Freiberger Forschungsheft C481 S. 107-119 Freiberg 1999

Beitrag zur Lithofazies und zur Lithostratigraphie im Unterkambrium vonDoberlug-Torgau

Contribution to the lithofacies and lithostratigraphy of the Lower Cambrian in theDoberlug-Torgau region

von Olaf Elicki, Freibergmit 2 Abbildungen und 2 Tafeln

ELICKI, O. (1999): Beitrag zur Lithofazies und zur Lithostratigraphie im Unterkambrium von Doberlug-Torgau. -Palaontologie, Stratigraphie, Fazies - Heft 7; Freiberger Forschungshefte C 481: 107 - 119; Freiberg.

Schliisselworte: Kambrium, Unterkambrium, Gondwana, Lithostratigraphie, Deutschland.

Keywords: Cambrian, Lower Cambrian, Gondwana, lithostratigraphy, Germany.

Adresse: Dr. O. Elicki, Institut fur Geologie, TU Bergakademie Freiberg, Bernhard-von-Cotta-Strasse 2, D-09599 Freiberg, email: elicki@geo.tu-freiberg.de

Inhaltsverzeichnis:ZusammenfassungAbstract1 Einleitung2 Das Unterkambrium: Falkenberg Gruppe2.1 Ausbildung der Zwethau Formation2.2 Fazieller Charakter des unterkambrischen Ablagerungsraumes3 Problemdiskussion zur lithostratigraphischen AbgrenzungLiteratur

Zusammenfassung

Ausgehend von einer lithofaziellen Charakterisierung des durch Bohrungen aufgeschlossenen Unterkambriumsim Gebiet von Doberlug-Torgau (Ostdeutschland) wird die Abfolge gemSB den geltenden Nomenklaturrichtliniengegliedert. Dies schlieBt (auf der Basis einer vorhandenen lithostratigraphischen Gliederung) sowohl die notigeUmbenennung einzelner Abschnitte als auch die fur stratigraphische Gliederungen geforderte Definition der je-weiligen Bereiche und teilweise eine Neufassung der aushaltbaren Einheiten ein. Folgende lithostratigraphischeEinheiten werden ausgehalten: Zwethau Formation (engl. = Zwethau Formation; ehemals ,,Zwethauer Folge") mitTorgau Subformation (engl. = Torgau Member; ehemals ,,Zwethau Karbonat") und Rosenfeld Subformation(engl. = Rosenfeld Member; ehemals ,,Zwethau Wechsellagerung"). Die speziell mi Arbeitsgebiet auftretenden,mit der lithostratigraphischen Gliederung verbundenen Probleme werden im Vergleich mit ahnlichen Vorkom-men innerhalb der palaogeographischen Provinz diskutiert. Der Ablagerungsraum wird hinsichtlich seiner sedi-mentationsrelevanten Merkmale kurz charakterisiert.

Abstract

Based on the characterisation of the lithofacies of the Doberlug-Torgau Lower Cambrian (east Germany), thesedimentary sequence is defined occording to the guidelines of stratigraphic nomenclature. This includes as wella renaming (on the base of an existing scheme) as the required (partly new) definition of the single parts of theLower Cambrian sequence. So, the Doberlug-Torgau Lower Cambrian is renamed as Zwethau Formation (inGerman: Zwethau Formation; former: ,,Zwethauer Folge") including the Torgau Member (in German: Torgau

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Subformation; former: ,,Zwethau Karbonat") and Rosenfeld Member (in German: Rosenfeld Subformation; for-mer: ,,Zwethau Wechsellagerung"). The problematic of the lithostratigraphic definition, especially for the wor-king area, is diseased by comparison with similar deposits of the palaeogeographic province. The character of theLower Cambrian depositional area is shortly described.

1 Einleitung

Unter- und Mittelkambrium sind im Raum Leipzig ausschliefilich aus Bohrungen bekannt. Die regionale Verbrei-tung der Sedimente und Vulkanite erstreckt sich auf den Bereich der Sudthuringisch-Niederlausitzer Synklinal-zone (nachweislich im Torgau-Doberlug Synklinorium, im Delitzscher Synklinalbereich und in der BohrungSchladebach westlich Leipzig). Oberkambrische bis unterordovizische Sedimente hingegen wurden zu Beginndes Jahrhunderts iibertagig an heute nicht mehr aufgeschlossenen Lokalitaten bei Leipzig (Hainichen bei Borna,Nordsachsisches Antiklinorium) durch Spurenfossilien nachgewiesen. Dabei handelt es sich nach FREYER (1981)um nicht na'her spezifizierte Sandsteine, die das Spurenfossil Cruziana semiplicata ftthren, welches im perigond-wanischen Raum eine Zeitspanne vom Oberkambrium bis in das untere Ordovizium markiert (ELICKI, 1997).BRAUSE (1970) nimmt fur den Leipziger Raum ein primSres Fehlen oberkambrischer Sedimente an.Da die kambrischen Abfolgen in den genannten Bereichen der Sudthuringisch-Niederlausitzer Synklinalzone inihrer faziellen Ausbildung einander stark gleichen, wird das relativ eng begrenzte Gebiet fur diesen Zeitraumzumeist als eine geschlossene sedimentare Einheit betrachtet.Der erste Nachweis (mittel-) kambrischen Alters im Gebiet von Leipzig gelang PICARD (1929) und PICARD &GOTHAM (1931). Biostratigraphisch belegtes Unterkambrium ist hier seit SDZUY (1962) bekannt. Die Lagerungs-verhaltnisse des kambrischen Schichtverbandes sind kompliziert; das Gebiet gliedert sich in eine Reihe vonHoch- und Tieflagen, die von zahlreichen Storungen durchsetzt und durch diese begrenzt sind. Mit Schichtausfal-len muB somit gerechnet werden; Schichtverdoppelungen sind bislang jedoch nicht bekannt. Zwischen dem Un-ter- und dem Mittelkambrium existiert eine groBere stratigraphische Liicke, die das hohere Unterkambrium unddas basale Mittelkambrium umfaBt (ELICKI, 1997). Das stratigraphisch Liegende der Schichtenfolge wurde bishernirgends erbohrt; zu den zumeist unterlagernden und in ihrem Alter lange Zeit unklaren Rothstein Schichten be-steht, wie kurzlich nachgewiesen werden konnte, eindeutig eine groBere stratigraphische Ltlcke (oberes Neopro-terozoikum; Datierungen der Rothstein Schichten in BUSCHMANN et al. - im Druck). Im Hangenden des Kambri-ums folgen lokal karbonische Sedimente (mit silurischen Gerollen), ansonsten Meso- und/oder Kanozoikum.Zum Teil sind die kambrischen Sedimente kontaktmetamorph beansprucht.

Das Unterkambrium im genannten Gebiet (Falkenberg Gruppe) zeichnet sich durch gemischte Abfolgen vonFlachwasser-Karbonaten und Siliziklastika in unterschiedlichen Anteilen aus, die verschiedentlich (z.T. syngene-tisch) von Diabasen durchsetzt sind. Das Mittelkambrium (Arenzhain Gruppe) wird von siliziklastischen Sedi-menten reprasentiert, Karbonate treten hier nur a'uBerst selten in Form von Beimengungen bzw. sehr geringmach-tigen, unreinen Einschaltungen auf (vgl. BRAUSE, 1970).Das stratigraphische Alter der unterkambrischen Sedimente (Abb. 1) ist durch die zum Teil reiche Fauna gesi-chert: Archaeocyathen zeigen unteres bis mittleres Unterkambrium an (unteres Ovetum nach ELICKI & DE-BRENNE, 1993; etwa vergleichbar dem tieferen Atdaban Sibiriens).Palaogeographisch weisen die unterkambrischen Faunen deutlich eine Zugehorigkeit zum westlichen Mediterran(Spanien, Marokko) und damit zum n6rdlichen Gondwana aus (ELICKI & DEBRENNE, 1993). Pala'obiogeographi-sche Beziehungen zum Gorlitzer Kambrium (welches zudem significant jiinger ist) existieren nicht. Die Machtig-keit der unterkambrischen Abfolge wird im Raum Leipzig auf 800 bis 1 000 m gescha'tzt (BRAUSE, 1969).

Die wesentlichsten Veroffentlichungen zum Unterkambrium im Raum Leipzig (dort auch umfassendere Litera-turangaben und Hinweise zur Erforschungsgeschichte) stammen von SDZUY (1962), FREYER & SUHR (1987,1992), ELICKI & DEBRENNE (1993), ELICKI (1992, 1994-95, 1997-99), und BUSCHMANN et al. (1995 und imDruck).

Anliegen dieses Beitrages ist es, die Abgrenzung der bereits von FREYER & SUHR (1987) verwendeten lithostra-tigraphischen Einheiten zu definieren und in diesem Zuge deren Umbenennung in, den ,,Richtlinien der Stratigra-phischen Kommission zur Handhabung der stratigraphischen Nomenklatur" genilgende Kategorien durchzufuh-ren. Zugleich sollen die lithofazielle AusprSgung des Doberluger Unterkambriums dargestellt und die prinzipiellesedimenta're Entwicklung kurz charakterisiert.

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490mb

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Lausitz

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DelitzschFormation

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CharlottenhofFormation

ZwethauFormation

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PS

Abb. 1: Biostratigraphische Position des Kambriums des Dober-lug-Torgau und des Gorlitz Synklinoriums innerhalb dermediterranen Subprovinz und im Vergleich mit der sibi-rischen (fur das Unterkambrium) bzw. der skandinavi-schen (fur das Mittelkambrium) Gliederung (nachSDZUY, 1957,1970; Elicki, 1998,1999).

Biostratigraphic position of the Doberlug-Torgau and GorlitzCambrian deposits within the Mediterranean subprovince andin relation to the Siberian (for the Lower Cambrian) as well asto the Scandinavian (for the Middle Cambrian) scale (afterSDZUY, 1957, 1970; Elicki, 1998, 1999).

2 Das Unterkambrium: Falkenberg Gruppe

Die Falkenberg Gruppe wurde (urspriinglich als ,,Serie") 1978 im,,Fachbereichstandard Stratigraphische Skala der DDR - Kambri-um": TGL 25234/17 eingefiihrt. Sie wurde definiert als eine,,nicht-metamorphe, unterkambrische, fossilfuhrende Sequenz vonKarbonaten und Siliziklastika N von Gorlitz und N sowie NE vonLeipzig" (Abb. 2).

2.1 Ausbildung der Zwethau Formation

Die (ursprUngliche) Bezeichnung ,,Zwethauer Folge" wurde eben-falls 1978 im oben genannten Fachbereichstandard eingefuhrt undbezeichnet die Sedimentfolgen der Falkenberg Gruppe im RaumLeipzig. Der Name stammt von einer kleinen Ortschaft nahe derLokalita't der Typusbohrung.Die zwischen 800 und 1 000 m ma'chtige, als Zwethau Formationbezeichnete Abfolge umfalit flachmarine Karbonate (Dolomiteund Kalksteine) und Siliziklastika (Tonstein, Siltstein, Sandstein)mit wechselnden Profilanteilen. Der tiefere Teil der Sequenz(nach FREYER & SUHR, 1987: ,,Zwethau Karbonat") wird (in derTypusbohrung) deutlich von Karbonaten dominiert, wahrend derhohere Abschnitt sowohl gemischt karbonatisch-siliziklastische(nach FREYER & SUHR, 1987: ,,Zwethau Wechsellagerung") alsauch vorwiegend siliziklastische Abfolgen beinhaltet (vgl. ELICKI,1999) (Abb. 2).Die Basis der Zwethau Formation wird nach BUSCHMANN et al.(1995) lokal durch konglomeratische debris-flow Ablagerungeneingenommen. Im hoheren Teil treten intrusive Diabase auf.

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Torgau Subformation

Diese Schichtenfolge wurde als (unteres bzw. oberes) ,,Zwethau Karbonat" erstmals von FREYER & SUHR (1987)ausgehalten und umfaBt eine Sequenz von Karbonaten, Siliziklastika und (im hoheren Teil) Vulkaniten. Die hierin Revision eingeflihrte Bezeichnung leitet sich von der in der Nahe der Typusbohrung befindlichen Stadt Torgauab. Nach lithologischen Kriterien sind ein untrer und ein oberer Abschnitt abgrenzbar.

Untere Torgau Subformation

Untergrenze: Unbekannt.Obergrenze: Obere Torgau Subformation. GemaB FREYER & SUHR (1987) beginnt letztere mit Einsetzen derersten bedeutenden siliziklastische Einschaltung (graugruner Ton-/Schluffstein).Typuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.

Die Untere Torgau Subformation wird durch eine Abfolge von geschichteten, z.T. fossilfuhrenden, grauen Kalk-steinen und grauen bis rotlichen (spatdiagenetischen) Dolomiten vertreten (Tafel 1/1). Charakteristisch ist nachFREYER & SUHR (1987) das Fehlen von Siliziklastika. In verschiedenen Profilabschnitten treten gehauft Karbo-nat-Lithoklasten und Ooide auf, im tieferen Teil Archaeocyathen.Die Machtigkeit der Unteren Torgau Subformation wird mit mehr als 120 m angegeben. Der Ubergang zur Obe-ren Torgau Subformation ist flieBend.

Obere Torgau Subformation

Untergrenze: Obergrenze der Unteren Torgau Subformation. GemSB FREYER & SUHR (1987) mit Einsetzen derersten bedeutenden siliziklastische Einschaltung (graugruner TonVSchluffstein).Obergrenze: Rosenfeld Subformation. GemSB FREYER & SUHR (1987) Oberkante eines machtigeren Dolomites,der einen, u.a. durch matrixfreie Oolithe, Winkelgefiige und Onkoid-Fuhrung gekennzeichneten Sedimentations-abschnitt begrenzt.Tvpuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.

Die Obere Torgau Subformation wird durch geschichtete, fossilfuhrende Dolomite und Kalksteine von meist hell-grauer Farbe und rotlichen bis grunlichen Siliziklastika gebildet. Vereinzelt treten basische Vulkanite auf. Dasgrofie Lithotypenspektrum dieser Flachwasserkarbonate reicht von Oolithen und Intraklastiten bis zu Biolithenund Schlammkarbonaten, wobei sich hoch- und niedrigenergetische Bildungen mi Profil vielfach abwechseln(Tafel 1/2-12).Innerhalb der Oberen Torgau Subformation ist eine Zunahme der oolithischen Bildungen zum Hangenden zuerkennen, wahrend im tieferen Teil die lithoklastischen Typen vorherrschen. Die Fauna wird in den hoherenerge-tischen Bildungen (Rippeln, Kreuzschichtung, Intraklasten, Ooide) von Schalern (Zweischaler, Trilobiten), in denBiolithen vor allem von Cyanobakterien (,,Algen") und Archaeocyathen reprSsentiert, die mitunter calcimikro-bielle Biostrome (Cyanobakterien-Rasen, Tafel 1/6, 10) bzw. Schlammhiigelstrukturen (Cyanobakterien-Archae-ocyathen-Mudmounds) aufbauen (ELICKI & DEBRENNE 1993; ELICKI, 1999).Den genannten Karbonaten sind immer wieder (zumeist feinkornige) Siliziklastika zwischengelagert (Tafel 1/7-8). Zum Hangenden nimmt deren Ha'ufigkeit zu. In einigen Profilen dominieren sie diesen Abschnitt und die Kar-bonate treten nur noch als Einschaltungen, jetzt vor allem als Oolithe, auf. Typisch fur die Siliziklastika sind einehaufig zu beobachtende Lamination im mm-Bereich, Entwasserungsstrukturen und ?Bioturbation (Tafel 1/8).Selten treten Trockenrisse auf. In grober-siliziklastischen Abschnitten ist dagegen Kreuzschichtung zu beobach-ten (Tafel 1/8). BUSCHMANN et al. (1995) gelang der Nachweis lokaler, residualer Evaporite.Die Lebewelt der Oberen Torgau Schichten wird vor allem durch Cyanobakterien (Tafel 1/5-6, 10) und Ar-chaeocyathen (Tafel 1/10) reprasentiert. In biostromalen Bildungen sind vor allem die Calcimikroben Epiphytonund Renalcis als Bildner von Bedeutung; hinzu treten eine Reihe regularer, weniger irregulare Archaeocyathen.In den Schlammhugelstrukturen (Mudmounds) sind es wiederrum vor allem Epiphyton und Renalcis - jetzt abergemeinsam mit einer geringdiversen, dafur aber individuenreichen irregularen Archaeocyathenfauna - die alsMound-Bildner bedeutsam sind. Weiterhin treten die o.g. Trilobiten und Zweischaler sowie Echinodermen,Schwamme, Bradoriden, Hyolithelminthes, Tintinniden und Cambroclaven auf (ELICKI, 1994, 1999).Die Machtigkeit der Oberen Torgau Schichten betragt in der Typusbohrung etwa 230 m, wachst in anderen Boh-rungen jedoch bis auf 320 m an.

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Rosenfeld Subformation

Diese Sequenz wurde erstmals von FREYER & SUHR(1987) aufgrund lithologischer und sedimentologi-scher Kriterien unter der Bezeichnung ,,ZwethauWechsellagerang" ausgehalten und umfaBt eine Ab-folge von Siliziklastika, (umgelagerten) Karbonatenund basischen Vulkaniten.Die hier eingeftthrte, neue Bezeichnung dieses Pro-filabschnittes geht auf eine in unmittelbarer Nahe derTypusbohrung befindliche Gemeinde zuriick.

Untergrenze: Obergrenze der Oberen Torgau Sub-formation. GemaB FREYER & SUHR (1987) Oberkan-te eines mSchtigeren Dolomites, der einen, u.a. durchmatrixfreie Oolithe, Winkelgefuge und Onkoid-Fuhrung gekennzeichneten Sedimentationsabschnittbegrenzt.Obergrenze: Unbekannt.Tvpuslokalitat: Bohrung Zwethau 1/65.

Die Rosenfeld Subformation beinhaltet eine Abfolgevon machtigeren, rotlichen bis grtinlichen Silizikla-stika (Siltsteine, nach oben mehr und mehr Sandstei-

ne) sowie (umgelagerten) Dolomiten und Kalksteinen. In den Kalksteinen sind Ooidfuhrung (jedoch nicht mehrmatrixfrei) und Intraklasten zu beobachten. Nach FREYER & SUHR (1987) zeichnet sich das Schichtpaket durcheine generelle Zunahme der Siliziklastika, zahlreiche Umlagerungen, slumping-Strukturen und eine oftmalsrhythmische Sedimentation (fining upward) aus.Die in der Typusbohrung auftretenden Diabase erreichen gewohnlich eine Machtigkeit von 0,8 - 1,5 m (maximaletwa 30 m). Wahrend die geringmachtigen Diabase deutlich intrusiv sind, kann dies bei der 30 m machtigen Ein-

Siltstein

Tonstein |

Sandstein

basale debris flows (lokal)

ij" v v |I v v y| basische Vulkanite

\t

rrM Kalkstein

Abb. 2: Sedimentare Abfolge und Lithostratigraphiedes Kambriums des Doberlug-Torgau Syn-klinoriums (vereinfacht unter Verwendungvon FREYER & SUHR, 1987; BRAUSE, 1970und ELICKI, 1998, 1999).Fiir die mittelkambrischen Formationenwurden bislang keine hoherauflOsendenlithostratigraphischen Einheiten defmiert. (DI , LS 1/63 und D IV = Bohrungen)

Sedimentary sequence and lithostratigraphy ofthe Doberlug-Torgau Cambrian (generalized af-ter FREYER & SUHR, 1987; BRAUSE, 1970, andELICKI, 1998, 1999). For the Middle Cambrianformations, hitherto no detailed lithostratigraphiccatogeries are established. (D I , LS 1/63 und DIV = drillings)

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schaltung aufgrund des Fehlens der kritischen Bohrkernstrecken nicht mit Sicherheit gesagt werden. JONAS,BUSCHMANN & GAITZSCH (1999) berichten von basaltischen bis andesitischen Intrasionen, die quasi synsedimen-tar in das noch nicht vollstandig verfestigte Sediment eingedrungen sind.Die Lebewelt der Rosenfeld Subformation wird durch eine nicht naher bestimmte, umgelagerte Fauna aus Ar-chaeocyathen, Cyanobakterien und Schalem reprasentiert.Die Machtigkeit des Schichtpaketes betrSgt in der Typusbohrung 280 m, muB jedoch als primar groBer angese-hen werden.

2.2 Fazieller Charakter des unterkambrischen Ablagerungsraumes

Das Leipziger Unterkambrium reprasentiert eine flachmarine, zumeist subtidale Sedimentation einer Karbonat-rampe, die sich auf einem siliziklastisch dominierten Schelf anlegte. Nach sedimentologischen und palaontologi-schen Kriterien konnen folgende, wesentliche Entwicklungsstadien der Rampensedimentation ausgehalten wer-den (ELICKI1995, 1999):

(1) Sedimentation auf einer tieferen, subtidalen Karbonatrampe (Untere Torgau Subformation). Ander Basis treten lokal konglomeratische debris flows auf (s.o.). Das Environment ist zumeist nied-rigenergetisch, der terrigene Eintrag sehr gering. Die Lebewelt ist auf wenige Formen (nahezu aus-schlieBlich Cyanobakterien, selten Archaeocyathen) beschrankt. Es folgt das Stadium einer:

(2) flach-subtidalen Karbonatrampe (tieferer Abschnitt der Oberen Torgau Subformation). In die-sem hb'herenergetischen Stadium gelangen fossilfuhrende Kalke zur Ablagerung, die gelegentlichOoide und Inrraklasten fllhren. Deutlich nehmen siliziklastische Einschaltungen zu. Cyanobakterienund Archaeocyathen gewinnen an Bedeutung und bauen Rasen und Mudmounds (,,reef mounds")auf, ohne jedoch wellenresistente Geriiststrukturen zu erzeugen. Das nachfolgende Sedimentati-onsstadium:

(3) reprasentiert eine flach-subtidale (tempora'r intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatischeRampe mit vorgelagerten, migrierenden oolithischen Barren (hOherer Abschnitt der Oberen TorgauSubformation). Die in einigen Profilen deutlich dominierenden Siliziklastika zeigen tidale Signatu-ren (Lamination, karbonatische Zemente, Kreuzschichtung, ?Bioturbation, Fossilarmut, Trocken-risse; ELICKI, 1992). Karbonate treten dort zumeist als Dolomit-Einschaltungen auf (oolithischeund Intraklast-Grainstones, gelegentlich mit Kreuzschichtung). BUSCHMANN et al. (1995) wiesenlokal Evaporationen nach. Cyanobakterien und Archaeocyathen treten in diesem Sedimentations-stadium stark zuruck.

Die nachfolgende Rosenfeld Subformation reprasentiert mit ihren Siliziklastika und allochthonen Karbonaten einumgestelltes Sedimentationsmilieu und leitet zu einen bereits tieferen Sedimentationsbereich iiber, der neben dennun dominierenden Siliziklastika (auch Sandsteine) lediglich noch umgelagerte Karbonate enthalt.

Detailliertere Untersuchungen zum Sedimentationsgeschehen und daraus abgeleitete Sedimentationsmodelle,insbesondere unter Berucksichtigung der unterkambrischen Faunenelemente, finden sich in FREYER & SUHR(1987, 1992), ELICKI (1992, 1995, 1999) und ELICKI & DEBRENNE (1993).

3 Problemdiskussion zur lithostratigraphischen Abgrenzung

Die lithostratigraphische Untergliederung des Doberluger Unterkambriums ist nicht unproblematisch. Zum einensind die Profile ausschlieBlich aus Bohrungen bekannt (seltene Forschungsbohrungen sowie zahlreiche Erkun-dungsbohrungen der Braunkohleindustrie und der damaligen SDAG Wismut), die verstandlicherweise nicht fla-chendeckend und regional in unterschiedlicher AufschluBdichte niedergebracht wurden, zum anderen scheinenfazielle Ubergange innerhalb der Horizonte recht ha'ufig zu sein, was die Festlegung eines Typusprofils er-schwert. Sehr oft ist zu beobachten, dass selbst relativ eng benachbarte Bohrungen, obgleich darin Subformatio-nen aushaltbar sind, schon deutliche Faziesunterschiede aufweisen. Es kann derzeit lediglich ein nahezu rein kar-bonatischer bzw. ein gemischt siliziklastisch-karbonatischer (oder karbonatisch-siliziklastischer) Abschnitt (Tor-gau Subformation) und ein nachfolgender (deutlich dominierend bis ausschlieBlich siliziklastischer) Ubergangs-bereich (Rosenfeld Subformation) zu einer tiefer marinen Sedimentation ausgehalten werden. Letztere ist nichtmit Aufschliissen belegt, resultiert jedoch aus dem sedimenta'ren Entwicklungstrend der Rosenfeld Subformation

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und aus den lithofaziellen Charakteristika der nachfolgenden mittelkambrischen Sedimente. Eine weitere Unter-gliederung der Torgau Subformation in einen unteren und einen oberen Abschnitt (Untere und Obere TorgauSubformation) ist, obgleich in einer Reihe von Profilen vorhanden, mitunter problematisch und wird hier auf-grund fehlender, weiterfUhrender geologischer Informationen vorerst aus den entsprechenden Darstellungen inFREYER & SUHR (1987) ubernommen. Im wesentlichen orientiert sich die hier vorgelegte lithostratigraphischeGliederung generell weiterhin an der von diesen Autoren vorgeschlagenen Einteilung, wenngleich die damaligeCharakterisierung der Lithoeinheiten nunmehr weiter gefaBt und insbesondere fur die Rosenfeld Subformationerweitert werden muss (Entwicklung bis zur deutlichen Dominanz tieferer Siliziklastika). Fur weitere Profilauf-nahmen ist es ratsam, zuna'chst die (auch genetisch zusammengehorigen) Subformationen auszuhalten und derenUnterteilung in verschiedene Abschnitte - wenn liberhaupt - erst im Zuge lateraler Korrelationen und Modellie-rungen durchzufuhren.Ein weiteres Problem ergibt sich aus den Lagerungsverhaltnissn des Kambriums im Raum Leipzig. Das stratigra-phische Liegende des Unterkambriums ist nirgends sicher bekannt. Zumeist liegt Unterkambrium auf nicht nahereinstufbarem, hoheren Neoproterozoikum (BUSCHMANN et al., im Druck). BUSCHMANN et al. (1995) konnten daszumindest lokale Auftreten eines Konglomerates nachweisen, welches die Autoren als debris flow interpretieren(kein Transgressionskonglomerat!). Die Basis der unterkambrischen Sequenz (und damit der Torgau Subforma-tion) muss also (soweit bekannt) mit seiner diskordanten, moglicherweise diachronen Auflagerung auf Prakam-brium gezogen werden. Ahnlich problematisch ist die Definition der oberen Grenze: Ein sedimentSrer Ubergangvom Unter- in das Mittelkambrium ist hier bislang nicht nachgewiesen. Viehnehr ist eine stratigraphische Liickezwischen den jungsten unterkambrischen Abschnitten und den a'ltesten mittelkambrischen Bereichen anzunehmen(ELICKI, 1997), die wahrscheinlich das gesamte hfihere Unterkambrium umfaBt. Somit kann die obere Grenze derunterkambrischen Abfolge (und damit der Rosenfeld Subformation) ebenfalls nicht genau fixiert werden.

Vergleicht man die Doberluger Profilabfolgen mit den (pala'ogeographisch verwandten) oberflachig groBraumigaufgeschlossenen, mediterranen Vorkommen im Unterkambrium (z.B. Marokko, Spanien, Sardinien), in denen esmoglich ist, nicht nur vertikale, sondern auch laterale Faziesentwicklungen detailliert zu beobachten, so wirddeutlich, wie unvermittelt und ha'ufig lithologische Faziesbilder (,,reef mounds", Bioklastkalke, Oolithbarren,Siliziklastika u.a.) innerhalb eines Zeitschnittes auf kurze Entfernung wechseln kOnnen und wie problematisch essomit ist, anhand einer begrenzten Anzahl von Bohrungen hochauflosende lithostratigraphische Einheiten auszu-halten, die oftmals lediglich lokal sehr begrenzte Faziesausbildungen darstellen mogen (Tafel 2/1-7). Um daslithostratigraphische Geriist des Doberluger Unterkambriums (iberschaubar und praktikabel zu halten, ist es notig,genetische Abschnitte, die fiir bestimmte Sedimentationsregime charakteristisch sind, zusammenzufassen. Insbe-sondere in flachmarinen, unterkambrischen Sedimentationsra"umen, die sich zudem in einer Zeit reger, kurzzeiti-ger Schwankungen des Meeresspiegels herausbildeten, ist dies eine geeignete Herangehensweise.Die nachgewiesene fazielle Vielfalt der unterkambrischen Abfolgen steht nicht im Widerspruch zu den anschei-nend sehr weit aushaltenden Faziesra'umen am nSrdlichen Gondwana-Rand (mehr oder weniger iiber ganz Siideu-ropa bis in die Tiirkei): Die prinzipiellen Litho- (und oft auch Bio-) Faziesbilder zeigen vielmehr iiberregionaleinen starken Grad an Ubereinstimmung, werden jedoch durch lokale und regionale Einfliisse spezifiziert.

Fur das Unterkambrium im Raum Leipzig ist somit, auf der Basis von FREYER & SUHR (1987) und in Anwen-dung der ,,Richtlinien der Stratigraphischen Kommission zur Handhabung der stratigraphischen Nomenklatur",die folgende lithostratigraphische Gliederung sinnvoll:

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Neu eingefuhrte Bezeichnung Englische EntsprechungIn STEININGER (1997) undalterer Literatur verwendeteBezeichnung

Unterkambrium im Raum Leipzig:

Falkenberg Gruppe

Zwethau Formation

Rosenfeld Subformation

Torgau Subformation

Falkenberg Group

Zwethau Formation

Rosenfeld Member

Torgau Member

Falkenberger Gruppe

Zwethauer Folge

Zwethau Wechsellagerung

Zwethau Karbonat

Korrekterweise muft dannfur das Unterkambrium im Raum Gorlitzer gelten:

Charlottenhof Formation

Ludwigsdorf Subformation

Lusatiops Subformation

Charlottenhof Formation

Ludwigsdorf Member

Lusatiops Member

Charlottenhofer Folge

Ludwigsdorfer Schichten

Lusatiops Schichten

Korrekterweise mufi dannfur das Mittelkambrium im Raum Leipzig gelten:

Arenzhain Gruppe

Delitzsch Formation

Trobitz Formation

Arenzhain Group

Delitzsch Formation

Trobitz Formation

Arenzhainer Gruppe

Delitzscher Folge

Trobitzer Folge

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Literatur

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Tafel/Plate 1

Fig. 1 Intraklast-Grainstone; kleine eckige Karbonatlithoklasten; Bioklasten fehlen; tiefer-subtidale Karbo-natrampe; (untere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 1,5 mm.Intraclast grainstone built by small angular fragments of limestone; bioclasts are lacking; deeper subtidal ramp;(lower) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.

Fig. 2 Oolitic-oncolitic-Grainstone, flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 2 mm.Oolitic oncolitic grainstone; shallow subtidal ramp; (upper) Torgau Mbr., core 1630/79; scale: 2 mm.

Fig. 3 Intraklast-Rudstone; Komponenten: gerundete Lithoklasten eines matrixfreien oolitic Grainstone;flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren;(obere) Torgau Subformation (hoherer Abschnitt), Bohrung 1630/79; Dunnschliff; MaBstab: 5 mm.Intraclast rudstone; components: well rounded clasts of matrix free oolitic grainstone; shallow subtidal (tointertidal) mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member (higher portion), core 1630/79; scale: 5 mm.

Fig. 4 Oncolitic-oolitic-Grainstone; Komponenten: mehrphasig onkolithisch umwachsene Klasten von ooliticPack- bis Grainstones, Biogene; flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation;Bohrung 1706/81, Dunnschliff; MaBstab: 2 mm.Oncolitic oolitic grainstone; components: clasts of oolitic pack- to granstone and bioclasts; shallow subtidalramp; (upper) Torgau Member, note: oncolite growth took place in several phases, core 1706/81; scale: 2 mm.

Fig. 5 Oncolitic-oolitic-Packstone; Komponenten: Lithoklasten eines oolitic Grainstone von (dicker Cyano-bakterien-Kruste onkolithisch umwachsen, unten rechts) schwimmen in onkolithisch-oolithischerMatrix; flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolith-barren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 1,5 mm.Oncolitic oolitic packstone; components: clasts of oolitic grainstone are completely oncolitic overgrown by athick cyanobacterial laminae and embedded in an oncolitic-oolitic matrix; shallow subtidal (to intertidal) mixedramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.

Fig. 6 Cyanobakterien-Boundstone; typische buschige Ausbildung eines Epiphyton-'Gartens" mit geringerArchaeocyathen-Beteiligung; flach-subtidale Karbonatrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung1706/81; Dunnschliff; MaBstab: 1 mm.Cyanobacterial boundstone; very typic pattern of the bush-like growth of Epiphyton gardens with minorarchaeocyathan contribution; shallow subtidal ramp; (upper) Torgau Member, core 1706/81; scale: 1 mm.

Fig. 7 Sandstein-Lage mit Rippelschichtung (unten) in feingeschichtetem Tonstein; flach-subtidale (bisintertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subfor-mation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 5 mm.Sandstone layer (bottom) in laminated claystone showing ripple stratification; shallow subtidal (to intertidal)mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 5 mm.

Fig. 8 Feinlaminierte Tonstein-Siltstein Wechsellagerung mit ?Entw2sserungsstruktur; flach-subtidale (bisintertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Sub-formation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 5 mm.Laminated claystone-siltstone alternation with (?)water escape structure; shallow subtidal (to intertidal) mixedramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 5 mm.

Fig. 9 Intraclast-Rudstone; Komponenten: onkolithischer und oolithischer Grainstone; flach-subtidale Karbo-natrampe; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1706/81; Dunnschliff; MaBstab: 5 mm.Intraclast rudstone; components: clasts of oncolitic and oolitic grainstone; shallow subtidal ramp; (upper) TorgauMember, core 1706/81; scale: 5 mm.

Fig. 10 Cyanobakterien-Archaeocyathen-Floatstone; umgelagerter irregularer Archaeocyath und undeutlicheCyano-Btischel; flach-subtidale (bis intertidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mitOolithbarren; (obere) Torgau Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 2 mm.Cyanobacterial-archaeocyathan floatstone, redeposited archaeocyath and indistinct cyanobacterial shrubs; shal-low mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 2 mm.

Fig. 11 Onkolitic-Grainstone; Bioklasten als Kerne (oft Trilobiten); flach-subtidale (bis intertidale), gemischtsiliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformation nahe demUbergang zurRosenfeld Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 1,5 mm.Oncolitic grainstone; cores of the components are shelly bioclasts (often trilobites), shallow subtidal (tointertidal) mixed ramp with oolitic shoals; (upper) Torgau Member, core 1630/79; scale: 1,5 mm.

Fig. 12 Oolitic-Grainstone mit hohem siliziklastischen Anteil, kreuzgeschichtet; flach-subtidale (bis inter-tidale), gemischt siliziklastisch-karbonatische Rampe mit Oolithbarren; (obere) Torgau Subformationnahe Ubergang zur Rosenfeld Subformation, Bohrung 1630/79; Dunnschliff, MaBstab: 2 mm.Oolitic grainstone, crossbedded and with high sandy content, shallow subtidal (to intertidal) mixed ramp withoolitic shoals; (upper) Torgau Mbr. near the transition to the Rosenfeld Mbr., core 1630/79; scale: 2 mm.

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Tafel/Plate2

Die hier aufgefilhrten Beispiele aus anderen Vorkommen des W-Gondwana-Schelfes dokumentieren die lithofazielleDifferenziertheit in unterkambrischen, karbonatisch-flachmarinen SedimentarionsrSumen auf kurze Distanz undstiltzen die Faziesinterpretation fur die subterrestrischen Vorkommen von Doberlug-Torgau. So stellen die Fig. 1-5typische Karbonat-Bildungen unterkambrischer, flach-subtidaler Environments dar. Fig. 6-7 zeigen ein zyklisch auf-gebautes, flach-subtidales (bis intertidales) Oolithbarren-System, welches mit dem Stadium 3 der Karbonatrampen-entwicklung von Doberlug vergleichbar ist (siliziklastisch-karbonatische Rampe mit migrierenden Oolithbarren).

These examples from other localities of the western Gondwana shelf indicate the lithofacies diversity of Lower Cambrian shallowmarine carbonate environments within short distances. These examples support the interpretation of the subterrestrial deposits ofDoberlug-Torgau. Fig. 1-5 show very typic Lower Cambrian carbonate buildups of a shallow subtidal environment. Fig. 6-7indicate a cyclic shallow-subtidal (to intertidal) oolitic shoal complex and is well comparable with the third depositional stage ofthe Doberlug Lower Cambrian (mixed ramp with migrating oolitic shoals).

Fig. 1 Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound, mit scharfer Grenze eingebettet in siliziklastischerMatrix (geschichtete Tonsteine); Lemdad Formation, Unterkambrium, Anti-Atlas (Marokko),MaBstab: Hammer.Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound with sharp boundaries, embedded in a siliciclastic matrix (layeredclaystone); Lemdad Fm., Lower Cambrian, Anti-Atlas (Morocco); Hammer for scale.

Fig. 2 Detail von Fig. 1; deutlich ist der scharfe Ubergang zwischen Karbonat-mound und den einhullendenTonsteinen zu erkennen.Detail of Fig. 1; clearly visible is the very sharp boundary between the carbonate mound and the claystone cover.

Fig. 3 Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound, mit scharfer Grenze eingebettet zwischen gebanktenKalken; Lemdad Formation, Unterkambrium, Anti-Atlas (Marokko), MaBstab: Hammer.Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound with sharp boundaries, embedded in a carbonatic matrix (layeredlimestone); Lemdad Fm., Lower Cambrian, Anti-Atlas (Morocco); Hammer for scale.

Fig. 4 Massiger Cyanobakterien reef mound, umgeben von einer Wechsellagerung aus knolligen Kalken undTonsteinen; deutlich ist die geringe laterale Erstreckung des mounds zu erkennen. La Hoya Mbr., OssaMorena Zone (Spanien), unteres Mariani. MaBstab: Hammer.Massive cyanobacterial reef mound; surrounded by an alternation of nodular limestone and claystone; clearlyvisible is the short lateral extension of the mound; La Hoya Mbr., Ossa Morena Zone (Spain), lower Marianian.Hammer for scale.

Fig. 5 Cyanobakterien-Archaeocyathen reef mound; links: Cyanobakterien-"Garten" mit typisch wolkigem,ungeregeltem Gefilge, rechts: Archaeocyathen-Internschutt; Funtana Colomba, Unterkambrium,Sardinien; MaBstab: Hammer.Cyanobacterial-archaeocyathan reef mound; left: cyanobacteria-"garden" showing the typic cloudy and irregularpattern; right: archaeocyathan reef debris; Funtana Colomba, Lower Cambrian, Sardinia; hammer for scale.

Fig. 6 Siliziklastisch-karbonatische Barrensequenz; helle Banke: sich zyklisch einschaltende Oolith-Barren;dazwischen: v.a. Siliziklastika; Monte Sa Gloria, Unterkambrium, Sardinien; MaBstab: Autos.Siliciclastic-carbonate shoal sequence; light layers: cyclic returning oolitic shoals; between the oolitic layers:mainly siliciclastics; Monte Sa Gloria, Lower Cambrian, Sardinia; cars for scale.

Fig. 7 Sandstein-Lage mit Trockenrissen; Zwischenlage zwischen den zyklisch eingeschalteten Oolith-Barrenaus Fig. 6.; Monte Sa Gloria, Unterkambrium, Sardinien.Sandstone layer with mud cracks, interlayering the cyclic oolitic shoal sequence; Monte Sa Gloria, LowerCambrian, Sardinia.

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