Original paper
The Lower Devonian Rhenohercynian Rift - 20 Ma of sedimentation and tectonics (Rhenish Massif, W-Germany)
Stets, Johannes; Schäfer, Andreas
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 162 Heft 2 (2011), p. 93 - 115
published: Jun 1, 2011
DOI: 10.1127/1860-1804/2011/0162-0093
ArtNo. ESP171016202002, Price: 29.00 €
Abstract
A rift-like genesis during the Lower Devonian, which lasted about 20 Ma has been revealed for the basinal stages of the Rhenohercynian Basin, formerly called “Rheinische Geosynklinale. Three different facies belts were previously recognised for this time interval based on primary sedimentary features (Stets & Schäfer 2002, 2008, 2009). Therefore, the lithofacies will only briefly be outlined here. The palaeobathymetry of the basin, which controlled lithofacies, base level and sediment input, was controlled by differing subsidence related to synsedimentary normal faulting and tilting. Indeed, a variety of block faulting and tilting patterns can be recognised within the facies belts. In contrast to other opinions, a source area in the south, termed Mid German High (MGH), was required in addition to the well appreciated Old Red Continent in the north. The importance of this southern high decreased during the late Siegenian as a result of erosion, sea level rise and subsidence. At this time, another rift south of the Rhenohercynian Belt originated. Commencing with the Emsian, this “Rhenohercynian Ocean existed through the Devonian and into the Early Carboniferous. The volcanic and sedimentary record would suggest that this rift structure was floored by oceanic crust. Coevally, and beginning close to the Lower/Upper Emsian boundary, the subsidence of the continental Rhenohercynian Basin slowed down, and, in a post-rift stage, was restricted to the local highs and subbasins which subsequently became the main structural elements within the Rhenish Massif.
Kurzfassung
Für das Rhenoherzynikum im Bereich des westlichen und zentralen Rheinischen Schiefergebirges ergab sich bei paläogeografischen Untersuchungen ein riftähnliches Beckenstadium während 20 Ma im Unterdevon. Auf der Grundlage sedimentologischer Untersuchungen sind hier schon früher drei unterschiedliche Faziesbereiche fest- und ausführlich dargestellt worden (Stets & Schäfer 2002, 2008, 2009). Daher wird hier die unterschiedliche Lithofazies in diesen drei Bereichen nur in aller Kürze angerissen. Die unterschiedlichen lithofaziellen Verhältnisse in den drei Faziesbereichen gehen - abgesehen von unterschiedlich hohen Ständen des Meeresspiegels und des ,,base level“ sowie dem Detrituseintrag vom Liefergebiet - auf unterschiedliche Subsidenz im großen wie im kleinen Maßstab zurück, die durch synsedimentäre Verwerfungstektonik verursacht wurde. So können u. a. unterschiedliche Muster der Schollenkippung in den einzelnen Faziesbereichen festgestellt werden.Im Gegensatz zu anderslautenden Auffassungen muss, abgesehen vom allseits anerkannten Old-Red-Kontinent im Norden, auch ein Liefergebiet im Süden zu dieser Zeit gefordert werden. Dieses südliche Hochgebiet - die Mitteldeutsche Schwelle - schwand ab der oberen Siegen-Stufe aufgrund von Abtragung, Meeresspiegelanstieg und tektonisch bedingter Subsidenz dahin. An seiner Stelle tat sich südlich des rhenoherzynischen Bereiches eine zweite Riftstruktur auf. Wahrscheinlich in der Ems-Stufe beginnend, blieb sie durch den Rest des Devon bis in das untere Karbon bestehen. Allerdings war diese zweite Riftstruktur aufgrund von MORB-typischen Eruptiva, die die Metasedimente in der heutigen Metamorphen Zone am Südostrand des Hunsrücks begleiten, eine ozeanisch geprägte Struktur. Mit dem Aufreißen dieser neuen Sutur ließ nahe der Grenze Unter-/Oberemsium im Rhenoherzynischen Becken die generelle Subsidenz nach und ein Post-Riftstadium setzte ein. Die Subsidenz war dort seitdem auf lokale Becken und Schwellen beschränkt, die den späteren übergeordneten ,,Sattel- und Muldenstrukturen“ innerhalb des Rheinischen Schiefergebirges entsprechen.
Keywords
hunsrück • eifel • lithofacies • synsedimentary normal faulting • rhenohercynian basin • rhenohercynian ocean