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Controlling factors of two Middle Triassic carbonate platforms: Latemar and Rosengarten (Dolomites, Northern Italy)

Emmerich, Axel

German Title: Kontrollfaktoren zweier mitteltriassischer Karbonatplattformen: Latemar und Rosengarten (Dolomiten, Norditalien)

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Abstract

Integrated facies and subsidence analysis enable the identification and quantification of controlling factors on carbonate platform evolution. Palaeo biologic evolution as intrinsic factors, subsidence and accommodation change as extrinsic factors are the most important controlling factors on carbonate platform growth on a platform (and basin)-wide scale. Other factors like auto-cyclic processes, windward-leeward effects, nutrient supply, wave expositions and tidal currents are also important but play a minor, localised role. Whereas subsidence and accommodation change can easily be deduced from the sedimentary record and be quantitatively assessed, the other factors are much more difficult to identify lest quantify due to overprinting and poor preservation potential. Facies analysis and the comparison of the slope- and reef-facies from Latemar (Upper Anisian/Lower Ladinian, Dolomites) and Concarena (Upper Ladinian/Lower Carnian, Lombardic Alps) stresses the importance and links between subsidence, sedimentation, facies assemblages and cementation throughout the development of Triassic carbonate platforms. High rates of carbonate accumulation/accommodation increase combined with low topography of the reefal margin prevent massive early cementation at Latemar; low rates during the last stages of the Concarena platform together with a walled reef promote massive early cementation. Combined thermal, numerical basin reverse and sequence stratigraphic forward modelling constrained burial and subsidence histories of the Rosengarten and Latemar platforms. Vitrinite reflectance and apatite fission track data both argue for a shallow maximum burial. Present day topography was overlain by a maximum thickness of 1100m of overburden. There are no indications for a Neogene flysch or molasse-type setting as inferred from other Alpine basins. The subsidence pulse at the verge of the Anisian (Reitzi-zone) is recorded at Latemar and Rosengarten with similar total subsidence rates of 800-850m/Ma. Both platforms successfully kept up with this rapid increase in accommodation space. Additionally, sequence stratigraphic forward modelling of the Rosengarten platform showed that minimum vertical accumulation rates of up to 1000m/Ma are necessary in order to reproduce observed present day geometries. The carbonate production rates of both platforms reached values of (sub)recent carbonate platforms. Despite the resemblance of the Latemar reef to other early Anisian reefs of the Dolomites (encrusting microproblematica dominating over framebuilding organisms) and the low diversity of faunal elements with respect to slightly younger reefs (e.g. Concarena, Ladinian/Carnian), this adds further evidence to the observation of a full recovery of the carbonate factory already at the Late Anisian (lower Middle Triassic).

Translation of abstract (German)

Die Kombination aus Fazies- und Subsidenzanalyse ermöglicht es, die bei der Entwicklung von Karbonatplattformen maßgeblichen Steuerungsfaktoren zuerst zu identifizieren und dann zu quantifizieren. Intrinsische Faktoren wie paläobiologische Evolution sowie extrinsische Faktoren wie Subsidenz- und/oder Akkommodationsänderungen kontrollieren das Wachstum in einem plattform- und beckenweiten Rahmen. Andere beeinflussende Faktoren wie autozyklische Prozesse, Luv-Lee-Effekte, unterschiedliche Nährstoffversorgung, Wellenexposition und Gezeitenströmungen können hierbei ebenfalls von beträchtlicher Bedeutung sein, spielen aber eher eine untergeordnete, lokale Rolle. Subsidenz- und Akkommodationsänderungen sind leicht vom Sedimentarchiv abzuleiten und können auch einigermaßen verlässlich quantifiziert werden. Die restlichen Faktoren sind jedoch ungleich schwieriger zu identifizieren und daher vor allem schlecht quantifizierbar. Dies ist hauptsächlich auf die Überprägung durch Subsidenz- und/oder Akkommodationsänderungen und autozyklische Prozesse sowie die schlechte Überlieferung von Luv-Lee-Effekten, Einflüssen unterschiedlicher Nährstoffversorgung, Wellenexposition oder Gezeitenströmungen zurückzuführen. Eine vergleichende Faziesanalyse der Plattformabhang- und Riff-Karbonate des Latemar (oberstes Anis/unterstes Ladin, Dolomiten) und der Concarena (Oberes Ladin/Unteres Karn, Lombardische Alpen) betont den Zusammenhang zwischen Subsidenz, Sedimentation, Faziesassoziationen und Zementation beziehungsweise deren gemeinsame Wichtigkeit für die Entwicklung triassischer Karbonatplattformen. Hohe Karbonatakkumulationsraten beziehungsweise starker Akkommodationszuwachs verhindern in Verbindung mit einem flachen Relief des Riffrandes massive frühe Zementation wie das Beispiel des Latemar belegt. Geringe Raten beziehungsweise geringer Akkommodationszuwachs in Verbindung mit einem �walled reef� fördern hingegen massive frühe Zementation wie die letzten Stadien der Concarena Plattform anzeigen. Eine Kombination aus thermischer Modellierung mit numerischer Rückwärts- und sequenzstratigraphischer Vorwärtssimulation präzisiert mögliche Plattform- und Versenkungs-/Subsidenzgeschichten des Latemar und Rosengarten. Das heutige Erosionsnivau war mit einer Gesteinssäule von maximal 1100m Mächtigkeit überlagert. Es gibt keinerlei Anzeichen für ein neogenes Flysch- oder Molasse-ähnliches Stadium in der Beckenentwicklung der SW Dolomiten, wie es zum Beispiel in anderen alpidischen Becken vorhanden ist. Der Subsidenzpuls gegen Ende des Anis respektive der Reitzi-Biozone wird am Latemar und Rosengarten mit ähnlichen Subsidenzraten von 800-850m/Ma (Bubnoff) aufgezeichnet. Beide Plattformen konnten mit diesem raschen Akkommodationsanstieg Schritt halten. Sequenzstratigraphische Vorwärtssimulation der Rosengarten Plattform zeigt, dass minimale vertikale Karbonatakkumulationsraten von bis zu 1000m/Ma notwendig sind, um die heute beobachteten Plattform-Beckenübergänge zu erzeugen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Karbonatproduktion von Latemar und Rosengarten Werte (sub)re-zenter Karbonatplattformen erreicht. Obwohl das Riff des Latemar noch deutliche Charakteristika frühanisischer Riffe der Dolomiten trägt (inkrustierende Mikroproblematika dominieren über Gerüstbildner) und im Vergleich zu späteren Riffen (z.B. Concarena, Ladin/Karn, Lombardische Alpen) wenig diversifiziert ist, ist dies ist ein weiterer Hinweis dafür, dass sich die Karbonatfabrik nach dem Perm/Trias-Faunenschnitt schon im späten Anis (untere Mitteltrias) komplett erholt haben muss.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bechstädt, Prof. Dr. Thilo
Date of thesis defense: 9. July 2004
Date Deposited: 13. Jul 2004 09:38
Date: 2004
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institut für Geowissenschaften
Subjects: 550 Earth sciences
Controlled Keywords: Dolomiten, Carbonatplattform, Fazies, Riff
Uncontrolled Keywords: Beckenentwicklung , thermische Modellierung , sequenzstratigraphische Vorwärtsmodellierung , KarbonatproduktionsratenSW Dolomites , basin development , thermal modelling , sequence stratigraphic forward modelling , carbonate production rates
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