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Geochemische Untersuchungen an lakustrin-marinen Sedimenten der Bohrung Markgrafneusiedl T1 (Oberkreide, Gosau-Gruppe)
Gerald Hofer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Michael Wagreich
DOI
10.25365/thesis.6963
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29955.55223.788262-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Gosau-Gruppe der Nördlichen Kalkalpen überlagert diskordant permisch bis unterkretazisch gefaltete Einheiten und reicht stratigraphisch von der Oberkreide bis ins Paleogen. Diachrone Transgressionen auf die Nördlichen Kalkalpen starten im späten Turonium und werden nach SE hin jünger.
Die Ablagerungen der Gosau-Gruppe am Ostrand der nördlichen Kalkalpen setzen sich im neogenen Untergrund des Wiener Beckens nach NE in Form von Synklinalen fort. Von Nord nach Süd lassen sich die Gießhübler Synklinale, die Gosau von Prottes, die Glinzendorfer Synklinale und die Gosau von Brezová und Studienka (Slowakei) unterscheiden. Die Glinzendorfer Synklinale wird dabei als Fortsetzung der Grünbacher Gosau, die im Gebiet Grünbach – Neue Welt – Piesting an die Oberfläche tritt, angesehen.
Die Glinzendorfer Synklinale streicht NE-SW unter der neogenen Bedeckung des Wiener Beckens und kann über eine Reihe von Bohrungen verfolgt werden. Stratigraphisch reicht die Glinzendorfer Gosau vom Santonium bis ins Maastrichtium. Der liegendste Abschnitt der Gosau-Gruppe besteht aus dunklen, grauen, teilweise kohleführenden Mergeln mit gelegentlichen Kalkbänken und limnischen Konglomeraten, wobei die Süßwasseralge Munieria sowie Gastropoden charakteristisch sind. Vom Santonium bis ins Maastrichtium kommt ein Äquivalent zur Grünbach-Formation in einem wahrscheinlich Süßwasser- bis brackischen Environment mit Mergeln und Tonsteinen (teilweise Pyrit führend) zur Ablagerung. Ein mehrere Zehner Meter mächtiger Konglomerathorizont mit exotischen Komponenten kann ebenfalls beobachtet werden. Darüber folgt eine Einheit mit wahrscheinlich marinen Mergeln und Sandsteinen, die ein Äquivalent der maastrichten Piesting-Formation darstellen könnte.
Die Bohrung Markgrafneusiedl T1, die in dieser Arbeit geochemisch untersucht wird, wurde von der OMV geteuft und erreichte eine Tiefe von 4530 m. Unterhalb des 3143 m mächtigen Neogens wurde die oberkretazische (bis paläogene?) Gosau-Gruppe der Glinzendorfer Synklinale bis in eine Tiefe von 4195 m angetroffen. Die liegendsten 335 m sind Sedimente des Malms.
Kalkige Nannofossilien aus Bohrkernen der Bohrung Markgrafneusiedl T1 wurden bei 28 Proben untersucht. Proben von 4106,5 bis 4023,5 m enthielten keinerlei Nannofossilien und werden daher als wahrscheinlich limnisch interpretiert. Zwischen 3933,2 und 3744,2 m enthielten die Proben eine reiche Fauna an Markerspezies wie Lucianorhabdus cayeuxii und Calculites obscurus, was auf die Nannofossil-standardzone CC17 (Santonium bis unteres Campanium) und eindeutig marine Bedingungen hindeutet. Von 3547,5 bis 3406,3 m verarmt zwar das Spektrum an Nannofossilien, zeigt jedoch höchstwahrscheinlich noch immer die Standardzone CC17 an. Im hangendsten Intervall von 3275,3 bis 3207,8 m wurden keine Nannofossilien gefunden, was auf stärkeren limnischen Einfluss hindeuten könnte.
Geochemische Gesamtgesteinsanalysen von 29 feinkörnigen Sedimentproben wurden durchgeführt, mit dem Ziel einer Unterscheidung von marinen und nicht-marinen Abschnitten. Dabei wurden Haupt- und Spurenelemente, C, O und Sr Isotope, Elemente der seltenen Erden, Karbonatgehalt, Schwefel und organischer Kohlenstoff sowie Tonmineralien gemessen.
Der liegendste - als limnisch interpretierter - Abschnitt von 4106,5 bis 4023,5 m ist durch niedrige δ13CPDB-Werte ( = -2,51 ‰ δ13CPDB) und höhere 87Sr/86Sr-Verhältnisse repräsentiert. Auch Bor-Konzentrationen von durchschnittlich 88 ppm und ähnliche Trends anderer Spurenelemente zeigen ein nicht-marines Intervall an.
Die mittlere – marine - Abfolge von 3933,2 bis 3406,3 m ist durch hohe δ13CPDB- Werte ( = -0,84 ‰ δ13CPDB) und 87Sr/86Sr-Verhältnisse im Bereich der Kreide-Strontiummeereskurve ( = 0,708239) charakterisiert. δ18OPDB-Werte liegen sehr einheitlich bei durchschnittlich -5,08 ‰ δ18OPDB; höhere Borkonzentrationen von durchschnittlich 103 ppm sind typisch für marine Bedingungen.
Niedrige δ13CPDB- ( = -2,93 ‰ δ13CPDB) und δ18OPDB-Werte im hangendsten Abschnitt (ab 3275,3 m) indizieren ein eher nicht-marines Environment, jedoch zeigen andere geochemische Werte nicht diese limnisch geprägten Bedingungen (z.B.: Borwerte von 119 ppm).
Statistische Auswertungsmethoden (Faktorenanalyse) zeigen ebenfalls, dass marine im Vergleich zu limnischen Proben Unterschiede in der geochemischen Zusammensetzung aufweisen.
Das Verhältnis von organischem Kohlenstoff zu Schwefel als mögliches geochemisches Tool zur Unterscheidung von marinen und nicht-marinen Intervallen konnte in dieser Arbeit keine schlüssigen Differenzierungen feststellen.
Tonmineralien zeigten diagenetische Unterschiede, jedoch keine Environment-spezifischen Zusammensetzungen.
Abstract
(Englisch)
The Gosau Group of the Northern Calcareous Alps (NCA) consists of Upper Cretaceous to Paleogene strata unconformably overlying folded and faulted Permian to Lower Cretaceous units. Late Cretaceous, diachronous transgression within the NCA started in the Late Turonian, becoming younger towards the southeast of the NCA.
The deposits of the Gosau Group at the eastern margin of the NCA are continued further to the east as synclines into the basement below the Neogene Vienna Basin. From north to south the Gießhübl Syncline, the Prottes Gosau Group, the Glinzendorf Syncline, and the synclines of Brezová and Studienka (in Slovakia) are distinguished. The Glinzendorf Syncline is supposed to be a continuation of the Grünbach Syncline, which is exposed at the Grünbach - Neue Welt - Piesting area.
The Glinzendorf Syncline strikes NE-SW underneath the Vienna Basin pursuable over several boreholes.
Stratigraphically the Glinzendorf Syncline ranges from the Santonian to the Maastrichtian. The lowermost part of the Gosau Group is composed of dark grey mudstones and marls with coal seams and occasional limestone beds and limnic conglomerates. The freshwater alga Munieria and gastropods are characteristic. From the Santonian to the Maastrichtian the probably freshwater–brackish facies of an equivalent of the Grünbach Formation with variegated marls and mudstones (sometimes pyrite can be observed) is present. There is also a few tens of meters thick horizon of exotic conglomerates known. Above that, a succession with probably marine dark marls and sandstones follows that is likely to be an equivalent to the Maastrichtian Piesting Formation.
The borehole Markgrafneusiedl T1, that was geochemically investigated in this work, was drilled by OMV and reached a depth of 4530 m. Below 3149 m of Neogene the Upper Cretaceous (to Paleogene?) Gosau Group (Glinzendorf syncline) is present to a depth of 4195 m. The lowermost 335 m comprise Malmian sediments.
Calcareous nannofossils from the cores of Markgrafneusiedl T1 were also investigated from 28 samples. Samples from 4106.5 to 4023.5 m were barren and are interpreted as limnic. From a depth of 3933.2 to 3744.2 m, the samples contained a diverse nannofossils assemblage including the marker species Lucianorhabdus cayeuxii and Calculites obscurus which indicates nannofossil standard zone CC 17 (Santonian to lowermost Campanian) and marine conditions. From 3547.5 to 3406.3 m nannofossil assemblages become impoverished, but still indicate most probably CC 17. From 3275.3 to 3207.8 m no nannofossils have been found so far, which may indicate non-marine conditions again.
Rock pulp geochemistry of 29 fine grained sediment samples was performed with the aim to distinguish between freshwater and marine deposits. Major and trace elements, C, O and Sr isotopes, rare earth elements, carbonate content, organic carbon and clay minerals were used.
The lowermost (limnic) section from 4106.5 to 4023.5 m is represented by low δ13CPDB values ( = -2.51 δ13CPDB) and higher 87Sr/86Sr values. Also B values of average 88 ppm and similar trends of other trace elements suggest a non-marine environment.
The middle marine unit from 3933.2 to 3406.3 m is characterised by high δ13CPDB values ( = -0.84 δ13CPDB) and 87Sr/86Sr values near the Sr-sea curve ( = 0.708239). δ18OPDB values are uniform with average -5.08 δ18OPDB. Higher B concentrations of average 103 ppm are characteristic for marine settings.
Lower δ13CPDB ( = -2.93 δ13CPDB) and δ18OPDB values in the uppermost succession (above 3275.3 m) indicate a non-marine environment but other geochemical proxies don´t show limnic conditions (e.g. B values of 119 ppm).
Statistic methods (factor analysis) established also geochemical differences between marine and non-marine samples.
The organic carbon versus sulphur ratio, that was suggested to be a geochemical tool to distinguish marine and limnic intervalls, did not show interpretable differences.
Clay minerals indicated only diagenetic but no environment specific trends.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Gosau Group Glinzendorf syncline Markgrafneusiedl T1 environment interpretation paleosalinity boron
Schlagwörter
(Deutsch)
Gosau-Gruppe Glinzendorfer Synklinale Markgrafneusiedl T1 Environmentinterpretation Paläosalinität Bor
Autor*innen
Gerald Hofer
Haupttitel (Deutsch)
Geochemische Untersuchungen an lakustrin-marinen Sedimenten der Bohrung Markgrafneusiedl T1 (Oberkreide, Gosau-Gruppe)
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
102 S.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Michael Wagreich
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.28 Sedimentgesteine ,
38 Geowissenschaften > 38.32 Geochemie
AC Nummer
AC07881881
Utheses ID
6293
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |