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Paleotectonic evolution of the Zürcher Weinland (northern Switzerland), based on 2D and 3D seismic data

Abstract.

A new interpretation of the Permo-Carboniferous (PC) troughs in the Zürcher Weinland region in northern Switzerland is proposed on the basis of 2D and 3D reflection seismic surveys. The presence of two WSW-ENE oriented grabens separated by a crystalline basement horst block, confirmed by the Benken borehole, is well established, though the presence of PC deposits in its surroundings remains uncertain. The interpretation of the 3D seismic data shows a transtensive tectonic regime for this period confirming the results of earlier interpretations of 2D-lines. There is no evidence for a compressive Saalian phase (around 265 Ma) as postulated for the PC trough west of Weiach. Several observed faults show signs of reactivation during a late Triassic inversion phase. Detailed mapping of the Mesozoic sequence reveals that further and minor reactivations along the border of the PC trough south of Benken may have influenced deposition of the younger sediments and the local structuration of the base-Tertiary unconformity. The findings of the local investigations are interpreted in the context of large-scale paleotectonic models.

Zusammenfassung.

Anhand der Ergebnisse der 2D- und 3D- reflexionsseismischen Untersuchungen im Zürcher Weinland in der Nordschweiz wird eine Neuinterpretation des Permo-Karbons vorgeschlagen. Die Präsenz zweier WSW-ENE orientierter Grabenfüllungen, getrennt durch eine von der Sondierbohrung Benken bestätigte kristalline Hochzone, wird durch die Daten gut belegt. Vermutete weitere Permo-Karbon-Vorkommen in der näheren Umgebung bleiben aber unsicher. Die Auswertung der 3D-seismischen Daten deutet auf eine transtensive Tektonik während dieser Zeit und liefert keine Hinweise auf eine kompressive Saalische Phase (etwa 265 Ma), wie sie für den Trog westlich von Weiach angenommen wurde. Mehrere beobachtete Verwerfungen zeigen Merkmale einer Reaktivierung während einer spättriadischen Inversionsphase. Die Detailkartierung der mesozoischen Sequenz lässt vermuten, dass spätere, geringfügige Reaktivierungen entlang des Permo-Karbon Trograndes südlich von Benken Auswirkungen auf die Ablagerungsverhältnisse der jüngeren Sedimentschichten und auf die Ausbildung der Erosionsoberfläche an der Basis des Tertiärs hatten. Die Ergebnisse der lokalen Untersuchungen werden anhand grossräumiger paläotektonischer Modelle interpretiert.

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Correspondence to Robin Marchant.

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Manuscript received October 26, 2004 Revision accepted March 8, 2005

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Marchant, R., Ringgenberg, Y., Stampfli, G. et al. Paleotectonic evolution of the Zürcher Weinland (northern Switzerland), based on 2D and 3D seismic data. Eclogae geol. Helv. 98, 345–362 (2005). https://doi.org/10.1007/s00015-005-1171-8

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00015-005-1171-8

Key words.

  • Zürcher Weinland
  • paleotectonics
  • Benken
  • 3D seismics
  • Permo-Carboniferous
  • Permian
  • Triassic
  • inversion
  • half-graben