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Stratigraphic analysis of marine carbonates in the Hochmoos formation (upper Santonian) in Gosauschmied, Upper Austria
Kevin Kearney
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Michael Wagreich
DOI
10.25365/thesis.62066
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12288.81899.641066-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die oberkretazischen Ablagerungen der Unteren Gosau-Subgruppe (LGS) im Gosaubecken im Grenzbereich der Bundesländer Oberösterreich und Salzburg nahe bei Gosau und Rußbach sind für ihren Fossilreichtum und das breite Spektrum an Gesteinsarten (z.B. Mergel, Sandsteine, Konglomerate, Kalksandsteine und Kalksteine) bekannt. Die Hochmoos-Formation innerhalb der LGS stellt eine der vielfältigsten Formationen in dieser Region dar und besteht aus küstennahen und seichtmarinen Ablagerungen und Strukturen, inklusive kleinen Biostromen/Riffen, die überwiegend aus Rudisten aufgebaut wurden (Höfling, 1985; Wagreich, 1988; Sanders und Höfling, 2000). Ein bislang nicht genauer untersuchtes Vorkommen der Hochmoos-Formation nahe bei Gosauschmied am SE-Rand des Gosaubeckens wurde einer gründlichen stratigraphischen Analyse unterzogen, inklusive Profilaufnahme, Strukturmessungen, mikrofazieller Analyse, Isotopenmessungen und Evaluierung des Mikro- und Makrofossilgehalts. Das Ziel dieser Untersuchungen war die Feststellung der Faziesverteilung zusammen mit möglichen Depositionsszenarien für dieses Vorkommen der Hochmoos-Formation. Weiters sollte dieses Gebiet zeitlich im Spät-Santonium bis Früh-Campanium positioniert und mit anderen Vorkommen der Hochmoos-Formation im Gosaubecken, sowie mit anderen LGS-Lokalitäten mit Rudistenbiostromen in den Nördlichen Kalkalpen verglichen werden.
Die Analyse von Strontiumisotopen (87Sr/86Sr) aus repräsentativen Abschnitten des Untersuchungsgebiets zeigte Werte von 0,707485 (ältester Wert) bis hin zum jüngsten Wert von 0,707549. Basierend auf neulich gewonnenen Werten von Wolfgring und Wagreich (2018) für die Santonium/Campanium-Grenze auf der Postalm nahe bei Gosau, deutet die Strontiumanalyse in Gosauschmied auf ein Alter im späten Santonium bis möglicherweise frühstes Campanium für die jüngsten Ablagerungen. Die Abfolge der Lithologien, Klasten und Fossilien zeigen eine anfängliche Transgression in einem Fan-Delta-Environment, gefolgt von einem tiefermarinen Ablagerungsmilieu mit progradierenden Stapelungen von Kalksteinbänken im Highstand Systems Tract (HST), was dann zur Bildung von Rudistenkolonien am inneren Schelf und teilweise im inneren lagunären Milieu führte. Beim Beginn des Falling Stage Systems Tract (FSST) fand erneut ein Eintrag terrigener Klasten statt, was allmählich wieder zu einem Fan-Delta-Milieu mit großen Komponenten aus Dachsteinkalk, Quarz und Chert führte, aber ausschließlich auf der Westseite des Gebiets. Auf der Ostseite des Gebiets deuten das häufige Vorkommen von Rudistentrümmerkalk und die nur selten vorkommenden Rudistenbiostrome in Wachstumsposition auf ein hochenergetisches marines Milieu hin, welches nur phasenweise vor zerstörenden Sturmereignissen und Wellenaktivität geschützt war. Verglichen mit anderen Aufschlüssen der LGS mit Rudisten- und Rudisten-Korallen-Biostromen gibt es in Gosauschmied nur seltene Beispiele von biokonstruierten Gefügen, die auf ein eher ruhiges Milieu hindeuten würden. Weiters zeigen die geringe Anzahl an benthischen Foraminiferen und die nur isolierten Korallen auf ein hochenergetisches Milieu mit parautochthonem Transport von bioklastischem Schütt. Die verschiedenen Lithologien, divergierende Orientierungen und stark unterschiedliche Fossilgehalte der Aufschlüsse im Westen des Untersuchungsgebiets gegenüber der Osthälfte deuten auf eine Ablagerung in ursprünglich unterschiedlichen marinen Bereichen (proximal vs. distal) hin, gefolgt von der späteren Entwicklung einer Synklinale, die zwischen beiden Hälften bis hinunter zum Bach im Talboden läuft. Eine alternative Erklärung dieser Unterschiede könnte auch eine Störung zwischen den beiden Hälften des Untersuchungsgebiets sein, obwohl es derzeit keine klaren Hinweise gibt, die diesen Schluss untermauern würden. Die Sedimente der Hochmoos-Formation beim Gosauschmied wurden diskordant auf dem triassisch-jurassischen Basement abgelagert, was durch Dachsteinkalkgerölle und andere terrigene Klasten (Hornstein, Quarz) bezeugt wird. Mit Ausnahme des Mergelvorkommens der überlagernden Bibereck-Formation westlich und nördlich des Untersuchungsgebiets sind keine der übrigen LGS-Formationen in diesem Gebiet aufgeschlossen. Mit einer maximalen Mächtigkeit von 68m stellen die Aufschlüsse der Hochmoos-Formation beim Gosauschmied ein mächtigeres Vorkommen als vergleichbare Profile (Schmiedsippl, Katzhofgraben) am SE-Beckenrand dar, aber viel reduzierter als die beinahe 300m-mächtigen Sedimente des Beckenzentrums bei Gosau oder die 170m-mächtigen Abfolgen bei Rigaus-Abtenau. Dies ist auf synsedimentäre tektonische Aktivität zurückzuführen, welche durch Abschiebungen entlang einer Länge von ca. 10-14km in WNW-ESE-Richtung einen vertikalen Versatz von beinahe 900m im Beckenzentrum und in etwa 20-30m am SE-Beckenrand verursacht hat (Wagreich und Decker, 2001). Während also synsedimentäre tektonische Aktivität die Faziesverteilung und Mächtigkeit der Hochmoos-Formation stark bestimmt hat, zeugt die generelle Faziesabfolge deutlich von einem eustatischen Meeresspiegelzyklus, welcher simultan tektonisch verstärkt wurde.
Abstract
(Englisch)
The Upper Cretaceous sediments of the Lower Gosau Subgroup (LGS) in the Gosau basin straddling the border between the federal states of Upper Austria and Salzburg near Gosau and Russbach are well known for their fossil abundance and their wide spectrum of lithologies, ranging from marls to sandstones, conglomerates, calcarenites and limestones. The Hochmoos Formation in the LGS constitutes one of the most varied formations in the region and consists of coastal and shallow-marine deposits and structures, including small biostromes or reefs that were primarily composed of rudists (Höfling, 1985; Wagreich, 1988; Sanders and Höfling, 2000). An as-yet-unstudied occurrence of the Hochmoos Formation near Gosauschmied at the SE edge of the Gosau basin was subjected to a thorough stratigraphic analysis, including profile description, structural measurements, mircofacies analysis, isotope measurements and assessment of micro- and macrofossil content. The purpose was to investigate the facies distribution and possible deposition scenarios for this occurrence of the Hochmoos Formation, position it temporally in the late Santonian and early Campanian periods and compare it to other occurrences of the Hochmoos Formation in the Gosau basin and other LGS sites with rudist colonies in the Northern Calcareous Alps (NCA).
Strontium isotope analysis (87Sr/86Sr) from representative sections of the study area ranged from 0.707485 (oldest value) to 0.707549 (youngest value) and, based on values obtained by Wolfgring and Wagreich (2018) for the Santonian/Campanian boundary at the Postalm near Gosau, indicates an uppermost Santonian age, with the youngest sediments possibly extending into the Campanian. The succession of lithologies, inclusions and fossil content show initial transgressive activity in a fan delta environment, followed by a deeper marine environment and progradational stacking of limestone beds in the Highstand Systems Tract (HST), leading eventually to rudist colonies in an inner shelf and partially lagoonal milieu. Eventually, at the inception of the Falling Stage Systems Tract (FSST), there is resumption of terrigenous inflow, resulting again in a fan-delta milieu with large clasts of Dachstein limestone, quartz and chert, but exclusively on the west side of the study area. On the east side of the study area, the preponderance of bioclastic (detrital rudist) limestone and only isolated occurrences of in situ rudist biostromes indicate a high-energy marine environment that was only intermittently protected from destructive storm events and wave activity. Compared to other LGS outcrops in the NCA that contain rudist and rudist-coral biostromes, there is only a paucity of in situ bioconstructions in Gosauschmied that would point to a calm milieu. Further, the low count of benthic foraminifera and the occurrence of only isolated corals point toward a primarily high-energy environment with parautochthonous transport of bioclastic detritus. Divergent lithologies, different outcrop orientation and markedly disparate fossil content on the west vs. east sides of the study area point toward deposition in originally different environments (proximal vs. distal) with an ensuing post-depositional syncline running in between and along the valley floor. An alternative explanation for these differences could be a fault between the two sides of the study area, though there is no current evidence to support this view. The Hochmoos Formation sediments at Gosauschmied were lain down unconformably onto the Triassic/Jurassic basement, as reworked clasts of Dachstein limestone and other terrigenous content (chert, quartz) attest. No other LGS formations are exposed in the area except for overlying marls of the Bibereck Formation to the west and north of the study area. With a maximum thickness of 68m, the overall extent of the Hochmoos Formation at Gosauschmied is slightly greater than comparable outcrops (Schmiedsippl, Katzhofgraben) at the SE basin edge, but much less than the nearly 300m at the basin’s center or the 170m thickness observed in Rigaus-Abtenau. This is due to the synsedimentary tectonic activity consisting of normal fault subsidence over a distance of 10-14km in a WNW-ESE direction, producing a vertical throw of nearly 900m from basin center to perhaps 20-30m at the basin edge (Wagreich and Decker, 2001). Therefore, while synsedimentary tectonics strongly determined the facies distribution and thickness of the Hochmoos Formation at Gosauschmied, the overall facies succession provides clear evidence of a eustatic sea-level cycle that was simultaneously tectonically enhanced.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Gosau Group Hochmoos Formation Santonian Upper Cretaceous Carbonates Rudists
Schlagwörter
(Deutsch)
Gosaugruppe Hochmoos-Formation Santonium Oberkreide Karbonate Rudisten
Autor*innen
Kevin Kearney
Haupttitel (Englisch)
Stratigraphic analysis of marine carbonates in the Hochmoos formation (upper Santonian) in Gosauschmied, Upper Austria
Paralleltitel (Deutsch)
Stratigraphische Analyse von marinen Karbonaten in der Hochmoos-Formation (oberes Santonium) in Gosauschmied, Oberöstereich
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
153 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michael Wagreich
AC Nummer
AC16119036
Utheses ID
54869
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |