Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3987
Kloppisch, Marina
Organisch-geochemischer Vergleich ausgewählter Gesteine der Frasnium/Famennium Grenze (Oberdevon) im Bergischen Land und der Eifel
X, 136 S., 2002

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der organisch-geochemischen Charakterisierung des oberdevonischen Phytoplankton-Blackout und des Frasnium/Famennium-Events. Als Probenmaterial dienten biostratigraphisch eingestufte, thermisch wenig belastete Sedimente des Bergischen Landes und der Eifel (Rheinisches Schiefergebirge).
Erste Voruntersuchungen wurden am Bohrprofil Knoppenbissen mit 19 Proben durchgeführt. Da dieses Bohrprofil jedoch stark tektonisch überprägt und somit für weitere Analysen weniger geeignet ist, wurden diese Proben bei der Untersuchung der molekularen Zusammensetzung des organischen Materials nicht berücksichtigt. Für detailierte Untersuchungen standen 31 Proben aus dem Bohrprofil Büdesheimer Bach und 53 Proben aus dem Bohrprofil Paffrather Mulde zur Verfügung.
Das organische Material in allen Proben kann generell als unreif eingestuft werden. Die gemessenen Werte bei maximaler Pyrolyseausbeute von 430°C variieren nur minimal. Der gemessene Wert entspricht einem Inkohlungsstadium von ca. 0,5%Rr.
Die Gegenüberstellung der Proben aus den Bohrungen Büdesheimer Bach und Paffrather Mulde liefern jedoch geringe Unterschiede, die sich bei den späteren Untersuchungen der molekularen Zusammensetzung des organischen Materials bestätigten. Anhand der n-Alkan-Verteilungsmuster der einzelnen Chromatogramme ist die Bohrung Büdesheimer Bach als relativ unreif, die Bohrung Paffrather Mulde hingegen als geringfüging stärker thermisch belastet einzustufen.
An allen Proben wurden messbare Mengen an organischem Kohlenstoff von mindestens 0,12% ermittelt. Die Kellwasserhorizonte und die benachbarten Sedimentlagen ragen mit beonders hohen Werten bis zu 7,53% TOC heraus. Die erhöhten Gehalte des organischen Kohlenstoffs deuten auf die verstärkte Einlagerung von organischem Material in das Sediment während des "Phytoplankton-Blackouts".
Die Untersuchung der molekularen Zusammensetzung des organischen Materials erfolgte an jeweils 15 Proben der Bohrungen Büdesheimer Bach und Paffrather Mulde. Die starke Dominanz im Verteilungsmuster der n-Alkane im Bereich von hauptsächlich C15 bis C17 belegt, dass es sich bei dem im Sediment eingelagerten organischen Material hauptsächlich um Algen und Bakterien handelt. Anhand dieser geochemischen Untersuchungsmethode konnte somit kein Beleg für das Phytoplankton-Aussterbeereignis gefunden werden.
Beweise für den Kellwasserhorizont konnten in den hohen TOC-Gehalten gefunden werden. Ein weiteres charakteristisches Merkmal für das Massensterben liegt in den reduzierenden Ablagerungsbedingungen zur Zeit der Kellwasserhorizonte. Diese wurden anhand der hohen Pyrolyeausbeute und damit verbundenem hohen Wasserstoff-Index mit gleichzeitig einhergehenden niedrigen Pr-Ph-Verhältnissen belegt werden.


The present work deals with the organic-geochemical characterization of the socalled "Phytoplankton-Blackout" at the Frasnium-Famennium boundary (F-F). For this purpose, samples of preferentially low thermal maturity from sequences of alternating shales and limestones were taken from boreholes brought down in the Rheinische Schiefergebirge (Rhenish Slate Mountains).
Preliminary investigations were carried out from the well Knoppenbissen, witch proved to be unsuitable for further studies on molecular composition of organic matter due intense tectonic overprint in this area. For detailed analyses, 31 samples from the well Büdesheimer Bach and 53 samples from the well Paffrather Mulde were available.
In general, all samples derived from the two latest mentioned localities can be assigned to as immature. Temperatures measured at times of maximal pyrolyse yield show little variation (425...43°C) and correspond to a vitrinite reflectance of approximately 0.5%Rr.
Comparison between the sections Büdesheimer Bach and Paffrather Mulde exhibits slight differences in the molecular composition of organic substances. Based on the distribution pattern of n-alkanes documented in the chromatograms, the material from the well Büdesheimer Bach proved to be less mature as compared to the well Paffrather Mulde.
The total organic carbon content ranges from 0.12% in relatively pure carbonates to exceptionally high values of up to 7,53% in one of the Kellwasser-horizons. The higher amounts of organic carbon recorded in the Kellwasser-horizons points to a consolidated deposition of organic material in the course of the "Phytoplankton- Blackout"-Event.
Analyses on the molecular composition of organic matter were carried out on 15 samples from well Büdesheimer Bach and Paffrather Mulde, each. The predominance of C15 to C17 in the distribution pattern of n-alkanes gives evidence that algae and bacteria contribute to a significant portion of organic matter in the rocks investigated. It was not possible, through, to trace a mass extinction of phytoplankton.
Evidences for an extinction was mirrored by high total organic carbon contents. Another hint results from reducing conditions at times of deposition, that could be detected by means of the pristene/phytene-ratio (Pr/Ph) as well as by the amount of hydrocabons released during pyrolytic degradation of organic matter (Hydrogen- Index, HI) .

Neuerscheinungen

Schriften des Forschungszentrums Jülich

Ihre Ansprechperson

Heike Lexis
+49 2461 61-5367
zb-publikation@fz-juelich.de

Letzte Änderung: 07.06.2022