Freiberger Forschungsheft C481 S. 107-119 Freiberg 1999

Freiberger Forschungsheft
C481
S. 107-119
Freiberg 1999
Beitrag zur Lithofazies und zur Lithostratigraphie im Unterkambrium von
Doberlug-Torgau
Contribution to the lithofacies and lithostratigraphy of the Lower Cambrian in the
Doberlug-Torgau region
von Olaf Elicki, Freiberg
mit 2 Abbildungen und 2 Tafeln
ELICKI, O. (1999): Beitrag zur Lithofazies und zur Lithostratigraphie im Unterkambrium von Doberlug-Torgau. Palaontologie, Stratigraphie, Fazies - Heft 7; Freiberger Forschungshefte C 481: 107 - 119; Freiberg.
Schliisselworte: Kambrium, Unterkambrium, Gondwana, Lithostratigraphie, Deutschland.
Keywords: Cambrian, Lower Cambrian, Gondwana, lithostratigraphy, Germany.
Adresse: Dr. O. Elicki, Institut fur Geologie, TU Bergakademie Freiberg, Bernhard-von-Cotta-Strasse 2, D09599 Freiberg, email: [email protected]
Inhaltsverzeichnis:
Zusammenfassung
Abstract
1
Einleitung
2
Das Unterkambrium: Falkenberg Gruppe
2.1
Ausbildung der Zwethau Formation
2.2
Fazieller Charakter des unterkambrischen Ablagerungsraumes
3
Problemdiskussion zur lithostratigraphischen Abgrenzung
Literatur
Zusammenfassung
Ausgehend von einer lithofaziellen Charakterisierung des durch Bohrungen aufgeschlossenen Unterkambriums
im Gebiet von Doberlug-Torgau (Ostdeutschland) wird die Abfolge gemSB den geltenden Nomenklaturrichtlinien
gegliedert. Dies schlieBt (auf der Basis einer vorhandenen lithostratigraphischen Gliederung) sowohl die notige
Umbenennung einzelner Abschnitte als auch die fur stratigraphische Gliederungen geforderte Definition der jeweiligen Bereiche und teilweise eine Neufassung der aushaltbaren Einheiten ein. Folgende lithostratigraphische
Einheiten werden ausgehalten: Zwethau Formation (engl. = Zwethau Formation; ehemals ,,Zwethauer Folge") mit
Torgau Subformation (engl. = Torgau Member; ehemals ,,Zwethau Karbonat") und Rosenfeld Subformation
(engl. = Rosenfeld Member; ehemals ,,Zwethau Wechsellagerung"). Die speziell mi Arbeitsgebiet auftretenden,
mit der lithostratigraphischen Gliederung verbundenen Probleme werden im Vergleich mit ahnlichen Vorkommen innerhalb der palaogeographischen Provinz diskutiert. Der Ablagerungsraum wird hinsichtlich seiner sedimentationsrelevanten Merkmale kurz charakterisiert.
Abstract
Based on the characterisation of the lithofacies of the Doberlug-Torgau Lower Cambrian (east Germany), the
sedimentary sequence is defined occording to the guidelines of stratigraphic nomenclature. This includes as well
a renaming (on the base of an existing scheme) as the required (partly new) definition of the single parts of the
Lower Cambrian sequence. So, the Doberlug-Torgau Lower Cambrian is renamed as Zwethau Formation (in
German: Zwethau Formation; former: ,,Zwethauer Folge") including the Torgau Member (in German: Torgau
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Subformation; former: ,,Zwethau Karbonat") and Rosenfeld Member (in German: Rosenfeld Subformation; former: ,,Zwethau Wechsellagerung"). The problematic of the lithostratigraphic definition, especially for the working area, is diseased by comparison with similar deposits of the palaeogeographic province. The character of the
Lower Cambrian depositional area is shortly described.
1 Einleitung
Unter- und Mittelkambrium sind im Raum Leipzig ausschliefilich aus Bohrungen bekannt. Die regionale Verbreitung der Sedimente und Vulkanite erstreckt sich auf den Bereich der Sudthuringisch-Niederlausitzer Synklinalzone (nachweislich im Torgau-Doberlug Synklinorium, im Delitzscher Synklinalbereich und in der Bohrung
Schladebach westlich Leipzig). Oberkambrische bis unterordovizische Sedimente hingegen wurden zu Beginn
des Jahrhunderts iibertagig an heute nicht mehr aufgeschlossenen Lokalitaten bei Leipzig (Hainichen bei Borna,
Nordsachsisches Antiklinorium) durch Spurenfossilien nachgewiesen. Dabei handelt es sich nach FREYER (1981)
um nicht na'her spezifizierte Sandsteine, die das Spurenfossil Cruziana semiplicata ftthren, welches im perigondwanischen Raum eine Zeitspanne vom Oberkambrium bis in das untere Ordovizium markiert (ELICKI, 1997).
BRAUSE (1970) nimmt fur den Leipziger Raum ein primSres Fehlen oberkambrischer Sedimente an.
Da die kambrischen Abfolgen in den genannten Bereichen der Sudthuringisch-Niederlausitzer Synklinalzone in
ihrer faziellen Ausbildung einander stark gleichen, wird das relativ eng begrenzte Gebiet fur diesen Zeitraum
zumeist als eine geschlossene sedimentare Einheit betrachtet.
Der erste Nachweis (mittel-) kambrischen Alters im Gebiet von Leipzig gelang PICARD (1929) und PICARD &
GOTHAM (1931). Biostratigraphisch belegtes Unterkambrium ist hier seit SDZUY (1962) bekannt. Die Lagerungsverhaltnisse des kambrischen Schichtverbandes sind kompliziert; das Gebiet gliedert sich in eine Reihe von
Hoch- und Tieflagen, die von zahlreichen Storungen durchsetzt und durch diese begrenzt sind. Mit Schichtausfallen muB somit gerechnet werden; Schichtverdoppelungen sind bislang jedoch nicht bekannt. Zwischen dem Unter- und dem Mittelkambrium existiert eine groBere stratigraphische Liicke, die das hohere Unterkambrium und
das basale Mittelkambrium umfaBt (ELICKI, 1997). Das stratigraphisch Liegende der Schichtenfolge wurde bisher
nirgends erbohrt; zu den zumeist unterlagernden und in ihrem Alter lange Zeit unklaren Rothstein Schichten besteht, wie kurzlich nachgewiesen werden konnte, eindeutig eine groBere stratigraphische Ltlcke (oberes Neoproterozoikum; Datierungen der Rothstein Schichten in BUSCHMANN et al. - im Druck). Im Hangenden des Kambriums folgen lokal karbonische Sedimente (mit silurischen Gerollen), ansonsten Meso- und/oder Kanozoikum.
Zum Teil sind die kambrischen Sedimente kontaktmetamorph beansprucht.
Das Unterkambrium im genannten Gebiet (Falkenberg Gruppe) zeichnet sich durch gemischte Abfolgen von
Flachwasser-Karbonaten und Siliziklastika in unterschiedlichen Anteilen aus, die verschiedentlich (z.T. syngenetisch) von Diabasen durchsetzt sind. Das Mittelkambrium (Arenzhain Gruppe) wird von siliziklastischen Sedimenten reprasentiert, Karbonate treten hier nur a'uBerst selten in Form von Beimengungen bzw. sehr geringmachtigen, unreinen Einschaltungen auf (vgl. BRAUSE, 1970).
Das stratigraphische Alter der unterkambrischen Sedimente (Abb. 1) ist durch die zum Teil reiche Fauna gesichert: Archaeocyathen zeigen unteres bis mittleres Unterkambrium an (unteres Ovetum nach ELICKI & DEBRENNE, 1993; etwa vergleichbar dem tieferen Atdaban Sibiriens).
Palaogeographisch weisen die unterkambrischen Faunen deutlich eine Zugehorigkeit zum westlichen Mediterran
(Spanien, Marokko) und damit zum n6rdlichen Gondwana aus (ELICKI & DEBRENNE, 1993). Pala'obiogeographische Beziehungen zum Gorlitzer Kambrium (welches zudem significant jiinger ist) existieren nicht. Die Machtigkeit der unterkambrischen Abfolge wird im Raum Leipzig auf 800 bis 1 000 m gescha'tzt (BRAUSE, 1969).
Die wesentlichsten Veroffentlichungen zum Unterkambrium im Raum Leipzig (dort auch umfassendere Literaturangaben und Hinweise zur Erforschungsgeschichte) stammen von SDZUY (1962), FREYER & SUHR (1987,
1992), ELICKI & DEBRENNE (1993), ELICKI (1992, 1994-95, 1997-99), und BUSCHMANN et al. (1995 und im
Druck).
Anliegen dieses Beitrages ist es, die Abgrenzung der bereits von FREYER & SUHR (1987) verwendeten lithostratigraphischen Einheiten zu definieren und in diesem Zuge deren Umbenennung in, den ,,Richtlinien der Stratigraphischen Kommission zur Handhabung der stratigraphischen Nomenklatur" genilgende Kategorien durchzufuhren. Zugleich sollen die lithofazielle AusprSgung des Doberluger Unterkambriums dargestellt und die prinzipielle
sedimenta're Entwicklung kurz charakterisiert.
108
490mb
Spauien
Lausitz
BaWca
Abb. 1: Biostratigraphische Position des Kambriums des Doberlug-Torgau und des Gorlitz Synklinoriums innerhalb der
mediterranen Subprovinz und im Vergleich mit der sibirischen (fur das Unterkambrium) bzw. der skandinavischen (fur das Mittelkambrium) Gliederung (nach
SDZUY, 1957,1970; Elicki, 1998,1999).
Biostratigraphic position of the Doberlug-Torgau and Gorlitz
Cambrian deposits within the Mediterranean subprovince and
in relation to the Siberian (for the Lower Cambrian) as well as
to the Scandinavian (for the Middle Cambrian) scale (after
SDZUY, 1957, 1970; Elicki, 1998, 1999).
?Delitzsch
Formation
2 Das Unterkambrium: Falkenberg Gruppe
Delitzsch
Formation
TrBbitz
Formation
Sibiria
I
Die Falkenberg Gruppe wurde (urspriinglich als ,,Serie") 1978 im
,,Fachbereichstandard Stratigraphische Skala der DDR - Kambrium": TGL 25234/17 eingefiihrt. Sie wurde definiert als eine
,,nicht-metamorphe, unterkambrische, fossilfuhrende Sequenz von
Karbonaten und Siliziklastika N von Gorlitz und N sowie NE von
Leipzig" (Abb. 2).
05
2.1 Ausbildung der Zwethau Formation
Charlottenhof
Formation
Zwethau
Formation
— ?-
PS
P€
Alcudia
Die (ursprUngliche) Bezeichnung ,,Zwethauer Folge" wurde ebenfalls 1978 im oben genannten Fachbereichstandard eingefuhrt und
bezeichnet die Sedimentfolgen der Falkenberg Gruppe im Raum
Leipzig. Der Name stammt von einer kleinen Ortschaft nahe der
Lokalita't der Typusbohrung.
Die zwischen 800 und 1 000 m ma'chtige, als Zwethau Formation
bezeichnete Abfolge umfalit flachmarine Karbonate (Dolomite
und Kalksteine) und Siliziklastika (Tonstein, Siltstein, Sandstein)
mit wechselnden Profilanteilen. Der tiefere Teil der Sequenz
(nach FREYER & SUHR, 1987: ,,Zwethau Karbonat") wird (in der
Typusbohrung) deutlich von Karbonaten dominiert, wahrend der
hohere Abschnitt sowohl gemischt karbonatisch-siliziklastische
(nach FREYER & SUHR, 1987: ,,Zwethau Wechsellagerung") als
auch vorwiegend siliziklastische Abfolgen beinhaltet (vgl. ELICKI,
1999) (Abb. 2).
Die Basis der Zwethau Formation wird nach BUSCHMANN et al.
(1995) lokal durch konglomeratische debris-flow Ablagerungen
eingenommen. Im hoheren Teil treten intrusive Diabase auf.
109
Torgau Subformation
Diese Schichtenfolge wurde als (unteres bzw. oberes) ,,Zwethau Karbonat" erstmals von FREYER & SUHR (1987)
ausgehalten und umfaBt eine Sequenz von Karbonaten, Siliziklastika und (im hoheren Teil) Vulkaniten. Die hier
in Revision eingeflihrte Bezeichnung leitet sich von der in der Nahe der Typusbohrung befindlichen Stadt Torgau
ab. Nach lithologischen Kriterien sind ein untrer und ein oberer Abschnitt abgrenzbar.
Untere Torgau Subformation
Untergrenze: Unbekannt.
Obergrenze: Obere Torgau Subformation. GemaB FREYER & SUHR (1987) beginnt letztere mit Einsetzen der
ersten bedeutenden siliziklastische Einschaltung (graugruner Ton-/Schluffstein).
Typuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.
Die Untere Torgau Subformation wird durch eine Abfolge von geschichteten, z.T. fossilfuhrenden, grauen Kalksteinen und grauen bis rotlichen (spatdiagenetischen) Dolomiten vertreten (Tafel 1/1). Charakteristisch ist nach
FREYER & SUHR (1987) das Fehlen von Siliziklastika. In verschiedenen Profilabschnitten treten gehauft Karbonat-Lithoklasten und Ooide auf, im tieferen Teil Archaeocyathen.
Die Machtigkeit der Unteren Torgau Subformation wird mit mehr als 120 m angegeben. Der Ubergang zur Oberen Torgau Subformation ist flieBend.
Obere Torgau Subformation
Untergrenze: Obergrenze der Unteren Torgau Subformation. GemSB FREYER & SUHR (1987) mit Einsetzen der
ersten bedeutenden siliziklastische Einschaltung (graugruner TonVSchluffstein).
Obergrenze: Rosenfeld Subformation. GemSB FREYER & SUHR (1987) Oberkante eines machtigeren Dolomites,
der einen, u.a. durch matrixfreie Oolithe, Winkelgefiige und Onkoid-Fuhrung gekennzeichneten Sedimentationsabschnitt begrenzt.
Tvpuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.
Die Obere Torgau Subformation wird durch geschichtete, fossilfuhrende Dolomite und Kalksteine von meist hellgrauer Farbe und rotlichen bis grunlichen Siliziklastika gebildet. Vereinzelt treten basische Vulkanite auf. Das
grofie Lithotypenspektrum dieser Flachwasserkarbonate reicht von Oolithen und Intraklastiten bis zu Biolithen
und Schlammkarbonaten, wobei sich hoch- und niedrigenergetische Bildungen mi Profil vielfach abwechseln
(Tafel 1/2-12).
Innerhalb der Oberen Torgau Subformation ist eine Zunahme der oolithischen Bildungen zum Hangenden zu
erkennen, wahrend im tieferen Teil die lithoklastischen Typen vorherrschen. Die Fauna wird in den hoherenergetischen Bildungen (Rippeln, Kreuzschichtung, Intraklasten, Ooide) von Schalern (Zweischaler, Trilobiten), in den
Biolithen vor allem von Cyanobakterien (,,Algen") und Archaeocyathen reprSsentiert, die mitunter calcimikrobielle Biostrome (Cyanobakterien-Rasen, Tafel 1/6, 10) bzw. Schlammhiigelstrukturen (Cyanobakterien-Archaeocyathen-Mudmounds) aufbauen (ELICKI & DEBRENNE 1993; ELICKI, 1999).
Den genannten Karbonaten sind immer wieder (zumeist feinkornige) Siliziklastika zwischengelagert (Tafel 1/78). Zum Hangenden nimmt deren Ha'ufigkeit zu. In einigen Profilen dominieren sie diesen Abschnitt und die Karbonate treten nur noch als Einschaltungen, jetzt vor allem als Oolithe, auf. Typisch fur die Siliziklastika sind eine
haufig zu beobachtende Lamination im mm-Bereich, Entwasserungsstrukturen und ?Bioturbation (Tafel 1/8).
Selten treten Trockenrisse auf. In grober-siliziklastischen Abschnitten ist dagegen Kreuzschichtung zu beobachten (Tafel 1/8). BUSCHMANN et al. (1995) gelang der Nachweis lokaler, residualer Evaporite.
Die Lebewelt der Oberen Torgau Schichten wird vor allem durch Cyanobakterien (Tafel 1/5-6, 10) und Archaeocyathen (Tafel 1/10) reprasentiert. In biostromalen Bildungen sind vor allem die Calcimikroben Epiphyton
und Renalcis als Bildner von Bedeutung; hinzu treten eine Reihe regularer, weniger irregulare Archaeocyathen.
In den Schlammhugelstrukturen (Mudmounds) sind es wiederrum vor allem Epiphyton und Renalcis - jetzt aber
gemeinsam mit einer geringdiversen, dafur aber individuenreichen irregularen Archaeocyathenfauna - die als
Mound-Bildner bedeutsam sind. Weiterhin treten die o.g. Trilobiten und Zweischaler sowie Echinodermen,
Schwamme, Bradoriden, Hyolithelminthes, Tintinniden und Cambroclaven auf (ELICKI, 1994, 1999).
Die Machtigkeit der Oberen Torgau Schichten betragt in der Typusbohrung etwa 230 m, wachst in anderen Bohrungen jedoch bis auf 320 m an.
110
Abb. 2: Sedimentare Abfolge und Lithostratigraphie
des Kambriums des Doberlug-Torgau Synklinoriums (vereinfacht unter Verwendung
von FREYER & SUHR, 1987; BRAUSE, 1970
und ELICKI, 1998, 1999).
Fiir die mittelkambrischen Formationen
wurden bislang keine hoherauflOsenden
lithostratigraphischen Einheiten defmiert. (D
I , LS 1/63 und D IV = Bohrungen)
Sedimentary sequence and lithostratigraphy of
the Doberlug-Torgau Cambrian (generalized after FREYER & SUHR, 1987; BRAUSE, 1970, and
ELICKI, 1998, 1999). For the Middle Cambrian
formations, hitherto no detailed lithostratigraphic
catogeries are established. (D I , LS 1/63 und D
IV = drillings)
Rosenfeld Subformation
Diese Sequenz wurde erstmals von FREYER & SUHR
(1987) aufgrund lithologischer und sedimentologischer Kriterien unter der Bezeichnung ,,Zwethau
Wechsellagerang" ausgehalten und umfaBt eine Abfolge von Siliziklastika, (umgelagerten) Karbonaten
und basischen Vulkaniten.
Die hier eingeftthrte, neue Bezeichnung dieses Profilabschnittes geht auf eine in unmittelbarer Nahe der
Typusbohrung befindliche Gemeinde zuriick.
Siltstein
Untergrenze: Obergrenze der Oberen Torgau Subformation. GemaB FREYER & SUHR (1987) Oberkante eines mSchtigeren Dolomites, der einen, u.a. durch
matrixfreie Oolithe, Winkelgefuge und OnkoidFuhrung gekennzeichneten Sedimentationsabschnitt
begrenzt.
Obergrenze: Unbekannt.
Tvpuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.
ij" v v |
I v v y| basische Vulkanite
Tonstein
|\t
Sandstein
rrM Kalkstein
Die Rosenfeld Subformation beinhaltet eine Abfolge
von machtigeren, rotlichen bis grtinlichen Siliziklastika (Siltsteine, nach oben mehr und mehr Sandsteine) sowie (umgelagerten) Dolomiten und Kalksteinen. In den Kalksteinen sind Ooidfuhrung (jedoch nicht mehr
matrixfrei) und Intraklasten zu beobachten. Nach FREYER & SUHR (1987) zeichnet sich das Schichtpaket durch
eine generelle Zunahme der Siliziklastika, zahlreiche Umlagerungen, slumping-Strukturen und eine oftmals
rhythmische Sedimentation (fining upward) aus.
Die in der Typusbohrung auftretenden Diabase erreichen gewohnlich eine Machtigkeit von 0,8 - 1,5 m (maximal
etwa 30 m). Wahrend die geringmachtigen Diabase deutlich intrusiv sind, kann dies bei der 30 m machtigen Einbasale debris flows (lokal)
111
schaltung aufgrund des Fehlens der kritischen Bohrkernstrecken nicht mit Sicherheit gesagt werden. JONAS,
BUSCHMANN & GAITZSCH (1999) berichten von basaltischen bis andesitischen Intrasionen, die quasi synsedimentar in das noch nicht vollstandig verfestigte Sediment eingedrungen sind.
Die Lebewelt der Rosenfeld Subformation wird durch eine nicht naher bestimmte, umgelagerte Fauna aus Archaeocyathen, Cyanobakterien und Schalem reprasentiert.
Die Machtigkeit des Schichtpaketes betrSgt in der Typusbohrung 280 m, muB jedoch als primar groBer angesehen werden.
2.2 Fazieller Charakter des unterkambrischen Ablagerungsraumes
Das Leipziger Unterkambrium reprasentiert eine flachmarine, zumeist subtidale Sedimentation einer Karbonatrampe, die sich auf einem siliziklastisch dominierten Schelf anlegte. Nach sedimentologischen und palaontologischen Kriterien konnen folgende, wesentliche Entwicklungsstadien der Rampensedimentation ausgehalten werden (ELICKI1995, 1999):
(1) Sedimentation auf einer tieferen, subtidalen Karbonatrampe (Untere Torgau Subformation). An
der Basis treten lokal konglomeratische debris flows auf (s.o.). Das Environment ist zumeist niedrigenergetisch, der terrigene Eintrag sehr gering. Die Lebewelt ist auf wenige Formen (nahezu ausschlieBlich Cyanobakterien, selten Archaeocyathen) beschrankt. Es folgt das Stadium einer:
(2) flach-subtidalen Karbonatrampe (tieferer Abschnitt der Oberen Torgau Subformation). In diesem hb'herenergetischen Stadium gelangen fossilfuhrende Kalke zur Ablagerung, die gelegentlich
Ooide und Inrraklasten fllhren. Deutlich nehmen siliziklastische Einschaltungen zu. Cyanobakterien
und Archaeocyathen gewinnen an Bedeutung und bauen Rasen und Mudmounds (,,reef mounds")
auf, ohne jedoch wellenresistente Geriiststrukturen zu erzeugen. Das nachfolgende Sedimentationsstadium:
(3) reprasentiert eine flach-subtidale (tempora'r intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische
Rampe mit vorgelagerten, migrierenden oolithischen Barren (hOherer Abschnitt der Oberen Torgau
Subformation). Die in einigen Profilen deutlich dominierenden Siliziklastika zeigen tidale Signaturen (Lamination, karbonatische Zemente, Kreuzschichtung, ?Bioturbation, Fossilarmut, Trockenrisse; ELICKI, 1992). Karbonate treten dort zumeist als Dolomit-Einschaltungen auf (oolithische
und Intraklast-Grainstones, gelegentlich mit Kreuzschichtung). BUSCHMANN et al. (1995) wiesen
lokal Evaporationen nach. Cyanobakterien und Archaeocyathen treten in diesem Sedimentationsstadium stark zuruck.
Die nachfolgende Rosenfeld Subformation reprasentiert mit ihren Siliziklastika und allochthonen Karbonaten ein
umgestelltes Sedimentationsmilieu und leitet zu einen bereits tieferen Sedimentationsbereich iiber, der neben den
nun dominierenden Siliziklastika (auch Sandsteine) lediglich noch umgelagerte Karbonate enthalt.
Detailliertere Untersuchungen zum Sedimentationsgeschehen und daraus abgeleitete Sedimentationsmodelle,
insbesondere unter Berucksichtigung der unterkambrischen Faunenelemente, finden sich in FREYER & SUHR
(1987, 1992), ELICKI (1992, 1995, 1999) und ELICKI & DEBRENNE (1993).
3 Problemdiskussion zur lithostratigraphischen Abgrenzung
Die lithostratigraphische Untergliederung des Doberluger Unterkambriums ist nicht unproblematisch. Zum einen
sind die Profile ausschlieBlich aus Bohrungen bekannt (seltene Forschungsbohrungen sowie zahlreiche Erkundungsbohrungen der Braunkohleindustrie und der damaligen SDAG Wismut), die verstandlicherweise nicht flachendeckend und regional in unterschiedlicher AufschluBdichte niedergebracht wurden, zum anderen scheinen
fazielle Ubergange innerhalb der Horizonte recht ha'ufig zu sein, was die Festlegung eines Typusprofils erschwert. Sehr oft ist zu beobachten, dass selbst relativ eng benachbarte Bohrungen, obgleich darin Subformationen aushaltbar sind, schon deutliche Faziesunterschiede aufweisen. Es kann derzeit lediglich ein nahezu rein karbonatischer bzw. ein gemischt siliziklastisch-karbonatischer (oder karbonatisch-siliziklastischer) Abschnitt (Torgau Subformation) und ein nachfolgender (deutlich dominierend bis ausschlieBlich siliziklastischer) Ubergangsbereich (Rosenfeld Subformation) zu einer tiefer marinen Sedimentation ausgehalten werden. Letztere ist nicht
mit Aufschliissen belegt, resultiert jedoch aus dem sedimenta'ren Entwicklungstrend der Rosenfeld Subformation
112
und aus den lithofaziellen Charakteristika der nachfolgenden mittelkambrischen Sedimente. Eine weitere Untergliederung der Torgau Subformation in einen unteren und einen oberen Abschnitt (Untere und Obere Torgau
Subformation) ist, obgleich in einer Reihe von Profilen vorhanden, mitunter problematisch und wird hier aufgrund fehlender, weiterfUhrender geologischer Informationen vorerst aus den entsprechenden Darstellungen in
FREYER & SUHR (1987) ubernommen. Im wesentlichen orientiert sich die hier vorgelegte lithostratigraphische
Gliederung generell weiterhin an der von diesen Autoren vorgeschlagenen Einteilung, wenngleich die damalige
Charakterisierung der Lithoeinheiten nunmehr weiter gefaBt und insbesondere fur die Rosenfeld Subformation
erweitert werden muss (Entwicklung bis zur deutlichen Dominanz tieferer Siliziklastika). Fur weitere Profilaufnahmen ist es ratsam, zuna'chst die (auch genetisch zusammengehorigen) Subformationen auszuhalten und deren
Unterteilung in verschiedene Abschnitte - wenn liberhaupt - erst im Zuge lateraler Korrelationen und Modellierungen durchzufuhren.
Ein weiteres Problem ergibt sich aus den Lagerungsverhaltnissn des Kambriums im Raum Leipzig. Das stratigraphische Liegende des Unterkambriums ist nirgends sicher bekannt. Zumeist liegt Unterkambrium auf nicht naher
einstufbarem, hoheren Neoproterozoikum (BUSCHMANN et al., im Druck). BUSCHMANN et al. (1995) konnten das
zumindest lokale Auftreten eines Konglomerates nachweisen, welches die Autoren als debris flow interpretieren
(kein Transgressionskonglomerat!). Die Basis der unterkambrischen Sequenz (und damit der Torgau Subformation) muss also (soweit bekannt) mit seiner diskordanten, moglicherweise diachronen Auflagerung auf Prakambrium gezogen werden. Ahnlich problematisch ist die Definition der oberen Grenze: Ein sedimentSrer Ubergang
vom Unter- in das Mittelkambrium ist hier bislang nicht nachgewiesen. Viehnehr ist eine stratigraphische Liicke
zwischen den jungsten unterkambrischen Abschnitten und den a'ltesten mittelkambrischen Bereichen anzunehmen
(ELICKI, 1997), die wahrscheinlich das gesamte hfihere Unterkambrium umfaBt. Somit kann die obere Grenze der
unterkambrischen Abfolge (und damit der Rosenfeld Subformation) ebenfalls nicht genau fixiert werden.
Vergleicht man die Doberluger Profilabfolgen mit den (pala'ogeographisch verwandten) oberflachig groBraumig
aufgeschlossenen, mediterranen Vorkommen im Unterkambrium (z.B. Marokko, Spanien, Sardinien), in denen es
moglich ist, nicht nur vertikale, sondern auch laterale Faziesentwicklungen detailliert zu beobachten, so wird
deutlich, wie unvermittelt und ha'ufig lithologische Faziesbilder (,,reef mounds", Bioklastkalke, Oolithbarren,
Siliziklastika u.a.) innerhalb eines Zeitschnittes auf kurze Entfernung wechseln kOnnen und wie problematisch es
somit ist, anhand einer begrenzten Anzahl von Bohrungen hochauflosende lithostratigraphische Einheiten auszuhalten, die oftmals lediglich lokal sehr begrenzte Faziesausbildungen darstellen mogen (Tafel 2/1-7). Um das
lithostratigraphische Geriist des Doberluger Unterkambriums (iberschaubar und praktikabel zu halten, ist es notig,
genetische Abschnitte, die fiir bestimmte Sedimentationsregime charakteristisch sind, zusammenzufassen. Insbesondere in flachmarinen, unterkambrischen Sedimentationsra"umen, die sich zudem in einer Zeit reger, kurzzeitiger Schwankungen des Meeresspiegels herausbildeten, ist dies eine geeignete Herangehensweise.
Die nachgewiesene fazielle Vielfalt der unterkambrischen Abfolgen steht nicht im Widerspruch zu den anscheinend sehr weit aushaltenden Faziesra'umen am nSrdlichen Gondwana-Rand (mehr oder weniger iiber ganz Siideuropa bis in die Tiirkei): Die prinzipiellen Litho- (und oft auch Bio-) Faziesbilder zeigen vielmehr iiberregional
einen starken Grad an Ubereinstimmung, werden jedoch durch lokale und regionale Einfliisse spezifiziert.
Fur das Unterkambrium im Raum Leipzig ist somit, auf der Basis von FREYER & SUHR (1987) und in Anwendung der ,,Richtlinien der Stratigraphischen Kommission zur Handhabung der stratigraphischen Nomenklatur",
die folgende lithostratigraphische Gliederung sinnvoll:
113
Neu eingefuhrte Bezeichnung
Englische Entsprechung
In STEININGER (1997) und
alterer Literatur verwendete
Bezeichnung
Unterkambrium im Raum Leipzig:
Falkenberg Gruppe
Falkenberg Group
Falkenberger Gruppe
Zwethau Formation
Zwethau Formation
Zwethauer Folge
Rosenfeld Subformation
Rosenfeld Member
Zwethau Wechsellagerung
Torgau Subformation
Torgau Member
Zwethau Karbonat
Korrekterweise muft dannfur das Unterkambrium im Raum Gorlitzer gelten:
Charlottenhof Formation
Charlottenhof Formation
Charlottenhofer Folge
Ludwigsdorf Subformation
Ludwigsdorf Member
Ludwigsdorfer Schichten
Lusatiops Subformation
Lusatiops Member
Lusatiops Schichten
Korrekterweise mufi dannfur das Mittelkambrium im Raum Leipzig gelten:
Arenzhain Gruppe
Arenzhain Group
Arenzhainer Gruppe
Delitzsch Formation
Delitzsch Formation
Delitzscher Folge
Trobitz Formation
Trobitz Formation
Trobitzer Folge
114
Literatur
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115
Tafel/Plate 1
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Intraklast-Grainstone; kleine eckige Karbonatlithoklasten; Bioklasten fehlen; tiefer-subtidale Karbonatrampe; (untere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 1,5 mm.
Intraclast grainstone built by small angular fragments of limestone; bioclasts are lacking; deeper subtidal ramp;
(lower) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.
Oolitic-oncolitic-Grainstone, flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung
1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 2 mm.
Oolitic oncolitic grainstone; shallow subtidal ramp; (upper) Torgau Mbr., core 1630/79; scale: 2 mm.
Intraklast-Rudstone; Komponenten: gerundete Lithoklasten eines matrixfreien oolitic Grainstone;
flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren;
(obere) Torgau Subformation (hoherer Abschnitt), Bohrung 1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 5 mm.
Intraclast rudstone; components: well rounded clasts of matrix free oolitic grainstone; shallow subtidal (to
intertidal) mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member (higher portion), core 1630/79; scale: 5 mm.
Oncolitic-oolitic-Grainstone; Komponenten: mehrphasig onkolithisch umwachsene Klasten von oolitic
Pack- bis Grainstones, Biogene; flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation;
Bohrung 1706/81, Dunnschliff; MaBstab: 2 mm.
Oncolitic oolitic grainstone; components: clasts of oolitic pack- to granstone and bioclasts; shallow subtidal
ramp; (upper) Torgau Member, note: oncolite growth took place in several phases, core 1706/81; scale: 2 mm.
Fig. 5
Fig. 6
Oncolitic-oolitic-Packstone; Komponenten: Lithoklasten eines oolitic Grainstone von (dicker Cyanobakterien-Kruste onkolithisch umwachsen, unten rechts) schwimmen in onkolithisch-oolithischer
Matrix; flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 1,5 mm.
Oncolitic oolitic packstone; components: clasts of oolitic grainstone are completely oncolitic overgrown by a
thick cyanobacterial laminae and embedded in an oncolitic-oolitic matrix; shallow subtidal (to intertidal) mixed
ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.
Cyanobakterien-Boundstone; typische buschige Ausbildung eines Epiphyton-'Gartens" mit geringer
Archaeocyathen-Beteiligung; flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung
1706/81; Dunnschliff; MaBstab: 1 mm.
Cyanobacterial boundstone; very typic pattern of the bush-like growth of Epiphyton gardens with minor
archaeocyathan contribution; shallow subtidal ramp; (upper) Torgau Member, core 1706/81; scale: 1 mm.
Fig. 7
Sandstein-Lage mit Rippelschichtung (unten) in feingeschichtetem Tonstein; flach-subtidale (bis
intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 5 mm.
Sandstone layer (bottom) in laminated claystone showing ripple stratification; shallow subtidal (to intertidal)
mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 5 mm.
Fig. 8
Feinlaminierte Tonstein-Siltstein Wechsellagerung mit ?Entw2sserungsstruktur; flach-subtidale (bis
intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 5 mm.
Laminated claystone-siltstone alternation with (?)water escape structure; shallow subtidal (to intertidal) mixed
ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 5 mm.
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
Intraclast-Rudstone; Komponenten: onkolithischer und oolithischer Grainstone; flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1706/81; Dunnschliff; MaBstab: 5 mm.
Intraclast rudstone; components: clasts of oncolitic and oolitic grainstone; shallow subtidal ramp; (upper) Torgau
Member, core 1706/81; scale: 5 mm.
Cyanobakterien-Archaeocyathen-Floatstone; umgelagerter irregularer Archaeocyath und undeutliche
Cyano-Btischel; flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit
Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 2 mm.
Cyanobacterial-archaeocyathan floatstone, redeposited archaeocyath and indistinct cyanobacterial shrubs; shallow mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 2 mm.
Onkolitic-Grainstone; Bioklasten als Kerne (oft Trilobiten); flach-subtidale (bis intertidale), gemischt
siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation nahe dem
Ubergang zurRosenfeld Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 1,5 mm.
Oncolitic grainstone; cores of the components are shelly bioclasts (often trilobites), shallow subtidal (to
intertidal) mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.
Oolitic-Grainstone mit hohem siliziklastischen Anteil, kreuzgeschichtet; flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation
nahe Ubergang zur Rosenfeld Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 2 mm.
Oolitic grainstone, crossbedded and with high sandy content, shallow subtidal (to intertidal) mixed ramp with
oolitic shoals; (upper) Torgau Mbr. near the transition to the Rosenfeld Mbr., core 1630/79; scale: 2 mm.
116
Tafel/Plate2
Die hier aufgefilhrten Beispiele aus anderen Vorkommen des W-Gondwana-Schelfes dokumentieren die lithofazielle
Differenziertheit in unterkambrischen, karbonatisch-flachmarinen SedimentarionsrSumen auf kurze Distanz und
stiltzen die Faziesinterpretation fur die subterrestrischen Vorkommen von Doberlug-Torgau. So stellen die Fig. 1-5
typische Karbonat-Bildungen unterkambrischer, flach-subtidaler Environments dar. Fig. 6-7 zeigen ein zyklisch aufgebautes, flach-subtidales (bis intertidales) Oolithbarren-System, welches mit dem Stadium 3 der Karbonatrampenentwicklung von Doberlug vergleichbar ist (siliziklastisch-karbonatische Rampe mit migrierenden Oolithbarren).
These examples from other localities of the western Gondwana shelf indicate the lithofacies diversity of Lower Cambrian shallow
marine carbonate environments within short distances. These examples support the interpretation of the subterrestrial deposits of
Doberlug-Torgau. Fig. 1-5 show very typic Lower Cambrian carbonate buildups of a shallow subtidal environment. Fig. 6-7
indicate a cyclic shallow-subtidal (to intertidal) oolitic shoal complex and is well comparable with the third depositional stage of
the Doberlug Lower Cambrian (mixed ramp with migrating oolitic shoals).
Fig. 1
Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound, mit scharfer Grenze eingebettet in siliziklastischer
Matrix (geschichtete Tonsteine); Lemdad Formation, Unterkambrium, Anti-Atlas (Marokko),
MaBstab: Hammer.
Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound with sharp boundaries, embedded in a siliciclastic matrix (layered
claystone); Lemdad Fm., Lower Cambrian, Anti-Atlas (Morocco); Hammer for scale.
Fig. 2
Detail von Fig. 1; deutlich ist der scharfe Ubergang zwischen Karbonat-mound und den einhullenden
Tonsteinen zu erkennen.
Detail of Fig. 1; clearly visible is the very sharp boundary between the carbonate mound and the claystone cover.
Fig. 3
Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound, mit scharfer Grenze eingebettet zwischen gebankten
Kalken; Lemdad Formation, Unterkambrium, Anti-Atlas (Marokko), MaBstab: Hammer.
Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound with sharp boundaries, embedded in a carbonatic matrix (layered
limestone); Lemdad Fm., Lower Cambrian, Anti-Atlas (Morocco); Hammer for scale.
Fig. 4
Massiger Cyanobakterien reef mound, umgeben von einer Wechsellagerung aus knolligen Kalken und
Tonsteinen; deutlich ist die geringe laterale Erstreckung des mounds zu erkennen. La Hoya Mbr., Ossa
Morena Zone (Spanien), unteres Mariani. MaBstab: Hammer.
Massive cyanobacterial reef mound; surrounded by an alternation of nodular limestone and claystone; clearly
visible is the short lateral extension of the mound; La Hoya Mbr., Ossa Morena Zone (Spain), lower Marianian.
Hammer for scale.
Fig. 5
Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound; links: Cyanobakterien-"Garten" mit typisch wolkigem,
ungeregeltem Gefilge, rechts: Archaeocyathen-Internschutt; Funtana Colomba, Unterkambrium,
Sardinien; MaBstab: Hammer.
Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound; left: cyanobacteria-"garden" showing the typic cloudy and irregular
pattern; right: archaeocyathan reef debris; Funtana Colomba, Lower Cambrian, Sardinia; hammer for scale.
Fig. 6
Siliziklastisch-karbonatische Barrensequenz; helle Banke: sich zyklisch einschaltende Oolith-Barren;
dazwischen: v.a. Siliziklastika; Monte Sa Gloria, Unterkambrium, Sardinien; MaBstab: Autos.
Siliciclastic-carbonate shoal sequence; light layers: cyclic returning oolitic shoals; between the oolitic layers:
mainly siliciclastics; Monte Sa Gloria, Lower Cambrian, Sardinia; cars for scale.
Fig. 7
Sandstein-Lage mit Trockenrissen; Zwischenlage zwischen den zyklisch eingeschalteten Oolith-Barren
aus Fig. 6.; Monte Sa Gloria, Unterkambrium, Sardinien.
Sandstone layer with mud cracks, interlayering the cyclic oolitic shoal sequence; Monte Sa Gloria, Lower
Cambrian, Sardinia.
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