Mineralogische, geochemische und petrophysikalische Charakterisierung der post-variszischen Diskordanz in Mitteleuropa

Antragssteller/in: Liang Fei

Förderung: China Scholarship Council

Bearbeiter: Fei Liang

Dauer: seit 2018

Zusammenfassung

Diskordanzen sind Kontaktflächen zwischen verschiedenen Lithologien, die über lange Zeiträume ohne Ablagerung und/oder Erosion erzeugt wurden und die für die Unterteilung und Korrelation stratigraphischer Abfolgen, aber auch für die Geometrie von Reservoiren für Öl, Gas und Wasser von größter Bedeutung sind. Darüber hinaus spielen Diskordanzen eine Schlüsselrolle beim Verständnis der Wechselwirkungen von Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre in der Vergangenheit.

Kontinentale Diskordanzen bieten die Gelegenheit, Verwitterungs- und Klimabedingungen während der Exposition in der Vergangenheit zu analysieren. Dies schließt eine Alteration und Zerstörung von Mineralien ein, z.B. Änderungen der Kristallmorphologie von primären und sekundären Mineralen was auch als supergene Alteration bezeichnet wird. Infolge der Überdeckung der Verwitterungsoberfläche mit Sedimenten oder Vulkangesteinen und die Absenkung erhöht sich langsam die Temperatur und der Druck und es kommt zum Durchströmen mit heißen Fluiden. Dies wird als hypergene Alteration bezeichnet und muss sorgfältig von der primären supergenen Alteration unterschieden werden.

Zur Rekonstruktion der Witterungsbedingungen und des Paläoklimas werden üblicherweise feinkörnige Sedimente wie Ton- oder Siltsteine untersucht. Diese Sedimente stammen jedoch aus mehreren Quellen, so dass die Paläoverwitterungsbedingungen und nachfolgende Diagenese am besten an den Ausgangsgesteinen im Liefergebiet untersucht werden. Ein ideales Gebiet für diese Untersuchungen bietet der Sprendlinger Horst bei Darmstadt, wo die post-variszische Diskordanz weitflächig aufgeschlossen ist und das kristalline variszische Grundgebirge nur gering-mächtig von Vulkaniten und klastischen Sedimenten überdeckt ist.

Für das Promotionsprojekt wurden mehrere repräsentative Bohrkerne ausgewählt, die post-variszische Diskordanz durchteufen und hochaufgelöst petrographisch und geochemisch analysiert wurden. Mit Hilfe verschiedener Normierungs- und Berechnungsverfahren konnten wir supergene und hypogene Alterationen unterscheiden (Fei et al. 2021). Zurzeit entwickeln wir eine Methode zur Quantifizierung der physikalischen und chemischen Verwitterung mit Hilfe neuer Indizes. Die Ergebnisse dieses Projekts werden zum besseren Verständnis überlagerter Alterationsprozesse an Diskordanzen erster Ordnung in Sedimentbecken liefern. Diese Kenntnisse werden auch für praktische Zwecke der Reservoirgeologie und die Bedeutung von Diskordanzen bei der Kompartimentierung beitragen.