Zusammenfassung
Die obertriassische fluviatile Molteno Formation im Hauptteil des Karoo-Sedimentationsraumes (Südafrika) bildet einen nach Norden dünner werdenden, keilförmigen intrakratonischen Sedimentkörper. Er besteht aus Konglomeraten, groben geröllführenden Sandsteinen, feinkörnigen Sandsteinen, dünnen linsigen Tonschiefern und vereinzelten Kohlelagen in mÄchtigen, zum Hangenden hin feiner werdenden Sedimentfolgen. Die Ablagerung ist tektonisch beeinflu\t (Beckenrandverwerfungen) in Rahmen einer frühen Phase des Zerbrechens von Ost- und Westgondwanaland.
Deformierte SchrÄgschichtung tritt im groben geröllführenden Indwe Sandstein auf, und dort besonders in steileren planaren SchrÄgschichtungsserien im südlichen Teil des Beckens. Ausgehend von der Art der Deformation und den betroffenen Korngrö\en wird die Deformation zurückgeführt auf strömungsbedingte Schleppung im oberen Teil eines fluidisierten Sandkörpers bei starker Wasserführung in breiten verzweigten (braided) KanÄlen, wobei die WÄsser stark mit Sediment beladen sind. Die bevorzugte Deformation von steilen planaren Schichten ist ein Ausdruck der Neigung zu Deformation in locker, nahe dem natürlichen Böschungswinkel gelagerten (groben) SchrÄgschichtungsblÄttern in winklig zu Hochwasserströmung gebildeten Sandkörpern.
Die grobe Korngrö\e der Sandsteine und die Bevorzugung bestimmter stratigraphischer Horizonte durch die Deformation deuten an, da\ die Fluidisierung durch Äu\ere Mechanismen wie z. B. seismische AktivitÄt an Beckenrandverwerfungen verursacht wurde. Zyklisch auftretende Schubspannungen im Zusammenhang mit diesen VorgÄngen könnten eine teilweise oder gÄnzliche Fluidisierung auslösen, je nach Dauer und StÄrke der Beanspruchungen. WÄhrend des Molteno fiel die Hauptphase der Beanspruchung zeitlich zusammen mit der Ablagerung des Indwe-Sandsteins, was die enge Verknüpfung der deformierten SchrÄgschichtung mit diesem Horizont in Raum und Zeit erklÄrt. Die HÄufung der deformierten SchrÄgschichtung im Süden dürfte auf eine grö\ere NÄhe zum Liefergebiet zurückzuführen sein, in Verbindung mit steilerem. GefÄlle, höheren Sedimentationsraten und stÄrkeren seismischen Erschütterungen.
Abstract
The Upper Triassic fluviatile Molteno Formation in the main Karoo Basin, South Africa, forms a northerly thinning intracratonic clastic wedge comprising conglomerate, coarse pebbly sandstone, fine sandstone, thin lenticular shale and rare coal arranged in large-scale fining-upward sequences. Deposition was controlled by tectonism (basin margin faulting) associated with the early phase of rifting between east and west Gondwanaland.
Deformed cross-bedding occurs within the coarse pebbly Indwe Sandstone Member of the formation, especially in high angle planar sets in the southern part of the basin. On the basis of the nature of the deformation and grain size considerations deformation is attributed to current drag across the top of a liquefied sand bed during flood events within wide, shallow (braided) channels when the waters are heavily charged with sediment. Preferential deformation of high angle planar sets reflects the susceptibility of loosely packed (coarse) foresets near the angle of repose in high stage transverse bars to deformation.
The coarse grain size of the sandstones and stratigraphic confinement of the deformation suggests that liquefaction was caused by some external mechanism such as seismic activity associated with basin margin faulting. Cyclic stresses accompanying such activity may induce partial or complete liquefaction according to the duration and magnitude of the stresses. In the Molteno maximum stress coincided with deposition of the Indwe Sandstone Member, hence the close association of deformed cross-bedding with this horizon in space and time. The concentration of deformed cross-bedding in the south reflects their proximity to the source where slopes were steeper, sedimentation rates higher and seismic shocks more keenly felt.
Résumé
Dans le bassin principal du Karoo, Afrique du Sud, la formation fluviatile de Molteno (Trias supérieur) constitue un biseau détritique intracratonique, s'amincissant vers le Nord, comprenant des conglomérats, des grès grossiers à galets, des grès fins, des schistes en minces lentilles et du charbon peu abondant, disposés en séquences qui, à grande échelle, diminuent d'épaisseur vers le haut. Le dépÔt a été déterminé par une tectonique (jeu de failles du bord du bassin) correspondant à la phase précoce de développement du rift entre l'est et l'ouest du Gondwana.
Dans le Membre du Grès d'Indwe, qui appartient à la formation et est constitué par des près grossiers à galets, on trouve une sédimentation oblique déformée, en particulier dans les feuillets tabulaires très inclinés de la partie sud du bassin. En raison de la nature de la déformation et de la granulométrie, la déformation est attribuée à un entrainement par courant au sommet d'un banc de sable rendu fluide par immersion au sein de chenaux larges et peu profonds (divagants) à eaux fortement chargées en sédiments. La déformation préférentielle des feuillets tabulaires très pentés reflète la sensibilité à la déformation des feuillets meubles à grain grossier, pentés vers l'aval, proches de l'angle d'éboulement, dans les barres transversales avec écoulement à haut régime.
La granulométrie grossière des grès et la localisation stratigraphique restreinte de la déformation suggèrent que la fluidification a été provoquée par un mécanisme extérieur tel que l'activité sismique associée à la fracturation de la marge du bassin. Les secousses cycliques accompagnant une telle activité peuvent induire une fluidification partielle ou complète, selon la durée et l'intensité des secousses. Dans le Molteno, les secousses maximales ont coÏncidé avec le dépÔt du Membre du Grès d'Indwe, d'où l'association étroite, dans l'espace et dans le temps, entre la stratification oblique déformée et cet horizon. La concentration dans le sud de la stratification oblique déformée reflète la proximité de la source, où les pentes étaient plus fortes, les taux de sédimentation plus élevés et les chocs sismiques plus nettement ressentis.
кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ
ВЕРхНЕтРИАсОВыЕ РЕЧ НыЕ ОтлОжЕНИь ФОРМАц ИИ МОльтЕНО ОБРАжУУт В глАВНОМ ОтРЕжкЕ ОсАДкОНАкОп ИтЕльНОгО БАссЕИНА к АРОО, УжНАь АФРИкА, тОНкОслОИНыЕ лИНжОВыЕ ВклУЧЕНИь. О НИ сОстАВлЕНы кОНглО МЕРАтАМИ, гРУБыМИ пЕсЧАНИкАМИ НЕсУЩИМ И гАлькУ, МЕлкОжЕРНИс тыМИ пЕсЧАНИкАМИ, тОНкИМИ лИНжАМИ глИНИстОгО с лАНцА И ОтДЕльНыМИ Уг ОльНыМИ пРОслОьМИ В МОЩНых ОсАДОЧНых сВИтАх; Их М ОЩНОсть УМЕНьшАЕтсь пО НАпРАВлЕНИУ к кРОВлЕ. ВсЕ ОтлОжЕНИь пРЕтЕР пЕлИ ВлИьНИЕ тЕктОНИ ЧЕскИх пРОцЕссОВ — сБРОсы кР Аь БОссЕИНА — НА РАННЕИ с тАДИИ РАжлОМА гОНДВА Ны НА ВОстОЧНУУ И жАпАДНУУ ЧАстИ.
НАРУшЕННыЕ ДИАгОНАл ьНыЕ кОсОслОИстыЕ От лОжЕНИь ОтМЕЧАУтсь В гРУБых пЕсЧАНИкАх, сОДЕРжАЩ Их oкАтАННыЕ гОРНыЕ пО РОДы, В ОсОБЕННОстИ В УжНОИ ЧАстИ БАссЕИНА. НА ОсН ОВАНИИ тИпА ДЕФОРМАц ИИ И жЕРНИстОстИ ДЕФОРМА цИУ ЁтИх пОРОД ОтНОсьт жА сЧЕт сНОсА ВЕРхНЕИ ЧА стИ пЕсЧАНОгО тЕлА стРЕМ ИтЕльНыМИ тЕЧЕНИьМИ РЕЧНых пОт ОкОВ, ВОДы кОтОРых НЕс лИ ОгРОМНОЕ кОлИЧЕстВО ОсАДОЧНОгО МАтЕРИАл А. хАРАктЕР ДЕФОРМАцИ И МЕлкОВОДНых ОтлОжЕН ИИ РАжРЕшАЕт пРЕДпОлАгАть, ЧтО ЁтИ РыхлыЕ ОтлОжЕНИь ОБР АжОВАлИсь пРИ БОльшОМ пОлОВОДьЕ. ОтВЕтстВЕ ННыМИ жА ДЕФОРМАцИУ Ё тИх ОтлОжЕНИИ сЧИтАУт сЕ ИсМИЧЕскУУ АктИВНОсть, кОтОРАь п РОИсхОДИт ИМЕННО В кР АЕВОИ жОНЕ РАжРыВОВ. В пЕРИОД МОльтЕНО ОсН ОВНАь ФАжА ВОжДЕИстВ Иь сОВпАлА ВРЕМЕННО с ОтлОжЕНИь МИ пЕсЧАНИстых сЕДИМЕН тОВ, ЧтО ОБЩьсНьЕт тЕс НУУ сВьжь ДЕФОРМИРОВАННОгО кОсОгО НАслАИВАНИь с ЁтИМ МЕлкОВОДНыМ плА стОМ В пРОстРАНстВЕ И ВРЕМЕНИ. НЕпОлНАь ДЕФ ОРМАцИь кОсОгО НАслА ИВАНИь НА УгЕ БАссЕИНА МОглА Быть ВыжВАНА БлИжОст ьУ с ОБлАстьУ сНОсА, Чт О УсИлИВАлОсь ЕЩЕ кРУт ыМ склОНОМ, БОльшОИ скОР ОстьУ ОсАДкОНАкОплЕ НИь И сИльНыМИ сЕИсМИЧЕск ИМИ пРОцЕссАМИ.
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Turner, B.R. Deformed cross-bedding patterns in the Upper Triassic Molteno Formation in the main Karoo Basin, South Africa: A model for their genesis. Geol Rundsch 70, 910–924 (1981). https://doi.org/10.1007/BF01820171
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01820171