Sedimentological and palynological constraints on the basal Triassic sequence in Central Switzerland

Abstract

In Central Switzerland, Mesozoic sedimentation began after erosion and peneplainisation of the Hercynian relief and late Paleozoic continental deposition in SW-NE striking pull-apart basins. The first Triassic sedimentary sequence overlaying a weathered crystalline basement consists of a relatively thin (<10 m), lithologically highly variable unit with coarse-grained siliciclastic deposits at the base, grading into a mixed sandstone/shale-dolomite sequence followed by well-bedded dolomites with chert nodules.

Sedimentary texture analyses and petrological investigations revealed four different sedimentary units starting at the base with a regolith unit that represents the weathered crystalline basement. It is overlain by terrestrial plain deposits, followed by mixed siliciclastic-carbonaceous sediments and a sequence of dolomites, deposited between the supralittoral and eulittoral zones of a tidal flat (Mels-Formation), and the eulittoral to sublittoral zones of a carbonate tidal flat environment (Röti-Dolomit), respectively.

Palynological data from four localities in Central Switzerland indicate a heterochronous early Anisian age (Aegean – Bithynian/Pelsonian) for the supra- to eulittoral mixed siliciclastic-carbonaceous sediments. These new biostratigraphic ages suggest that the first Triassic marine transgression in Central Switzerland is time equivalent with those of the basal Wellendolomit in Northern Switzerland but slightly older than in the Germanic Basin. Consequently, Central Switzerland was located at this time at the northern shoreline of the Tethys and not on the southern limit of the Germanic Basin.

Zusammenfassung

Die mesozoische Sedimentation begann in der Zentralschweiz nach einer erosiven Phase des herzynischen Gebirges und der Ablagerung spätpaläozoischer klastisch-kontinentaler Sedimente in SW-NE gerichteten transpressiven Gräben. Die frühesten triadischen Ablagerungen, die den verwitterten kristallinen Untergrund überdecken, sind eine meist geringmächtige (< 10 m) Sequenz von grobkörnigen Siliziklastika, gefolgt von einer Wechsellagerung von Sandsteinen, Tonsteinen und Dolomit, die durch gut gebankte Dolomite mit Hornstein- Konkretionen überlagert werden.

Detaillierte sedimentologische und petrographische Analysen führten zur Unterteilung der Sequenz in 4 Einheiten, beginnend mit einem basalen Regolith, dem Verwitterungsgrus des kristallinen Untergrundes. Im Hangenden folgt als erstes eine terrestrische, siliziklastische Einheit, die von einer suprabis eulitoralen siliziklastisch-karbonatischen Wechselfolge einer Wattenfläche (Mels-Formation) überlagert wird. Im Hangenden treten gut geschichtete Dolomite des eu- bis sublitoralen Bereichs eines Karbonatwatts (Röti-Dolomit) auf.

Palynologische Daten von vier Lokalitäten in der Zentralschweiz deuten auf eine heterochrone marine Transgression (Aegean bis Bithynian/Pelsonian) der supra- bis eulitoralen, siliziklastisch-karbonatischen basalen Triassedimente hin. Diese neuen biostratigraphischen Daten zeigen, dass die erste marine Transgression in der Zentralschweiz zeitgleich mit derjenigen in der Nordschweiz (Basaler Wellendolomit) ist, aber etwas älter als jene im nördlich anschliessenden Germanischen Becken. Die Zentralschweiz befand sich somit zur Zeit der frühen Trias an der Nordküste der Tethys und nicht am Südrand des Germanischen Beckens.