Variscan molasse in the Saar-Nahe Basin (W-Germany), Upper Carboniferous and Lower Permian
ZusammenfassungDas Saar-Nahe-Becken ist ein permokarbones Molasse-Becken innerhalb der variskischen Gebirgszüge. Von übertage her ist es auf einer Fläche von 100×40 km unmittelbar südlich des Rheinischen Schiefergebirges zugänglich. Unter einer bedeutenden mesozoischen Überdeckung aber hat das Becken eine Ausdehnung von insgesamt 300×100 km. In diesem wurden 4,1 km mächtiges Oberkarbon und 1,6 km mächtiges Unterrotliegend in grauer fluviolakustriner Fazies und schließlich 1,8 km rotes alluviales Oberrotliegend abgesetzt.Die oberkarbonen bis unterrotliegenden Schichten zeigen nach Oberflächenaufschlüssen und 20 Bohrungen nur entlang des Hunsrücks in geringem Umfang alluvialen Sedimenteintrag. Im Becken dagegen ist das Sedimentationsmilieu verzweigt und mäandrierend fluviatil, deltaisch und lakustrin. Kohle wurde nur im Westfal in größerem Umfang gebildet.Messungen zur Paläoströmung weisen im Westfal einen Sedimenttransport aus dem nördlich gelegenen Rhenohercynicum (Rheinisches Schiefergebirge) nach. Dieses lieferte gesteinsbruchstückreiche Sande, die in einem Depozentrum südlich des heute übertage aufgeschlossenen Saar-Nahe-Beckens abgelagert wurden. Im Stefan erlangte ein Sedimenttransport aus dem Moldanubicum (Schwarzwald, Vogesen und Zentralmassiv) an Bedeutung. Das Depozentrum des Beckens wanderte nach NE und näherte sich allmählich dem Rheinischen Schiefergebirge, das seit jener Zeit von diesem durch die Hunsrück-Südrandstörung getrennt ist. Während des späten Unterrotliegend nahm die intensive Absenkung des Beckens allmählich ab. Gleichzeitig wurden feldspatreiche Sande mit zunehmendem Gesamt-und K-Feldspat-Gehalt geliefert (diese Tendenz wurde zu Beginn des Oberrotliegend eher noch verstärkt).Ende Westfal wurde das Becken nachweislich herausgehoben und sanft gefaltet. Nach einer Einebnung der Schichten, was stellenweise zu einem Schichtverlust von bis zu 1500 m führte, folgten diskordant darüber Stefan und Unterrotliegend.Mit Beginn des Oberrotliegend schufen erneute tektonische Bewegungen eine zentrale Aufwölbung. Dies war mit vulkanischer Aktivität (rhyolitische Intrusiva und Explosiva sowie Melaphyr-Laven) verbunden und hatte nun kleinräumigen alluvialen Sedimentationsstil in jetzt kleineren Teilbecken zur Folge. Später, nach dem Rotliegend, schuf die weitere Einengung des Saar-Nahe-Beckens eine südwärts gerichtete Aufschiebung des Saarbrücker Hauptsattels auf den Buntsandstein; hierbei wurde auch das Einfallen der Hunsrück-Südrandstörung steiler, teilweise sogar überkippt.Der stratigraphische Abschnitt vom Beginn des Namur bis Ende Unterrotliegend wurde im Detail untersucht; das Oberrotliegend ist als Übersicht dargestellt.AbstractThe Saar-Nahe Basin is a Permocarboniferous molasse basin within the Variscan orogenic chains. Surface access is possible in an area of 100×40 km just south of the Rheinisches Schiefergebirge. Below a thick Mesozoic cover the basin has a total extension of about 300×100 km. 4.1 km Upper Carboniferous and 1.6 km Lower Rotliegend grey fluviolacustrine deposits and additional 1.8 km Upper Rotliegend red alluvial deposits were accumulated.The depositional environments of the Upper Carboniferous to Lower Rotliegend beds, known from surface outcrops and 20 wells, are alluvial only along the northwestern margin of the basin, but braided and meandering fluvial, deltaic and lacustrine within the basin. Coal to a considerable amount only developed in the Westfalian.Paleocurrent data indicate a sediment transport from the northern Rhenohercynicum (Hunsrück) during the Westfalian. They delivered lithic arenites, which found a depocenter S of the Saar-Nahe Basin as it is exposed today. In the Stefanian a sediment transport from the southern Moldanubicum (Schwarzwald, Vosges and Massif Central) became active. The depocenter of the basin shifted to the NE and gradually approached the Rheinisches Schiefergebirge, disconnected from it by the South-Hunsrück Fault. During the late Lower Rotliegend the intense subsidence of the basin ceased. Simultaneously, arcosic arenites with an increasing total and K-feldspar content were provided (a tendency which even enhanced with the beginning of the Upper Rotliegend).A tectonic deformation at the end of the Westfalian induced uplift and gentle folding. After a peneplenization of its beds and a loss of strata of up to 1500 m in places, Stefanian and Lower Rotliegend were deposited discordantly above.At the beginning of the Upper Rotliegend, tectonic activities formed a central anticline together with magmatism (rhyolitic intrusives and explosives as well as melaphyr lavas) and a short-distanced style of alluvial sedimentation. In the post-Rotliegend further narrowing of the basin initiated a southward thrusting of the Saarbrücken Anticline on to the Buntsandstein; together with this the South-Hunsrück Fault became steeper and partly overturned.The stratigraphic section from Namurian to Lower Rotliegend was studied in detail; Upper Rotliegend may stand as an overview.RésuméLe bassin de Sarre-Nahe est un bassin molassique permocarbonifère inclus dans la chaîne orogénique varisque. Il affleure dans une aire de 100×40 Km située immédiatement au sud du Massif Schisteux Rhénan, et son extension totale sous la couverture mésozoïque est de 300×100 Km. L'accumulation comprend: 4,1 Km de Carbonifère supérieur, 1,6 Km de Rotliegende inférieur fluvio-lacustre, et 1,8 Km de Rotliegende supérieur alluvial rouge.Les couches d'âge carbonifère supérieur à Rotliegende inférieur, connues par les affleurements et par 20 sondages, ne montrent un caractère alluvial que dans un domaine restreint à la bordure nord-ouest du bassin, le long du Hunsrück. Dans le reste du bassin, le milieu de dépôt était fluviatile anastomosé, deltaïque et lacuste. Le charbon est présent en grande quantité, dans le Westphalien uniquement.L'examen des paléocourants indique un transport à partir de la zone rhéno-hercynienne (Hunsrück) pendant le Westphalien. Cet apport a fourni des arénites lithiques qui se sont accumulées dans une aire de sédimentation située au sud de la zone d'affleurement actuel du bassin de Sarre-Nahe. Au Stéphanien, l'apport significatif s'est effectué à partir de la zone moldanubienne, située au sud (Forêt Noire, Vosges et Massif Central). L'aire de dépôt s'est déplacée vers le nord-est en direction du Massif schisteux Rhénan, dont elle est séparée par la faille du Sud-Hunsrück. Vers la fin du Rotliegende inférieur, la forte subsidence du bassin a pris fin. Cet épisode est marqué par l'arrivée d'arénites comportant une teneur croissante en feldspath (tendance qui s'est renforcée au début du Rotliegende supérieur).A la fin du Westphalien, le bassin a été soulevé et légèrement plissé. Cette déformation a été suivie d'une pénéplanation, impliquant une érosion qui a pu enlever localement 1500 m de couches; le Stéphanien et le Rotliegende inférieur se sont ensuite déposés en dicordance.Au début du Rotliegende supérieur, de nouveaux mouvements tectoniques ont engendré un dôme central; ces mouvements se sont acompagnés de manifestations magmatiques (rhyolites intrusives et explosives, laves mélaphyriques) et d'une sédimentation de type alluvial proximal. Postérieurement au Rotliegende, un nouveau rétrécissement du bassin a provoqué le chevauchement vers le sud de l'anticlinal de Saarbrücken sur le grès bigarré; simultanément, la faille du Sud-Hunsrück s'est redressée et partiellement renversée.La série stratigraphique Namurien-Rotliegende inférieur a fait l'objet d'une étude détaillée et le Rotliegende supérieur d'un aperçu d'ensemble.Краткое содержаниеБассейн Saar-Nahe представля ет собой пермо-карбон овый моляссовый бассейн с реди гор герцинского возраста. Его выход на поверхно сть составляет площа дь в 100 х 40 км непосредствен но южнее Рейнских сла нцевых гор. Однако, под значит ельными мезозойским и покровами простиран ие этого бассейна сос тавляет в общем 300 х 100 км. В бассейне различают 4,1 км мощных верхнекарбоновых от ложений; 1,6 км мощных нижнпермских пласто в в сером пресно-озерн ом фации и наконец, 1,8 км кр асных аллювиальных п ород верхней перми.На основании исследо ваний обнажений на по верхности и 20 буровых скважин отм ечено, что породы верхнего карбона до н ижнепермских свит им еют только вдоль Гунсрюка незна чительное количеств о аллювиальных седиментов. В самом ба ссейне же седиментац ия проходила в условиях разветвления речных русел и появления меа ндеров, дельт и озер. Уг оль образовывался доста точно обильно только в период вестфаля.Измерения палеопото ков указывает на то, чт о в вестфальский период седименты приносили сь из расположенного севе рнее Реногерциника / Р ейнские сланцевые горы /. Отсюд а приносились обломк и пород, гл. обр. пески, ко торые отлагались в де поцентре южнее выходящей сего дня на поверхность ча сти бассейна Saar-Nahe. В стефанск им веке имел место значительный принос материала из Молдану бика / Шварцвальд, Вогезы, Це нтральный массив /. Деп оцентр бассейна переместил ся на северовосток и п риближался постепенно к Рейнски м сланцевым горам, которые в те времена о тделялись от него стр уктурными нарушениями вдоль юж ного края Гунсрюка. Во время поздней нижней перми интенсивное пр оседание бассейна стало умень шаться. Одновременно стали поступать пески, бога тые полевыми шпатами вообще и калийными полевыми шпатами в частности — эта тенденция к началу ве рхней перми ещё более усилилась. В конце вестфаля этот б ассейн претерпел под нятие и слабое складкообра зование. После поднят ия свит, что привело местами к потери их мощности до 1500 м, последовало несогл асное отложение свит Стефана и верхней перми.С началом верхней пер ми тектонические дви жения создали центральный купол. Это было связан о с вулканической активностью: риолито вые интрузивы, вулканические выбро сы и лавы мелафиров; по сле этого произошло мелкомасш табное отложение сед иментов в небольших вторичны х бассейнах. Позднее, п о окончанию пермского периода создались ус л