Lithostratigraphy of the Brinkheurne Formation (Oligocene, Rupelian) in the eastern part of the Netherlands

Door de talloze boringen die in oostelijk Nederland zijn verricht sinds het verschijnen van een meer gedetailleerde lithostratigrafle van het Tertiair (Van den Bosch, Cadée & Janssen, 1975) is de kennis van met name de oligocene afzettingen in dit gebied aanzienlijk toegenomen. Steeds werden de boringmonsters nauwkeurig op kleur en zanderigheid onderzocht. Zodoende werd een indeling verkregen in een onderste, meest blauwachtige klei en een bovenste, meest donkere klei met zwarte bitumineuze banden. Deze indeling bleek voor het gehele gebied op te gaan en was constant van dikte. Ook de vondsten van kalkseptariën werden nauwkeurig opgetekend, evenals het kalkgehalte van ieder monster. Uit dit laatste bleek dat zowel de onderste als de bovenste afzetting te verdelen was in een onderste kalkrijke klei en een bovenste kalkarme klei. De nauwkeurige overeenkomsten met NW België (Rupelstreek) (Vandenberghe, 1978) waren toen reeds overtuigend. Als gevolg van deze ontwikkeling werd de behoefte steeds groter de vroegere “Afzetting” van Brinkheurne te verheffen tot Formatie van Brinkheurne, waardoor meer overeenkomst met de internationale opvattingen ontstaat en meer ruimte vrijkomt de Formatie verder onder te verdelen. In deze publicatie wordt dan ook de nieuwe rangorde Formatie van Brinkheurne ingevoerd, die bestaat uit twee nieuw benoemde afzettingen: de onderste Afzetting van Kotten, de bovenste Afzetting van Woold. Bovendien volgt nog een verdeling van iedere afzetting in twee gedeelten: A voor de onderste kalkrijke delen, B voor de bovenste kalkarme delen. Deze indeling van de Formatie van Brinkheurne in vier gedeelten blijkt in alle, ook minder goed bemonsterde, boringen herkenbaar te zijn (bijlage 2). Ook de “Afzetting” van Ratum wordt verheven tot Formatie van Ratum. Hierin zal in de toekomst ongetwijfeld een (deels regionale) onderverdeling aangebracht worden. De Afzetting van Winterswijk blijft gehandhaafd en zal in de toekomst deel gaan uitmaken van een nog nieuw te benoemen grote, tot het Rupelien behorende formatie. Door middel van droog geboorde boringen met een zware uitvoering edelmanboor (100 mm Ø) werd een fijne bandering van de Formatie van Brinkheurne vastgesteld. Deze bandering wordt in gespoelde boringen, als gevolg van vermenging, slechts incidenteel waargenomen. In werkelijkheid blijkt de klei zich voortdurend in vette, siltige en bitumineuze banden af te wisselen, waar de kalkige (septariën-)zones dan nog bij komen. Bovendien blijkt de klei in nagenoeg alle banden zeer fijn gelamineerd te zijn. Vandenberghe (1978) toont een verband aan tussen de siltige en de bitumineuze banden. De bitumineuze banden volgen bijna altijd op een siltige band. Voor Winterswijk is dit slechts incidenteel vastgesteld, maar er moet op gewezen worden dat de siltige banden hier wel in aantal corresponderen, maar aanmerkelijk minder siltig zijn dan in NW België. De fijne laminatie wijst op een rustig en langzaam afzettingsmilieu. De siltige en bitumineuze banden zullen daarom minder direct met elkaar in verband staan en mogelijk een groot, bekkenomvattend systeem vertegenwoordigen, onder invloed van wisselende sedimentaanvoer van het vasteland. Het als gevolg van tektonische pulserende bewegingen bereiken van de bodem door de golfwerking lijkt een minder aannemelijke verklaring voor de siltige banden. Maar mogelijk heeft een dergelijke ritmische bodembeweging wel invloed op de sedimentaanvoer en is de bandering er meer indirect het gevolg van. Alles overziende, kan een gedetailleerde lithologische opeenvolging worden vastgesteld. De Formatie van Ratum bestaat uit zanden, aan de top fijn en slibhoudend tot zwak kleiachtig, onderaan tot matig fijn of matig grof en zwak slibhoudend. Deze formatie vult tijdens de transgressie het nog bestaande reliëf op. De dikte van de zanden varieert per gebied van 0 tot 17 m, maar 7 tot 10 m is normaal. Waar de formatie het dikst is, is het zand onderin het meest grof van korrel. In het noordelijk gebied is de top sterk gelaagd: zandige klei met talrijke dunne bandjes fijn zand. Glauconiet (verspoeld) komt in lagen voor, vooral aan de basis en aan de uiterste top. De Formatie van Ratum rust op diverse oudere afzettingen, vanaf Zechstein tot Turoon, en in het noorden op Eoceen. De overgang naar de Formatie van Brinkheurne is vrij scherp. Deze formatie bestaat uit overwegend vette klei en is 47 tot 52 m dik. Het onderste deel bestaat uit zeegroene, blauwachtige of groengrijze klei ter dikte van 17 tot 22 m (Afzetting van Kotten), waarvan de onderste 7,5 tot 11 m kalkrijk (Deel A) en de bovenste 7-14 m kalkarm zijn (Deel B). Het bovenste gedeelte van de Formatie van Brinkheurne is donkerolijfgroen, donkergroengrijs of bijna zwart (bitumineus), in talloze banden afgewisseld, waarvan de onderste 6,5-9,5 m kalkrijk (Deel A) en de bovenste 18-22 m meest kalkarm zijn (Deel B). Dit is de Afzetting van Woold. Zie de standaardkolom op bijlage 1. In het gehele traject van de Formatie van Brinkheurne komen zones met kalkseptariën voor, onafhankelijk van de hierboven genoemde kalkvrije of kalkrijke gedeelten. Er zijn 10 van deze septariënzones aangetroffen, die dezelfde nummers (S 1 t/m S 10) hebben gekregen als in NW België. Wordt in een boring geen septarie gevonden, dan is op die hoogte een kalkband of een dun traject kalkhoudende klei aanwezig. Iedere zone bevat kalkseptariën met een eigen karakteristieke habitus. De indruk bestaat dat deze septariën al spoedig na de vorming van het sediment verhard zijn. De septariënbanden zijn over zeer grote afstanden te vervolgen en zijn een goed correlatiemiddel. Boven de S 10 wordt de Formatie van Brinkheurne afgesneden door de Afzetting van Winterswijk. Deze afzetting maakt deel uit van een complex van ca 130 m dikte, waaraan nog zeer weinig onderzoek is verricht. Het zijn overwegend middelgrijze kleien, die vrijwel altijd een percentage fijn kwartszand bevatten. Ongeveer halverwege is een pakket meer vette klei aanwezig, ter dikte van ca 50 m, met wederom talrijke zwarte banden. De onderste 30 m is overwegend sterk zandig. Er zijn zeker vier belangrijke septariënlagen in deze onderste 30 m aangetroffen. De afzetting is over het gehele traject min of meer kalkhoudend. De stratigrafische positie van de basis van de Boom Klei Formatie in NW België en de Formatie van Ratum is reeds uitvoerig behandeld door Van den Bosch (1982), Gaemers (1984) en Janssen (1982). Uit deze onderzoekingen blijkt dat de Formatie van Ratum correleerbaar is met het onderste gedeelte van de Klei van het Waasland, de laagnummers 1 t/m 8, ofwel het traject onder de S 1. De Zanden van Berg (in strikte zin) zijn onder laagje 1 aangetoond. Ook uit de diverse gevonden fauna’s valt af te leiden dat de Zanden van Berg ouder zijn dan de Formatie van Ratum. In genoemde publicaties wordt op de verdere gevolgen hiervan ingegaan. Op bijlage 3 wordt een overzicht gegeven van de standaardsectie van de Boom Klei Formatie in NW België en van de Formatie van Brinkheurne in Oost-Nederland. Hoewel hiertussen een afstand van 200 km aanwezig is, met daarin de Peelhorst en de Rijndalslenk, is de correlatie duidelijk tot in de kleinste details. Vooral de Afzetting van Kotten komt nauwkeurig overeen met de Klei van het Waasland, boven S 1. Maar ook hoger in het profiel zijn grote overeenkomsten. In Oost-Nederland treden enkele kleine hiaten op. Er zijn biozoneringen van verschillende groepen macro-fossielen bekend, waarmee de gedetailleerde correlatie tussen NW België en Oost-Nederland wordt ondersteund. Deze biostratigrafie zal zeker nog door de auteurs worden verfijnd en nader aan de praktijk worden getoetst. De resultaten zijn nu reeds van dien aard, dat een goede, gedetailleerde biostratigrafie over grote afstand mogelijk is. Rond Winterswijk is de Formatie van Brinkheurne doorsneden met talloze breuken. Deze breuken zetten zich veelal door in miocene afzettingen, maar ook jongere bewegingen zijn bekend. Ook zijn zwakke golvende bewegingen waargenomen, zwakke plooien, die vooral nabij de grote breukzone Oeding-Plantegaarde-Lichtenvoorde steeds duidelijker worden. Deze zwakke plooistructuren veroorzaken een grillig verlopende dagzoom van de formaties. Buiten de bovengenoemde grote breukzone is de Formatie van Brinkheurne vrij ongestoord afgezet, slechts enkele kleine hiaten wijzen op tektoniek tijdens de afzetting. In de breukzone wordt echter zelden een compleet profiel van de Formatie van Brinkheurne aangetroffen. Het is hier een chaotisch geheel van slechts fragmenten uit het totaal. Dit kan van plaats tot plaats weer anders zijn. Dit gebied is dan ook niet geschikt voor lithostratigrafisch onderzoek, maar kan er juist mee geïnterpreteerd worden. In figuur 5 is de ligging van de Formatie van Brinkheurne rond Winterswijk in beeld gebracht.