Geologische Rundschau

, Volume 68, Issue 3, pp 894–919

Carbonate diagenesis in Quaternary beachrock of Uyombo, Kenya: Sequences of processes and coexistence of heterogenic products

Authors

  • Johannes H. Schroeder
    • Institut für Geologie und PaläontologieTechnische Universität Berlin
    • Institute of Oceanography
Article

DOI: 10.1007/BF02274678

Cite this article as:
Schroeder, J.H. Geol Rundsch (1979) 68: 894. doi:10.1007/BF02274678

Abstract

The calcareous quartz sandstone contains a variety of carbonate cements; these and the biogenic carbonate particles have been preserved and altered in various ways.

Several inherited submarine intra-particle cements are followed by a submarine high-Mg calcite palisade cement, then by a meteoric low-Mg calcite blocky cement, and finally by a submarine aragonite spherulitic cement. While the sequence of cementation is clearly recognized, the cement assemblage is considerably diversified by various alterations: The palisade cement may be preserved, impoverished in Mg, dissolved, replaced, or neomorphically altered, while the blocky cement may be partially dissolved. As a result of basal dissolution of cement fringes and subsequent cement precipitation in the new pore space the spatial relationship of cements, for example away from a grainsurface, may no more represent the original sequence of cementation, but pretend a more complex diagenetic history.

Common carbonate grains are skeletal particles of red and green calcareous algae, molluscs, foraminifers, echinoids, and corals. They are selectively preserved, micritized, dissolved, replaced, or neomorphosed. Preserved and variously altered particles of a given type coexist in outcrop, sample, and thinsection. Even in individual particles original fabric and several alteration products were found. These observations indicate not only gradual or incomplete alteration, but suggest that various alteration processes compete and that micro-environmental parameters play a decisive role in the competition of processes.

Using petrographic, chemical, and circumstantial evidence this case history involving sequential, simultaneous, and/or competetive processes is outlined to help interpret other examples of diagenetically complex shallow carbonates.

Zusammenfassung

Der untersuchte kalkige Quarzsandstein, ein quataerer Strandfels, enthält verschiedene Karbonatzemente. Diese wie auch die vorhandenen biogenen Karbonatpartikel sind in verschiedener Weise erhalten oder diagenetisch verändert worden.

Vererbten marinen Intrapartikel-Zementen folgt ein mariner Magnesium-Kalzit Palisaden Zement, diesem ein meteorischer magnesiumarmer Kalzit Blockzement und schließlich ein mariner Aragonit Sphaerulit Zement. Diese Zementabfolge ist deutlich zu erkennen, die Zementvergesellschaftung ist jedoch durch die verschiedenen Veränderungen wesentlich vielfältiger geworden. Der Palisaden Zement kann entweder erhalten, Mgverarmt, aufgelöst und danach möglicherweise neomorph oder nach einem Hohlraumstadium ersetzt worden sein; der Blockzement kann teilweise aufgelöst sein. Infolge der partiellen Auflösung von Zementsäumen an der Basis und der nachfolgenden Zementausfällung in dem so entstandenen Hohlraum repräsentiert die räumliche Folge (z. B. von einem Kornrand in die Interpartikelpore hinein) nicht mehr den zeitlichen Ablauf der Zementation, sondern täuscht eine komplexere diagenetische Geschichte vor.

Die Karbonatpartikel stammen vorwiegend von kalkigen Rot- und Grünalgen, Mollusken, Foraminiferen, Echinoiden und Korallen. Sie sind selektiv erhalten, mikritisiert, aufgelöst und dann möglicherweise neomorph oder nach Hohlraumstadium ersetzt. Dabei kommen die verschiedenen Erhaltungs- bzw. Veränderungszustände eines bestimmten Partikels nicht nur in einem Aufschluß, sondern auch in einer Probe bzw. einem Dünnschliff nebeneinander vor. Sogar in einem Einzelpartikel werden verschiedene Zustände nebeneinander beobachtet. Diese Beobachtungen zeigen nicht nur, daß die Veränderungen allmählich vor sich gehen, ihr Ablauf also gestört oder unterbrochen werden kann, sondern auch, daß verschiedene Veränderungsprozesse miteinander konkurrieren und daß das Mikromilieu entscheidend beeinflußt, welcher Prozeß wirksam wird.

Mit Hilfe petrographischer und chemischer Daten sowie anderer Indizien werden hier in einer Fallstudie eines sehr jungen Gesteins Abfolgen und Konkurrenz diagenetischer Prozesse gezeigt. Dieser Fall soll Verständnis und Interpretation anderer diagenetisch komplexer Flachwasserkarbonate erleichtern.

Résumé

Le grès calcareux étudié contient une variété de ciments carbonatés; ceux-ci et les particules carbonatées d'origine biogénique ont été préservés ou altérés diagéné tiquement de diverses manières.

Divers ciments intra-particulaires sous-marines et hérités sont suivis d'abord par un ciment sous-marin palissadique de calcite fortement magnésienne, ensuite par un «blocky cernent» composé de calcite faiblement magnésienne d'origine météorique, et enfin par un ciment sphérulitique aragonitique d'origine sous-marine. Si la succession des phases de sédimentation peut Être clairement connue, l'assemblage des ciments se diversifie considérablement en raison de diverses altérations: le ciment palissadique peut Être préservé bien qu'appauvri en magnésium, remplacé ou altéré par néomorphose tandis que le blocky cement peut Être partiellement dissout. A la suite de dissolution partielle de franges de ciment et de phases de précipitation subséquentes dans les nouvelles porosités ainsi créées, des relations spatiales entre ciments (par exemple en s'éloignant de la surface d'un grain vers l'espace intergranulaire) ne représentent plus les séquences originelles de cimentation mais indiquent une histoire diagénétique plus complexe.

Les grains carbonatés plus communs sont des débris bioclastiques d'algues calcaires rouges et vertes, de mollusques, de foraminifères, d'échinoÏdes et de coraux. Ils peuvent Être préservés sélectivement, micritisés, dissous, remplacés ou néomorphosés. Des particules d'un certain type peuvent Être préservées ou au contraire diversement altérées et coexister à l'échelle de l'affleurement, de l'échantillon ou mÊme de la lame mince. MÊme dans les particules individuelles on peut rencontrer cÔte à cÔte les fabrices originelles et divers produits d'altération. Ces observations illustrent non seulement une altération interviennent concurremment et que les paramètres du micro-milieu jouent un rÔle fondamental dans la compétition des processus.

кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ

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