Schwankende Umweltbedingungen des südwestdeutschen Oberjura dokumentiert in Kalk-Mergel-Wechselfolgen

Abstract

Die Entstehung von Kalk-Mergel-Wechselfolgen, wie man sie so auffallend im Oberjura („Malm“) von Südwestdeutschland findet, ist ein seit langem diskutiertes, jedoch immer noch kontroverses Thema. Sowohl die Entstehung des rhythmischen Wechsels von Kalken und Mergeln (die sog. „Couplets“), als auch die großmaßstäblichen Trends von mehr kalkigen und mehr mergeligen Abschnitten der Oberjura-Abfolge (Impressamergel-, Wohlgebankte Kalke- und Lacunosamergel-Formationen) wurde in zahlreichen Arbeiten thematisiert. Dagegen hat die Entstehung der Variabilität mittleren Maßstabes, d. h. von im Meterbereich wechselnden Kalk- und Mergel-dominierten Bereichen („Bündel“), bislang deutlich weniger Beachtung gefunden. Auf diesen mittleren Maßstab konzentrieren wir uns hier.
Ein Grundproblem bei der Entzifferung von Umweltinformation in Karbonatabfolgen ist in der Regel eine starke diagenetische Überprägung, die insbesondere von der Umwandlung metastabiler Karbonatphasen (z.B. Aragonit) in diagenetisch stabile (Calcit) herrührt. Dadurch wird unter anderem ein Verlust der Information über die ursprüngliche Mineralogie verursacht. Gerade in der mineralogischen Zusammensetzung der Ausgangssedimente, und insbesondere im primären Aragonitgehalt spiegeln sich jedoch die Umweltbedingungen zur Zeit der Ablagerung wider.

In der vorliegenden Arbeit stellen wir eine Methode vor, mit der die Ausgangsmineralogie rekonstruiert werden kann, und diskutieren die Paläoumwelt-Information, die in den Bündeln überliefert ist. Dazu bedienen wir uns eines neuen, von uns entwickelten Modells zur Rekonstruktion der primären mineralogischen Zusammensetzung solcher Abfolgen am Beispiel des Oberjura von SW-Deutschland (Steinbruch Neuffen). Mit diesem Ansatz werden Schwankungen des Eintrags von Karbonatmaterial aus angrenzenden flachmarinen Plattformen sichtbar, die bislang unbekannt waren, und die sich als Änderungen der biogenen Karbonat-Produktivität interpretieren lassen. Dadurch kann das Bild der schwankenden Umweltbedingungen im süddeutschen Jurameer zur Zeit der Ablagerung der Impressamergel-, Wohlgebankte Kalke- und Lacunosamergel-Formationen rekonstruiert werden.