Geodynamik 1 M.Geo.101 WS 2014/15 y LV1 – Sedimentologie und

Geodynamik
y
1
M.Geo.101
WS 2014/15
LV1 – Sedimentologie und Beckenanalyse
(V, 2 SWS – 600117)
USM Sedimentation Model (Chattian ~25Ma)
N
S
E
10 km
H Pe
el
ve nni
tic nic
na &
pp
es
S
Floodplain
fluvial
Ro
Bajjada
s
meander
CC
belt
Boswil-1
Hünenberg-1
Rigi
AF
0
25 Ma
27 Ma
1.5 °
average angle of
unconformity
m
4000
3.5 °
average angle of
unconformity
R
28 Ma
Hilmar v. Eynatten
Guido Meinhold
Sedimentologie/
U
Umweltgeologie
lt
l i
30
Ma
UMM
Schlunegger
et al. (1997), Tectonics
16
HvE
/ Sedimentologie
und Beckenanalyse
10
km
M.Geo.101 / LV2 (600101)
Übungen zur Sedimentologie und Beckenanalyse
(Ü, 1 SWS)
Mo, 11-13h, MN16 – Dr. Guido Meinhold
zweistündig, zweite Semesterhälfte; Beginn 1.12.
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Lehrangebot (Master Geowissenschaften) im Bereich
Exogene Geologie / Sedimentologie / Sedimentpetrologie
(Bachelor: Praktikum Sedimentpetrographie/Sedimentologie)
Sedimentologie und Beckenanalyse (Modul Geodynamik 1)
WiSe
Sedimentpetrologie: Petrographie, Geochemie & Provenienzanalyse
Economical Deposits in Sedimentary Environments
(Modul Beckenanalyse 1)
Low-Temperature Geothermometry and Geochronology in Basin Analysis
Diagenese und Verwitterung (?)
(Modul Beckenanalyse 2)
Geländeübung zur Sedimentgeologie (Oberkreide – Subherzyn)
SoSe
Seminar zu Sedimentgeologie und Sedimentpetrologie
Angewandte Liefergebietsanalyse
(Modul Beckenanalyse 3)
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Aufgabengebiete der Sedimentologie/Sedimentpetrologie
Stratigraphische Aufnahme
Petrographische Aufnahme
(makroskopisch/mikroskopisch)
Faziesmodell und Paläogeographische Rekonstruktion
Phasenanalyse, Geochemie
„Genetische
Genetische“ Stratigraphie
Liefergebietsanalyse
Subsidenz-/Beckenanalyse
y
Diagenesemodell
g
o Geodynamische Modelle
Anwendungsgebiete in Erdöl-/Erdgasexploration und –förderung, sonst.
Rohstoffexploration, Hydrogeologie, Umweltgeologie, Ingenieurgeologie, ...
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Literatur
Skript: http://www.sediment.uni-goettingen.de/skript.html
Allen, P.A.: Earth Surface Processes, 1997.
Allen, P.A. & Allen, J.R. (2005): Basin Analysis – principles and
applications, 2nd edition.
Coe, A.L.: The Sedimentary Record of Sea-Level Change, 2003.
Einsele, G.: Sedimentary Basins, 2000.
Hsü, K.J.: Physics of Sedimentology, 2004, 2nd edition.
Leeder M
Leeder,
M.:: Sedimentology and Sedimentary Basins
Basins, 1999.
1999
Miall, A.D.: The Geology of Fluvial Deposits, 1996.
Schäfer, A.: Klastische Sedimente: Fazies und Sequenzstratigr., 2005.
Reading, H.G.: Sedimentary environments, 1996, 2nd edition.
Ricci Lucchi, F.: Sedimentographica – A Photographic Atlas of Sedimentary Structures, 1995.
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Sediments are precise recorders of processes at the earth
surface with a (potentially) high temporal resolution
erosion
source
sedimentation
sink
t0
t1
t2
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Fazies – Faziesanalyse
y
Was ist Fazies ?
Gesteinskörper mit spezifischen Merkmalen
Aufschluß/Bohrkerne:
Farbe, Schichtung,
Farbe
Schichtung Textur
Textur, Zusammensetzung
Fossilgehalt, Sedimentstrukturen, ...
o Lithofazies
Log
g Fazies:
o Biofazies
basiert auf Bohrlochmessungen,
g ,
o akustische, elektrische, radioaktive Eigenschaften
Seismische Fazies:
basiert auf Amplitude
Amplitude, Frequenz
Frequenz, Geschwindigkeit
Geschwindigkeit,...
o großräumige Geometrie !
(externe Form einer Ablagerungseinheit)
beckenweite Charakterisierung im Gegensatz zur
Charakterisierung im Aufschluß bzw. Bohrloch
Weitere Verwendung: Tektofazies, „Fluviatile Fazies“ (o environment), ...
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Fazies – Faziesassoziation – Faziessequenz
A
D
C D
B C D
C D
space
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
o facies association
C
B
A
A B C D
A B C D
W lth ´ Law
Walther´s
L
(1894)
A, B, C, D
C
B
A
discontinuity
C
B
A
cy
yclic sed
dimenta
ation
A B C D
A B C
A B
A
A B
single facies type
facies sequence
ti
time
Coe et al. 2003
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Seismische Fazies
Geometrische Anordnung
von Fazies
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Reading 1996
Geometrie von Grenzflächen
Reading
g 1996
Kriteriien zurr Erken
nnung v
von Grrenzfläc
chen
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
van Wagoner et al. 1990
Fazies - Interpretation
Reading 1986
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Kontrollfaktoren der Faziesentwicklung und -verteilung
verteilung
x Sedimentäre Prozesse
x Sedimentzufuhr
x Subsidenz (o Tektonik)
Akkomodationsraum
x Meeresspiegelschwankungen
x Klima
x Biologische Aktivität
x Wasserchemie
x Vulkanismus
unterschiedliche
Bedeutung in
unterschiedlichen
Ablagerungsmilieus!
o Konservierungspotential
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Drainage-Becken
g
und Sediment-Becken
Leeder 1999
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Beispiel: Indus Sediment Routing System
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Allen 1997
Sediment Becken
Sediment-Becken
Sediment-Becken g
gehören zu den g
grundlegenden
g
Elementen der oberen Erdkruste
Meeresspiegel
Gebirge
Sediment-Becken
AkkomoAkkomo
dationsraum
Subsidenz
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Sediment Becken
Sediment-Becken
Kontrollfaktoren der Beckenentwicklung und Grundlagen der BeckenKlassifikation nach Ingersoll (1988, GSA Bulletin 100: 1704-1719):
(a) type of substratum (Art der Kruste):
ozeanisch (O) – transitional (T) – kontinental (C)
(b) proximity to plate boundary (Nähe zu Plattengrenzen):
plattenrandlich ((e)) – p
p
plattenintern ((i))
(c) type of nearest plate boundary (Typ der nächsten Plattengrenze/n):
divergent – konvergent – transform
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Klassifikation von Sediment-Becken
Sediment Becken
(1) plate interior
C
i
divergent a: slow subsidence
b: rapid subsidence
(2) passive continent.
margins
T
i
divergent mod.-low subsidence
r shear
asymmetric
(3) oceanic basins
O
i,e
large, slow subsidence
(4) active continental
margin
O
O,T
e
i,e
convergent, deep see trench
divergent, forearc & backarc basins
(5) collision
C
O
e,i(s)
e
conv./flex./transf., foreland basin
convergent, remnant ocean basin
(6) transform margin
C,T,O
e,i
transpressive/transtensive, small,
rapid subsidence
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
((1))
plate interior basins ((C / i / divergent)
p
g )
‘epicontinental basin‘
1a
1b
Einsele 2000
1b
Reading 1986
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Example: East African Rift System
Example: Upper Rhine Graben
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(2) basins on passive continentinental margins (T / i / divergent)
Einsele 2000
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(2) basins on passive
continentinental
ti
ti
t l
margins
Ingersoll 1988
Pa
assive m
margin cross s
section offshore Baltiimore, USA
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
nach Bouma et al. (1982)
(3) oceanic basins (O / i + e / ...)
Einsele 2000
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(4) basins related to subduction (active continental margin)
(O(T) / i(e) / conv
conv.(div.))
(div ))
see (5)
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(4) basins related to subduction (active continental margin)
Einsele 2000
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(5) basins related
to collision
(C(O) / e / convergent)
C
Ingersoll 1988
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(5) basins related to collision
Leeder 1999
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
USM S
Sedimentation
di
i M
Model
d l (Ch
(Chattian
i ~25Ma)
2 M )
N
S
E
10 km
He Pe
lv n n
et
ic inic
na &
pp
es
S
Floodplain
fluvial
Ro
s
Bajada
meander
CC
belt
Boswil-1
Hünenberg-1
Rigi
AF
0
25 Ma
27 Ma
1.5 °
average angle of
unconformity
m
4000
3.5 °
average angle of
unconformity
R
28 Ma
30
Ma
UMM
Schlunegger et al. (1997), Tectonics 16
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
10
km
(6) strike-slip basins
Reading 1986
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(6) strike-slip basins
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Einsele 2000
Klassifikation von Sediment-Becken
Sediment Becken
(1) plate interior
C
i
divergent a: slow subsidence
b: rapid subsidence
(2) passive continent.
margins
T
i
divergent mod.-low subsidence
r shear
asymmetric
(3) oceanic basins
O
i,e
large, slow subsidence
(4) active continental
margin
O
O,T
e
i,e
convergent, deep see trench
divergent, forearc & backarc basins
(5) collision
C
O
e,i(s)
e
conv./flex./transf., foreland basin
convergent, remnant ocean basin
(6) transform margin
C,T,O
e,i
transpressive/transtensive, small,
rapid subsidence
Inge
ersoll 198
88
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse