ABHANDLUNGEN DER GEOLOGISCHEN BUNDESANSTALT ,G Abh. Geol. B.-A. ISSN 0378-08641 ISBN 3-85316-007-7 Band 56/2 S. 143-271 Wien, Dezember 1999 Geologie ohne Grenzen Redaktion: Festschrift 150 Jahre Geologische Bundesanstalt Harald Lobitzer & Pavol Grecula Fauna, Stratigraphy and Depositional Environment of the Hettangian-Sinemurian (Early Jurassic) of Adnet (Salzburg, Austria) FLORIAN BÖHM, OSKAR EBLI, LEOPOLD KRYSTYN, HARALD LOBITZER, MILOS RAKÜS and MILOS SIBLIK 53 Text-Figures, 4 Tables and 30 Plates Dedicated to the Memory of Edith Khstan-Tollmann (1934-1995) Northern Calcareous Alps Adnet Liassic Stratotype Biostratigraphy Fades Foraminifera Ammonites Brachiopods Österreichische Karte 1 : 50.000 Ferromanganese Crust Blatt 94 Stable Isotopes Contents Zusammenfassung 144 Abstract 145 1. Introduction 145 1.1. Regional Setting 146 1.2. Previous Research 146 2. Stratigraphy and Sedimentology 148 2.1. Lithostratigraphic Units 148 2.1.1. Kendlbach-Formation 148 2.1.2. Adnet-Group 148 2.1.2.1. Schnöll-Formation (Hettangian) 148 2.1.2.2. Lower Adnet-Formation (Sinemurian-Carixian) 149 2.2. Description of the Outcrops 151 2.3. Interpretation of the Field Observations 159 2.4. Microfacies 164 2.4.1. Kendlbach-Formation 164 2.4.2. Adnet-Group 164 2.4.2.1. Schnöll-Formation 164 2.4.2.2. Lower Adnet-Formation 166 2.5. Nannofacies 166 2.6. Stable Isotopes 166 2.6.1. Material and Methods 166 2.6.2. Results 166 2.6.3. Discussion 167 2.7. Ferromanganese Crusts 170 2.7.1. Material and Methods 170 2.7.2. Results 170 2.7.3. Discussion 172 3. Fauna and Flora 174 3.1. Micropalaeontology 174 3.1.1. Calcareous Nannoplankton 174 3.1.2. Algae 175 Addresses of authors: Dr. FLORIAN BÖHM, GEOMAR, Forschungszentrum für Marine Geowissenschaften, Wischhofstr. 1-3, Gebäude 4, D-24148 Kiel. Dr. OSKAR EBLI, Universität München, Institut für Paläontologie und historische Geologie, Richard Wagner Str. 10, D-80333 München. Univ.-Prof. Dr. LEOPOLD KRYSTYN, Universität Wien, Geozentrum, Institut für Paläontologie, Althanstr. 14, A-1090 Wien. Dr. HARALD LOBITZER, Geologische Bundesanstalt, Rasumofskygasse 23, A-1031 Wien. Dr. MILOS RAKÜS, Geological Survey of Slovak Republic, Mlynskä do- lina 1, SK-81704 Bratislava. Dr. MILOS SIBLIK, Institute of Geology, Academy of Sciences of Czech Republic, Rozvojovä 135, CZ-16500 Praha 6. 143 3.1.3. Microproblematica 175 3.1.4. Foraminifera 176 3.2. Ammonites and Biostratigraphy 184 3.2.1. Introduction, Material 184 3.2.2. Systematic Descriptions 185 3.2.3. Ammonite Biochronology 192 3.3. Brachiopods 193 3.3.1. Introduction 193 3.3.2. Localities 193 3.3.3. Systematic Descriptions 194 3.4. Trace Fossils 204 3.4.1. Borings 204 3.4.2. Burrows and Trails 204 Acknowledgements 205 References 205 Fauna, Biostratigraphie und Sedimentologie des Hettang und Sinemur (Unterlias) von Adnet, Satzburg, Österreich Zusammenfassung In dieser Studie präsentieren wir eine detaillierte Beschreibung der in den Adneter Steinbrüchen aufgeschlossenen frühliassischen Kalke. Diese bildeten sich während und kurz nach dem Ertrinken der kalkalpinen Obertrias-Riffe. Diese hatten in der Trias die Kontinentalränder des Tethysozeans beherrscht, verschwanden jedoch vollständig zu Beginn des Jura. Wir beschreiben eine spezielle Lias-Fazies der Adneter Steinbrüche, die sich im Übergangsbereich vom vormaligen Riff zum Becken kurz nach dem Obertrias-Riffsterben bildete. Diese Fazies be­ steht aus bunten massigen bis bankigen Kalken mit reichen Faunen von Kieselschwämmen, Crinoiden, Foraminiferen, Brachiopoden und Ammoniten. Wir schlagen die Bezeichnung "Schnöll-Formation" für diese lithologische Einheit vor, deren Typlokalität der Langmoosbruch bei Adnet ist. Die Schnöll-Formation umfaßt den Zeitraum von der oberen Planorbis-Zone bis zur Marmorea-Zone, also das Hettang. Sie kann in zwei Members unterteilt werden: Das untere Langmoos-Member mit Schwämmen und Schwammnadeln und das obere Guggen- Member, das von Crinoiden-Detritus geprägt ist. Das Sinemur wird in den Adneter Steinbrüchen durch die Adnet-Formation repräsentiert. Dies sind rote, dünnbankige, oft knollige Kalke. Die Adnet-Formation beginnt mit einem kondensierten Intervall, der "Basal Unit", roten Kalken, die zwischen zwei Eisen-Mangankrusten eingeschaltet sind. Die untere Kruste ist die "Marmorea-Kruste" ("Brandschicht") des Hettang (und Sinemur?), die obere ist die "Basale Sinemur-Kruste", die sich im höheren Sinemur bildete. Letztere ist oft mit Tiefwasserstromatolithen verknüpft. Wir unterscheiden im Sinemuranteil der Adnet-Formation drei lithologisch unterschiedliche Einheiten: Das dünnbankige, knollig-mergelige Schmiedwirt-Member, das Dezimeter-bankige, Mergel-arme Lienbacher-Member, und die Crinoidenkalke des Motzen-Members. Das Relief zur Ablagerungszeit im Sinemur wurde aus Geopetalgefügen rekonstruiert. Im Bereich nahe am Rhätischen Riffkern finden wir einen nordostfallenden Paläohang mit einem Hangwinkel von 10 bis 15 Grad. Das vertikale Relief betrug ca. 50-80 m. Eine nordwestwärts progradierende Einheit im oberen Hangbereich ist am besten als eine durch Konturströmungen transportierte submarine Sedimentdüne, be­ stehend aus Crinoiden-Kalkschlamm zu interpretieren. Die großräumigen Geometrien der lithostratigraphischen Einheiten deuten ein kom­ plexes Onlap-Geschehen bei der Anlagerung der Hettang-Sinemur-Sequenzen an das ertrunkene steile Rhätriff-Relief an. Wir halten relati­ ve Meeresspiegelschwankungen und die dadurch verursachten Verlagerungen der Ablagerungszentren und der Karbonatbildungsräume für die Hauptfaktoren bei der Bildung der Sedimentkeile. Dagegen finden wir in den Adneter Steinbrüchen keine Hinweise auf großskalige tek- tonische Verkippungen während dem frühen Lias. Strömungserosion und gravitativer Sedimenttransport am Hang waren die wesentlichen Faktoren bei der Bildung der Litho-Einheiten der Schnöll- und der unteren Adnet-Formation. Weder Mikrofazies noch stabile Isotope geben Hinweise auf meteorische Diagenese am unteren Hang im Zeitraum Hettang-Sinemur. Während der obere Hangbereich möglicherweise im unteren Hettang aufgetaucht war, reichte der Meeresspiegelabfall zu dieser Zeit nicht aus, um die Beckenregionen trockenzulegen. Allerdings führte der Meeresspiegel-Tiefstand zu starker submariner Erosion und Bildung einer Sequenzgrenze am unteren Hang. Die Ergebnisse der Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotopenanalysen deuten auf eine spätdiagenetische Überprägung der grauen Intervalle, die in die roten Kalke der Schnöll-Formation eingeschaltet sind. In den roten Intervallen sind kaum Änderungen der Kohlenstoff- Isotopenwerte vom Hettang bis ins Unterdomer zu verzeichnen. Dies unterstreicht die Bedeutung des anschließenden Kohlenstoffisotopen- maximums im Toarc, das mit dem Posidonienschiefer-Event im Zusammenhang steht. Die hohen Sauerstoffisotopenwerte der Schnöll- und Adnet-Formation passen gut zu dem aus der Mikrofazies ersichtlichen Ablagerungsmilieu in kaltem Tiefenwasser unterhalb einer Pycnokline. Eine sehr auffällige Sauerstoffisotopen-Exkursion an der Basis der Marmorea-Kruste im Schnöll-Bruch läßt sich nur schwer durch meteori­ schen Einfluß erklären. Sie deutet eher auf spätdiagenetische Rekristallisation und Überprägung im Bereich der Kruste hin. Die Kruste selbst ist in diesem Steinbruch sekundär pyritisiert. Weitere geochemische Untersuchungen zeigen deutliche Unterschiede zwischen der Marmorea-Kruste und der basalen Sinemurkruste. Die Marmorea-Kruste weist eine besondere chemische Zusammensetzung auf. Sie hat einen extrem hohen Eisengehalt und sehr niedrige Spurenmetall-Gehalte. Zwei mögliche Interpretationen werden diskutiert: Bildung aus hydrothermalen Fluiden oder fluviatiler Einfluß in ei­ nem eingeschränkten Epikontinentalmeer. Die Foraminiferenfauna der Schnöll- und unteren Adnet-Formation wird von Involutiniden dominiert. Die große morphologische Variabilität zahlreicher Arten wird dokumentiert. Einzelne Taxa, wie z.B. Semiinvoluta clari KRISTAN, konnten erstmals im kalkalpinen Lias nachgewie­ sen werden. Im Schnöll-Bruch sind drei Ammonitenzonen vorhanden. Die Planorbis Zone des frühen Hettang ist durch Psiloceras calliphyllum (NEUM.) belegt, die im Steinbruch XXXI unmittelbar unter dem ersten Spongien-Horizont des Langmoos-Mb. der Schnöll-Formation auftritt. Der Spongien-Horizont repräsentiert die Liasicus Zone des Mittel-Hettang, während in der "Brandschicht" ("Marmorea Crust") eine reiche Ammoniten-Vergesellschaftung der Liasicus und "Marmorea" Zone sensu WÄHNER nachgewiesen werden kann. Im Langmoos-Bruch weist der liegende Hartgrund eine Ammoniten-Vergesellschaftung des Mittel-Hettang auf. Die Arten- und Individuen-reichsten Brachiopoden-Vergesellschaftungen wurden in der Schnöll-Formation (insbesondere in der Liasicus Zone) der Steinbrüche XVII und XXXI nachgewiesen. Rhynchonelliden dominieren im Langmoos-Bruch, wie z.B. Prionorhynchia fraasi (OPPEL), "Rhynchonella" ex gr. belemnitica (QUENST.) und Cirpa äff. latifrons (GEYER). Das Brachiopoden-Faunenspektrum der Schnöll- Formation ist jenem des Sinemur der klassischen Lokalität Hierlatz bei Hallstatt sehr ähnlich, das von OPPEL (1861) und GEYER (1889) be­ schrieben wurde. Lediglich Dispiriferina äff. segregata (DI-STEFANO), die von unweit nördlich des Bruches XXXI stammt, stellt ein Fremdelement dieses Faunenspektrums dar und zeigt stärkere Beziehungen zu den südeuropäischen Brachiopoden-Assoziationen. Die Brachiopoden-Vergesellschaftungen der roten kondensierten Adneter Kalke mit Fe/Mn-Krusten in den Brüchen XII, XVII, XXX und XXXI ent­ sprechen den Assoziationen der "Marmorea" Zone der Steinplatte