Original paper
Stratigraphy and facies of the Turonian (Upper Cretaceous) Roding Formation at the southwestern margin of the Bohemian Massif (Southern Germany, Bavaria)
[Stratigrafie und Fazies der Roding-Formation (Turonium, Oberkreide) am Südwestrand der Böhmischen Masse (Süddeutschland, Bayern)]
Niebuhr, Birgit; Wilmsen, Markus; Chellouche, Patrick; Richardt, Nadine; Pürner, Thomas
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 162 Heft 3 (2011), p. 294 - 315
published: Sep 1, 2011
DOI: 10.1127/1860-1804/2011/0162-0295
ArtNo. ESP171016203004, Price: 29.00 €
Abstract
An integrated analysis based on borehole sections and surface exposures of the Middle to Upper Turonian Roding Formation in the Bodenwöhrer Senke (NE Bavaria), close to the southwestern margin of the Bohemian Massif, is presented. Detailed bed-by-bed logging, facies analysis and multistratigraphic dating resulted in the recognition of its depositional environments and tectonostratigraphic significance as well as in its precise stratigraphic calibration and correlation. The Roding Formation has a thickness ranging from 75 m in the northwest to 120 m in the central and southeastern parts of the Bodenwöhrer Senke. It nearly exclusively consists of siliciclastic rocks (clays, silt- and sandstones, reddish to brown lithicarkosic pebble sandstones and gravelstones) and is subdivided into the Altenkreith, Freihöls, Taxöldern and Seugast Member (from base to top). The Altenkreith and the Taxöldern members are marine units (inner to mid-shelf) while the Freihöls and the Seugast members are (predominantly) non-marine units (alluvial fan and river deposits). The Roding Formation rests with a major unconformity on the Lower Turonian Winzerberg Formation and is sharply overlain by the upper Upper Turonian-Lower Coniacian deeper marine clays of the Hellkofen Formation. Also the bases of the Freihöls and the Seugast members are significant unconformities. Based on these erosional and/or non-depositional unconformities (sequence boundaries, SB Tu 1-5), four depositional sequences (DS Tu 2-5) can be recognised in the Middle-Upper Turonian of the Bodenwöhrer Senke, describing a nearly symmetrical trans-/regressive cycle of 2nd-order with a maximum flooding within DS Tu 3 (upper Middle Turonian). Sequence boundary Tu 1 is placed in the Lower-Middle Turonian boundary interval and separates the Roding Formation from the underlying Winzerberg Formation. SB Tu 2 occurs at the base of the Freihöls Member and is of early Middle Turonian age while lower Upper Turonian SB Tu 3 was recorded within the Taxöldern Member. SB Tu 4 is a major mid-Late Turonian unconformity at the base of the Seugast Member and the late Late Turonian SB Tu 5 terminates the Roding Formation. Time-equivalent unconformities have also been recognised in the Regensburg-Kelheim area c. 50 km in the south (contemporaneous Kagerhöh and Großberg formations) and sequence stratigraphy thus serves as a key tool for correlation. These major unconformities also occur in other Cretaceous basins of Europe and elsewhere and, thus, seem to be mainly controlled by eustatic sea-level changes. However, based on conspicuous changes in basin architecture and increased sediment supply as well as compositional and textural immaturity we suggest that the Middle Turonian Freihöls Member signifies the onset of Late Cretaceous inversion at the southeastern margin of the Bohemian Massif.
Kurzfassung
Es wird eine integrierte Analyse von Bohrungen und Aufschlüssen in der mittel- und oberturonen Roding-Formation der Bodenwöhrer Senke (Nordost-Bayern), unmittelbar vor dem Südwestrand der Böhmischen Masse, vorgestellt. Detaillierte Bank-für-Bank-Profilaufnahme, Faziesanalyse und multistratigrafische Datierung der Sedimente führen zur Rekonstruktion des Ablagerungsraumes und der tektonischen Situation sowie einer genauen stratigrafischen Kalibrierung und Korrelation der Formation. Die Roding-Formation hat eine Mächtigkeit von 75 m im Nordwesten bis 120 m im zentralen und südöstlichen Bereich der Bodenwöhrer Senke. Sie besteht fast ausschließlich aus Siliziklastika (Tone, Silt- und Sandsteine, rötlichbraune, geröllführende, grobe Arkosen und Kiese) und wird von der Basis zum Top in das Altenkreith-, Freihöls-, Taxöldern- und Seugast-Member untergliedert. Das Altenkreith- und Taxöldern-Member sind marine Einheiten des inneren und mittleren Schelfes, wohingegen das Freihöls- und Seugast-Member hauptsächlich einem nichtmarinen Ablagerungsraum mit alluvialen Fächern und Flüssen zugeordnet werden. Die Roding-Formation liegt mit einer deutlichen Diskordanz auf der unterturonen Winzerberg-Formation und wird im höheren Oberturonium und Unterconiacium mit einem deutlichen Faziesschnitt von den tiefermarinen Tonen der Hellkofen-Formation überlagert. Auch die Basis des Freihöls- und Seugast-Members sind auffällige erosive Diskordanzen. Aufbauend auf diesen Sequenzgrenzen (SB Tu 1-5) lassen sich vier Ablagerungssequenzen (DS Tu 2-5) im Mittel- und Oberturonium der Bodenwöhrer Senke ausscheiden, die einen annähernd symmetrischen trans-/regressiven Zyklus der 2. Ordnung mit einer maximalen Überflutung in der Ablagerungssequenz DS Tu 3 (oberes Mittelturonium) erkennen lassen. SB Tu 1 liegt im Grenzbereich des Unterzum Mittelturonium und grenzt die Roding-Formation von der darunter liegenden Winzerberg-Formation ab. SB Tu 2 liegt an der Basis des Freihöls-Members im tiefen Mittelturonium, wohingegen SB Tu 3 (unteres Oberturonium) in das Taxöldern-Member fällt. SB Tu 4 ist eine prominente erosive Diskordanz an der Basis des Seugast-Members im mittleren Oberturonium und SB Tu 5 (oberes Oberturonium) begrenzt die Roding-Formation im Hangenden. Die Sequenzgrenzen der Roding-Formation können auch in den zeitgleichen Kagerhöh- und Großberg-Formationen des ca. 50 km südlich gelegenen Regensburg-Kelheimer Raumes erkannt werden und bieten somit eine gute Möglichkeit zur Korrelation. Diese prominenten Sequenzgrenzen treten auch in anderen Kreide-Becken Europas und anderswo auf, werden demnach überwiegend durch eustatische Meeresspiegelschwankungen gesteuert. Eine veränderte Beckenkonfiguration der Bodenwöhrer Senke und ein deutlicher Anstieg der Sedimentanlieferung mit dem Einsetzen des Freihöls-Members, begleitet von kompositioneller und textureller Unreife, deuten jedoch auf einsetzende tektonische Bewegungen und markieren den Beginn der oberkretazischen Inversion am Südwestrand der Böhmischen Masse im Mittelturonium.
Keywords
danubian cretaceous group • integrated stratigraphy • correlation • depositional sequences • facies analysis • synsedimentary tectonics