Geologisch 3D-model - boven Westfaliaan, Perm-Trias en Jura

Van 2013 tot 2018 werd, op vraag van het Vlaams Departement voor Omgeving van de Vlaamse Overheid, door VITO een nieuw 3D geologisch model opgesteld van de Vlaamse ondergrond, genaamd G3Dv3. Voor het diepe, Paleozoïsche bereik werden toen enkel de grootste groepen gemodelleerd, namelijk Westfaliaan, Namuriaan, Dinantiaan en Devoon. Deze grote groepen omvatten vaak meerdere eenheden met verschillende lithologiën. Voor tal van diepe toepassingen, zoals geothermie, zijn echter meer gedetailleerde modellen van individuele geologische eenheden noodzakelijk. Het Westfaliaan bestaat bijvoorbeeld onderin uit hoofdzakelijk kleisteen, centraal uit een afwisseling van kleisteen, zandsteen- en koollagen, en helemaal bovenin dominant uit zandstenen. Deze zandstenen bovenin het Westfaliaan vormen mogelijk interessante reservoirs voor onder meer geothermie of CO2-opslag. Het uitkarteren van deze zandstenen kan een beter inzicht geven in het potentieel van deze lagen in functie van deze toepassingen, maar kan ook tot extra inzichten leiden in de afzettingsgeschiedenis ervan.

Daarom werd vanaf 2019 gestart met de modellering van het boven Westfaliaan door VITO in opdracht van het Departement Omgeving van de Vlaamse Overheid. Hierin werden de formaties van Flénu en Neeroeteren apart gemodelleerd. Voor de opmaak van het model werd hoofdzakelijk gebruik gemaakt van (her)interpretaties van boorgegevens en seismische data. Ook werden gegevens uit het mijngebied zoveel als mogelijk meegenomen. Deze modellen zijn - zoals het voorkomen van deze formaties - beperkt tot het oostelijke deel van Vlaanderen (provincie Limburg en uiterste oosten en noorden van provincie Antwerpen). Het verticale bereik van deze formaties is gelegen tussen -350 mTAW in het Bekken van de Kempen en -4150 mTAW in de Roerdalslenk. Door de nieuwe interpretaties van deze eenheden, diende ook de G3Dv3-interpretaties en -modellen van bovenliggende lagen van het Permo-Trias en Jura lokaal aangepast te worden.

Eind 2021 werden de nieuwe 3D-modellen van de formaties van Flénu en Neeroeteren, alsook deze van het Perm-Trias en Jura, opgeleverd. Deze modellen vormen daarbij de meest gedetailleerde en up-to-date modellen van het boven Westfaliaan tot en met Jura in de Vlaamse ondergrond.

Naast de 3D-modellen werden er ook nieuwe inzichten bekomen over het gemodelleerde bereik. Er werd een geleidelijke verdunning van het Westfaliaan C van de Formatie van Flénu geobserveerd in noordwestelijke richting. Het Bekken van de Kempen ondervond dus een neerwaartse beweging richting het zuiden van het bekken gedurende deze periode. Deze kanteling wordt in deze studie gelinkt aan de ontwikkeling van een “foredeep” onder toenemende druk vanuit het noordwestwaarts propagerend Variscische gebergtefront verder zuidelijk. Tijdens het Westfaliaan D bereikte het grove afbraakmateriaal van het Variscische gebergtefront het studiegebied. Tijdens het laatste Westfaliaan D zijn mogelijke indicaties voor progradatiepatronen te vinden van verwilderde rivierafzettingen in het studiegebied.

Na de afzetting werd het boven Westfaliaan sterk vervormd en opgebroken als gevolg van tal van tektonische fases. Net na de afzetting van het late Westfaliaan D en voor de afzetting van het late Perm (ongeveer 50 miljoen jaar) werd het boven Westfaliaan door grootschalige bewegingen afgesneden in het studiegebied in alle windrichtingen. Daarbovenop werd het lokaal vervormd, met als bekendste voorbeelden de Lineamenten van Donderslag en Gruitrode. Na deze fase van vervorming, volgde een periode van erosie met algehele peneplanatie tijdens het Perm. Vanaf het late Perm vond er terug afzetting plaats in de regio, discordant bovenop het Carboon. Tijdens daaropvolgende grootschalige erosie, waarschijnlijk in het Vroeg Krijt, werd veel van het eerder afgezette Jura en Permo-Trias weggeërodeerd waardoor het voorkomen van het Jura nu hele fragmentair is in de Roerdalslenk.

Het volledige eindrapport dat de methodiek voor de totstandkoming, de resultaten en de nieuwe inzichten die voorvloeien uit deze nieuwe modellen beschrijft, is te raadplegen via deze link: https://archief-algemeen.omgeving.vlaanderen.be/xmlui/handle/acd/833502.

Referentie

Rombaut, B., Deckers, J., Dirix, K. & Van Baelen, K. 2022. Nieuwe geologische 3D-modellen van en inzichten over het boven Westfaliaan en het bovenliggende Perm/Trias/Jura in Vlaanderen. Studie uitgevoerd in opdracht van: Vlaams Planbureau voor Omgeving (Departement Omgeving), 2020/RMA/R/2142, 91p. + bijlagen, https://archief-algemeen.omgeving.vlaanderen.be/xmlui/external-handle/Onderzoek-3332723