Abstract
Die Oberkretazischen Schichtsandsteine der Aren-Gruppe in
den Südzentral-Pyrenäen (Spanien): Fazies und Stratigraphie.
Die Arensandsteine der südlichen Pyrenäen spiegeln die regressive Verfüllung eines frühen Vorlandbeckens wider, welches sich im Campan-Maastricht durch die Aktivierung der dortigen Vorlanddecken gebildet hat (Puigdefabregas et al. 1992). Das Thema der Dissertation "The Southern Margin of the Aren Sandstone Basin" beinhaltet unter anderem die Stratigraphie und Faziesanalyse kontinentaler Schichtsandsteine, deren Interpretation bisher auf uniformitaristischen Modellen beruht. Dementsprechend wird die Ausbildung der sedimentären Fazies durch traktive Prozesse erklärt, wie sie in heutigen Flüssen beobachtet werden können. Ausgehend von zahlreichen Studien in Fan-Delta Sedimenten und fluvio-deltaischen Ablagerungen tektonisch aktiver Becken (Mutti et al. 1996) ergibt sich jedoch die Möglichkeit, dass es sich bei den kontinentalen Schichtsandsteinen, die auch in den Tertiären Sedimenten der Südzentral Pyrenäen häufig sind, in Wirklichkeit um katastrophale Flutereignisse handelte.
Das Arbeitsgebiet liegt zwischen der Sierra de Montsec und der Sierra Marginales und erstreckt sich auf einer Länge von ca. 25 Km. Die klastischen Ablagerungen der Aren-Gruppe werden dort im Liegenden von Karbonaten des Campan und im Hangenden von lakustrinen Karbonaten des untersten Paläozän/oberstes Maastricht begrenzt.
Der grobsandig bis feinkiesige obere Schichtsandsteinkomplex innerhalb der Abfolge, auch als "Reptiliensandstein" bezeichnet, wird aus mehreren Einheiten aufgebaut. Diese Einheiten wiederum setzen sich aus meist miteinander amalgamierten flow units zusammen. Aus der bisherigen Analyse der Fazies ergibt sich folgende ideale Sequenz einer flow unit:
Top
5- +/- Strukturloser massiger Sandstein
4- "Climbing dunes" mit assymptotischer und nicht erosiver Anlagerung der Schrägschichtungsblätter.
3- Dünenschichtung, häufig mit konvexem Top und drapezierender Sedimentlage zwischen zwei Dünen, sowie sigmoidale Dünen
2- Dünenschichtung mit erosiver Basis (Trogkreuzschichtung oder normal tabulare Dünen)
1- Feinkiesige diffus stratifizierte Basis, manchmal als chaotische Lage mit Sandflasern, Paläoboden- und Onkolithfragmenten
Basis
Diese Abfolge stimmt mit der Idealsequenz sogenannter "sediment laden stream flows" nach Mutti et al. (1996) im groben Überein und wird als ein Ereignis interpretiert. Das Auftreten von "climbing dunes", drapezierender sowie strukturloser Sedimentlagen und die Erhaltung konvexer Flächen wird durch "traction and fallout" Prozesse gedeutet, die vor allem im oberen Bereich der Sequenz dominieren. Loadcast-Strukturen sind sehr weit verbreitet, aber auch groovecast und andere undefinierte Solmarken sind häufig. Darüberhinaus treten auch HCS-artige Strukturen auf, meist in Form anisotroper HCS oder als Übergänge zu "washed-out" Dünen mit drapezierender Sedimentlage (Allen und Underhill 1989).
Im Bereich des heutigen Flusses Pallaresa, auf Höhe der Ortschaft Fontllonga, findet offenbar ein Fazieswechsel innerhalb dieser Schichtsandsteine statt, der bisher noch nicht im Detail studiert wurde. Auffallend sind unter anderem metergroße Erosionsrinnen ("scours"), bis zu 2 m hohe wellige Dünenformen und der auffällig höhere Anteil an erodierten Tonfetzen ("rip-up mudclasts"). Das Vorkommen von Mündungsbarren flutdominierter Flüsse, wie sie auch in den Eozänen marin-deltaischen Sedimenten der Pyrenäen auftreten, zeigt, das die kontinentalen Sedimente zumindest teilweise in Seeablagerungen übergehen. Der Fazieswechsel spiegelt dabei wahrscheinlich Strömungstransformationen (Fisher 1983) wider, die auch aus submarinen Turbiditsystemen bekannt sind und dort ähnliche Strukturen erzeugen (Mutti 1992).
Die Geometrien der flow units und die damit assoziierten Paläoströmungsrichtungen sind bisher noch nicht im Detail studiert worden, aber die Dominanz von lobenartigen Formen tritt im Gelände deutlich hervor.
Die Reptiliensandsteine eignen sich sehr gut für diese Studie, da die stratigraphische Kontrolle im Gelände fast immer gesichert ist, mehrere große Aufschlüsse den Zusammenhang zwischen Geometrie und Fazies zu erkennen geben und der Übergang in fossile flache Seen zusätzliche wichtige Hinweise über die Natur der Strömungsprozesse liefert.
Die nördlich der Sierra de Montsec gelegenden marinen Sedimente der
Arengruppe sind in früheren Arbeiten unter der Leitung von Prof. E. Mutti
(Parma, Italien) stratigraphisch aufgenommen worden. Somit lassen sich auch
die Geschehnisse im marinen Becken zur Interpretation des südlichen Randes
des Aren Sandsteinbeckens heranziehen.
Literatur:
Allen P.A. and Underhill J.R., 1989, Swaley cross-stratification produced by unidirectional flow, Bencliff Grit (Upper Jurassic), Dorset, UK: Jour.Geol.Soc.London, vol. 146, p. 241-252.
Fisher R.V., 1983, Flow transformations in sediment gravity flows: Geology, vol. 11, p. 273-274.
Mutti E., 1992, Turbidite Sandstones: AGIP Istituto di Geologia dell'Università di Parma, 275 pp.
Mutti E., Davoli G., Tinterri R. and Zavala C., 1996, The importance of ancient fluvio-deltaic systems dominated by catastrophic flooding in tectonically active basins: Mem.Sci.Geol., vol. 48, p. 233-291, Padova. (Steht in der Bibliothek > Lehrbücherregal unten, dünnes graues Heft!)
Puigdefabregas C., Munoz J.A. and Vergés J., 1992, Thrusting and foreland basin evolution in the Southern Pyrenees. In: McClay, K.R. (ed.) Thrust tectonics, Chapman and Hall, London, p. 247-254.