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1
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
10 km
0
4000
Rigi
Floodplain
AFCC
N S
UMM
E
S
Ro
10 km
30 Ma
27 Ma
28 Ma
Boswil-1 Hünenberg-1
fluvial
belt
25 Ma
1.5 °average angle of
unconformity 3.5°average angle of
unconformity
Schlunegger et al. (1997), Tectonics 16
meander
Pennin
ic &
Helveti
c nap
pes
Bajadas
R
m
USM Sedimentation Model (Chattian ~25Ma)
Geodynamik 1 M.Geo.101 WS 2012/13
LV1 – Sedimentologie und Beckenanalyse(2 SWS V – 600117)
H. v.EynattenG. MeinholdSedimentologie/Umweltgeologie
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
M.Geo.101 / LV2 (600101)
Übungen zur Sedimentologie und Beckenanalyse
(1 SWS Ü)
Mo, 11-13h, MN16 – Dr. Guido Meinhold
zweistündig, zweite Semesterhälfte; Beginn 3.12.
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Lehrangebot (Master Geowissenschaften) im BereichExogene Geologie / Sedimentologie / Sedimentpetrologie
Sedimentpetrologie: Petrographie, Geochemie & Provenienzanalyse
(Bachelor: Praktikum Sedimentpetrographie/Sedimentologie)
Diagenese und Verwitterung (Modul Beckenanalyse 2)
Sedimentologie und Beckenanalyse (Modul Geodynamik 1)
Geländeübung zur Sedimentgeologie (Oberkreide – Subherzyn)
Economical Deposits in Sedimentary Environments (Modul Beckenanalyse 1)
Low-Temperature Geothermometry and Geochronology in Basin Analysis
Seminar zu Sedimentgeologie und SedimentpetrologieAngewandte Liefergebietsanalyse (Modul Beckenanalyse 3)
WiSe
SoSe
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Aufgabengebiete der Sedimentologie/Sedimentpetrologie
Stratigraphische Aufnahme
Faziesmodell und Paläo-geographische Rekonstruktion
„Genetische“ Stratigraphie
Beckenanalyse
Petrographische Aufnahme(makroskopisch/mikroskopisch)
Phasenanalyse, Geochemie
Liefergebietsanalyse
Diagenesemodell
→ Geodynamische Modelle
Anwendungsgebiete in Erdöl-/Erdgasexploration und –förderung, sonst.Rohstoffexploration, Hydrogeologie, Umweltgeologie, Ingenieurgeologie, ...
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Literatur
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.: Sedimentology and Sedimentary Basins, 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 Sedi-mentary Structures, 1995.
Skript: http://www.sediment.uni-goettingen.de/skript.html
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Aufgabengebiete der Sedimentologie/Sedimentpetrologie
Stratigraphische Aufnahme
Faziesmodell und Paläo-geographische Rekonstruktion
„Genetische“ Stratigraphie
Beckenanalyse
Petrographische Aufnahme(makroskopisch/mikroskopisch)
Phasenanalyse, Geochemie
Liefergebietsanalyse
Diagenesemodell
→ Geodynamische Modelle
Anwendungsgebiete in Erdöl-/Erdgasexploration und –förderung, sonst.Rohstoffexploration, Hydrogeologie, Umweltgeologie, Ingenieurgeologie, ...
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
t0
t1t2
sedimentationsink
erosionsource
Sediments are precise recorders of processes at the earthsurface with a (potentially) high temporal resolution
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Fazies – Faziesanalyse
Was ist Fazies ? Gesteinskörper mit spezifischen Merkmalen
Aufschluß/Bohrkerne: Farbe, Schichtung, Textur, ZusammensetzungFossilgehalt, Sedimentstrukturen, ...
→ Lithofazies → Biofazies
Log Fazies: basiert auf Bohrlochmessungen,→ akustische, elektrische, radioaktive Eigenschaften
Seismische Fazies: basiert auf Amplitude, Frequenz, Geschwindigkeit,...→ großräumige Geometrie !
(externe Form einer Ablagerungseinheit)beckenweite Charakterisierung im Gegensatz zurCharakterisierung im Aufschluß bzw. Bohrloch
Weitere Verwendung: Tektofazies, „Fluviatile Fazies“ (→ environment), ...
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Fazies – Faziesassoziation – Faziessequenz
A B C Dtime
A B C DA B C D
A B C DA B C D
A B C DA B C D
space
regres
sion
transgression
Walther´s Law (1894)
A single facies type
A, B, C, D→ facies association
ABC
faci
es s
eque
nce
ABC
ABC
discontinuity
cycl
icse
dim
enta
tion
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse Coe et al. 2003
6
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Seismische Fazies
Geometrische Anordnungvon Fazies
Reading 1996
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Reading 1996
Geometrie von Grenzflächen
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Krit
erie
n zu
r Erk
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ng v
on G
renz
fläch
en
van Wagoner et al. 1990
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Reading 1986
Fazies - Interpretation
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Kontrollfaktoren der Faziesentwicklung und -verteilung
• Sedimentäre Prozesse
• Sedimentzufuhr
• Subsidenz (→ Tektonik)
• Meeresspiegelschwankungen
• Klima
• Biologische Aktivität
• Wasserchemie
• Vulkanismus
Akkomodationsraum
unterschiedliche Bedeutung in unterschiedlichen Ablagerungsmilieus!
→ Konservierungspotential
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Leeder 1999
Drainage-Becken und Sediment-Becken
9
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse Allen 1997
Beispiel: Indus Sediment Routing System
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Drainage-Becken
Hierarchie der Flussarme in einem Drainage-Becken
1
5
Der Übergang Drainage-Becken zu Sediment-Becken hängt vom Betrachtungsmaßstab ab und kann zeitlich-räumlich variieren
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Sediment-Becken
Sediment-Becken gehören zu den grundlegenden Elementen der oberen Erdkruste
Subsidenz
Gebirge Meeresspiegel
Sedimenteintrag
Sediment-BeckenAkkomo-dationsraum
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Sediment-Becken
Kontrollfaktoren der Beckenentwicklung und Grundlagen der Becken-Klassifikation nach Ingersoll (1988, GSA Bulletin 100: 1704-1719):
(a) type of substratum (Art der Kruste):
ozeanisch (O) – transitional (T) – kontinental (C)
(c) type of nearest plate boundary (Typ der nächsten Plattengrenze/n):
divergent – konvergent – transform
(b) proximity to plate boundary (Nähe zu Plattengrenzen):
plattenrandlich (e) – plattenintern (i)
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Klassifikation von Sediment-Becken
(1) plate interior C i divergent a: slow subsidenceb: rapid subsidence
(2) passive continent. T i divergent mod.-low subsidencemargins ± shear asymmetric
(3) oceanic basins O i,e large, slow subsidence
(4) active continental O e convergent, deep see trenchmargin O,T i,e divergent, forearc & backarc basins
(5) collision C e,i(s) conv./flex./transf., foreland basinO e 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)
Einsele 2000
‘epicontinental basin‘
Reading 1986
1a
1b
1b
12
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(2) basins on passive continentinental margins (T / i / divergent)
Einsele 2000
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(2) basins on passivecontinentinentalmargins
Ingersoll 1988
13
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse nach Bouma et al. (1982)
Pass
ive
mar
gin
cros
s se
ctio
nof
fsho
reBa
ltim
ore,
USA
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(3) oceanic basins (O / i + e / ...)
Einsele 2000
14
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(4) basins related to subduction (active continental margin)(O(T) / i(e) / conv.(div.))
see (5)
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(4) basins related to subduction (active continental margin)
Einsele 2000
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(5) basins relatedto collision
(C(O) / e / convergent)
Ingersoll 1988
C
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(5) basins related to collision
Leeder 1999
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
(6) strike-slip basins
Reading 1986
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse Einsele 2000
(6) strike-slip basins
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HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Klassifikation von Sediment-Becken
(1) plate interior C i divergent a: slow subsidenceb: rapid subsidence
(2) passive continent. T i divergent mod.-low subsidencemargins ± shear asymmetric
(3) oceanic basins O i,e large, slow subsidence
(4) active continental O e convergent, deep see trenchmargin O,T i,e divergent, forearc & backarc basins
(5) collision C e,i(s) conv./flex./transf., foreland basinO e convergent, remnant ocean basin
(6) transform margin C,T,O e,i transpressive/transtensive, small,rapid subsidence
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Inge
rsol
l198
8
18
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Leeder 1999
Drainage-Becken vs Sediment-Becken
HvE / Sedimentologie und Beckenanalyse
Lakes
Valley fill
Reservoirs
Earth surfacemodelling
Former landsurfaces
River load
Experimentalplot
Delta growth
Sediment volumein basin
3
3
2
33
DENUDATION RATE
From sediment volume:
From river load:
SEDIMENTARYBASIN
dA
b
b
s
ss
me
me
d
d
me
d
A
A
SVDR = mechanical denudation rate
RL
ARL
DR = SV * [L / T]
[L / T]
= drainage area [L ]
= sediment volume [L ]= river load [L ]
= bulk density of sediment [M / L ]
= density of solid rock [M / L ]DR =
Relief Lithology/soils
Sedimentsupply
Climate Biosphere
Subsidence
Timet1
t2
bA
Hinderer et al. 2002
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