Der Kauffunger Kalkstein (Bober-Katzbach Gebirge, Polen): Petrographie, Fossilinventar, Stratigraphie

Abstract

In the Western Sudetes (Mts.) in SW Poland carbonate rocks occur which are well known in the older German literature as ’’Kauffung Limestone” or ’’Wojcieszow Limestone” in recent publications, respectively. They are intercalated in sedimentary (shales) and volcanic (greenstone) successions and are, presumed - due to the lack of index fossils - to be Cambrian in age. These deposits occur in a variety of isolated massifs in the Bober-Katzbach Mts. where they have been mined in many quarries in the past. In a single location (Polom quarry near Wojcieszow) they are exploited up until today. The predominantly calcitic rocks display a wide variety of different lithologies and are, consequently, subdivided into the following lithological units which differ in textural characteristics, mineral constituents, and different grades of diagenetic and metamorphic alteration: 1. Calcite Marble: massive, calcitic, chiefly metamorphic recrystallized. 2. Zebra Limestone: dolomitic-calcitic, certain content of metasomatic silica, fine bedding as a result of microbial calcite precipitation or of diagenetic to metamorphic separation of carbonate and silica constituents. 3. Massive matrix Dolomite: compact, of diagenetic to metamorphic origin. 4. Dolomite Marble: metamorphic. 5. Hydrothermal Dolomite: hydrothermal alteration of limestone, postdating the tectonic deformation. The recent appearance of ’’Kauffung Limestone” is mainly a result of regional metamorphosis at low temperature up to about 300°C and locally high pressure. The typical textural features are stress induced, mostly protomylonitic calcite recrystallisation and generally slowly or not infected dolomite crystals. The different reactions of the two carbonate phases are attributed to their mineral properties. Rhyolitic and dacitic dykes penetrating the carbonate rocks are interpreted as a result of post- orogenic, probably Carboniferous or Permian volcanism. Microprobe investigation on the carbonates revealed a stochiometric composition of dolomite and calcite. The stable isotope content (8 c 0,8* ^C) reflects increased crystallisation temperature of the carbonate minerals (8 O von -7,75 bis -15,78). A variety of fossil remains have been extracted from bulk samples, consisting of sponge needles, floral components, foramini- fera, and vertebrate remains the latter two of which indicate a depositional age younger than Ordovician. Due to the stratigraphic re-attribution of the Kauffung Limestone, the hypothesis of a Cambrian/Ordovician rifting in the Western Sudetes should be abandoned.

Der Kauffunger Kalkstein ist eine karbonatische, heterogene, leicht metamorph überprägte Gesteinseinheit des Bober- Katzbach Gebirges (W-Sudeten, Polen). Der Kauffunger Kalkstein besteht aus folgenden petrographischen Lithotypen, die anhand der mineralogischen Zusammensetzung sowie unterschiedlicher Alterationsprozesse und Bildungsbedingungen ausgegliedert wurden: 1. CaC03-reicher, massiger, metamorph weitgehend rekristallisierter Kalzit-Marmor. 2. Feingeschichteter, dolomitisch/kalzitischer, Si02-führender, durch Mikroorganismen (?) gebildeter bzw. aus dia- genetischer bis regionalmetamorpher Karbonatphasenentmischung resultierender Zebra-Kalkstein. 3. Kompakter, diagenetisch-metamorpher Massiger Matrix-Dolomit. 4. Metamorpher Dolomit-Marmor. 5. Postorogener, vulkanogener Hydrothermaler Dolomit. Alterationsvorgänge im Kauffunger Kalkstein sind diagenetische bis metamorphe sowie hydrothermale Dolomitisierungen und metasomatische Verkieselungen. Die heutige petrographische Ausbildung des Kauffunger-Kalksteins resultiert im wesentlichen aus regionalmetamorpher Überprägung, die durch relativ niedrige Temperaturbedingungen (bis ca. 300°C) und zum Teil hohe Druckverhältnisse gekennzeichnet ist. Typische Gefügemerkmale des Kauffunger Kalksteins sind durch gerichteten Druck (Stress) weitgehend dynamisch rekristallisierte kalzitische Bestandteile (in der Regel Stadium eines Protomy- lonits), und generell wenig beanspruchte dolomitische Kristalle. Die Differenzen in der dynamischen (rheologischen) Deformation der beiden Karbonatphasen werden auf die mineralspezifischen Eigenschaften bei der thermischen und mechanischen (tektonischen) Beanspruchung zurückgefuhrt. Die in die Karbonatgesteine injizierten rhyolithischen (bzw. dazwischen) vulkanischen Gänge werden als postorogene, wahrscheinlich permo-karbonische Bildungen interpretiert. Geochemische Mikrosonde-Untersuchungen ergaben die stöchiometrische Zusammensetzung gesteinsbildender karbonati- scher Mineralphasen (Kalzit und Dolomit). Dank der Untersuchung der stabilen O-, C-Isotope (5180,813C) konnten (abgesehen von sekundären Karbonatbildungen) in der Regel erhöhte Bildungs- bzw. Rekristallisationstemperaturen der Karbonate ermittelt werden (8I80 von -7,75 bis -15,78). Das festgestellte Fossilinventar besteht aus Schwammnadeln, Vertebratenresten, Foraminiferen sowie pflanzlichen (organischen) Mikrofossilien. Diese Funde (speziell Foraminiferen und Vertebratenreste) deuten auf eine Ablagerung der Karbonatgesteine nach dem Ordovizium und widerlegen damit die bisherige Alterseinstufung des Kauffunger Kalksteins ins Kambrium. Aufgrund der neuen Datierung des Kauffunger Kalksteins wird die gesamte Abfolge einschließlich verzahnter Diabase des paläozoischen Basements im Bober-Katzbach Gebirge stratigraphisch neu interpretiert und somit die Theorie kambro- ordovizischen Riftings in den Westsudeten in Frage gestellt.