Stratigraphie und seismisches Erscheinungsbild des Oberkarbons (Westfal, Stefan), Emsland

Die Lithostratigraphie des Oberkarbons im Emsland wurde mittels Korrelation von Bohrlochmessungen untersucht und dargestellt. Die im Emsland erbohrte Schichtenfolge des Oberkarbons umfaßt das Obere Westfal A bis zum Stefan. Während dieses Zeitraumes fand eine kontinuierliche Verkleinerung des Ablagerungsraumes statt, die im Stefan mit der Ausbildung der Emssenke ihren Höhepunkt erreichte. Verbunden mit ihr war eine Änderung der Ablagerungsbedingungen von der Unteren Deltaebene über die Obere Deltaebene hin zur Alluvialebene. Die jüngsten Oberkarbonstufen - Westfal C bis Stefan - werden durch Diskordanzen voneinander getrennt. Die heutigen Verbreitungsgrenzen des Westfal D und des Stefans sind Erosionsränder. Entgegen bisherigen Annahmen wurde das Stefan nicht über die Verbreitungsgrenzen des Westfal D hinaus abgelagert, das heißt seine Verbreitung ist geringer als bisher dargestellt. Im Unteren Westfal D tritt ein auf den Bereich des Itterbeck-Horizontes fixierter Farbwechsel der feinklastischen Sedimente von rot zu grau auf. Er kann in Bohrungen als Hilfsmittel zur stratigraphi sehen Einstufung der erbohrten Schichtenfolge herangezogen werden. Mittels synthetischer Seismogramme und seismischer Profile wurde das Reflexionsverhalten des Oberkarbons untersucht. In den seismischen Profilen ist das Oberkarbon dreigeteilt. Der obere Abschnitt zeigt ein weitgehend inkohärentes Reflexionsbild mit schwachen Amplituden und niedrigen Frequenzen. Er wird unterlagert von ein bzw. zwei hochfrequenten Reflexionsbändem (HF-Bänder) mit starken Amplituden. Sie werden von konstruktiven Interferenzen der Kohlenflöz Reflexionen hervorgerufen. Das im Westemsland auftretende HF-Band gehört in das Mittlere Westfal B. Im südlichen Emsland existieren zwei HF-Bänder. Das höhere entspricht dem tiefen und dem Mittleren Westfal C. Das tiefere kann aufgrund seines Abstandes zum oberen HF-Band dem im Westemsland beobachteten HF-Band gleichgestellt werden. Unterlagert werden die HF-Bänder von einem Bereich mit niedrigfrequenten Reflexionen, die teilweise starke Amplituden besitzen. Potentielle Erdgasspeichergesteine mit Porositäten von über 10 % treten im Mittleren Westfal C und den jüngeren Schichten des Oberkarbons auf. Dieser Bereich liegt ca. 80-100 ms über dem im Westemsland beobachteten HF-Band. Im südlichen Emsland liegt dieser Bereich an der Basis des oberen HF-Bandes.

The lithostratigraphy of the Upper Carboniferous of Emsland has been studied and documented through correlation of well logs. The Upper Carboniferous strata penetrated by wells in Emsland comprise the Upper Westphalian A to Stephanian. During Late Carboniferous time a continuous reduction of the depositional area occurred and reached its peak during the Stephanian, which is documented by the Ems trough. A concurrent change in the depositional environment took place from the lower deltaic to the upper deltaic plain and, finally, to the alluvial plain. The youngest stages - Westphalian C to Stephanian - are separated by unconformities. Today’s limits of Westphalian D and Stephanian strata are erosional edges. In contrast to earlier assumptions, the deposition of Stephanian strata did not take place outside the original depositional limits of Westphalian D strata: in other words, its distribution is smaller than hitherto shown. In the Lower Westphalian D a colour change in the shaly sediments from red to grey occurs approximately at the level of the Itterbeck horizon. This phenomenon can be used for the stratigraphic identification of Upper Carboniferous strata penetrated in wells. The seismic character of the Upper Carboniferous has been studied through the use of synthetic seismograms and seismic sections. In seismic sections a division can be made of the Upper Carboniferous reflections into three units. The upper unit shows wide incoherence, together with weak amplitudes and low frequencies. This unit is underlain by one or two high-frequency reflection bands (HF-bands) with strong amplitudes. They are generated by constructive interferences of coal seam reflections. The HF-band in western Emsland occurs within the Middle Westphalian B. In southern Emsland two HF-bands exist. The upper one occurs within the Lower to Middle Westphalian C. Due to its distance from the upper HF-band, the lower one is likely to correspond to the HF-band observed in western Emsland. Both HF-bands are underlain by a low frequency/strong amplitude unit. Potential natural gas reservoirs with porosities greater than 10 % occur within the Middle Westphalian C and in the overlying younger Upper Carboniferous sandstones. This section occurs down to approximately 80-100 ms above the HF-band observed in western Emsland. In southern Emsland this section reaches down to the base of the upper HF-band.