Quantifizierung der Beckenentwicklung Südkantabriens im Devon und Karbon
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Kantabrische Becken in NW-Spanien ist ein Musterbeispiel für komplexe paläozoische Becken am Nordrand Gondwanas. Das Becken wurde während der variszischen Gebirgsbildung und darauffolgender weitergehender Einengungsprozesse um mindestens 50% verkürzt. Die paläozoische Gesteinsabfolge kann in sechs unterschiedliche Subsidenztrends mit Zeitspannen zwischen 9 und 65 Mill. Jahren unterteilt werden. Diese Trends beginnen mit dem Riftstadium, gefolgt vom Post-Riftstadium (passiver Kontinentalrand) und schließlich einem Vorlandbecken-Stadium, gesteuert durch das herannahende variszische Orogen im Unter-Karbon. Das Post-Riftstadium im Silur und Devon ist durch zwei 20 Mill. Jahre und 41 Mill. Jahre dauernde Zyklen vertreten mit beckenwärtiger Verschiebung des regionalen „Onlap" und Heraushebung einer Hochzone im NE. Die anschließende Inversion des Spannungsfeldes wird durch von S nach N sukzessive stark absinkende Depozentren (thermotektonische Subsidenzraten von maximal 740m/Mill. Jahre) aufgezeigt. Das Voranschreiten der orogenen Front erfolgte mit Geschwindigkeiten von 4 bis 12 km/Mill. Jahre. Die stratigraphische 2D Vorwärtsmodellierung zeigt, dass das Becken bis in das frühe Ordovtzium von hohen siliziklastischen Sedimentfluxraten dominiert wird. Nach einem beträchtlichen Abfall des siliziklastischen Eintrags um mehr als 65% gegen Ende des Silurs ist das Devon zeitweise durch hohen siliziklastischen Eintrag geprägt, in anderen Zeitspannen aber durch sehr effektive Karbonatproduktion (90 bis 780m/Mill. Jahre). Im Laufe der variszischen Orogenese kam es zur Differenzierung des Vorlandbeckens in ein zentrales, tieferes Becken vor dem Orogen (Vortiefe) und einen gehobenen Bereich in distaler Position ("forebulge"). Interne Bereiche des "forebulge" weisen maximale Subsidenzwerte von 110m/Mill. Jahre auf, während externe Bereiche maximal 270m/Mill. Jahre erreichen. Die Subsidenzentwicklung deutet auf eine komplexe Verteilung der Faziesgürtel vor dem Variszischen Orogen hin. In der Position des "forebulge" bildete sich die Karbonatplattform der Valdeteja-Formation. Die Vortiefe wurde sukzessive mit Siliziklastika der San Emiliano-Formation verfüllt, die mit fortschreitender Orogenese auf die Karbonatplattformen übergriffen. Aufgrund des überwiegend subvertikalen Einfallens der Schichtung ist dies schon im Luftbild gut verfolgbar. Während Zeiten hoher Aggradation versteilte sich der Neigungswinkel des Plattformhanges auf bis zu 45°. Die Karbonatproduktionsraten innerhalb der Valdeteja Formation erreichten Werte bis zu 260m/Mill. Jahre. Aufgrund der Faziesverteilung und der Subsidenzentwicklung wird ein nicht-linearer, gebogener Verlauf des Orogens oder, alternativ, eine schräge Kollision angenommen. Die Ergebnisse besitzen nicht nur akademische Bedeutung: Die devonischen und karbonischen Plattformen bzw. Mud Mounds der kantabrischen Zone stellen Aufschluß-Analoga zu produktiven Karbonatspeichern dar, z.B. in Nordwestafrika, aber auch in Zentralasien. Desweiteren ist die Kantabrische Zone ein wesentlicher Teilbereich der Schollen am Nordrand Gondwanas, die sich im Laufe des Paläzoikums von diesem Kontinent lösten. Kantabrien ist deshalb für die plattentektonische Rekonstruktion dieses gesamten Bereiches von Bedeutung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2004): Integrated numerical modelling of a polyhistory basin, Southern Cantabrian Basin (Palaeozoic, NW-Spain).- Gaea heidelbergensis, 13 (CD-ROM)
Veselovsky, Z.
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(2005): Numerical modeling as a means to enhance genetic sedimentary basin interpretation: a case study of the Southern Cantabrian Basin (NW Spain).- Gaea heidelbergensis, 14 (CD-ROM)
Dietrich, B.
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Structural, reverse basin and forward stratigraphic modelling of the Southern Cantabrian Basin, NW-Spain.- In: Analogue and Numerical Forward Modelling of Sedimentary Systems; from Understanding to Prediction (P. L. de Boer, G. Postma, P. Kukla, K. van der Zwan, P. Burgess, Eds.). Intern. Ass. Sedimentol. Spec. Publ.
Veselovsky, Z., Bechstädt, T. & Zühlke, R.
