Mikrofazies und Tonmineral-Stratigraphie im Bereich der Unte- ren und Oberen Mergelplatten (Bayern, Südliche Frankenalb; Kimmeridge 2.1 und 2.2; Malm Delta 1 und 2)

Abstract

Im Steinbruch der Firma Balz (Pappenheim) wurde ein Intervall von 18 m Mächtigkeit im Bereich der Unteren Mergelplatte und der Oberen Mergelplatte (Grenzbereich Malm Delta 1-3) der Treuchtlingen Formation untersucht. Die Schichtfolge (16 Bänke; Schichten) kann über mehrere 10er Kilometer in der Südlichen Frankenalb korreliert werden. Die Bänke sind durch deutliche »Hauptfugen« voneinander getrennt und zeigen oft auch schwach ausgebildete Bank-interne »Nebenfugen«. Die mikrofazielle Analyse wurde anhand von 22 Proben mittels petrographischer Dünnschliffe und röntgenographischer-Analysen zur Ermittlung der tonmineralogischen Zusammensetzung der Nichtkarbonate durchgeführt. Die Bänke bauen sich aus Horizonten verschiedener Partikelkalke (Mikrofazies-Typen) mit charakteristischen Karbonatgehalten auf. Matrix-reiche Wa- ckestones (92-96% Karbonatgehalt), Partikel-reiche Packstones und mikrobielle Bindstones (94-98%) wechseln sich in vertikaler Folge ab. Eingeschaltete Mergel sind entsprechend ihres Anteils an Nichtkarbonaten unterschiedlich ausgebildet. Die Partikelkalke zeigen wechselnde Matrix-Gehalte und Mächtigkeiten von Zentimetern bis Dezimetern innerhalb der Bänke. Sie spiegeln einen stetigen Wechsel der Wasserenergie von gering bis mäßig im Ablagerungsraum wider. Dünne Schalen planktonischer Bivalven (Filamente) wurden zu Zeiten erhöhter Wasserenergie aus entfernten, südlichen Meeresbereichen eingeschwemmt. Mikrobielle Lagen deuten auf eine Fixierung von vorher abgelagerten Sedimenten. Mikrobielle Aktivität führte zu dünnen, mikrobiellen Sedimentlagen, zu rundlichen Onkoiden mit mikritischen Kernen und zur Bildung von länglichen Filament-Onkoiden mit dünnen, langen Filamenten als Kern. Kleine domförmige mikrobielle »Stromatolithe«, Zusammenwachen von Tubiphyten und Serpuliden in kleinen Clustern stellen kleine riffogene Strukturen dar, die lokal am Meeresbodens wachsen konnten, der nur ein geringes Relief von Zentimeter bis Dezimeter Höhe aufgewiesen hat. Röntgenographisch, tonmineralogische Untersuchen zeigen vier Zonen unterschiedlicher Zusammensetzung der Tonmineral-Vergesellschaftung. Eine basale Mica-Chlorit-Zone wird von einer Kaolinit-Mica-Montmorillonit-Zone überlagert, die an der Unteren Mergelplatte endet. Der Bereich zwischen der Unteren und der Oberen Mergelplatte (Bank 19 bis Bank 25) weist in der liegenden Hälfte eine Mica-Mixed-Layer-Montmorillonit-Zone mit Spuren von Chlorit und eine Mica-Montmorillonit-Zone im oberen Teil auf. Zusammenhänge zwischen dem Vorkommen von Onkoiden und Filament-Onkoiden sowie den Tonmineral-Assoziationen deuten auf spezifische klimato- logische Bedingungen hin. Die Entwicklung eines tropisch humiden zu einem tropischen, semi-ariden Klima mit entsprechendem Verwitterungspotential kristalliner Gesteine des nahen Böhmischen Massivs und Bildungsbedingungen der Tonmineral-Assoziationen im Untersuchungsbereich ist wahrscheinlich.