Sedimentologische Aspekte im südskandinavischen Ostsee-Becken im Paläozoikum

Sedimentologische Aspekte im südskandinavischen Ostsee- Becken im Paläozoikum

1. Allgemeines

In der hier behandelten Zeitspanne von Kambrium bis Silur bewegte sich Baltika von südlichen Breitengraden langsam nach Norden bis in Äquatornähe. Damit verknüpfte Klimaänderungen hatten Einfluß auf die Sedimentation (Eliason 2000:15).

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Abb. 1 bis 3: Lage Skandinaviens im Paläozoikum (Zahl = Alter in Ma)

(Svensk Kärnbränslehantering AB (Hg.) 2005)

Die folgende Ausarbeitung basiert, soweit nicht anderweitig gekennzeichnet, auf dem Werk von Lindström (1971)

2.1 Präkambrium

Paläozoische Ablagerungen liegen auf oberflächlich leicht angewitterten präkambrischen, metamorphen Grundgebirgsresten (Granite, Gneise, Amphibolite, Glimmerschiefer) (Gravesen 1993:10). Dieses Grundgebirge wurde abgetragen, eingeebnet und ein Peneplain („Fastebene“) wurde gebildet „aus der nur einige wenige widerstandsfähige Partien herausragten“ (Gravesen 1993:10). Insgesamt war des Gebiet flach, die Oberfläche aber rauh und zackig. Regolith sowie eventuell vorhandenes kontinentales Material wurden weitgehend abgetragen.

Zunächst wurden Basiskonglomerate abgelagert. Sie sind maximal einige dm mächtig. Die enthaltenen Gerölle bestehen vorwiegend aus kleinen Gangquarz-Komponenten. Es sind zum Teil grobe Arkosen, Quarzite und rötliche Sandsteine mit Kreuzschichtung und Rippelmarken. Die Einordnung in das späte Präkambrium oder ins Unterkambrium ist aufgrund fehlender Fossilien nicht eindeutig (Gravesen 1993:16; Jäger 1984:22). Diese Sedimente werden als Fluß- und Seesedimente gedeutet - als Verwitterungsprodukte des Grundgebirges, die durch Fließgewässer in ein wüstenartiges Tiefland transportiert wurden (Gravesen 1993:16). Auch Lindström (1971:423) erkennt ein „recht energiereiches Sedimentationsmilieu“. Für den Beginn der Meerestransgression geht Lindström vom frühen Unterkambrium aus.

2.2 Unterkambrium

Die Überflutung des Gebietes erfolgte schrittweise und pulsierend, so daß es zu mehreren Meeresvorstößen und -rückzügen kam (Jäger 1984:23).

Unterkambrische Ablagerungen bestehen aus gut sortierten, mittelkörnigen, teilweise etwas feldspatführenden Quarz- Sandsteinen mit Schrägschichtung, Rippeln, Kriechspuren, Grabspuren (z.B. vertikale Röhren >> Skolithos-Sandstein (Bengtson o.J.(b)) und tonigen Banken. Die Skolithos-Ichnofazies ist typisch für Ablagerungen oberhalb der Normalen Wellenbasis.

Diese Sandsteine sind homogen zusammengesetzt und repräsentieren die Reste von verwitterter Landoberfläche, die von Wellen und Strömung in flachem

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Abb. 4: Skolithos-Sandstein, Dänemark (Foto: Andreas Wasser bearbeitet wurden. Im Waldow; Standort: Geologisches Museum der sauerstoffreichen Wasser wurden Universität Heidelberg)

organische Bestandteile abgebaut.

Lebensspuren sind in Form von Grabspuren vorhanden, Schalenreste sind aber selten, weil Kalk im kalten Wasser auf 60 bis 70° südlicher Breite (kühl und windig) relativ gut löslich ist (Eliason 2000:15).

Die Mächtigkeit dieser Einheit liegt zwischen 100 und 200 m. Sie ist geringer im Zentrum des Baltischen Schildes.

Obwohl das sandige Sediment auf ein flaches, energiereiches Meeresmilieu schließen läßt ist doch im oberen Teil der sandigen Ablagerungen Glaukonit enthalten, dessen Genese auf Meerestiefen von ca. 200 m hinweist (Murawski 2004:76). In Süd-Skandinavien ist Glaukonit in den oberen Lagen angereichert, weshalb von einer Verlangsamung der Sedimentation ausgegangen werden kann. Weiterhin nehmen Tonschiefer mit eingelagerten Kalkbänken zu - ebenfalls ein Indiz für eine Transgression. Es kommen jedoch auch Aufarbeitungshorizonte und Schrumpfrisse auf Tonschichten vor - ein übergeordneter transgressiver Trend wurde wohl immer wieder von Regressionen z.T. mit Trockenlegung unterbrochen.

2.3 Mittelkambrium

Jaeger (1984:17) weist darauf hin, daß im älteren Mittelkambrium „örtlich bis 100 m mächtige grauschwarze bis graugrüne Ton- und Siltsteine (Öland) und sogar Sandsteine (Gotland) vorherrschen“. Gleichwohl ordnet er das Einsetzen der „Alaunschieferfazies mit Stinkkalken“ dem Mittelkambrium zu. Nach Lindström (1971:419) erfolgte im Mittelkambrium zunächst im „Westen“ („im Oslo-Gebiet“) der Übergang von sandigen Schüttungen zur Ablagerung von Faulschlamm, die Grundlage für die Bildung von Schwarzschiefer. Auf dem Schwarzschiefer bildet sich Alaun (Al-Sulfat) als Verwitterungsprodukt von im Schiefer enthaltenem Sulfid (Pyrit) - deshalb wird dieser Schiefer "Alaunschiefer“ genannt.

Im „Osten“ (Ostseegebiet) wurde zunächst („über 10 Mill. J.“) noch tonig-sandiges Material abgelagert (Lindström 1971:424). Dabei handelt es sich eventuell um aufgearbeitetes unterkambrisches Sediment. Die Fauna war hier noch einigermaßen vielfältig.

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Abb. 5 (li): Von einer kristallinen Kalksteinschicht umgebene Stinkkalklinse im Alaunschiefer (C.O.R.E., 2008)

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Abb. 6 (re): Stinkkalklinse - aufgeschnitten, um horizontale Bänderung zu zeigen; Die Stinkkalklinse ist aus Kopf- und Schwanzschilden aufgebaut (Agnostus pisiformis) (Wahlenberg, 1818) (Weißer Punkt = 5 mm) (C.O.R.E., 2008)

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Abb. 7 (li.): Alaunschiefer (Geologisk museum, Universitetet i Oslo (Hg.) 2002(a))

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Abb. 8 (re.): Bituminöse Stinkkalklinse (Geologisk museum, Universitetet i Oslo (Hg.) 2002(b))

Der Übergang zur Tonsedimentation weist auf nun größere Ablagerungstiefen mit ruhigen Sedimentationsbedingungen ohne den Einfluß von Wellen oder Strömungen hin (Eliason 2000:15f.).

2.4 Oberstes Mittelkambrium bis Ordovizium

Die kambrischen Alaunschiefer Baltoskandiens bestehen aus terrigenem Material - überwiegend Quarz und Kalifeldspat in der Tonfraktion (>>Pelite). Es können bis über 20% organische Substanz (Kohlenstoff) und über 10% fein verteilter Pyrit und/ oder Markasit enthalten sein. In Verbindung mit dem enthaltenen organischen Material enthält der Schiefer auch Schwermetalle wie U, Th, V, Cr, Mo als Spurenelemente. Eine dunkelgraue bis schwarze Färbung der Alaunschiefer rührt von enthaltenem FeS2 (Murawski 2004:20) und organischem Material (Eliason 2000:16) her.

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