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

Dittrich Doris, Colbach Robert, Feist-Burkhart Susanne

2022

Zusammenfassung

Die Bohrung Reisdorf liegt südlich der Sauer im Nordosten Luxemburgs und erreichte eine Endteufe von 200 m. Bohrkerne liegen bis 158,3 m vor, darunter wurden nur Spülproben gewonnen. Erbohrt wurden der tiefe Mittlere Muschelkalk, der Untere Muschelkalk sowie große Teile des Oberen Buntsandsteins. Der geplante Ausbau als Trinkwasserbrunnen scheiterte an hohen Sulfatgehalten des Grundwassers. Die Versalzung der Buntsandsteinwässer sowie der Evaporitgehalt des Unteren Muschelkalks werden paläogeographisch und genetisch erläutert.

Tektonisch ist die Bohrstrecke durch Abschiebungen und zahlreiche Schrägklüfte geprägt. Deren mittels „OBI Image“ erfasste Orientierung weist auf plio-pleistozäne Dehnungsprozesse hin; auch ältere Deformationsereignisse sind erkennbar. Digitale Bohrlochwandungsaufnahmen unterstützten die stratigraphische Gliederung und die Rekonstruktion der Sedimentationsgeschichte.

Während der Untertrias befand sich Reisdorf in einem tektonisch kontrollierten Absinkungsbereich. Die Sedimente des Oberen Buntsandsteins und Unteren Muschelkalks sind überwiegend feinkörnig und in einem energiearmen, distal geprägten Ablagerungsmilieu entstanden. Dadurch lassen sich einige stratigraphische Einheiten schwerer unterscheiden als in benachbarten Regionen.

Besonders bemerkenswert ist eine graue, tonreiche Schicht im Oberen Buntsandstein, die reich an Pflanzendetritus ist. Ihre palynologische Untersuchung ermöglichte eine Datierung in das unterste Röt 2 und zeigte deutliche Parallelen zur nordhessischen Beckenfazies. Auch die tonreichen Muschelkalk-Schichten lieferten wichtige palynologische Befunde, die den Wechsel zwischen kontinentalen und marinen Einflüssen in einem küstennahen Flachwasserbereich belegen.

Résumé

Le forage de Reisdorf est situé dans le nord-est du Luxembourg, sur le versant sud de la vallée de la Sûre. Carotté jusqu’à 158,3 m et poursuivi jusqu’à 200 m par échantillonnage de déblais (cuttings), il traverse le Muschelkalk moyen inférieur, le Muschelkalk inférieur et une grande partie du Buntsandstein supérieur. Initialement destiné au captage d’eau potable, il a été abandonné en raison de teneurs excessives en sulfates. La salinité des eaux du Buntsandstein et la présence d’évaporites dans le Muschelkalk inférieur sont analysées et expliquées dans leur contexte paléogéographique.

L’empreinte tectonique se manifeste par quelques failles normales et de nombreuses fractures obliques associées. Leur orientation, déterminée grâce à l’outil « OBI Image », indique des conditions extensives datant principalement du Plio-Pléistocène, tout en révélant des déformations plus anciennes. Les images de paroi du forage ont également facilité les subdivisions stratigraphiques et la reconstitution des environnements sédimentaires.

Au Trias inférieur, le site se trouvait dans une zone de subsidence marquée sous contrôle tectonique. Les séries du Muschelkalk inférieur et du Buntsandstein supérieur présentent des faciès plutôt distaux, à granulométrie fine, déposés dans un milieu peu énergétique. Certaines unités stratigraphiques y sont donc moins faciles à reconnaître que dans les régions voisines.

Une couche d’argilites grises riche en débris végétaux et localement minéralisée a été découverte dans le Buntsandstein supérieur. Son étude palynologique a permis une datation précise dans le « Röt 2 » et a mis en évidence des similitudes avec les faciès de bassin évaporitique du nord de la Hesse, renforçant la stratigraphie du Buntsandstein à l’ouest du Rhin. Le Muschelkalk inférieur a également livré d’excellents résultats palynologiques, illustrant l’alternance d’influences continentales et marines caractéristique des milieux côtiers peu profonds.

Abstract

The Reisdorf borehole is located south of the Sauer River in northeastern Luxembourg. Core samples were recovered down to 158.3 m depth, while the interval to the final depth of 200 m is known only from cuttings. The borehole penetrates the lower Middle Muschelkalk, the Lower Muschelkalk (mu) and most of the Upper Buntsandstein (so). Originally intended as a drinking-water well, the project was abandoned due to excessive sulphate concentrations in the groundwater. The salinization of Buntsandstein aquifers and the occurrence of evaporites in the Lower Muschelkalk are discussed from a palaeogeographic and genetic perspective.

Tectonic deformation is reflected by one or two normal faults and numerous associated inclined fractures. Their orientation, determined using the “OBI Image” method, indicates a stress regime mainly related to Plio-Pleistocene extension, although evidence of older deformation events is also present. Borehole wall images available between approximately 32 and 120 m depth provided valuable support for stratigraphic subdivision and reconstruction of changing depositional environments.

During the Lower Triassic, the Reisdorf site occupied a tectonically controlled subsiding area. The Upper Buntsandstein and Lower Muschelkalk display predominantly distal, fine-grained lithofacies deposited in a relatively low-energy environment, making some stratigraphic subdivisions more difficult to identify than in neighbouring regions. Comparisons with the Trier-Luxembourg area highlight both the typical and locally distinctive facies characteristics.

A notable grey claystone unit within the Upper Buntsandstein is rich in plant debris and locally mineralized. Palynological analyses yielded abundant, well-preserved pollen and spores, allowing dating to the lowermost Röt 2 and revealing similarities with the evaporitic basin facies of northern Hesse. These results strengthen the Buntsandstein stratigraphic framework west of the Rhine. The clay-rich Lower Muschelkalk also produced significant palynological evidence documenting alternating continental and marine influences typical of a shallow coastal environment.

Schlagwörter

Geologie, Buntsandstein, Muschelkalk, Stratigraphie, Lithofazies, Palynologie, Reisdorf, Luxemburg (Großherzogtum)

Mots-clés

géologie, Buntsandstein, Muschelkalk, stratigraphie, lithofaciès, palynologie, Reisdorf, Luxembourg (Grand-Duché)

Keywords

geology, Buntsandstein, Muschelkalk, stratigraphy, lithofacies, palynology, Reisdorf, Luxembourg (Grand Duchy)