Petrographische und biofazielle Untersuchungen an oberjurassischen Deckschichten des Diapirs von Porto de Mós (Mittelportugal)

Abstract

Nach einer kurzen Beschreibung der Prä-Malm-Sedimente im Arbeitsgebiet werden für den Zeitraum von oberem Mitteloxford bis Unterkimmeridge neun vertikal aufeinanderfolgende Subfaziesbereiche gegliedert. Sie unterscheiden sich nur geringfügig voneinander, der Ablagerungsraum oszilliert zwischen küstennaher Lagunensedimentation und flachem, offenem Schelfmeer. Zwischen beiden ist meist eine oolithische Schwellenfazies eingeschaltet, die sich direkt auf halokinetische Bewegungen im Untergrund zurückführen lässt. Somit sind auch Anlage und Ausdehnung der lagunären Fazies zumindest teilweise abhängig vom Diapirismus. Als weitere Ursache tritt in Mittel Portugal ab etwa der Wende Oberoxford / Unterkimmeridge eine Regression hinzu, die sich bis in die Unterkreide zunehmend verstärkt. Eine hypothetische Grenzziehung zwischen Oxford und Kimmeridge wird postuliert. Die Hypothese stützt sich hauptsächlich auf das Auftreten von sandigen Kalken bis Kalksandsteinen im Unterkimmeridge. Entsprechende Änderungen der Biofazies sind bei Ostracoden, Palynomorphen und Charophyten zu verzeichnen. Im sedimentpetrographischen Teil wird aus den aufgefundenen terrigenen Allochemen (Untersuchung der Quarzkörner, Schwerminerale und Hellglimmer) auf ein Liefergebiet geschlossen, in dem niedrig- bis mittelgradige Metamorphite und Granite erodiert wurden. Es wird in der Iberischen Meseta im E vom Arbeitsgebiet vermutet. Eine eingehende Untersuchung der Diagenesegeschichte der Sedimente führt zu der Feststellung, dass zumindest die Zementation und Dolomitbildung der Frühdiagenese eng an Aufstiegsbewegungen des Diapirs gebunden sind. Dies gilt wahrscheinlich auch für die spätdiagenetische Dolomitisierung, die ebenso eindeutig von Tektonik geprägt ist wie die Brekzienbildung. Als Gesamtbild ergibt sich eine enge Verknüpfung zwischen folgenden Prozessen: 1. Spätherzynische Bruchtektonik, soweit sie die Iberische Halbinsel erfasst. 2. Der Lusitanische Trog als Riftsystem einer ersten Phase der Atlantik-Öffnung, der den Hauptrichtungen von (1.) folgt. 3. Die während Obertrias und Hettangien abgelagerten Evaporite bedingen wahrscheinlich ab Unterdogger einen ausgeprägten Diapirismus in Mittel Portugal. 4. Im Zeitraum Obercall ovien bis Unterkreide kommt es zu einer weiteren Dehnungsphase der Rift. Dabei entstehen die Horst- und Graben Strukturen, wie sie typisch für einen passiven Kontinentalrand sind. 5. Zur gleichen Zeit erreichen die diapirischen Bewegungen einen ersten Höhepunkt. Der Einbruch des Diapirdaches wird im Arbeitsgebiet auf den unteren Abschnitt des Oberoxford datiert. Dabei folgt auch die von (3.) und (4.) ausgelöste intensive Bruchtektonik den Richtungen von (1.). 6. Die Malmsedimente in Mittel Portugal sind geprägt von einer vielfältigen lateralen wie vertikalen Faziesverzahnung, die sich im einzelnen direkt auf Bewegungsbilder von (3.) und (4.) zurückführen lässt.

Following a short description of the pre-Malm- sediments in the area studied the Late Jurassic period from Upper Middle Oxfordian to Lower Kimmeridgian is divided into nine successive subfacies. These differ only gradually from one another. The sedimentation varied between nearshore lagoonal and shallow shelf deposits. Between these, normally an oolithic barrier is inserted which originates directly from diapiric movements in the subsurface. Thus, the lagoonal facies also is at least partially dependent on diapirism. Another basis for this development in Central Portugal was a regression starting from the Upper Oxfordian / Lower Kimmeridgian and increasing to the Early Cretaceous. A hypothetical boundary between the Oxfordian and Kimmeridgian is postulated, based mainly on lithology. The Lower Kimmeridgian rocks are characterized by sandy limestones or limy sandstones. The change is mirrored by partly different genera of ostracodes, palynomorphs and charophytes. In the petrographic section of this thesis, the analysis of terrigenous allochems (quartz, heavy minerals, light micas) conclusively leads to an erosion area composed of low to middle grade metamorphites and granitic rocks. This region would have been part of the Iberian Meseta in the E of the area studied. A thorough analysis of the diagenetic history of the sediments shows that at least the early diagenetic processes of cementation and dolomite formation are closely related to the rise of the diapir in the subsurface. Presumably the same is true for the deep burial dolomitization which is as clearly connected to tectonics as the brecciation is. The overall picture indicates a close relationship between the following processes: 1. Late Hercynian fracture tectonics, insofar as they affect the Iberian Peninsula, 2. the Lusitanian Basin as a rift phase of the early Atlantic opening. It follows the main directions of (1), 3. the evaporites deposited in Late Triassic / Hettangian times presumably effect the diapirism in Central Portugal from the Early Dogger on, 4. from the Upper Callovian to the Lower Cretaceous a new extension movement in the rift system results in horst-graben-structures as is typical for passive continental shelves, 5. in the same period, the halokinetic movements arrive at a first maximum. The break up of the diapir roof in the area studied is thought to have occurred in the lower part of the Late Oxfordian. The fracture tectonics caused by (3) and (4) follow the directions of (1), 6. the Late Jurassic sediments of Central Portugal are differentiated into numerous facies which change very quickly laterally as well as vertically. These facies patterns are directly related to movements and structures effected by (3) and (4).