Vulkanismus im Devon des Rhenoherzynikums
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Geologische Abhandlungen Band Hessen 98 Vulkanismus im Devon des Rhenoherzynikums Fazielle und paHiogeographische Entwicklung vulkanisch gepragter mariner Becken am Beispiel des Lahn-Dill-Gebietes HEINZ-DIETER NESBOR, WERNER BUGGISCH, und HANS-JOACHIM HEINER FLICK, MANFRED HORN LIpPERT Faziesabhangige Ablagerungsprozesse devonischer Vulkaniklastite im Schalstein-Hauptsattel (mittlere Lahn-Mulde) Herausgabe Hessisches Landesamt und Vertrieb fur Bodenforschung, Leberberg 9, 65193 Wiesbaden Fazielle und paHiogeographische Entwicklung vulkanisch gepriigter mariner Becken am Beispiel des Lahn-Dill-Gebietes HEINZ-DIETER NESBOR, WERNER BUGGISCH, HEINER FLICK, MANFRED HORN und HANS-JOACHIM LIPPERT' Kurz fas sun g: Das Lahn-Dill-Gebiet im SE des Rheinischen Schiefergebirges zahlt zu den Senkungsstrukturen, die sich im jUngeren PaHiozoikum auf dem ausgedUnnten externen Schelf im SUden des Old Red-Kontinentes entwickelten. Der infolge der Dehnungstektonik einsetzende bimodale Vulkanismus verteilte sich auf mehrere Phasen, yon denen die bedeutendste yom Oberen Mitteldevon bis ins tiefe Oberdeyon reichte (Givet/Adorf-Phase). Basaltische Magmen bauten im Laufe dieses Zeitraumes machtige submarine Vulkankomplexe auf, die lokal die MeeresoberfHiche Uberragten. Hinzu kamen Vulkaninseln aus kieselsaurereichen Gesteinen. Wahrend im submarinen Bereich die basaltischen Schmelzen meist effusiv als Decken- und Pillowlaven gefordert wurden, aus denen durch unterschiedliche Fragmentierungsprozesse grol3e Mengen vulkaniklastischen Materials entstanden, fanden auf den Vulkaninseln explosive Eruptionen statt. Diese sind in subaerischen Surge-Ablagerungen und submarinen primaren pyroklastischen Schuttstromablagerungen dokumentiert. Langere Unterbrechungen der vulkanischen Aktivitaten fUhrten zur Erosion exponierter Teile der Vulkankomplexe und an gUnstigen Stellen zur Entwicklung yon Riffen auf dem vulkanischen Detritus. Die unmittelbar nach der Ablagerung der vulkanischen Abfolgen einsetzenden diagenetischen Alterationsprozesse hatte eine unterschiedlich starke Umkristallisation der Gesteine zur Folge. Hiermit waren umfangreiche Stoffverschiebungen verbunden, die zur Entstehung der Roteisensteinvererzungen yom Lahn-Dill-Typ fUhrten. In der Verteilung der verschiedenen vulkanogenen Gesteine ist eine charakteristische Faziesentwicklung erkennbar, die eine Unterscheidung mehrerer, z.T. sich Uberschneidender Vulkankomplexe zulal3t. Dieses ermoglicht palaogeographische Rekonstruktionen fUr Teilbereiche des Lahn-Dill-Gebietes, die als Modell fUr vergleichbare, vulkanisch gepragte marine Becken innerhalb des Variszikums herangezogen werden konnen. A b s t r act: The Lahn-Dill region being part of the Rhenish Mountains belonged to the outer shelf area at the south of the Old Red continent which exemplified crustal thinning during upper Palaeozoic times. Extensional tectonics were accompanied by several episodes of bimodal volcanism. The most important one was the Givetian/Adorfian phase when basaltic melts built up big submarine volcanic edifices. Locally they rose above the sea level or were topped by felsic volcanic islands. In the submarine environment the basaltic magmas produced mainly sheet flows and pillow lavas from which huge amounts , Dr. H. D. NESBOR, Dr. M. Horn und Prof. Dr. H. J. LIPPERT, Hessisches Landesamt fUr Bodenforschung, Leberberg 9,65193 Wiesbaden. Prof. Dr. W. BUGGISCH,Institut fUr Geologie, Schlol3garten 5, 91054 Erlangen. Prof. Dr. H. FLICK, Geologisch-Palaontologisches Institut der Universitat, 1m Neuenheimer Feld 234, 69120 Heidelberg. of volcaniclastic material were produced by several kinds of fragmentation. Explosive eruptions are documented from the volcanic islands by subaerial surge and submarine primary pyroclastic debris flow deposits. Longer breaks in volcanic activity gave rise to the erosion of exposed parts of the volcanic edifices and at favorable sites to the development of reef limestones on volcanic detritus. Alteration processes starting after deposition led to recrystallisation of the rocks combined with a shift in chemistry producing the Lahn-Dill iron ore deposits. A characteristic facies development is recognizable in the distribution of the different volcanic rocks allowing several partly overlapping volcanic edifices to be discerned. This enables the palaeogeographic reconstruction of parts of the Lahn-Dill area serving as a model for comparable marine basins with a volcanic imprint in the Variscides. I. Einleitung 2. Geologische Situation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Nomenklatur und Klassifikation der Vulkanite. . . ... . . .. . . . . .... . . . . . ..... . . . . .. . . . .. 4. Methodik....................................................................... 5. Petrographie der Vulkanite........................................................ 5.1 Deckenlaven.................................................................. 5.2 Pillowlaven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Gange und Lagergange........................................................ 5.4 Endogene Dome. .. . .. . .. . .. . .. . .. ... . .. .. .. . ... .. . .. . . .. .... . ... . .. . ... .. .. .. 5.5 Metabasaltische Vulkaniklastite................................................. 5.6 Metatrachytische Vulkaniklastite................................................ 5.7 Subvulkanische Intrusiva. . .. . .. . .. 6. Geochemie der Vulkanite. . .. . .. .. .. . .. . 6.1 Diagenetische Alteration....................................................... 6.2 Magmentyp.................................... .............................. 7. Magmatische und sedimentologische Prozesse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Eruption und Fragmentierung.... . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . ... . . . .. . . . ... . . . . . .. . . 7.2 Transport und Sedimentation. ................. ........... ...... ....... ....... .. 8. Faziesmodell der submarinen Vulkankomplexe....................................... 8.1 Zentralfazies 8.2 Proximalfazies _. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 8.3 Distalfazies 9. Karbonate....................................................................... 9.1 Autochthone und parautochthone Riffkalke. . .. .. .. . . .. . . .. 9.2 Allochthone Riffkalke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3 Detritische Kalke 9.4. Altersstellung 10. Palaogeographie. ......................... ........................................ 11. Folgerungen und Diskussion. . .. . .. .... . ..... .. . . . . . ... . .. .... .... . . .. . . .... . . . . . . . 12. Schriftenverzeichnis. .............................................................. 5 5 7 12 13 13 16 18 18 18 21 22 24 24 29 34 34 40 44 44 45 46 47 47 47 48 48 48 52 62
