Fazies- und Beckenentwicklung im Oxfordium (Oberjura) des zentralen Lusitanischen Beckens (Portugal)

Abstract

Eine intensive Riftphase bestimmte während des Oberjuras die Entwicklung des Lusitanischen Beckens in Portugal. Es wurde im Zuge von tektono-eustatischen Ereignissen im Bereich des Zentral-Atlantiks in Form eines transgressiven/regressiven Mega-Zyklothems 2. Ordnung verfüllt. In dieser Arbeit werden die randlichen Ablagerungssequenzen des Oxfordiums, die den transgressiven Teil des Zyklothems bilden einer regionalen vergleichenden Analyse von Fazies, Sedimentologie und Palökolgie unterzogen. Die Interpretation stabiler Kohlen- und Sauerstoffisotope erlauben eine Verfeinerung der palökologischen Aussagen und lassen Rückschlüsse auf organische Produktivität, Meeresspiegelschwankungen, Versenkungsverhältnisse von Corg/Ccarb, und potentielle Krisen von Karbonatplattformen zu. Die Sedimentabfolgen gliedern sich in vier korrelierbare lithologische Einheiten (Serie 1-4) innerhalb zweier Ablagerungssequenzen. Serie 1 besteht aus terrigenen Siliziklastika und Karbonaten. Serie 2 setzt sich aus randmarin/peritidalen und gemischt karbonatisch/siliziklastischen Abfolgen zusammen. Serie 3 wird aus nieder- bis höherenergetischen Plattformkarbonaten und Serie 4 aus Wechselfolgen vollmariner, brackischer und gemischt karbonatisch/siliziklastischer Einheiten gebildet. Auf der Grundlage des faziellen Befunds und innerhalb des verfügbaren biostratigraphischen Rahmens führen chemo-, litho- und sequenzstratigraphische Anwendungen zu einer einheitlichen stratigraphischen Neugliederung des Oxfordiums im zentralen Lusitanischen Becken. Die ausgewiesenen Serien datieren auf den Zeitraum zwischen der tieferen plicatilis- und unteren bimammatum-Zone (bis hypselum-Subzone) und können in ein paläogeographisches Modell eingebunden werden. Zu Beginn besaß das zentrale Lusitanische Becken den Charakter eines Halbgrabens, der im Westen von Abschiebungen begrenzt war. Er kontrollierte die fazielle Entwicklung der großmaßstäblichen Ablagerungssysteme im Osten und Westen des Beckens, die trotz Modulierung durch eustatische Meeresspiegelschwankungen 3. Ordnung durchgehend einem von tektonischen Vorgängen 2. Ordnung vorgegebenen Trend folgten. Daher waren die westlichen Sedimentationsräume durch ein Wechselspiel zwischen Beckensubsidenz, Diapiraufstieg und Hebung der Beckenschultern stark beeinflußt. Dies spiegelt sich in einer hochenergetischen und anfänglich gemischt karbonatisch-siliziklastischen Faziesentwicklung wider. In den östlichen Gebieten herrschte dagegen eine einheitliche niederenergetische Beckenentwicklung vor. Hier dominierten Überschwemmungsebenen mit Sumpf- und Seenlandschaften, ausgedehnte Gezeitenflächen und lagunäre Flachwasserzonen.

During the Late Jurassic intensive rifting controlled the evolution of the Lusitanian Basin of Portugal. It was filled in the course of tectono-eustatic events in the central Atlantic realm, forming a transgressive/regressive 2nd-order-megacyclothem. In this study regional comparative sedimentary facies and plaeoecological analysis are undertaken on the marginal depositional sequences of the Oxfordian which constitute the transgressive branch of the cyclothem. Interpretation of stable carbon- and oxygen-isotopes allows for refined palaeoecological results and for drawing conclusions regarding organic productivity, sea-level fluctuations, burying conditions of Corg/Ccarb, and potential crises of carbonate platforms. The sedimentary successions can be subdivided into four correlatable lithological units (Series 1 - 4) within two depositional sequences. Series 1 consists of terrigenous siliciclastics and carbonates. Series 2 comprises marginal marine to peritidal and mixed carbonate-siliciclastic successions. Series 3 consists of lower to higher energy platform carbonates, and Series 4 is formed by interlayering successions of normal marine, brackish and mixed carbonate-siliciclastic units. Based on results from facies analysis and within the biostratigraphic framework at hand, chemo-, litho- and sequence stratigraphic methods allow to establish a consistent new stratigraphic framework of the Oxfordian of the central Lusitanian Basin. The identified Series can be assigned to a time slice reaching from the early plicatilis to the early bimammatum Zone, including the hypselum Subzone. This stratigraphic framework was then integrated into a palaeogeographic model. In the beginning the central Lusitanian Basin had the character of a half-graben bounded in the west by normal faults. It controls facies evolution of the large-scale depositional systems in the eastern and western areas of the basin. In spite of modulations by eustatic 3rd-order sea-level fluctuations these systems continuously followed a trend determined by tectonic 2nd order processes. Consequently the depositional areas in the west were strongly influenced by an interplay between basin subsidence, diapir uplift and uplift of the basin shoulders. This is reflected by high-energetic conditions and an initial mixed carbonate-siliciclastic facies evolution. In the eastern areas a lower energetic more or less uniform basin development prevailed. Here floodplains covered with swamps and lakes, extensive tidal flats and lagoonal environments dominated.