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Der Begriff Klippenfazies

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Der verfüllte Brandungskessel am Kahlebusch in Dohna
Der verfüllte Brandungskessel am Kahlebusch in Dohna
Insbesonders durch die Erforschung der obercenomanen "Klippe" am Hohen Stein in Dresden-Plauen ist die Klippenfazies in der sächsischen Kreide bekannt geworden. Die dortige Fauna gilt bis heute als ein typischer Vertreter einer "Fauna der Klippen". Der Begriff "Klippenfacies" wurde durch Beck (1892) erstmals anhand der Aufschlusssituation am Kahlebusch in Dohna beschrieben und durch Petrascheck (1899) konkretisiert. Die wohl früheste Erwähnung von "Klippenfacies" stammt von Bernhard Cotta (1856).

Geologischer Überblick

Paläogeographie der oberen Kreide in Sachsen und Böhmen

Die Elbtalkreide (Elbtal-Gruppe, sächsische Kreide, Saxonian Cretaceous Basin - SCB) bildete sich ab der frühen Oberkreide (Untercenoman) in einem Bereich zwischen der Mitteleuropäischen Insel und der Westsudetischen Insel (Lausitz-Block). Die östliche Grenze ist erosiv gekappt und die Elbtalkreide ist in der Elbezone als tektonischer Halbgraben entwickelt und wird heute von der Lausitzer Verwerfung (Lausitzer Störung) scharf begrenzt. Die sächsische Kreide kann als nördlicher Teil bzw. Ausläufer des böhmischen Kreidebeckens (Bohemian Cretaceous Basin - BCB) betrachtet werden. Traditionell wurden das Sächsische Kreidebecken (Saxonian Cretaceous Basin, SCB) und das Böhmische Kreidebecken (BCB) als getrennte Einheiten betrachtet. In jüngerer Zeit wird jedoch zunehmend der Begriff Saxo-Bohemian, Saxonian-Bohemian oder Bohemian-Saxonian Cretaceous Basin (SBCB/BSCB) verwendet (Voigt et al. 1996, Wilmsen et al. 2014).

Sächsisches und Böhmisches Kreidebecken

Die nördliche Grenze der überlieferten kretazischen Sedimente der Elbtalgruppe lässt sich in etwa zwischen Niederau-Oberau und Meißen verorten. Im Westen, nördlich von Freiberg bis etwa Siebenlehn finden sich Erosionsrelikte, die in einer oberkretazischen/alttertiären Bruchtektonik erhalten geblieben sind (Alexowsky et al. 2011). Die Elbtalkreide umfasst u.a. fluvatile Sedimente, flachmarin abgelagerte Sandsteine, Siltsteine (Pläner), Mergel und Tone, sowie die dem präkretazischem Grundgebirge direkt aufgelagerte Konglomerate. Paläogeographisch können Diese in distale (küstenferne) und proximale (küstennahe) Ablagerungsbereiche eines gradierten Schelfs eingeordnet werden.

Während Pläner- und Mergelfazies von einem tieferen Ablagerungsmilleu zeugen, sind Übergangs- und sandige Fazies (Sandsteinfazies) dem mittleren bzw. flachen Schelfbereich zuzuordnen. Die ältesten vorhandenen marinen Ablagerungen der Elbtalkreide sind Zeugnisse einer im späten Untercenoman einsetzenden, von Norden kommenden Transgression nach Süden (Wilmsen & Niebuhr 2014). Überliefert sind diese lediglich in einem eng begrenztem Bereich entlang der heutigen Elbezone und werden lithostratigraphisch als Elbtal-Gruppe zusammengefasst.

Die ältesten überlieferten Sedimente finden sich bei Meißen und sind lithologisch als rote Konglomerate der Meißen-Formation entwickelt. Die Einstufung der Meißen-Formation in das untere Mittelcenoman kann aufgrund eines Fundes von Turrilites costatus angenommen werden (Wilmsen & Nagm 2014).

Ab dem unteren Obercenoman lassen sich zwei Trangressionen nachweisen. Zum einen in der C. naviulare-Zone, zum anderen in der M. geslinianum-Zone (Tröger, 2017). Die Ablagerungen mariner Sedimente auf den südlichen Bereich der Elbezone, erfolgte auf ein ausgeprägtes Paläorelief, welches von Inseln, Klippen, Schwellen un Niederungen gekennzeichnet war. Derartige Erhebungen waren an (lokal begrenzte) Härtlingszonen des Basements gebunden ("Härtlingszüge" bei Schander 1923, 1924). Das sind Teile des Meißener Plutons, Rhyolithgänge, Quarzite und Grauwacken (Voigt et al. 1994). Dieser Ablagerungsraum wurde im Bereich der Elbezone spätestens im Unterturon weitestgehend eingeebnet (Wilmsen & Niebuhr 2014).

Faziesbereiche im oberen und obersten Obercenoman (M. geslinianum/N. juddii)

Die Ablagerungen des oberen und obersten Cenoman im Dresdner Raum (im weiteren Sinne) können lithologisch getrennt werden. Das ist zum einen die Normalfazies der Becken, bei der Pläner- und Plänersandsteine den küstennah abgelagerten Sandsteinen oder Geröllen des unteren Obercenomans (C. naviculare-Biozone) direkt auflagern. Zum Anderen in den Bereich der Schwellenfazies. Letztere ist geprägt durch die direkte Auflage von Konglomeraten, (feinen) Sandsteinen und teils Mergeln direkt auf dem exponierten präkretazischem Grundgebirge.

Eine erweiterte Feingliederung dieser küstennahen Fazies erfolgt mit der Charakterisierung einer sogenannten Klippenfazies. Der Begriff "Klippenfacies" wurde von Beck 1892 bei der Beschreibung und Interpretation der obercenomanen Ablagerungen (M. geslinianum-Biozone) am Kahlebusch („locale Klippenbildungen“ und „Die Klippenfacies am Kahlebusch“) in Dohna eingeführt und durch Petrascheck (1899) konkretisiert.

Insbesonders durch die Erforschung der obercenomanen "Klippe" am Hohen Stein in Dresden-Plauen ist die Klippenfazies in der sächsischen Kreide bekannt geworden. Die dortige Fauna gilt bis heute als ein typischer Vertreter einer "Fauna der Klippen". Der Begriff "Klippenfacies" wurde bereits vor Beck 1892 erwähnt.

So bennent Bernhard Cotta eine "Facies der Ufer oder Küsten (litorale oder subpelagische Facies, und zwar a) Facies der felsigen Ufer, Klippenfacies, oft Korallenfacies (Facies corallien)" (Cotta 1856: 29). Einen konkretes Beispiel führt Cotta jedoch nicht an. Die von Cotta erwähnte Begrifflichkeit scheint zunächst nicht weiter Beachtung gefunden zu haben. Erst durch Beschreibung konkreter Aufschlussverhältnisse durch Beck und der genaueren Charakterisierung durch Petrascheck rückte der Begriff und das Konzept „Klippenfazies“ als abgrenzbare, „eigenständige“ Erscheinung in den Fokus.

Charakterisierung der „Klippenfazies“

Petrascheck (1899: 55) charakterisiert die Klippenfazies mit vier Kriterien:

  1. Sie ist geprägt durch die Sedimentation auf einem, innerhalb kürzester Entfernungen wechselndem, ausgeprägtem Relief, d.h. es erfolgte eine Ausfüllung der kessel-, taschen- oder spaltenartigen Vertiefungen im Grundgebirge.
  2. Die Sedimente weißen erhebliche Niveauunterschiede in Bezug zu den zur gleichen Zeit in der Umgebung abgelagerten Schichten auf.
  3. "In ihrer petrographischen Ausbildung, indem die Klippensedimente kleinere oder größere Gerölle des Untergrundes in beträchtlicher Zahl in sich aufnehmen"
  4. Außerdem erweitert Petrascheck die Defintion um einen palökologischen Aspekt. Die Klippenfazies ist durch das Vorhandensein einer Epifauna, wie Austern, Spongien oder stockbildenden Korallen geprägt, also Tieren, die mit Haftapparaten ausgestattet sind und den Festgrund zum Teil massenhaft besiedeln.

Als Beispiele nennt Petrascheck die hangenden Schichten auf dem Syenitrücken bei Plauen (=Plauenscher Grund: Hoher Stein), Gamighübel, Kauscha (ein heute verschütteter Aufschluss im unteren Lauf des Geberbaches in Dresden-Kauscha) und Dresden-Lockwitz (=Donaths Obstweinkelterei), Meißen-Zscheila (=Platanenstr./Joachimsthal in Meißen) und Niederau-Oberau (=ehemaliger Eisenbahntunnel Oberau).

Petrascheck, 1899 und Rompf, 1960: Aufschlüsse der Klippenfazies
Petrascheck (1899) und Rompf (1960): Klippenfacies-Aufschlüsse

Sie ist also durch einen hohen Fossilreichtum eines ökologisch bestimmten Faunenkreises, meist sessil-benthonische Formen, gekennzeichnet (Häntzschel, 1930). Durch Rompf (1960) werden biostratinomische Beobachtungen in der Klippenfazies explizit angesprochen. Das betrifft die Frage, ob die Einbettung der vorgefundenen Fossilien der Klippenfazies autochton oder allochton erfolgte. Also, ob die Einbettung nahe oder unmittelbar am Lebe- bzw. Sterbeort stattfand oder ein Transport über gewisse Distanzen nach dem Absterben, jedoch vor der Fossilisation erfolgte. Voigt et al. (1994) unterscheiden zwischen Beckenfazies (entspricht der Normalfazies nach Beck und Petrascheck), Klippenrand und begrabenen Blockstränden und dem Klippentop mit Abrasionsplattform mit Brandungskesseln.

Nur wenige Funde aus der obercenomanen Brandungsklippe Hoher Stein (Dölzschen-Formation) sind aber wohl tatsächlich autochthonen Ursprungs, also unmittelbar am Lebe- bzw Sterberort eingebettet. So finden sich an dieser Fundstelle von der Austernart Amphidonte (Ceratostreon) reticulata (Reuss, 1846) überwiegend rechte Schalen (Malchus et al. 1994). Ebenso finden sich teils stark abgerollte Fragmente größerer Austernschalen und Seeigelstachenl. Das deutet darauf hin, dass ein Transport in den Brandungskanal/-kessel, also eine allochthone Ablagerungen der Fauna erfolgte (Žítt. et al. 2018).

Die stratigraphisch ältesten Aufschlüsse, denen traditionell (Geinitz, 1838, Dietze, 1960) eine Klippenfazies zugeschrieben wurde, finden sich im roten Konglomerat bei Meißen-Zscheila, als auch im sogenannten Oberau-Konglomerat (ehem. Eisenbanntunnel Niederau-Oberau) an der Basis der Mobschatz-Formation (Wilmsen et al., unveröffentlicht). Sie werden aufgrund biostratigraphischer Befunde in das untere Mittelcenoman gestellt. Stratigraphisch nächstjüngere Aufschlüsse in der Klippenfazies  finden sich am Hohen Stein, Dohna und am Kahlebusch, Dohna (oberes-oberstes Obercenoman). Bekannte Aufschlüsse im Böhmischen Kreidebecken sind u.a. in Chrtníky bei Pardubice, Kaňk in Kutna Horá oder Předboje. Diese Aufschlüsse mit einer „near-shore facies“ werden stratigraphisch etwas jünger eingeordnet (oberstes Obercenoman bis Unterturon). Der Begriff Klippenfazies („cliff facies“) wird nur vereinzelt von tschechischen Autoren verwendet (z.B. Kočí & Kočová 2013).

zementierte Epibionten der Art Atreta sp. auf paläozoischem Diabas, Chrtníky bei Pardubice

Der von Petrascheck angeführte Aspekt der epifaunalen Lebewesen (Epibionten) ist für die sächsischen Aufschlüsse mit einer „Klippenfazies“ in vergleichsweise geringem Umfang untersucht worden (siehe oben). In umfangreicherem Maße an Fundorten im böhmischen Kreidebecken. So etwa in Chrtníky (siehe Abbildung links; Žítt et al. 2006) und ausführlicher in der Umgebung von Kladno, Kolín und Chrudim. Dort wurden auf Hartsubstraten zementierte Epibionten nachgewiesen. Das sind insbesondere Austern und Bryozoen (z.B. Nekvasilová & Žítt, J. 1988; Žítt, J. & Nekvasilová 1996).

Žítt, J. et al. (2018) weißen darauf hin, dass eine - auf Hartsubstraten zementierte Epifauna - nicht am Hohen Stein, jedoch in besonderem Maße in Předboje vorkommt und es wird auf die Bezeichnung Klippenfazies (cliff facies) konsequenter Weise verzichtet. Der Begriff findet sich nicht. Eine Zuordnung der unteren Bereiche am Hohen Stein zur Klippenfazies scheint nicht gerechtfertigt, sofern im ursprünglichen Sinne nach Petrascheck (Punkt 4) angewandt.

Literatur

Alexowsky, W., Horna, F. & Krentz, O., 2011.
Erdgas-Trasse OPAL – ein 100 km langer geologischer Aufschluss durch Sachsen – Brandenburgische Geowissenschaftliche Beiträge (LBGR Brandenburg) Cottbus 18 (1–2): 71–76. e-book

Beck, R., 1892.
Erläuterungen zur geologischen Specialkarte des Königreichs Sachsen: Section Pirna, Blatt 83 – (Wilhelm Engelmann) Leipzig: 1–120. e-book

Cotta, B. 1856.
Die Lehre von den Flötzformationen. (J.G. Engelhardt) Freiberg: 1–285. e-book

Greguš, J., Kvacek, J. & Halamski, A., 2013.
Revision of Protopteris and Oncopteris tree fern stem casts from the Late Cretaceous of Central Europe – Acta Musei Nationalis Pragae, Series B, Historia Naturalis (Národni muzeum) Praha 69 (1–2): 69–83. e-book

Häntzschel, W., 1930.
Bericht über die Tagung der Palaeontologischen Gesellschaft in Dresden. A. Exkursion in den Plauenschen Grund bei Dresden – Paläontologische Zeitschrift (Springer) Berlin 12 (3/4): 139–140. e-book

Kočí, T. & Kočová V.M., 2013a. První výskyt svijonožce druhu Smilium? parvulum Withers, 1914 v príbojové facii ceské krídové pánve • First record of cirriped species Smilium? parvulum Withers, 1914 in cliff facies of the Bohemian Cretaceous Basin – Geoscience Research Report (Czech Geological Survey) Praha 2012: 178–179. e-book

Malchus, N., Dhondt, A. & Tröger, K.-A., 1994.
Upper Cretaceous bivalves from the Glauconie de Lonzee near Gembloux (SE Belgium) – Bulletin de l'Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique, Mémoire, 1ère série (Institute Royal des Sciences Naturelles) Bruxelles 64: 109–149. e-book

Nekvasilová, O. & Žítt, J., 1988.
Upper Cretaceous epibionts cemented to gneiss boulders (Bohemian Cretaceous Basin, Czechoslovakia) – Casopis pro Mineralogii a Geologii (Academia) Praha 33 (3): 251–270.

Petrascheck, W., 1899.
Studien über Faciesbildungen im Gebiete der sächsischen Kreideformation – Sitzungsberichte und Abhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft ISIS (Warnatz & Lehmann) Dresden 15 (1899): 31–84. e-book

Schander, J., 1923.
Die cenomane Transgression im mittleren Elbtalgebiet – Geologisches Archiv – Zeitschrift für das Gesamtgebiet der Geologie und deren Nachbargebiete (E. Kraus) Königsberg II: 49–96.

Schander, J., 1924.
Die cenomane Transgression im mittleren Elbtalgebiet – Zeitschrift der deutschen Geologischen Gesellschaft (Wilhelm Hertz) Berlin 75: 107–154.

Tröger, K.A., 2017
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Voigt, T., Voigt, S. & Tröger, K.A., 1994.
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Wilmsen, M. & Niebuhr, B., 2014.
1. Die Kreide in Sachsen / Cretaceous in Saxony – Geologica Saxonica – Journal of Central European Geology (Museum für Mineralogie und Geologie Dresden) Dresden. in: Niebuhr: Kreide-Fossilien in Sachsen, Teil 1 60 (1): 3–12. e-book

Žítt, J. & Nekvasilová, O., 1996. Epibionts, their hard-rock substrates, and phosphogenesis during the Cenomanian-Turonian boundary interval (Bohemian Cretaceous Basin, Czech Republic) – Cretaceous Research (Elsevier) Amsterdam 17 (6): 715–739. e-book

Žítt, J. et al., 2006a. Late Cretaceous environments and communities as recorded at Chrtníky (Bohemian Cretaceous Basin, Czech Republic) – Bulletin of Geosciences (Czech Geological Survey) Praha 81 (1): 43–79. e-book

Žítt, J. et al., 2018.
Predboj and Hoher Stein: Two sites of mass roveacrinid occurrence (Crinoidea, Cenomanian, Bohemian-Saxonian Cretaceous Basin) – Cretaceous Research (Elsevier) Amsterdam inpress. e-book

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