Nouveau n° du bulletin du SGL

Bulletin du Service géologique du Luxembourg - Numéro 21

Oberer Buntsandstein und Unterer Muschelkalk der Kernbohrung Reisdorf – Stratigraphie, Lithofazies und Palynologie mit Rückschlüssen auf die Paläogeographie

Doris Dittrich - Robert Colbach - Susanne Feist-Burkhardt

Résumé

Le forage de Reisdorf se situe dans le nord-est du Luxembourg sur le flanc sud de la vallée de la Sûre. Il a été carotté jusqu'à 158,3 m de profondeur, la partie restante jusqu'à 200 m n'étant connue que par les cuttings. Il traverse la partie inférieure du Muschelkalk moyen (mm), le Muschelkalk inférieur (mu) et une grande partie du Buntsandstein supérieur (so). Initialement prévu comme forage-captage d'eau potable, il a été abandonné en raison d'une minéralisation trop élevée en sulfates des eaux, les rendant impropres à la consommation. Le problème de teneur en sels minéraux des eaux du Buntsandstein souvent trop élevée est discuté sur base d'arguments paléogéographiques. La teneur en évaporites du Muschelkalk inférieur est également décrite et interprétée d'un point de vue génétique.

L'influence tectonique sur la carotte de forage se marque par une ou deux failles normales et surtout par un grand nombre de fractures obliques y associées. La mesure de l'orientation spatiale de ces fractures grâce à l'outil diagraphique "OBI Image" permet de les associer aux conditions d'extension prédominantes au Plio-Pleistocène. Mais des traces de déformations plus anciennes sont également visibles. Les images de la paroi de forage, disponibles entre environ 32 et 120 m de profondeur constituent un outil excellent à la subdivision stratigraphique et la reconstruction des conditions de sédimentation variables au cours du temps.

Dans l'espace de sédimentation du Trias inférieur, le site du forage se trouvait dans une situation de subsidence relativement prononcée sous contrôle tectonique. Ceci apparait dans les faciès plutôt distaux des séries du mu et so. D'une manière générale,  la granulométrie est fine et témoigne d'un environnement de dépôt plutôt peu énergétique. Ceci a comme conséquence que des passages stratigraphiques connus d'autres régions sont plus difficiles à identifier. Les lithofaciès caractéristiques de la région Trèves-Luxembourg ainsi que les particularités observées à Reisdorf sont décrites. Certains éléments des faciès sont par contre particulièrement bien développés dans ce forage.

Dans les Couches intermédiaires moyennes (Buntsandstein supérieur), une série d'argilites grises a été découverte. Elle est riche en détritus végétaux et montre des minéralisations métallifères. Ce faciès, jusque-là inconnu au Luxembourg et du côté ouest du Rhin, a permis de faire une analyse palynologique détaillée. De nombreux pollen et spores bien conservées ont même permis une datation palynostratigraphique de ces couches dans le "Röt 2" ("Buntsandstein-Unterfolge s7-2"). Un parallélisme sensible avec le "Röt" en faciès de bassin évaporitique fin de la Hesse du Nord a pu être établi, ce qui conforte la stratigraphie du Buntsandstein à l'ouest du Rhin. Les passages relativement argileux gris-vert du Muschelkalk inférieur de Reisdorf ont éga- lement fourni de très bons résultats palynologiques. Ici, les changements paléogéographiques typiques des zones marines peu profondes ont pu être documentés par les alternances entre restes de plantes terrigènes et algues d'eau douce d'une part et plancton marin d'autre part.

Kurzfassung

Die Bohrlokalität Reisdorf liegt wenig südlich der Sauer in Nordost-Luxemburg. Die Kernstrecke reichte nur bis 158,3 m Teufe, darunter sind bis zur Endteufe von 200 m nur Spülproben gewonnen worden. Durchteuft wurden der tiefe Mittlere Muschelkalk, der Untere Muschelkalk und ein Großteil des Oberen Buntsandsteins. Der ursprünglich geplante Brunnenausbau musste  wegen zu hoher Sulfatgehalte des Grundwassers aufgegeben werden; Trinkwasser-Qualität war nicht gegeben. Die generelle  Versalzungsproblematik bei luxemburgischen Buntsandsteinwässern wird dargelegt und paläogeographisch erklärt. Auch der  Evaporitgehalt des luxemburgischen Unteren Muschelkalks wird beschrieben und genetisch erläutert.

Die tektonische Überprägung der Bohrkernstrecke dokumentiert sich in einer oder zwei Abschiebungen und vor allem in zahl- reichen damit assoziierten Schrägklüften. Die mit der „OBI Image“-Methode registrierte Raumlage dieser Trennflächen ermöglichte eine Zuordnung zur Dehnungsbeanspruchung, die im Plio-Pleistozän herrschte. Daneben haben auch ältere Deformationsereignisse Spuren hinterlassen. Über weite Strecken des Bohrprofils (ca. 32-120 m) stand eine digitale fotographische Erfassung  der Bohrloch-Wandung zur Verfügung. Diese Wandungsfotos bildeten ein hervorragendes Hilfsmittel bei den stratigraphischen  Grenzziehungen und für die Rekonstruktion des zeitlich wechselnden Sedimentationsgeschehens. 

Im Beckenraum der Untertrias lag die Bohrlokation Reisdorf in einer tektonisch kontrollierten, relativ stark absinkenden Position. Die so- und die mu-Abfolgen zeigen eine eher distal geprägte Lithofazies. Generell erscheint eine feinere Körnung, die in  einem vergleichsweise niederenergetischen Environment zur Ablagerung kam. Dementsprechend sind die aus anderen Gebieten  bekannten stratigraphischen Teil-Abschnitte des so und des mu hier weniger leicht zu identifizieren. Der jeweilige lithofazielle Normalfall im benachbarten Trier-Luxemburger Gebiet und die spezifischen Abweichungen bei Reisdorf werden dargelegt. Einige Fazieselemente sind hier wiederum besonders prägnant entwickelt. 

In den mittleren Zwischenschichten des Oberen Buntsandsteins ist eine graue kompakte Tonstein-Abfolge angetroffen worden. Sie ist reich an Pflanzendetritus und teilweise vererzt. Diese in Luxemburg und im linksrheinischen Deutschland bislang unbekannte Fazies ermöglichte eine umfassende palynologische Auswertung. Die gut erhaltenen, reichlich vorhandenen Pollen und Sporen erlaubten sogar eine palynostratigraphische Datierung der Fundschicht in den untersten Röt 2 (Buntsandstein-Unterfolge s7-2). Es existieren deutliche Parallelen zum nordhessischen Röt mit seiner feinklastisch-evaporitischen Beckenfazies.  Die linksrheinische Buntsandstein-Stratigraphie konnte damit auf ein weitaus besseres Fundament gestellt werden. Die relativ  tonreiche graugrüne mu-Kernstrecke von Reisdorf lieferte ebenfalls sehr gute palynologische Resultate. Hier ließ sich mit terrigenen Pflanzenresten und Süßwasseralgen einerseits und mit marinem Plankton andererseits das paläogeographische Wechselspiel nachvollziehen, welches für einen randnahen Flachwasserbereich bezeichnend ist. 

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Détails :

Bulletin du Service géologique du Luxembourg, N°21
Nombre de pages :  128 pages
ISSN: 0366-015X
Langue : allemand
Parution : 08/2022