The Aptian evolution of the Galve sub-basin (Maestrat Basin; E Iberia)

Titelangaben

Bover-Arnal, Telm:
The Aptian evolution of the Galve sub-basin (Maestrat Basin; E Iberia).
Bayreuth , 2010
( Dissertation, 2010 , Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften)

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Abstract

The epeiric mixed carbonate-siliciclastic sedimentary succession of Aptian stage (125-112 Ma) cropping out in the Galve sub-basin (western Maestrat Basin) in the eastern Iberian Chain (E Iberia) was analyzed by multiscale and multidisciplinary approaches. The integrated basin analysis presented in this thesis highlights the interplay between the solid Earth, oceans, atmosphere and life during this time interval, marked by higher CO2 atmospheric concentrations than nowadays and, consequently, by extreme climatic warmth and higher global sea levels. The most noteworthy aspect of this sedimentary succession is that its analysis enables all major ocean-climate changes which occurred during this stage to be tracked, and it therefore constitutes an excellent means of measuring this time slice. The Aptian strata studied can be divided into four large-scale transgressive-regressive sequences, which were calibrated by geomagnetic polarity analysis and ammonoid and rudist biostratigraphic data. These sequences are consistent with the major transgressions and sea level falls recorded in other coeval Tethyan localities, indicating a significant eustatic control of the sedimentary succession, although synrift subsidence was the most important mechanism in providing accommodation. The main oceanographic and climate-driven Tethyan events detected were: 1) An Early Aptian transgressive phase accompanied by the widespread development of Palorbitolina lenticularis beds. 2) The δ13C perturbations related to the OAE1a have been localized in the upper part of the Deshayesites forbesi biozone within a horizon of coral rubble deposits encrusted by Lithocodium aggregatum and Bacinella irregularis, coincident with the probable Early Aptian thermal maximum. These encrusted coral rubble levels with widespread presence of large-sized flattened Palorbitolina lenticularis are interpreted here as records of physical and chemical disturbances linked to the OAE1a. 3) A late Early Aptian long-term progressive cooling trend accompanied by a regressive context marked by the establishment of large carbonate platforms with typical Urgonian biotic associations dominated by rudist bivalves and corals. 4) The maximum of the aforementioned regressive phase, which exposed subaerially the carbonate platform formed during the late Early Aptian. As a result, a broad palaeokarst developed in its proximal setting, whilst forced regressive wedges were deposited basinwards. This late Early Aptian stratigraphic interval constitutes a text-book example of the application of the four-systems-tract sequence stratigraphic methodology to carbonate systems. 5) A late Early to Late Aptian long-term regressive context, which gave rise to the establishment of littoral conditions during the Late Aptian. The installation of more proximal conditions in this area was coupled with significant terrigenous supplies, which were probably linked to regional tectonics and to a progressively changing climate from a semi-arid regime during the Early Aptian, to semi-humid conditions in the Middle-Late Aptian. Consequently, this study represents a well-documented example of the evolution of the Aptian epicontinental seas, and hence constitutes a valuable tool for calibrating analyses of other Aptian epeiric sedimentary successions.

Abstract in weiterer Sprache

Die flachmarinen gemischten karbonatisch-klastischen Sedimentfolgen des Apts (125-112 Mio. J.) im Galve-Trog (westliches Maestrat-Becken in den Iberischen Ketten, Nordost-Spanien) wurden in einem multidisziplinaren Ansatz auf unterschiedlichen Skalenebenen untersucht. Die integrierte Beckenanalyse in dieser Arbeit beleuchtet das Wechselspiel zwischen Kontinentalbereichen, Ozean, Atmosphäre und biotischen Prozessen in einem Zeitabschnitt, der von erhöhten atmosphärischen CO2 Konzentrationen, extrem warmen klimatischen Verhältnissen und einer Hochlage des Meeresspiegels gekennzeichnet ist. Der bemerkenswerteste Aspekt der Sedimentfolge besteht darin, dass in ihr alle wichtigen den Ozean und das Klima betreffenden Veränderungen, die in diesem Zeitabschnitt erfolgten, abgebildet sind. Die Sedimentfolge stellt dadurch gewissermaßen ein ideales “Maßband” für dieses Zeitintervall dar. Die untersuchten Schichten des Apt können in vier großmaßstäbliche Transgressions-Regressions Sequenzen unterteilt werden, die mit Hilfe geomagnetischer Polaritäts-Analyse sowie Biostratigraphie anhand von Rudisten und Ammonoideen gegliedert werden konnte. Diese Sequenzen sind korrelierbar mit den Transgressionen und Meeresspiegelrückgängen, die aus anderen Bereichen der Tethys bekannt sind. Dies zeigt an, dass das Sedimentationsgeschehen im wesentlichen von eustatischen Meeresspiegelschwankungen geprägt wurde und die vorhandenen synrift-Absenkungstendenzen nur untergeordneten Einfluss bei der Konfiguration des Akkommodationsraums hatten. Folgende wesentliche ozeanographische und klimabezogene Ereignisse konnten nachgewiesen werden: 1) Eine frühe transgressive Phase im Apt, die begleitet wird von einem verbreiteten Auftreten von Palorbitolina lenticularis führenden Schichten. 2) Eine Änderung der C13 Isotopenverhältnisse, die an das OAE1a gebunden ist und die im oberen Bereich an die Deshayesites forbesi Biozone gebunden ist. In dieser Zone befindet sich eine Zone aus Korallenschutt, die durch Umkrustungen von Lithocodium aggregatum und Bacinella irregularis gekennzeichnet ist. Dieser Moment fällt zusammen mit dem vermuteten Auftreten des thermalen Maximums im frühen Apt. Der umkrustete Korallenschutt mit dem gehäuften Auftreten von gross-schaligen abgeflachten Palorbitolina lenticularis werden als Hinweis auf physiko-chemische Schwankungen in Verbindung mit dem OAE1a gedeutet. 3) Ein lang anhaltender Abkühlungstrend im späten Früh-Apt, der von einer Regression begleitet wird. Im Verlauf dieser Phase bilden sich ausgedehnte Karbonatplatformen mit einer charakteristischen Urgon-Fazies, die von Rudisten und Korallen geprägt ist. 4) Das Maximum der regressiven Phase, in der die im späten Früh-Apt entstandenen Karbonatplatformen unter atmosphärischen Bedingungen freiliegen. In diesem Zeitabschnitt kommt es zur Bildung verbreiteter Paleo-Karst Strukturen, während sich zugleich die Sedimentation beckenwärts verlagert. Dieses Interval aus dem späten Früh-Apt stellt ein Lehrbuchbeispiel für eine sequenzstratigraphische Abfolge in Karbonatgesteinen mit vier "systems tracts" dar. 5) Ein vom späten Früh-Apt bis Spät-Apt dauernder regressiver Abschnitt, in dem sich littorale Bedingungen entwickeln. Die Etablierung proximaler Verhältnisse im Untersuchungsraum war begleitet von erheblichem siliziklastischem Sedimenteintrag, der vermutlich durch regionale Tektonik und zeitgleich ablaufende klimatische Veränderungen von einem semi-ariden Regime im frühen Apt zu semi-humiden Verhältnissen im mittleren bis späten Apt verursacht wird. Die vorliegende Untersuchung stellt ein gut dokumentiertes Beispiel für die Entwicklung des epikontinentalen Meeres im Apt dar und bietet ein Werkzeug zum Vergleich und zur Analyse anderer flachmariner Sedimentfolgen aus dem Apt.