Sequenzstratigraphie im Silur der Karnischen Alpen

Die sedimentäre Schichtfolge und ihre interne (zyklische) Untergliederung eignen sich hervorragend zur stratigraphischen Korrelation zwischen getrennten Sedimentbecken und zu ihrer paläogeographischen Rekonstruktion. In den vergangenen Jahren fand das Konzept der Sequenzstratigraphie allgemeine Anerkennung und wurde zunehmend genutzt, um die Entwicklung phanerozoischer Sedimentbecken zu analysieren. Basierend auf seismischen stratigraphischen Befunden haben VAIL et al. (1977) sedimentäre Sequenzen identifiziert, die durch Diskontinuitäten charakterisiert werden oder zeitgleichen Bildungen entsprechen, die ein Alter zwischen 1 und 2 Millionen Jahren haben. Sie führten solche Abschnitte auf globale oder eustatische Schwankungen des Meeresspiegels zurück. Dabei werden Sequenzen erster, zweiter, dritter, vierter oder höherer Ordnung unterschieden. Zyklen höherer Ordnung, die für gewöhnlich einen Zeitraum von weniger als 500.000 Jahren entsprechen, werden als Parasequenzen bezeichnet. Für das Silur wiesen C. BRETT et al. (1990) als erste auf die Bedeutung sequenzstratigraphischer Studien hin, als sie die Möglichkeiten einer detaillierten Korrelation von geringmächtigen Schichtpaketen demonstrierten und betonten, dass es nur auf der Basis neuer physikalischer Daten und darauf beruhender Korrelationen von Sequenzen und Subsequenzen möglich ist, Schlussfolgerungen über eustatische Meeresspiegelschwankungen und die Beckendynamik zu ziehen. Ohne einer umfassenden stratigraphischen Untersuchung sei es nicht möglich, ein konsistentes Bild über die globalen sequenzstratigraphischen Verhältnisse zu erzielen. Nach JOHNSON (1999) wird der Zeitraum des Silurs durch 8 global auftretende Meeresspiegel-Hochstände gekennzeichnet, von denen wenigstens ein Teil mit interglazialen Episoden in Zusammenhang stehen könnte. Für andere sind hingegen die Ursachen noch nicht klar. Die Autoren betonen, dass es notwendig sei, auf der Basis genauer chronostratigraphischer Daten die einzelnen Vorkommen von Silur hinsichtlich ihrer Ablagerungsverhältnisse zu analysieren und die daraus abgeleiteten Kurven des Meeresspiegels interregional und interkontinental zu vergleichen. Die paläohydrologischen Konsequenzen eröffnen ein weites Forschungsfeld im Bereich der Sedimentologie. Die Karnischen Alpen repräsentieren eine der wenigen Stellen auf der Erde, in denen eine kontinuierliche fossilführende Schichtfolge des Paläozoikums überliefert ist. Das Silur betreffend, umfassen die fast vollständig erhaltenen marinen Ablagerungen das gesamte Spektrum von Flach- bis Tiefwassersedimenten, die zudem in ausgezeichneter Weise durch Fossilien datiert sind und daher leicht miteinander korreliert werden können. In diesem Projekt wird daher vorgeschlagen, die bekannten silurischen Flach- und Tiefwasserablagerungen der Karnischen Alpen nach dem Konzept der Sequenz-stratigraphie hin zu untersuchen, um - ein detailliertes Bild über die Schwankungen des Meeresspiegels für diesen Zeitraum zu gewinnen, - ein einheitliches sequenzstraigraphisches Modell des gesamten silurischen Ablagerungsraumes der Karnischen Alpen zu entwickeln, - eine Unterscheidung zwischen tektonischen und eustatischen Ursachen für die wechselnden Höhen des Meeresspiegels treffen zu können und - die hierbei erzielten Ergebnisse mit der globalen Kurve des Meeresspiegels in dieser Zeit zu vergleichen. Erste Ergebnisse von C. BRETT und H. P. SCHÖNLAUB in den Profilen Cellon und Oberbuchach im Zeitraum Llandovery bis Ludlow lassen vermuten, dass sich die Methode der Sequenzstratigraphie nicht nur gut auf die Karnischen Alpen anwenden lässt, sondern sich zu dieser Zeit auch eine gewisse Synchronität der Schwankungen des Meeresspiegels mit dem Vorland der Appalachen und den Britischen Inseln abzeichnet.

Projektziel: Untersuchung der bekannten silurischen Flach- und Tiefwasserablagerungen der Karnischen Alpen nach dem Konzept der Sequenzstratigraphie in Hinblick auf detaillierte Angaben über die Schwankungen des Meeresspiegels im Silur, Erstellung eines einheitlichen sequenzstratigraphischen Modells für den gesamten Ablagerungsraum der Karnischen Alpen, Unterscheidung zwischen tektonischen und eustatischen Ursachen für die wechselnden Meeeresspiegel und Vergleich mit der globalen Meeresspiegelkurve in dieser Zeit. Ergebnisse: Der Schwerpunkt dieses Projektes lag in der Anwendung sequenzstratigraphischer Konzepte in gut datierten karbonatischen Flachwasser-Schichtfolgen und graptolitischen Beckensedimenten des Silurs der Karnischen Alpen, um die auf unterschiedliche Meeresspiegelstände zurückgehenden Schichtpakete miteinander zu korrelieren und mit den Gegebenheiten in anderen Gebieten Europas und Nordamerikas zu vergleichen. Die Analyse lokaler Meeresspiegelschwankungen ist unabdingbare Voraussetzung für die Bestimmung globaler eustatischer Trends. Die Meeresspiegelkurve für das Silur der Karnischen Alpen basiert auf einer detaillierten, bis in den cm-Bereich gehenden revidierten stratigraphischen Aufnahme aller für diese Untersuchungen geeigneten Schichtfolgen unter Zuhilfenahme biostratigraphisch verwertbarer Conodontenfaunen, Graptolithen und Chitinozoen. Iinsbesondere im Llandovery können 11 transgressive Episoden kleineren Umfangs unterschieden werden, während das Pridoli 8 kurze transgressive Phasen prägen. Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung, da in anderen Gebieten mangels durchgehender Profile entsprechende Daten bisher nur ungenügend überliefert sind. Die derzeitige Interpretation der Gelände- und Dünnschliffbefunde deutet Sequenzgrenzen im jüngeren Llandovery (1), Wenlock (3), Ludlow (2) und Pridoli (2) an, die mit den Abfolgen im nordöstlichen Vorland der Appalachen Nordamerikas und auf den Britischen Inseln korreliert werden können. Nach JOHNSON (1996) wird die Silur-Zeit weltweit durch acht Meeresspiegel-Hochstände charakterisiert. Die Ergebnisse aus den Karnischen Alpen haben gezeigt, dass in einigen Gebieten Meeresspiegelschwankungen geringeren Ausmaßes wesentlich häufiger wirksam waren als in anderen und sowohl die biostratigraphischen Voraussetzungen als auch das Auftreten von K-Bentonitlagen diese Annahme untermauern.