Geodynamik 1 M.Geo.101 WS 2014/15 LV1 Sedimentologie und Beckenanalyse (V, 2 SWS )

Transkript

1 Geodynamik 1 M.Geo.101 WS 2014/15 LV1 Sedimentologie und Beckenanalyse (V, 2 SWS ) N USM Sedimentation Model (Chattian ~25Ma) S 10 km E Boswil-1 belt fluvial meander Hünenberg-1 25 Ma CC 27 Ma 1.5 average angle of unconformity 3.5 average angle of unconformity Floodplain AF 28 Ma HvE Schlunegger / Sedimentologie et al. (1997), Tectonics und Beckenanalyse Ma R Ro S Bajadas UMM 10 km Rigi Penninic & Helvetic nappes m Hilmar v. Eynatten Guido Meinhold Sedimentologie/ Umweltgeologie l M.Geo.101 / LV2 (600101) Übungen zur Sedimentologie und Beckenanalyse (Ü, 1 SWS) Mo, 11-13h, MN16 Dr. Guido Meinhold zweistündig, zweite Semesterhälfte; Beginn 1.12.

2 Lehrangebot (Master Geowissenschaften) im Bereich Exogene Geologie / Sedimentologie / Sedimentpetrologie (Bachelor: Praktikum Sedimentpetrographie/Sedimentologie) Sedimentologie und Beckenanalyse (Modul Geodynamik 1) Sedimentpetrologie: Petrographie, Geochemie & Provenienzanalyse WiSe Economical Deposits in Sedimentary Environments (Modul Beckenanalyse 1) Low-Temperature Geothermometry and Geochronology in Basin Analysis Diagenese und Verwitterung (?) (Modul Beckenanalyse 2) Geländeübung zur Sedimentgeologie (Oberkreide Subherzyn) SoSe Seminar zu Sedimentgeologie und Sedimentpetrologie Angewandte Liefergebietsanalyse (Modul Beckenanalyse 3) Aufgabengebiete der Sedimentologie/Sedimentpetrologie Stratigraphische Aufnahme Faziesmodell und Paläogeographische Rekonstruktion Genetische Stratigraphie Subsidenz-/Beckenanalyse Petrographische Aufnahme (makroskopisch/mikroskopisch) Phasenanalyse, Geochemie Liefergebietsanalyse Diagenesemodell Geodynamische Modelle Anwendungsgebiete in Erdöl-/Erdgasexploration und förderung, sonst. Rohstoffexploration, Hydrogeologie, Umweltgeologie, Ingenieurgeologie,...

3 Literatur Skript: Allen, P.A.: Earth Surface Processes, Allen, P.A. & Allen, J.R. (2005): Basin Analysis principles and applications, 2 nd edition. Coe, A.L.: The Sedimentary Record of Sea-Level Change, Einsele, G.: Sedimentary Basins, Hsü, K.J.: Physics of Sedimentology, 2004, 2 nd edition. Leeder, M.: Sedimentology and Sedimentary Basins, Miall, A.D.: The Geology of Fluvial Deposits, Schäfer, A.: Klastische Sedimente: Fazies und Sequenzstratigr., Reading, H.G.: Sedimentary environments, 1996, 2 nd edition. Ricci Lucchi, F.: Sedimentographica A Photographic Atlas of Sedimentary Structures, Sediments are precise recorders of processes at the earth surface with a (potentially) high temporal resolution erosion source sedimentation sink t 0 t 1 t 2

4 Fazies Faziesanalyse Was ist Fazies? Gesteinskörper mit spezifischen Merkmalen Aufschluß/Bohrkerne: Farbe, Schichtung, Textur, Zusammensetzung Fossilgehalt, Sedimentstrukturen,... Lithofazies Biofazies Log Fazies: basiert auf Bohrlochmessungen, akustische, elektrische, radioaktive Eigenschaften Seismische Fazies: basiert auf Amplitude, Frequenz, Geschwindigkeit,... großräumige Geometrie! (externe Form einer Ablagerungseinheit) beckenweite Charakterisierung im Gegensatz zur Charakterisierung im Aufschluß bzw. Bohrloch Weitere Verwendung: Tektofazies, Fluviatile Fazies ( environment),... Fazies Faziesassoziation Faziessequenz A A B C D A B C D A, B, C, D A B C D A B C D A B C D C A B C D C B A B D B A C A C space B Walther s Law (1894) A time single facies type facies association nce seque facies C discontinuity cy yclic sed dimenta ation

5 Coe et al Seismische Fazies Geometrische Anordnung von Fazies Reading 1996

6 Geometrie von Grenzflächen Reading 1996 chen renzfläc von Gr nnung v r Erken ien zur Kriteri van Wagoner et al. 1990

7 Fazies - Interpretation Reading 1986 Kontrollfaktoren der Faziesentwicklung und -verteilung Sedimentäre Prozesse Sedimentzufuhr Subsidenz ( Tektonik) Akkomodationsraum Meeresspiegelschwankungen Klima Biologische Aktivität Wasserchemie Vulkanismus unterschiedliche Bedeutung in unterschiedlichen Ablagerungsmilieus! Konservierungspotential

8 Drainage-Becken und Sediment-Becken Leeder 1999 Beispiel: Indus Sediment Routing System Allen 1997

9 Sediment-Becken Sediment-Becken gehören zu den grundlegenden g Elementen der oberen Erdkruste Gebirge Meeresspiegel Sediment-Becken Akkomodationsraum Subsidenz Sediment-Becken Kontrollfaktoren der Beckenentwicklung und Grundlagen der Becken- Klassifikation nach Ingersoll (1988, GSA Bulletin 100: ): (a) type of substratum (Art der Kruste): ozeanisch (O) transitional (T) kontinental (C) (b) proximity to plate boundary (Nähe zu Plattengrenzen): plattenrandlich (e) plattenintern () (i) (c) type of nearest plate boundary (Typ der nächsten Plattengrenze/n): divergent konvergent transform

10 Klassifikation von Sediment-Becken (1) plate interior C i divergent a: slow subsidence b: rapid subsidence (2) passive continent. T i divergent mod.-low subsidence margins shear asymmetric (3) oceanic basins O i,e large, slow subsidence (4) active continental O e convergent, deep see trench margin O,T i,e divergent, forearc & backarc basins (5) collision C e,i(s) conv./flex./transf., foreland basin O e convergent, remnant ocean basin (6) transform margin C,T,O e,i transpressive/transtensive, small, rapid subsidence (1) plate interior basins (C / i / divergent) epicontinental basin 1a 1b Einsele b Reading 1986

11 Example: East African Rift System Example: Upper Rhine Graben (2) basins on passive continentinental margins (T / i / divergent) Einsele 2000

12 (2) basins on passive continentinental t margins Ingersoll 1988 Pa assive margin cross section offshore Balti imore, USA nach Bouma et al. (1982)

13 (3) oceanic basins (O / i + e /...) Einsele 2000 (4) basins related to subduction (active continental margin) (O(T) / i(e) / conv.(div.)) see (5)

14 (4) basins related to subduction (active continental margin) Einsele 2000 (5) basins related to collision (C(O) / e / convergent) C Ingersoll 1988

15 (5) basins related to collision Leeder 1999 N USM Sedimentation i Model (Chattian ~25Ma) S 10 km E fluvial meander belt Boswil-1 Hünenberg-1 25 Ma CC Floodplain AF Ro S Bajadas Rigi Penninic & Helvetic nappes m Ma 1.5 average angle of unconformity 3.5 average angle of unconformity 28 Ma 30 Ma R Schlunegger et al. (1997), Tectonics 16 UMM 10 km

16 (6) strike-slip basins Reading 1986 (6) strike-slip basins Einsele 2000

17 Klassifikation von Sediment-Becken (1) plate interior C i divergent a: slow subsidence b: rapid subsidence (2) passive continent. T i divergent mod.-low subsidence margins shear asymmetric (3) oceanic basins O i,e large, slow subsidence (4) active continental O e convergent, deep see trench margin O,T i,e divergent, forearc & backarc basins (5) collision C e,i(s) conv./flex./transf., foreland basin O e convergent, remnant ocean basin (6) transform margin C,T,O e,i transpressive/transtensive, small, rapid subsidence Inge ersoll