Räumliche Diageneseanisotropien an kretazischen Quarzareniten am Beispiel der "Teufelsmauer" (Oberkreide, Harznordrand)

Svenja Waldmann, Cornelius Fischer & Hilmar von Eynatten

Geoscience Center Göttingen, Dept. of Sedimentology/Environmental Geology

Talk by Svenja Waldmann in MN 16, on Tuesday, 5th December 2006, 16:15

Die kretazischen Sandsteine der „Teufelsmauer“ bei Neinstedt/Weddersleben im nördlichen Harzvorland (Sachsen-Anhalt) wurden zum Studium räumlicher Diageneseanisotropien ausgewählt. Die Quarzarenite sind ein mineralogisch einfaches System, welches unterschiedliche Quarzzementationsintensitäten aufweist. Jüngere Eisenoxidneubildungen treten mengenmäßig nur untergeordnet auf.
Untersuchungen zur räumlichen Verbreitung der SiO2-Neubildungen zeigen folgendes Bild: Die Sande der Heidelberg-Formation (Ober-Santon) liegen in der Sandgrube Warnstedt bei Quedlinburg als lockere, unzementierte Sande vor. Wenige hundert Meter südlich bilden die gleichen stratigraphischen Einheiten jedoch die starkzementierte, verwitterungsresistente „Teufelsmauer“ bei Neinstedt/Weddersleben. Innerhalb dieses mehrere hundert Meter langen, steil aufgerichteten Schichtabschnitts wechseln sich jedoch die starkzementierten mit metergroßen schwachzementierten Bereichen ab. Die starkzementierten Bereiche erscheinen hier als prolate Volumina im schwachzementierten Restvolumen. Die Starkzementationskörper können mehrere Meter lang sein. Ihr Durchmesser beträgt überwiegend ein bis mehrere Dezimeter. Die Körper sind annähernd parallel zur Streichrichtung der „Teufelsmauer“ (ESE/WNW) ausgerichtet und fallen flach nach WNW und NNE ein. Es sind keine steil stehenden, schlotartigen Formen zu erkennen. Schichtflächen sind nur in den schwachzementierten, nicht jedoch in den starkzementierten Abschnitten der „Teufelsmauer“ sichtbar. Die makroskopisch starkzementierten Sandsteine zeigen im Dünnschliff syntaxiale Quarzanwachssäume. Unterschiedliche Kathodolumineszens (KL)-Generationen (hell und dunkel lumineszierend) der Anwachssäume lassen keinen Unterschied in der geochemischen Zusammensetzung der gemessenen Oxide TiO2, Al2O3, FeO und K2O erkennen. Das Auftreten von authigenem mikrokristallinem Quarz in der Nachbarschaft der syntaxialen Quarzanwachssäume belegt einen Wechsel der SiO2-Präzipitation während der Diagenesegeschichte der Sandsteine. Auch hier treten zwei KL-Generationen (hell und dunkel lumineszierend) auf. Die ältere KL-Generation zeigt keinen Unterschied in der Zusammensetzung der genannten Oxide im Vergleich zum syntaxialen Quarzanwachssaum. In das Kristallgitter des jüngeren Saums wurde vermehrt Al2O3 und FeO eingebaut. Das SiO2 gelangte wahrscheinlich über Kluftsysteme aus tieferen Bereichen des Subherzynen Beckens in die oberkretazischen Sedimente.