Geol. Paläont. Mitt. Innsbruck, ISSN 0378-6870, Band 22, S. 71-83, 1997

PALICHNOLOGIE AN DER KARPATIUM/BADENIUM-GRENZE DESSTEIRISCHEN TERTIÄRBECKENS (ÖSTERREICH)

Alois Fenninger & Bernhard Hubmann

Mit 4 Fototafeln

Zusammenfassung:Aus den badenischen Geröllmergeln des Steirischen Tertiärbeckens werden clávate Bohrspuren des IchnogenusGastrochaenolites bekannt gemacht.

Abstract:Clávate borings of the ichnogenus Gastrochaenolites are reported from the Badenian pebbly marls of the Styrian TertiaryBasin.

Einleitung

Die Entwicklungsgeschichte des SteirischenTertiärbeckens an der Karpatium/Badenium-Grenze im Umfeld der Steirischen Schwelle wirdwesentlich durch die „Steirische Diskordanz"(STUR, 1871; STILLE, 1924) bestimmt, die nachFRIEBE (1991) bereits im obersten Karpatium an-gelegt wurde und Anlaß gab, die geotektonischePosition des Steirischen Tertiärbeckens im Alpe-norogen zu diskutieren (vgl. auch NEUBAUER,

1988; NEUBAUER & GENSER, 1990, cum lit.).Ein charakteristisches Schichtglied im Han-

genden der Steirischen Diskordanz stellen Geröll-mergel dar, die vor allem im Räume Retznei(„Alter" Steinbruch und Erweiterungsbruch) undbei Spielfeld (Katzengraben) aufgeschlossen sindbzw. waren. Im Steirischen Tertiärbecken ist dieseDiskordanz nur an diesen Lokalitäten und an derTypuslokalität (Lectostratotypus), der TongrubeWagna, gesichert nachzuweisen (vgl. auch PE-TRASCHECK (1915): „Steinbruch unterhalb Gam-litz"). Jüngere Aufschlüsse in der Tongrube Wagna

zeigten, daß auch hier in einem ca. 1 m mächtigenAufarbeitungshorizont die Transgressionszonenachzuweisen ist, die sich „in unterschiedlichgroßen Blöcken (10-80 cm) .... stellenweise auchnur verstellt aus dem unmittelbaren Untergrunddokumentiert'(AUER, 1996).

Von großem Interesse sind auch bio- und ma-gnetostratigraphische Ergebnisse AUERS, die zei-gen, daß die Grenze Karpatium/Badenium unter-halb des Transgressionshorizontes in den „Steiri-schen Schlier" zu legen ist. Für Teile des Steiri-schen Schlier hat SCHELL (1994) (vgl. auch HOL-

ZER, 1994) den Namen Kreuzkrumpl-Formationvorgeschlagen.

Nach den chronostratigraphischen Zeitskalen(BERGGREN et al., 1995; STEININGER et al, 1995) ist

die Grenze Karpatium/Badenium mit einem abso-luten Alter von 16,4 Millionen Jahren anzusetzen,ein Datum, das bereits von PAPP in STEININGER et al.(1985) erkannt wurde. Für die Steirische Diskor-danz in Wagna postuliert AUER ( 1996) ein Alter von15,6 Millionen Jahren und für den Zeitumfang desTransgressionshorizontes 1,13 Millionen Jahre.

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In Anlehnung an RÖGL & STEININGER (1983)wird dieser Transgressionshorizont (Geröll-mergel) nach FRIEBE (1991) mit einem kurzzeiti-gen Trockenfallen bedingt durch einen relativenAbfall des Meeresspiegels in der gesamten zentra-len Paratethys in Zusammenhang gebracht.

Mächtigkeit und Zusammensetzungder Geröllmergel

Wie bereits erwähnt, ließ sich bis vor kurzemder Geröllmergelhorizont an vier Lokalitätennachweisen. Die Mächtigkeit dieses Horizontesliegt im allgemeinen bei 1 m; lediglich im Erwei-terungssteinbruch Retznei wird der Geröllmergel-horizont bis zu 4,5 m mächtig (Taf. 1, Fig. 1).(Aufgrund betrieblicher Maßnahmen der Perl-mooser Zementwerke AG ist dieser Aufschlußteilzur Zeit nicht einsehbar.) Die Komponentenzu-sammensetzung des Geröllmergelhorizontes istheterogen. Während an der Typuslokalität dieGerolle lediglich aufgearbeitetes Untergrundma-terial darstellen, zeigt sich an anderen Lokalitätenein deutliches Erosionsrelief mit eingeschnittenenRinnen. Unter den Rinnen-Geröllen dominierenKristallingerölle, untergeordnet treten Kompo-nenten paläozoischer Gesteine auf. Erst darüberfolgt ein Horizont mit Gerollen und Blöcken des„Steirischen Schlier", die angebohrt sind bzw. vonHartsubstratbewohnern bewachsen sind (vgl.auch FRIEBE, 1989, 1991). Im Erweiterungsstein-bruch zeigen die „Schliergerölle" hinsichtlichKorngröße, Rundung und Sphärizität große Varia-bilität. Die Korngrößen der Klasten schwankenvom Millimeterbereich bis zu Durchmessern von40 cm und mehr, ihre Rundung und Sphärizitätumfaßt das gesamte Spektrum.

Im Hangenden der Geröllmergel tritt in der zurZeit nicht zugänglichen tiefsten Abbauetage eineca. 8 m mächtige Abfolge von Mergeln, Mergel-kalken bis zu Kalken (Weissenegg-Formation)auf, eine Sequenz also, die von mudstones überwackestones, packstones, floatstones bis zu rud-stones reicht. Charakteristische Organismen sindLamellibranchiaten (Körpererhaltung, Abdrücke

und Steinkerne) bzw. Rhodolithen. Gegen dasHangende nehmen Rhodolithen zu und Lamelli-branchiaten ab.

Für die basalen etwa 2 m mächtigen mud/wacke-bis floatstones nimmt FRIEBE (1989) als Ablage-rungsenvironment Seegraswiesen an. Die Rhodo-lithen-Kalke werden als Äquivalente zur Riffent-wicklung (wie sie im „alten" Steinbruch aufge-schlossen ist) „in etwas tieferem Wasser" gedeutet.

Spurenfossilien

Auf Bioturbation und auf die Existenz fossilerSpuren wurde sowohl aus dem „SteirischenSchlier" (Kreuzkrumpl-Formation) als auch ausder Weissenegg-Formation mehrfach hingewie-sen. Ebenso sind aus den Kalken der Weissenegg-Formation Hartsubstrat-bewohnende Lamelli-branchiaten, die bevorzugt Korallenstöcke anboh-ren, schon lange bekannt. FRIEBE (1991 cum lit.)weist ebenfalls auf angebohrte Komponenten derGeröllmergel hin; auch in der Matrix lassen sichhäufig bioturbate Gefüge erkennen.

Aus der Kreuzkumpl-Formation führt SCHELL

(1994) Thalassinoides, Scolicia, Planolites undAulichnites an und ordnet diese Spuren der Cruzi-

FRIEBE (1991) nennt aus der Lokalität Katzen-graben (Spielfeld) aus gut sortierten massigenS anden der Weissenegg-Formation Ophiomor-/7/zö-Bauten, die nach unseren Befunden auch imliegenden Geröllmergelhorizont auftreten. Er in-terpretiert diese basale Entwicklung der Weissen-egg-Formation als Küstensande.

Das Ichnogenus Gastrochaenolitesin den Geröllmergeln

In den Geröllmergeln des Erweiterungsstein-bruches Retznei treten zahlreiche „Schliergerölle"auf, die zum einen von verschiedenen Hartsub-stratbewohnern (Ostreen, Serpuliden, Bryozoen)besiedelt sind und zum anderen von lithophagen

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Lamellibranchiaten angebohrt sind. Sehr häufigtreten in diesen Gerollen auch clávate Bohrspurenauf, die wie bereits KELLY & BROMLEY (1984) be-tonen, sowohl rezent als auch fossil sehr häufig zufinden und „principally, though not exclusively,the work of bivalves1' sind. Die genannten Autorenhaben für diesen Typus von Bohrspuren eine ich-nologische Nomenklatur vorgeschlagen. Grund-lage ihrer Systematik ist das Substrat. In festemoder verfestigtem Substrat auftretende Spurenwerden dem Ichnogenus Gastrochaenolites, imHolz auftretende Bohrlöcher dem Ichnogenus Te-redolites zugeordnet.

Nach BERTLING et al. (1993) tritt Teredolitesclavatus LEYMERIE, 1842, eine Bohrspur, die sieder pholadiden Muschel Teredina zuweisen, so-wohl im Holz als auch im Hartsubstrat auf (vgl.auch BROMLEY et al., 1984).

Wir möchten in diesem Zusammenhang daraufhinweisen, daß auch in dem von uns untersuchtenMaterial angebohrte Holzreste beobachtet wur-den, für eine detaillierte Bearbeitung das vorhan-dene Material jedoch noch nicht ausreicht.

(Es würde den Rahmen unserer Darstellungsprengen, im Detail auf die Problematik Ichnotaxa- Internationale Regeln der Zoologischen Nomen-klatur einzugehen. Wir verweisen in diesem Zu-sammenhang lediglich auf die KontroverseBECKER (1993) versus RADKE & VOGEL (1993)cum lit.

Wir folgen im weiteren den Vorstellungen vonKELLY & BROMLEY (1984) und benennen davateBohrspuren nach der binären Nomenklatur.)

Erhaltungszustand der Bohrspuren

Clavate Bohrspuren treten in Geröllmergelnausschließlich in den „Schlier"-Komponenten aufund zwar zumeist in Form halbkugelförmiger Ver-tiefungen als Ausdruck der permanenten Aufar-beitung dieser Gerolle (Taf. 1, Fig. 2). Vollständigerhaltene Bohrspuren, also solche, die Apertur,Hals, Hauptkammer und Basis erkennen lassen,sind zumeist mit sandigem Material verfüllt(Taf. 2, Fig. 2). Erst bei diesem Erhaltungszustand

ist eine Ichnospezies-Zuordnung möglich. Nur inseltenen Fällen ist auch der Erzeuger der Bohrspurerhalten geblieben (Taf. 3, Fig. 3). In allen von unsbeobachteten Fällen handelt es sich um Lamelli-branchiaten. „Lose Klasten", also isolierte lithifí-zierte Füllungen der clavaten Bohrungen, sind da-durch gekennzeichnet, daß sie zumeist von einerdünnen Kalzithülle begrenzt werden. KELLY &BROMLEY (1984) betrachten diese „carbonate li-nings" „as apart of the hard part of the shelV1 (Taf.4, Fig. 1,2). Sie spielen daher für die Ichnotaxono-mie keine Rolle (Kathodoluminiszenzuntersu-chungen führten zu keinem ergänzenden Ergeb-nis).

Ichnotaxa

Die von uns untersuchten clavaten Bohrspurensind ausnahmslos dem Ichnogenus Gastrochae-nolites LEYMERIE, 1842, zuzuweisen, das vonKELLY & BROMLEY (1984) wie folgt definiertwird:

Clavate borings in lithic substrates. The aper-tural region of the boring is narrower than themain chamber and may be circular, oval, or dum-bell shaped. The aperture may be separated fromthe main chamber by a neck region which in somecases may be widely flared. The main chambermay vary from subspherical to elongate, having aparabolic to rounded truncated base and a circu-lar to oval cross section, modified in some formsby a longitudinal ridge or grooves to produce analmond- or heart-shaped section.

Da die Zuordnung unserer Bohrspuren zu ein-zelnen Ichnospezies eindeutig ist und eine weitereBeschreibung im Vergleich zu der von KELLY &BROMLEY (1984) nicht weiterführend wäre, wirddavon abgesehen.

Unter den untersuchten Exemplaren dominie-ren Formen der Ichnospezies Gastrochaenolitesorbicularis KELLY & BROMLEY, 1985, die Längenbis zu 2 cm und einen Durchmesser der Haupt-kammer um 1 cm erreichen (Taf 3, Fig. 2, Taf. 4,Fig. 1,2). Daneben finden sich noch Vertreter vonGastrochaenolites turbinatus KELLY & BROMLEY,

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1984 (Taf. 3, Fig. 1) sowie ein bisher unbekannterVertreter Gastrochaenolites sp. A (Taf. 2, Fig. 1),der durch seine langgezogene, gebogene Halsre-gion und kugeliger Hauptkammer zu charakteri-sieren ist. Das zu geringe Material erlaubt ledig-lich die Handhabung der nomenclatura aperta.

Ichnofazies und Paläogeographie

Gastrochaenolites ist ein charakteristischesElement der Trypanites- und Glossifungites-Ichnofazies (vgl. z.B. PEMBERTON et al., 1992). Dadie Vertreter von Gastrochaeonolites lediglich be-reits lithifizierte Gerolle (hardground versus firm-ground) anbohren, ist eine Zuweisung zur Trypa-ratesfazies evident.

Damit ergibt sich für uns folgendes paläogeo-graphisches Bild: Im Umfeld der Karpatium/Ba-denium-Grenze kommt es im Steirischen Tertiär-becken zu einer markanten Änderung im Sedi-mentationsgeschehen. Dieses wird gesteuertdurch die Heraushebung der MittelsteirischenSchwelle sowie Trockenlegung und Lithifizie-rung von Teilen des „Steirischen Schlier" (Kreuz-krumpl-Formation). Dabei kommt es zur Ent-wicklung einer Abrasionsküste (teilweise mitSteilküsten) und intensiver Brandungserosion.Die „anfallenden" Gerolle bilden die Habitats-grundlage für die Gastrochaenolites-Spuren er-zeugenden Organismen (Lamellibranchiaten) undfür andere Hartsubstratbewohner.

Um ein aktualistisches Beispiel zu nennen, giltfür die Genese der Geröllmergel annähernd diegleiche Situation wie für Teile der istrischen Kü-stenregion, wo die eozäne FlyschentwicklungKliffe bildet, und Strandgerölle ebenfalls intensivangebohrt und von verschiedenen Hartsubstratbe-wohnern besiedelt sind.

Aufbewahrung

Das Material wurde am Institut für Geologieund Paläontologie der Karl-Franzens-Universität

Graz unter der UGP-Nummer 3040, sowie amLandesmuseum Joanneum unter der Nummer76845 hinterlegt.

Dank

Herrn Direktor Dr. Harald Höhn, PerlmooserZementwerke AG, Werk Retznei, sind wir für dieGenehmigung zur Geländeaufnahme in den Stein-brucharealen verbunden. Herr Hartmut Hidenstellte freundlicherweise Untersuchungsmaterialzur Verfügung (Hinterlegung Joanneum).

Literatur

AUER, J. (1996): Biostratigraphische und magnetostratigra-

phische Untersuchungen im .Grenzbereich Unter- und

Mittelmiozän (Karpatium/Badenium) der Paratethys,

Ziegelei Aflenz/Wagna, Steirisches Becken, Steiermark,

Österreich. - Unveröff. Diss., Univ. Wien, 138 S., 64

Abb., Wien.

BECKER, G. (1993): „Taxonomie und Nomenklatur" oder

„Sinn und Unsinn wissenschaftlicher Namen"; ein aktu-

elles Thema. - Paläont. aktuell, 27,20-25, Münster.

BERGGREN, W.A., KENT, D.V., SWISHER, C.C. & AUBRY,

M.P. (1995): A Revised Cenozoic Geochronology and

Chronostratigraphy. - In: BERGGREN, W.A., KENT, D.V.

& HARDENBOL, J. (Hrsg.): Geochronology, Time Scales

and Global Stratigraphie Correlations: A Unified Tempo-

ral Framework for an Historical Geology. - Soc. Econo-

mic Pal. Min. Spec. Pubi., 54, Tulsa.

BERTLING, M., HERMANNS, K. & VON DER HOCHT, F. (1995):

Sedimentologie und Paläontologie autochthoner Mu-

schel-Bohrungen in Kohleflözen (Neogen der Nieder-

rheinischen Bucht). - N. Jb. Geol. Paläont. Mh., 12,

711-736,9 Abb., Stuttgart.

BROMLEY, R.G., PEMBERTON, S.G. & RAHMANI, R.A.

(1984): A Cretaceous woodground: The Teredolites ich-

nofacies. - J. Paleont., 58,488^98, Lawrence.

FRIEBE, J.G. ( 1989): Stratigraphie und Fazies der Leithakalk-

areale der Mittelsteirischen Schwelle (Steirisches

Becken, Badenien). - Unveröff. Diss., Univ. Graz,

322 S., 96 Abb., 15Tab.,8Kten,Graz.

74 Geol. Paläont. Mitt. Innsbruck, Band 22, 1997

FRIEBE, LG. (1991a): Neotektonik an der MittelsteirischenSchwelle (Österreich): Die „Steirische Phase". - Zbl.Geol. Paläont.,1,1,41-54,5 Abb., Stuttgart.

FRJEBE, J.G. (1991b): Carbonate sedimentation within a sili-ciclastic environment: the Leithakalk of the WeißeneggFormation (Middle Miocene, Styrian Basin, Austria). -Zbl. Geol. Paläont.,1,11,1671-1687,5 Abb., Stuttgart.

HOLZER, H.L. (Hrsg.) (1994): Exkursionsführer: SteirischesTertiärbecken. -Wandertagung Österr. Geol. Ges., S. 63,Abb. H.2.C, Graz.

KELLY, S.R.A. & BROMLEY, R.G. (1984): Ichnological no-menclature of clávate borings. - Palaeontology, 27, 4,793-807,11 Abb., Oxford.

NEUBAUER, F. (1988): Bau und Entwicklungsgeschichte desRennfeld-Mugel- und Gleinalm-Kristallins (Ostalpen). -Abh. Geol. B.-A., 42, 137 S., 75 Abb., 3 App.-Abb.,22 Tab., 13 Taf., Wien.

NEUBAUER, F. & GENSER, J. (1990): Architektur und Kine-matik der östlichen Zentralalpen - eine Übersicht. -METZ-Festschr., Miti, naturwiss. Ver. Stmk., 120,203-219,10 Abb., Graz.

PAPP, A. (1985): Area No. 221 a: Ost-Steirisches Becken, A.- In: STEININGER, F.F., SENES, J., KLEEMANN, K. & RÖGL,

F. (Eds.): Neogene of the mediterranean tethys and para-tethys - Stratigraphie correlation tables and sediment dis-tribution maps. 2, S. 353, Bratislava.

PEMBERTON, S.G., FREY, R.W., RANGER, M.J. & MACEA-

CHERN, J. (1992): The conceptual framework of ichnolo-gy. - In: PEMBERTON, S.G. (Ed.): Applications of Ichnolo-gy to Petroleum Exploration. A Core Workshop - SEPMCore Workshop 17,1-32,19Abb.,6Tab.,Tulsa.

PETRASCHECK, W. (1915): Die miozäne Schichtfolge amFuße der Ostalpen. - Verh. Geol. R.-A., 1915, 310-320,Wien.

RADKE, G. & VOGEL, K. (1993): Versteinerte Tradition? -Eine Entgegnung. -Paläont. aktuell, 28,25-28, Münster.

RÖGL, F. & STEININGER, F.F. (1983): Vom Zerfall der Tethys

zu Mediterran und Paratethys. Die neogene Paläogeogra-phie und Palinspastik des zirkummediterranen Raumes.

- -Ann. naturhist.Mus.Wien,85,A, 135-163, Wien.

SCHELL, F. (1994): Die Geologie der Südlichen WindischenBüheln (Raum Arnfels - Leutschach - Langegg).- Unver-öff. Diss., Univ. Graz, 214 S., 95 Abb., 8 Beil., Graz.

STEININGER, F.F., BERGGREN, W.A., KENT, D.V., BENOR,

R.C., SEN, S. & AGUSTI, J. ( 1995): Circum MediterraneanNeogene (Miocene and Pliocene) marine-continentalCorrelations of European Mammal Units and Zones. -In: BENOR, R., FAHLBUSCH V. & RIETSCHELL, S. (Hrsg.):Later Neogene European Biotic and Stratigraphie Corre-lation.-New York (Columbia Univ. Press).

STILLE, H. (1924): Grundfragen der vergleichenden Tekto-nik.- 443 S., Berlin (Borntraeger).

STUR, D. (1871): Geologie der Steiermark. Erläuterungenzur geologischen Übersichtskarte des Herzogtumes Stei-ermark, Graz, 1856. - Hrsg. i. A. d. geognost.-mont. Ver.Stmk., XXXI & 645 S., Graz.

Anschrift der Verfasser:Univ.-Prof. Dr. Alois Fenninger, Univ.-Doz- Dr. Bernhard Hub-mann, Institut für Geologie und Paläontologie der Karl-Fran-zens-Universität Graz, Heinrichstr. 26, A-8010 Graz, Austria

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Tafel 1

Fig. 1 : Detail aus der untersten Etage des Erweiterungsbruches Retznei mit bis 4,5m mächtigem Geröllmergel-Horizont.

Fig.2: Oberflächenausschnitt eines allseitig angebohrten „Schlier"-Gerölles.

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Tafel 2

Fig. 1 : Gastrochaeonolites sp. A.

Fig.2: Mit sandigem Material verfüllte Bohrspur von Gastrochaeonolites orbicularis KELLY & BROMLEY, 1984.

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Tafel 3

Fig.l: Gastrochaeonolites turbinatus KELLY & BROMLEY, 1984. Anpolierter Längsschnitt aus dem Geröllmergel-

Horizont des „alten" Steinbruches Retznei.

Fig.2: Gastrochaeonolites orbicularis KELLY & BROMLEY, 1984

Fig.3: Gastrochaeonolites orbicularis KELLY & BROMLEY, 1984, im anpolierten Längsschnitt mit dem Erzeuger in

Schalenerhaltung (nach KELLY & BROMLEY ein Vertreter der Gattung Jouannetiä).

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i 1 cm t

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Tafel 4

Fig. 1,2: Gastrochaeonolites orbicularis KELLY & BROMLEY, 1984, als isolierte Klasten mit „carbonate linings'Vergrößerung: 7x.

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