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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-81433
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2016/8143/


Miocene carbonate platform slopes

Miozäne Karbonatplattformhänge

Reolid Perez, Jesus

pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Miozän , Karbonat
Freie Schlagwörter (Deutsch): Miozän , Karbonat , Plattformhang , Diagenese , Mikrobielle Bindung
Freie Schlagwörter (Englisch): Miocene , Carbonate , Platform-slope , Diagenesis , Microbial binding
Basisklassifikation: 38.28 , 38.41
Institut: Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Betzler, Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.10.2016
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 03.11.2016
Kurzfassung auf Englisch: This thesis aims to unravel the factors controlling the geometries, the facies composition
and distribution, as well as the diagenesis of tropical carbonate platform slopes. To achieve
these goals, different Miocene tropical carbonate platform slopes from Almería (SE Spain)
were mapped, sampled, and digitalized with LIDAR. Field observations were backed up
by microfacies analysis, cathodoluminescence, SEM, EDX, and isotopic analysis. The case
studies dealing with Neogene deposits are complemented with a data set from the
Holocene carbonate platform slopes from the Bahamas.
The tropical carbonate platforms of SE Spain in cross-section exhibit progradational
patterns with steep clinoform bodies showing a downslope decrease of grain size, from
reef-framework blocks and breccia to fine-grained packstone, and a basinward thinning
and flattening. Previously, this facies distribution was assumed to be static when
performing architecture analyses of the carbonate platform showing the vertical shifts of
reef-slope facies during reef progradation following sea-level oscillations. Slope facies
distribution and composition, however, are the result of the interaction of several factors
such as coral growth, in-situ slope carbonate production, rockfalls and sediment gravity
flows, hemipelagic rain, reworking of reef-slope facies and siliciclastic input. The relative
impact of these factors was controlled by changes in accommodation related to sea-level
fluctuations. Sea-level fluctuations may also change the hydrographical conditions of the
basins controlling water stratification and upwelling, which prevailed during relative
highstand and promoted the abundance of Halimeda algae, the main component of the
proximal slope facies. Upwelling conditions did not occur during late stages of sea-level
fall and lowstand and accordingly Halimeda algae are absent in the facies.
Therefore this study shows the dynamic behaviour of slope facies changes related to sealevel
fluctuations, in contrast to the classic static models. Reef-slope facies may also vary
their content in Halimeda algae and serpulids in response to changes of the amount of
siliciclastics. Past sea-level changes are also found to control the diagenetic history of the tropical
carbonate platforms. The last episodes of platform progradation in the Cariatiz Carbonate platform (Almería, SE Spain) present a complex diagenetic history related to karst
development during the late Miocene.
The steep angles, over 35°, of the tropical carbonate platform slopes of SE Spain are the
result of extensive microbial binding as is the case in Palaeozoic and Triassic settings.
Kurzfassung auf Deutsch: Die Untersuchung der Kontrollfaktoren für Geometrie, Fazieskomposition und –verteilung
sowie Diagenese von tropischen Karbonatplattformhängen stellen das Ziel dieser
Forschungsarbeit dar. Hierfür wurden verschiedene miozäne tropische
Karbonatplattformhänge in der Region Almeria (SO Spanien) kartiert, beprobt und mit
Hilfe von terrestrischem Laserscanning (Lidar) digitalisiert. Die Geländedaten wurden
hierbei durch die Analyse der Mikrofazies, REM, EDX sowie Isotopenmessungen
verifiziert. Diese Fallstudien über neogene Ablagerungen wurden mit einem Datensatz
eines holozänen Karbonatplattformhanges auf den Bahamas komplettiert.
Die tropischen Karbonatplattformen in Südostspanien sind als steil einfallende
progradierende Klinoformkörper aufgeschlossen, deren Korngrößen, Schichtmächtigkeiten
sowie Hangwinkel hangabwärts und beckenwärts abnehmen. Die Korngrößen variieren
hierbei von Riffgerüstblöcken und Brekzien bis hin zu einem beckenwärtig abgelagerten
feinkörnigem Packstone. In der Vergangenheit wurde diese Faziesverteilung,
hervorgerufen infolge vertikaler Verlagerungen der Hangfazies durch
Meeresspiegelschwankungen während der Riffprogradation, als statisch angenommen. Die
Verteilung der Hangfazies ist jedoch das Ergebnis der Interaktion von unterschiedlichen
Faktoren wie Korallenwachstum, In-situ Karbonatproduktion am Hang, Felsstürze und
gravitatives Sedimentfließen, hemipelagischer Regen, Sedimentaufarbeitung der
Hangfazies und siliziklastischer Eintrag. Der relative Einfluss dieser einzelnen Faktoren
wurde kontrolliert durch die mit Meeresspiegelschwankungen im Zusammenhang
stehenden Änderungen im Akkomodationsraum. Des Weiteren werden
Meeresspiegelschwankungen als Ursache für die Änderungen von hydrographischen
Bedingungen im Becken angenommen. So kam es während Meeresspiegelhöchstständen
zu Auftrieb von Tiefenwässern sowie zur Stratifizierung der Wassersäule. Diese Annahme
wird bestätigt durch das häufige Auftreten der Grünalge Halimeda, Hauptkomponent der
proximalen Hangfazies. Bei fallendem Meeresspiegel sowie bei Meeresspiegeltiefständen
kam es nicht zum Auftrieb von Tiefenwässern, was die Abwesenheit von Halimeda zur
Folge hat.
Im Gegensatz zum klassischen statischen Modell, zeigt diese Studie ein dynamisches
Verhalten von Änderungen der Hangfazies im Zusammenhang mit
Meerespiegelschwankungen auf.
Die Diagenese von tropischen Karbonatplattformen ist ebenso kontrolliert durch
vergangene Meeresspiegelschwankungen. Die letzte Episode der Progradation der Cariatiz
Karbonatplattform (Almería, SO Spanien) weist eine komplexe diagentische Entwicklung
auf, die auf eine Abfolge von mehreren Verkarstungsereignissen während des Oberen
Miozäns schließen lässt.
Mikroben als Bindemittel, wie sie ebenfalls in paläozoischen und triassischen
Ablagerungen vorkommen, sind verantwortlich für die steilen Hänge (>35°) der tropischen
Karbonatplattformen im Südosten Spaniens.

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