SYSTEM ERDE III Teil I - Kontinentale Ablagerungsbereiche

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SYSTEM ERDE IIITeil I - Kontinentale
Ablagerungsbereiche

• Sitzung 01
• Grundlagen, Methoden, Konzepte

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Termine

• Vorlesung/Übung Di, 0915-1045 Uhr
• Mi, 0915-1045 Uhr
• Hörsaal Geologie
• Geländeübung Kontinentale
  Ablagerungsbereiche
• 05.06. - 06.06.2009 (Sa/So)
• 19.06. - 20.06.2010 (Sa/So)
• oder Marine Ablagerungsbereiche
• 12.06. - 13.06.2009 (Sa/So)
• 26.06. - 27.06.2010 (Sa/So)
• Bericht Leistungsnachweis

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Arbeitsmaterialien

• Taschenrechner
• Buntstifte
• Geodreieck
• Transparentpapier
• Millimeterpapier
• Reißnagel

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Inhalte

• Grundlagen, Methoden, Konzepte
• Kontrollmechanismen
• Geophysikalische Methoden
• Sedimentgefüge
• Schutt-/Schwemmfächer
• Fluviatile Systeme
• Äolische Systeme
• Deltaische und lakustrine Systeme
• Glazigene Ablagerungssysteme
• Lineare klastische Küsten
• Klastische Schelfbereiche
• Vulkaniklastika

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Literatur

• READING, H.G. (1996) Sedimentary environments.
  Processes, facies and stratigraphy, 3.
  Auflage. Oxford Blackwell.
• REINECK, H.-E. SINGH, I.B. (1980)
  Depositional sedimentary environments.-
  Berlin Springer.
• SELLEY, R.C. (1985) Ancient Sedimentary
  Environments.- London Chapman Hall.
• STOW, D. A. V. (2008) Sedimentgesteine im
  Gelände.-
• Ein illustrierter Leitfaden.- Heidelberg
  Spektrum-Verlag.
• WALKER, R.G. JAMES, N.P. (1992) Facies
  models response to sea-level change.- St.
  Johns Geol. Assoc. of Canada.
• SHELL-Legende

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Fazies als Begriff
Sedimentäre Fazies (sedimentary facies) ist ein
Typ von Sedimenten Sedimentgesteinen, die sich
durch ihre Geometrie, Lithologie,
Sediment-strukturen, Transportarten -richtungen
sowie Fossilinhalte definieren und von anderen
unter-scheiden lassen.
"Dropstones", eingebettet in deutlich
geschichteten glaziomarinen Sedimenten
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Fazies als Begriff
Faziescharakteristika werden durch das
sedimentäre Milieu kontrolliert, setzen aber
voraus, daß dieses ein akkumulierendes Milieu
(Ablagerungsmilieu) ist. Erosive, nicht-
akkumulierende und akkumulierende sedimentäre
Milieus.
Deflation
Akkumulation
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Fazies als Begriff
Faziesassoziationen und Faziesabfolgen können
durch statistische Verfahren ermittelt werden
oft sind sie charakteristisch für ein bestimmtes
sedimentäres Ablagerungsmilieu. Sedimentäres
Milieu (sedimentary environment) bezeichnet einen
bestimmten Teil der Erdoberfläche, der sich durch
die herrschenden physikalischen, chemischen
und/oder biologischen Bedingungen von seiner
Umgebung unterscheidet.
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Faziesmodelle
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Verwendung des Faziesbegriffs
I. Farbe ? "Red Bed Facies" II. Lithologie ? Sand
stein-Fazies III. Fossilinhalt ? Korallenriff-Fazi
es ? Skolithos-Ichnofazies IV. Geophysik ? "Blu
e pattern facies" Nur rezente Sedimente kann man
dem sedimentären Milieu unmittelbar zuordnen bei
der Ansprache fossiler Ablagerungen sollte man
eine Sedimentfazies auf rein deskriptiver Basis
definieren und begründen (z.B. linsenförmige,
trogförmig schräggeschichtete Grobsandsteine mit
erosiver Basis) und möglichst auf milieubezogene
Bezeichnungen (z.B. Fluviatile oder
Turbidit-Fazies) verzichten.
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Die Walther'sche Faziesregel
Walthers Law (1894) Eine vertikale Faziesabfolge
repräsen-tiert sedimentäre Milieus, die auch
lateral aneinandergrenzen.
Test von Konformität der Sedimentabfolge
Schichtlücken können unauffällig sein
(Konkretionen, Böden) und sehr viel Zeit
beinhalten.
aus LINDHOLM (1986)
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Die Walther'sche Faziesregel
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Kontrollmechanismen
(A) Autozyklische Mechanismen Durch das
Sedimentationsmilieu selbst gesteuert. Beispiel
Rinnenmigration, Barrenmigration
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Kontrollmechanismen
(B) Allozyklische Mechanismen Durch "externe"
Einflüsse, wie Klimavariationen, Heraus-hebung
der Liefergebiete, Subsidenz des Beckens oder
eustatische Schwankungen gesteuert.
DiBiase et al. (2000) Geoscience in Action
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Kontrollmechanismen
(B) Allozyklische Mechanismen Durch "externe"
Einflüsse, wie Klimavariationen, Heraus-hebung
der Liefergebiete, Subsidenz des Beckens oder
eustatische Schwankungen gesteuert.
Chris Kendall (2004)
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Känozoische Küstenentwicklung Incised valleys
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UntersuchungsmethodenDatenquellen

• Natürliche und anthropogene Aufschlüsse
• Seismik, Bodenradar, Geoelektrik
• Bohrkerne, Spülproben
• Bohrlochgeophysik
• Luft- und Satellitenbilder

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UntersuchungsmethodenDatenquellen
Atlantik
100 m
Kombination Luftbild und Laseraltimetrie (5-fach
überhöht)
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UntersuchungsmethodenDatenquellen
Geoarchäologie an der Wiege der Menschheit
Aufnahme von Trenches (Schürfgräben)
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UntersuchungsmethodenDatenquellen
Kongruenzanalyse 3D-Seismik Niger-Delta
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UntersuchungsmethodenGeometrie/Stapelungsmuster
Schematische, nicht maßstäbliche Skizzen
verschiedener Fazies-architekturen
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UntersuchungsmethodenKorngröße Schichtung
Maximale Korngröße und Schichtung als Ausdruck
des Energie-niveaus
Bahlburg Breitkreuz (1998)
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UntersuchungsmethodenKorngrößentrends
Darstellung der für verschiedene sedimentäre
Milieus typischen, i.w. autozyklischen
Korngrößenprofile nicht maßstäblich (aus Selley,
1985)
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Darstellung von Sedimentprofilen mittels
AppleCore Software
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UntersuchungsmethodenOberflächentexturen
V-Marken infolge vonKorn-Korn-Kollissionen.
Beachte! Texturen eher prozeß- als milieubezogen!
Press Siever (1994)
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UntersuchungsmethodenPetrographie

• Detritische Minerale indizieren
  Liefergebiete und Art der Verwitterung
• Spezielle Milieuindikatoren (Glaukonit, Bor,
  Salze, Kohlen)
• Authigene Minerale indizieren das
  postsedimentäre Milieu

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UntersuchungsmethodenFossilinhalt
(Makro-/Mikro-/Spurenfossilien)
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UntersuchungsmethodenSedimentstrukturen

• Eher prozess- als milieubezogen
• Präsedimentär, erosiv Rinnen, Strömungs-,
  Schlag-/Stechmarken
• Synsedimentär, akkumulierend
  Schrägschichtung, Lamination
• Postsedimentär, deformierend
  Belastungsmarken, Rutschungen

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Sedimentstrukturenals Informationsquellen

• Ein paar Beispiele....
• Belastungsmarken (load casts)
• Flammenstrukturen (flame structures)
• ? Hohe Sedimentationsraten
• Kalkkrusten und -konkretionen
• Wurzelspuren ? Geringe Sedimentationsraten
  (Hiatus?)
• Trockenrisse (desiccation cracks)
• Regentropfeneindrücke (raindrop imprints)
• Trittsiegel (animal tracks) ? Subaerische
  Exposition

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Lithofazies-Klassifikation
Das durch Miall (1978) eingeführte Schema der
Lithofaziescodes wurde ursprünglich für
Ab-lagerungen verflochtener Flußsysteme
eingeführt, kann aber auch für beliebige andere
Ablagerungs-systeme angepaßt werden Der erste
Großbuchstabe steht für die dominante Korngröße
(z.B. G gravel), der zweite bis dritte
Kleinbuchstabe richtet sich nach dem dominanten
Gefügemerkmal (z.B. ms Matrix supported m
massive) Beispiele Gms Gravel, matrix
supported Sh Sand, horizontal bedded St Sand,
trough crossbeds Fl Fines (mud), lamination
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UntersuchungsmethodenPaläotransportindikatoren
unimodal bimodal polymodal
Lindholm (1987)
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UntersuchungsmethodenPaläotransportindikatoren
Sed. milieu lokales Muster regionales Verf
lochtener Fluß Unimodal, geringe
Varianz Oft fanförmig Mäandrierender Fluß
Polymodal, hohe Varianz Gradienten
kontrolliert Estuare Bimodal Transversa
ldünen Unimodal, geringe
Varianz Barchanoide Dünen Unimodal, hohe
Varianz Deltas Unimodal Radialstrahli
g Gezeitenbetonte Bimodal Generell
einheitlichStrände Turbidite
Unimodal Oft fanförmig
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UntersuchungsmethodenHierarchie
a) Vektormittel für jeden Aufschluß b)
Vektormittel für jeden Teilbereich des
Arbeitsgebietes c) Interpretation der
Paläodrainage
Lindholm (1987)
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Vektormittel -amplitudeWie geht das?
a) Trigonometrische Methode b) Graphische
Methode zur Bestimmung von Vektormittel und
Vektoramplitude
Lindholm (1987)
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VektoramplitudeGraphische Methode
Vergleich von Datensätzen mita) hoher undb)
niedriger Vektoramplitude
Lindholm (1987)
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Korrektur tektonischer Effekteab 15 empfohlen,
ab 30 zwingend
Lindholm (1987)
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Stratigraphische Konzepte
Biostratigraphie (biostratigraphy) Lithostratigra
phie (lithostratigraphy) Chrono-Stratigraphie
(chronostratigraphy)
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Stratigraphische Konzepte
Gesucht Ein weltweit /- zeitgleiches "Signal",
das die Ein-ordnung von Sedimentprofilen in ein
Zeitgerüst ermöglicht.
Kendall et al. (2001)
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Stratigraphische Konzepte
Sequenz-Stratigraphie (sequence
stratigraphy) Vail et al. 1977 Mem. Am. Assoc.
Petrol. Geol. 26 63-81. i.w. Exxon-Gruppe ?
Diskordanzen und konkordante Korrelativa
(unconformities and correlative
conformities) Genetische Stratigraphie (genetic
stratigraphy) Galloway, 1989 Bull. Am. Assoc.
Petrol. Geol. 73 125-142. ? Kondensierte Profile
(condensed sections CS), Maximale
Überflutungsflächen/-zonen (maximum flooding
surfaces MFS, maximum flooding zones MFZ)
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Unconformities incised valleys
Achten Sie insbesondere darauf, was zur Zeit des
Niedrig-wasserstandes (Lowstand) passiert !!
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Sequenz-Stratigraphie
Systems tracts (Systemzüge)beinhalten teils
unterschiedliche, aber zeitgleich aktive
Ablagerungssysteme dreier SzenarienI) transgress
ive (transgressiv)II) highstand (Hochstand)
undIII) lowstand (Tiefstand) Zeitgerüst bilden
Diskordanzen, die auf Meeresspiegel-schwankungen
zurückgehen und daher als chrono-stratigraphisch
verwendbare Horizonte bewertet werden. Vorteil
Teilablagerungsbereiche können, basierend auf
gängigen Faziesmodellen, prognostiziert werden.
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Stratigraphische Konzepte
Walker James (1992)
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Systems tracts
HST Highstand systems tract progradierend akkumu
lierend MFS Maximum flooding surface
(zone) TST Transgressive systems tract IFS
Initial flooding surfaceLST Lowstand systems
tract
type 1/type 2 unconformity
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Übungen zu Sitzung 01
A) Übung zur Paläotransportanalyse
Korrektur tektonischer Verkippung B) Übung zur
Paläotransportanalyse Vektormittel und
Vektoramplitude
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(No Transcript)
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(No Transcript)