Original paper
Sequence stratigraphy of the lower Upper Cretaceous Elbtal Group (Cenomanian–Turonian of Saxony, Germany)
Janetschke, Nadine; Wilmsen, Markus
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 165 Heft 2 (2014), p. 179 - 207
published: Jun 1, 2014
DOI: 10.1127/1860-1804/2013/0036
ArtNo. ESP171016502005, Price: 29.00 €
Abstract
A detailed sequence stratigraphic study of the Cenomanian–Turonian strata of the Elbtal Group focussing on new core and outcrop data provided important clues for the understanding of early Late Cretaceous sea-level changes in the Saxonian Cretaceous Basin. Depositional sequence-bounding unconformities have been dated using high-resolution macrofossil biostratigraphy, relying on newly obtained and previously published data, and correlated between individual sections. In the Middle Cenomanian–Late Turonian, seven sequence boundaries (SB Ce 4 and 5, SB Tu 1–5) have been identified that define seven 3-order depositional sequences (DS Ce 4 and 5, DS Ce–Tu 1, DS Tu 2–5). Sequences DS Ce 4 and DS Ce 5 are capped by unconformities SB Ce 4 and SB Ce 5 (latest Middle and mid-Late Cenomanian in age). Their deposition was strongly influenced by pre-transgression palaeo-topography; they can be completely missing on basement highs. DS Ce–Tu 1 (mid-Upper Cenomanian–Early Turonian) started with the major Transgression and onlap continued with a second pulse into the earliest Turonian, finally levelling the pre-existing topography and giving rise to more uniform sedimentation patterns of a graded shelf system during the Turonian. The next sequence boundary is SB Tu 1, a conspicuous unconformity within the Lower–Middle Turonian boundary interval. DS Tu 2 has an early Middle Turonian age. The up-section following sequence DS Tu 3 is of late Middle–earliest Late Turonian age and was characterised by a significant rise in sea-level terminated by a forced regression in the earliest Late Turonian (SB Tu 3, abrupt basinward shift into coarse-grained sandstone facies). Renewed sea-level rise during the early to mid-Late Turonian within DS Tu 4 is documented by a fining trend. A rapid coarsening in grain size in response to strong forced regression resulted in the formation of SB Tu 4 (mid-Late Turonian) and basinward progradation of thick-bedded sandstones in the lower part of DS Tu 5, followed by a major mid-Upper Turonian transgression culminating in a maximum flooding interval equating the Event. Highstand shallowing ended at the late Late Turonian unconformity SB Tu 5. The sequence stratigraphic subdivision of the Elbtal Group compares well to the results of earlier studies and can be translated into the genetic sequence stratigraphy developed for the Bohemian Cretaceous Basin.
Kurzfassung
Detaillierte sequenzstratigrafische Untersuchungen der cenomanen–turonen Abfolgen der Elbtal-Gruppe, die sich auf neue Daten, sowohl aus Bohrkern-, als auch aus Aufschlussaufnahmen stützen, lieferten wichtige Hinweise zum weiteren Verständnis der Meeresspiegelschwankungen im Sächsischen Kreidebecken während der frühen Oberkreidezeit. Die exakte zeitliche Einordnung und die Korrelation der die einzelnen Ablagerungssequenzen gegeneinander abgrenzenden Diskordanzen zwischen den verschiedenen bearbeiteten Profilen erfolgten anhand einer hochaufl ösenden Makrofossil-biostratigrafie und basieren auf neuen sowie bereits veröffentlichten Daten. Vom Mittelcenoman–Oberturon konnten sieben Sequenzgrenzen (SB Ce 4 und 5, SB Tu 1–5) ausgeschieden werden, die entsprechend sieben Ablagerungssequenzen (DS Ce 4 und 5, DS Ce–Tu 1, DS Tu 2–5) – resultierend aus Meeresspiegelschwankungen dritter Ordnung – definieren. Die Sequenzen DS Ce 4 und DS Ce 5 werden dabei von den Diskordanzen SB Ce 4 und SB Ce 5 (spätes Mittel- und mittleres Obercenoman) begrenzt. Da ihre Ablagerung und Ausbildung in engem Zusammenhang mit der prätransgressiven Paläotopografie stehen, können diese Sequenzen auf ehemaligen Hochfl ächen komplett fehlen. DS Ce–Tu 1 (mittleres Obercenoman–Unterturon) beginnt mit der bedeutenden plenus-Transgression, wobei sich das Onlap mit einem zweiten Puls im frühesten Turonian fortsetzt und damit endgültig jegliche vorher bestehende Topografie nivellierte. Aus dieser Situation ergaben sich einheitlichere Sedimentationsmuster eines gradierten Schelfsystems während des Turons. Die nächstfolgende Sequenzgrenze (SB Tu 1) stellt eine signifikante Diskordanz im Bereich der Unter-/Mittelturon-Wende dar. DS Tu 2 zeigt ein frühmittelturones Alter. Die Ablagerungssequenz DS Tu 3 (spätes Mittel- bis unterstes Oberturon) wird durch einen markanten Meeresspiegelanstieg charakterisiert, der wiederum mit einem bedeutenden Regressionsereignis im frühesten Oberturon endet (SB Tu 3, beckenwärts abrupter Wechsel hin zu einer groben Sandsteinfazies). Ein erneuter Meeresspiegelanstieg vom frühen bis ins mittlere Oberturon drückt sich in DS Tu 4 durch einen Trend zur Sedimentverfeinerung aus. Ein plötzlicher Korngrößenanstieg – verursacht durch eine starke Regression – führte zum Einen zur Ausbildung der Sequenzgrenze SB Tu 4 (mittleres Oberturon), zum Anderen zur beckenwärts gerichteten Progradation dickbankiger Sandsteinkörper im liegenden Abschnitt von DS Tu 5. Die anschließende beachtliche Transgression während des mittleren Oberturons gipfelt in einem Intervall maximaler Überfl utung, das mit dem Hyphantoceras-Event korrespondiert. Der nachfolgende Hochstand und die sukzessive Verfl achung enden mit SB Tu 5 im späten Oberturon. Die neue Sequenzgliederung der Elbtal-Gruppe korreliert gut mit den Ergebnissen früherer Arbeiten und lässt sich auch auf die genetische Sequenzstratigrafie des Böhmischen Kreidebeckens übertragen.
Keywords
cenomanian • correlation • elbtal group • saxony • sequence stratigraphy • turonian