsbedingungen ermöglicht die Erstellung eines tektono-sedimentären Modells, das eine räumliche Rekonstruktion des Beckens zu neun verschiedenen Zeiten aus der Periode Visé (Asbian) bis Stephan veranschaulicht.
Die ältesten Sedimente (Asbian) der Vorlandbecken-Vortiefe sind einem tiefmarinen Ablagerungsraum zuzuordnen. Nachfolgend wurde eine fortschreitende Verflachung der Vortiefe festgestellt, infolge deren die Reste der vorgelagerten Karbonatplattform (Kohlenkalk) unter tiefmarinen Schüttungen im Laufe des Namur A begraben wurden. Die tiefmarine Sedimentation im Bereich der Vortiefe kam zu Beginn des Namur C zum erliegen. Danach wurde dieser Bereich des Vorlandbeckens, beginnend im Westphal B, gehoben und erodiert während sich die Beckenachse in nördlicher Richtung verlagerte.
Der passive Kontinentalrand des rhenohercynischen Beckens wurde während des Tournai/Visé von der Kohlenkalk-Karbonatplattform eingenommen, die der Vorlandbecken-Sedimentation zeitlich vorausgeht. Erste Auswirkungen der variszischen Einengung erreichten den nördlichen Beckenrand während des Asbian als die Karbonatplattform zusammenbrach. Dieses Zusammenbrechen führte zur Ablagerung einer klastischen Sedimentserie in einem Intraplattformbecken im Bereich von Rügen. Dies entspricht dem Wechsel von einer autochthonen Karbonatplattform-Sedimentation zu Sedimentation auf einem siliziklastisch geprägten Schelf. Dieser nördliche Schelf ist durch eine fortschreitende Verflachung des Ablagerungsraumes von flachmarinen über Küsten- zu alluvialen Bedingungen gekennzeichnet. Darüber hinaus wurde anhand der tektono-sedimentären Rekonstruktion, beginnend mit dem Westphal, ein kontinuierliches Verschieben der Beckenachse in nördlicher Richtung und eine fortschreitende Verengung (in N-S Richtung) des Vorlandbeckens beobachtet. Das Ende der variszischen Einengungsbewegung wurde für das Westphal D beobachtet. Dieser Zeitabschnitt ist von fortschreitender Verflachung des Beckens und einer Vergröberung der Korngrössen gekennzeichnet. Das Stephan läutet die "post-variszische" Entwicklung des Arbeitsgebiets ein. Dies beinhaltet den Wechsel von einem peripheren Vorlandbecken zu einem intrakontinentalen Becken, dem Nordostdeutsche Becken. Demzufolge wird das Nordostdeutsche variszische Vorlandbecken als Vorläuferbecken des intrakontinentalen Nordostdeutschen Beckens angesehen.
Anhand der tektono-sedimentären Rekonstruktion des Vorlandbeckens konnte keine "Forebulge"-Struktur identifiziert werden. Als Grund hierfür sind das beträchtliche Alter und die tektonische Geschichte der unterlagernden avalonischen Kruste zu betrachten.
dc.language.isoeng
dc.rightsIn Copyright
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.subjectKarbon
dc.subjectSedimentologie
dc.subjectCarboniferous
dc.subjectdepositional environment
dc.subjectSedimentology
dc.subjectForedeep
dc.subjectForebulge
dc.subject.ddc550 Geowissenschaften
dc.titleTectono-sedimentary Evolution of the NE German Variscan Foreland Basin
dc.typeDissertation oder Habilitation
dc.publisher.nameUniversitäts- und Landesbibliothek Bonn
dc.publisher.locationBonn
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.identifier.urnhttps://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-05321
ulbbn.pubtypeErstveröffentlichung
ulbbnediss.affiliation.nameRheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
ulbbnediss.affiliation.locationBonn
ulbbnediss.thesis.levelDissertation
ulbbnediss.dissID532
ulbbnediss.date.accepted2005-01-31
ulbbnediss.fakultaetMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.contributor.coRefereeSchäfer, Andreas


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