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Die Valdeteja Formation: Aufbau und Geschichte einer oberkarbonischen Karbonatplattform (Kantabrisches Gebirge, Nordspanien)

The valdeteja formation: Environment and history of an upper carboniferous carbonate platform (Cantabrian Mountains, Northern Spain)

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Zusammenfassung

Die Valdeteja Formation (Namur A—Westfal A) mit ihren bis zu 1000 m mächtigen karbonatischen Ablagerungen wird als flachmarine Karbonatplattform interpretiert. Lateral ist sie von pelagischen Ablagerungen umgeben.

Für den Aufbau der Karbonatplattform wird ein Faziesmodell entwickelt, das die Verteilung von 18 Mikrofaziestypen in 6 Fazieszonen zeigt:

  • - Die Lagune enthält Peloidgrainstones und Stromatolithe.

  • - Das Intraplattformbecken zeigt Spicula-wackestones.

  • - Die offenmarine Plattform wird von Mounds gegliedert, die von verschiedenen Kalkalgen aufgebaut sind.

  • - Der Plattformrand besteht aus Karbonatsandbarren und “reef-mounds”, die weitgehend von Cryptoalgenkalk gebildet sind; echte Riffe fehlen.

  • - Der Plattformhang zeigt neben autochthonen, hemipelagischen Hangablagerungen von der Plattform stammende Kalkbreccien und Kalkturbidite.

  • - Das umgebende Becken zeigt geringmächtige pelagische Ablagerungen (Radiolarien-wackestones; bunte Tonschiefer) sowie klastische Turbidite.

Der Nachweis von 3 Fusulinenzonen erlaubt die Parallelisierung von 15 Profilen. Eine Korrelation der Fusulinenzonen mit der Goniatitenzonierung NW-Europas erfolgt mit Hilfe einiger Goniatiten. Die zeitliche Stellung der Formation wird über-arbeitet und neu gefaßt; sowohl ihre Basis wie auch ihr Top sind diachron.

Die Plattformgeschichte läßt sich anhand von Isopachen- und Faziesverteilungskarten rekonstruieren; sie ist als komplexes Produkt der Subsidenzentwicklung, der Karbonatproduktion, der wechselnden Diagenesebedingungen sowie der zunehmenden klastischen Beeinflussung von außen zu verstehen:

  • - Im faziell einheitlichen Unterlager kommt es zu einer morphologischen Differenzierung.

  • - Die Plattformentwicklung setzt über einer Erhebung des Untergrunds lokal begrenzt ein; gleichzeitig entwickeln sich im tieferen Milieu der lateralen Umgebung pelagische Ablagerungen.

  • - Später progradiert die Plattform über eigenen Schutt und dehnt sich lateral aus. Im umgebenden Becken tritt erstmals klastischer Einfluß auf.

  • - Aufgrund eines Meeresspiegelanstiegs kommt die laterale Ausdehnung zugunsten einer raschen Mächtigkeitsentwicklung einzelner Plattformteile zum Stillstand; andere Plattformteile ertrinken und werden von sandigen Turbiditen überdeckt.

  • - Die noch verbliebene Restplattform wird von den an Menge zunehmenden und in ihrem Milieu flacher werdenden terrigenen Schüttungen bedeckt.

Für die paläogeographische und fazielle Entwicklung des gesamten Kantabrischen Gebirges wird ein Modell erarbeitet, das die Entwicklungsgeschichte der Valdeteja—Karbonatplattform in einen räumlich/zeitlichen Zusammenhang zur variszischen Orogenese Nordspaniens und deren Schutt stellt:

Das Kantabrische Gebirge, der Externteil eines Variszischen Gebirgszugs, wird von der Orogenese erst relativ spät erfaßt. Im Ausgleich zu orogenen Krustenverdickungen im zentralen Gebirgsteil kommt es ab dem Namur A im Externteil zu erhöhter Subsidenz. Dort entwickeln sich zunächst neben weitverbreiteten Beckenablagerungen einzelne, isolierte Karbonatplattformen, die der Subsidenz durch rasches und aktives Hochwachsen begegnen. Später nimmt der subsidierende Bereich zunehmend terrigene Schüttungen aus dem Zentralteil auf, welche durch ihren Umfang die Subsidenz mehr als aus-gleichen. Sobald mit zunehmender Auffüllung flachmarine Klastika zur Verfügung stehen, beenden diese die Entwicklung der Karbonatplattformen.

Summary

The carbonate sediments (up to 1000 m thick) of the Valdeteja Formation (Namurian A—Westphalian A) are deposits of a shallow marine platform laterally surrounded by pelagic sediments.

A facies model is proposed for the carbonate platform, showing the distribution of 18 microfacies types within 6 facies zones:

  • - The lagoonal facies contains peloid grain-stones and stromatolites.

  • - The intraplatform basin consists of spicula wackestones.

  • - The open marine platform is subdivided by mounds built by calcareous algae.

  • - The platform edge is made up of carbonate sand shoals and reef mounds consisting mainly of cryptalgal limestones; true reefs are absent.

  • - The platform slope facies is represented by autochthonous, hemipelagic slope deposits and platform derived allochthonous calcareous breccia and calcareous turbidites.

  • - The surrounding basin comprises thin pelagic sediments (radiolarian wackestones; coloured shales) and siliciclastic turbidites.

By identifying 3 fusulinid zones, 15 sections can be compared and parallels found between them. Together with previous findings of goniatites it is now possible to correlate Spanish fusulinid zones with NW-European goniatite zones. A new stratigraphic range of the Formation is discussed with respect to its diachronous character.

Isopach maps and facies distribution maps allow the platform history to be reconstructed; it is a complex product of subsidence, carbonate production, changing diagenetic conditions and increasing siliciclastic influence:

  • - A tectonically induced change in morphology leads to a differentiation of the previously uniform underlying facies.

  • - Platform development starts locally at a morphological elevation. At the same time, pelagic sedinents are deposited laterally in the deep environment.

  • - Then, the platform progrades over debris derived from the platform. Increasing siliciclastic influence is detectable in the surrounding basin.

  • - Lateral progradation ceases due to a rise in sea level, leading to a rapid vertical growth of highly productive platform areas. Less productive areas are drowned and covered by siliciclastic turbidites.

  • - Increasing siliciclastic input exceeds basin subsidence and leads to shoaling upward, thus covering the still existing platform area.

A paleogeographic and facies model is proposed for the entire Cantabrian Mountain Range by illustrating the temporal and spatial relationships between Valdeteja carbonate platform development and Variscan orogeny and its debris in Northern Spain:

Since it is found in the external part of the Variscan Range, the Cantabrian Zone was affected relatively late by orogeny. Subsidence takes place in the external parts owing to orogenetic crustal thickening in the Central Variscan Range during and after Namurian A. Widespread basin sediments are first deposited next to individual isolated carbonate platforms, which compensate for subsidence with rapid and active growth. Later increasing amounts of siliciclastic material deriving from the Central Variscan Range are deposited in the subsiding area, creating an equilibrium situation. However, as basin infilling continues, shallow marine clastics are deposited which terminate carbonate platform development.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Geologie und Paläontologie, Universität Tübingen; Sigwartstr. 10, D-7400, Tübingen 1

    Klaus Elchmüller

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  1. Klaus Elchmüller
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Elchmüller, K. Die Valdeteja Formation: Aufbau und Geschichte einer oberkarbonischen Karbonatplattform (Kantabrisches Gebirge, Nordspanien). Facies 13, 45–153 (1985). https://doi.org/10.1007/BF02536901

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