Metode biostratigrafice de reconstituire a paleomediilor de sedimentare continentale - Bazinul hateg

Locațiile cu fosile microvertebrate conțin resturi mixte de diferiti taxoni acvatici și terestrii, caracterizati prin dimensiunea redusă a elementelor scheletice, dominate de părți scheletice rezistente, gradul ridicat de dizarticulare și modificările taphonomice extinse. Siturile microvertebrale sunt utile pentru reconstrucțiile paleoecologice in zonele continentale deoarece potentialul probei contine o gamă largă de microhabitate datorită modului lor de geneză. Mai multe situri microvertebrale au fost descoperite în depozitele continentale superioare Cretacicului (Maastrichtian) din bazinul Hațeg (Carpatii de Sud-Vest) începând cu 1983. Unele dintre cele mai importante situri sunt situate în jurul satului Vălioara, în partea de nord-vest a Bazinului Hațeg. Unul dintre acestea este situl Budurone, remarcabil în special pentru asocierea vertebratelor cu rămășițe de plante, într-un mudstone cenușiu. Studiul sedimentologic al localității sugerează că sedimentele au fost depozitate într-un mic iaz sau mlaștină. S-au recuperat diverse ansambluri paleomorfe de semințe din sit; semințele se referă la angiosperme nedeterminate, în timp ce în sporii polipodiacieni de feriga și în special polenul Normapolles domină asamblarea paleologică. Asamblarea plantelor permite reconstrucția vegetației din jurul iazului ca fiind alcătuită dintr-un acoperiș ierbos cu angiosperme-ferigi și o coroană subtire de angiosperme. Rețeaua locală alimentară poate fi, de asemenea, reconstruită, fiind dominată de taxoni acvatici și semi-acvatici de dimensiuni mici. Bazinul Hațeg conține o secvență groasă de depozite continentale Maastrichtiene cu o fauna bogata in dinozauri și mamifere. Datele de teren, precum și analizele mineralogice și izotopice stabile din trei profiluri reprezentative au fost integrate pentru a reconstrui condițiile de mediu din timpul perioadei Maastrichtiene. Cariera Tuștea se caracterizează prin prezența calcisolilor bine drenate, cu componenta principală de argilă, cu smectite (montmorillonit). De-a lungul profilului, compozițiile izotopice δ18O și δ13C ale calcretelor prezintă o mică variație de până la 0,9 ‰. Profilul de-a lungul văii Bărbat prezintă preponderent calcisoluri, mineralul principal din argile fiind smectite, cu ilit subordonat și clorit. Compozitia de oxigen izotopic ale calcaretelor sunt de ~ 0,5 ‰ mai slabe decât cele din Tuștea. Solurile sunt interpretate ca fiind formate în condiții mai umede și sunt similare cu cele situate în partea de jos a secvenței dezvoltate de-a lungul Văii Sibiului. Abundenta de smectite din depozitele de la Tuștea și valea Bărbatul, precum și prezența solurilor bine dezvoltate, reflectă condițiile paleomediilor controlate predominant de climă. Datele magnetostratigrafice preliminare de-a lungul secțiunii Valea Sibișel indică faptul că sedimentarea a început la sfârșitul Chron C32n. Toate ceilalte situri paleomagnetice distribuite în flux, până la limita superioară a acestei formări au numai polaritatea inversată, iar intervalul de timp corespunzător este, probabil, Chron C31r. Paleosolurile sunt moderate și slab dezvoltate. Compoziția mineralogică a fracției de argilă se schimbă, de asemenea, de la smectit la ilit și dominat de clorit. Aceste caracteristici indică faptul există condiții tectonice nestabile cu rate de ridicare mai ridicate ale zonei înconjurătoare în interiorul cronului C31r. Catre topul secventei, compoziția izotopică de oxigen și carbon a calcaretelor va fi cu 1 și, respectiv, cu 2‰ mai slabe. Aceste modificări indică o tranziție de la o clima semi-arida catre conditii cu mai multa umiditate și posibil mai reci și corelează cu tendința la nivel mondial pentru chron 31r.

INTRODUCERE

Acumularile continentale europene târzii cretacice au fost (și continuă să fie)

mai puțin cunoscute decât cele din Asia, America de Sud America de Nord. Acest lucru este susținut în ciuda progreselor semnificative înregistrate în ultimii ani în cercetarea Cretacicului superior continental european, în special prin munca pe teren continua în zone clasice precum nordul Spaniei sau sudul Franței sau în localitățile recent descoperite, cum ar fi localitatea Iharkut Ungaria.

Aprofundarea ecosistemelor continentale europene târzii cretacice este împiedicată, printre alți factori, de absența aproape completă a taphocenozelor care dau naștere atât plantelor, cât și celor animale, aceste coexistențe care oferă perspective rare în compoziția și structura comunității, prin păstrarea taxonomelor de cea mai mare parte autotonă sau parautochitoasă derivate din vecinătatea locului acoperirii lor.

În Maastrichtianul din Bazinul Hațeg, numai un singur sit a produs resturi vegetale si animale - situl fosilic cu microvertebrate Budurone. Mai întâi recunoscut pentru microvertebratele sale relativ abundente și diverse, litologia specială a sitului a permis, de asemenea, recuperarea uneor colectii de plante asemănătoare, cu ramasite paleomorfe și paleocarpologice. Sedimentologia sitului, precum și trăsăturile taphonomice ale florei și faunei locale indică prezența unei taphocenoze constituită din componente derivate local care au fost moderat sau foarte puțin transportate. În consecință, studiul acestui ansamblu unic permite o reconstrucție profundă a unei nișă paleomediilor locale.

De asemenea in bazinul Hateg au fost descoperite mici teropode (dinozauri carnivore),iar numărul de taxoni a crescut la 5 specii. De la descoperirea primelor mamifere din bazinul Hațeg, numărul speciilor aparținând ordinului multituberculate a crescut. Ghearele dinozaurilor, rar intalnite in Europa, reprezentând cuiburile originale, au fost găsite cu resturi de incubări ale hadrosaurului Telmatosaurus transsylvanicus. Un pterosaur gigant, Hatzegopteryx thambema, unul dintre cele mai mari creaturi zburătoare din lume, a fost descoperit în regiune. S-au descoperit alte locuri de cuibărit în timpul lucrărilor de teren. În bazin, fauna a fost descoperit în depozitele terestre de vârstă maastrichtiană. În acea perioadă, aria de studiu a fost situată la 27 ° N ± 5 ° între două rețele marine: Penninicul de la nord și Tethys la sud.

La nivel mondial, înregistrarea geologică sugerează că, clima cretacică, în general descrisă drept "clima cu efect de seră", a fost mult mai caldă decât în prezent, cu un gradient termal minim ecuator-pol . Dovezile pentru un climat cald cretacic includ extinderea latitudinală a provinciilor cu vegetatie ,migrarea polară a organismelor termofile ,expansiunea dinozaurilor în latitudini polare și determinări ale izotopilor de oxigen. Albianul se caracterizează printr-un vârf de căldură, urmat de o perioadă ușoară de răcire / încălzire în Cretacicul târziu și terminând cu o răcire ulterioară în timpul Maastrichtian. În ciuda declinului temperaturii din ultima parte a Cretacului, toate temperaturile erau încă ridicate în comparație cu Neogul târziu.

Clima maastrichtiană nu era la fel de caldă și echilibrată ca și climatul cretacic. Înregistrarea izotopică a foraminiferelor și a sedimentelor indică fluctuații de temperatură în timpul perioadei Maastrichtian reprezentate de:

- răcirea progresivă în timpul Maastrichtianului inferior;

- răcirea accelerată în timpul tranziției de la începutul la sfârșitul Maastrichtian (70 la 71 Ma);

- încălzirea bruscă la sfarsitul cretacicul (aproximativ 65,4 până la 65,1 Ma) și, ulterior, scăderea temperaturii în timpul ultimelor 100 k.y. din Maastrichtian.

Deoarece temperaturile oceanelor nu reflectă întotdeauna temperaturile terenurilor, sunt necesare date suplimentare pentru a constrânge condițiile paleo-climatice continentale din bazinul Hateg la acel moment. Mai mult, modul climatic general poate fi influențat drastic de condițiile locale; prin urmare, eforturile vor fi concentrate pentru a înțelege efectele schimbărilor topografice a cretacicului tarziu (cum ar fi ridicarea cupolelor metamorfice din jurul bazinului) asupra faciesurilor și a distribuției climatice.

Principalele obiective ale acestui studiu este caracterizarea faciesurilor și paleosolurilor maastrichtiene din bazinul Hațeg pentru a obține informații despre condițiile care au controlat formarea lor și pentru a înțelege mai bine mediul și clima in care au trăit dinozaurii.

În acest scop, s-au efectuat observații de teren privind geometria depozitelor și structurile lor interne, precum și analizele mineralogice și geochimice din probele colectate pe profile representative.

GEOLOGIA REGIUNII

Carpații de Sud reprezintă o grămadă de panze, care este alcătuită în principal din fundamentul prealpin separate de unitatea ophiolitică Severin (figura 1A).

Tectonostratigrafic aceste unități în clude:

- forma platoului Moesian cu depozite groase din Paleozoicul inferior si Neogene

- complexul de panze Danubiene cu un fundament Cadomian / Variscan și acoperirea paleozoică superioară spre mesozoică;

- panza flysch-and-ophiolit din Severin;

- panzele getice și supragetice (ambele cu fundament variscan și acoperișul mezozoic)

În regiunea Hațeg, cele mai vechi depozite care acoperă fundamentul Getic sunt sedimentele clastice jurasice continentale, care trec treptat spre calcare marine si marne. În timpul perioadei Jurasicului tarziu până în Aptian, s-au depus calcare de recif. O schimbare majoră a avut loc în jurul sfârșitului apianului - începutul Albianului, când toată zona a fost exhumată și erodată, după cum indică depozitele de bauxită acumulate în interiorul palaeocarstului.

Modificările faciesurilor și eroziunea s au fost legate de închiderea oceanului Severin, coliziunea și asezarea unităților Supragetice din partea superioaraunităților tectonice getice. În bazinul Hațeg (Fig.1B), secvențele Cretacicului superioar au fost împărțite în grupuri sedimentare, separate de neconformități locale. Unitățile sedimentare Albian superior- Turonian sunt reprezentate de conglomerate, gresii și marne, cu sedimentare care încep în condiții continentale și se deplasează progresiv către un facies marin. Gresiile si mudstone-ul din Turonianul inferior se află deasupra unui decalaj sedimentar. Succesiunile coniaciene, santoniane și campaniene sunt reprezentate de faciesuri flysh proximale cu gresii, lentile conglomerate, marne și mudstones, care indică afundarea progresivă a bazinului și crearea unui mediu marin deschis.

Sunt cunoscute două formațiuni continentale diferite de la Maastrichtian la epoca Paleogenei inferioare: formațiunile Densuș-Ciula și Sânpetru, reprezentând atât depozite de tip molasses. Bazinului Cretacicului tarziu se corelează cu asezarea panzelor getice pe partea superioara a ținutului dunărean. Bazinul este mărginit la nord-vest de localitatea Pui, precum și la sud, prin falii transversale ale stratului maastrichtian. Subsidenta din bazinul Hațeg și ridicarea în domeniul dunărean a continuat și în timpul oligocenului, fiind înregistrate de formațiunile sedimentare dispuse în bazinul sudic al bazinului Hațeg. Îngroparea straturilor maastrichtiene de către depozitele mai tinere a fost limitată la câteva sute de metri.

Potențialul fosilifer al MFS Budurone a fost recunoscut pentru prima dată în 1996, fiind excavat intermitent începând cu 1998, prin spălarea și filtrarea umedă a matricei cu granulație fină. În total, peste 800 kg de sedimente fosilifere au fost prelucrate prin tehnici standard de recuperare a microvertebratelor. In site-ul a fost menționat prezenta broaștei albanerpetontid, șopârle și rămășițele crocodiliene. În afară de vertebrate, scoici de gasteropode continentaleși rămășițele carpologice. În cele din urmă, nuanțele închise ale sedimentelor au sugerat un mediu cu potențial ridicat de conservare a materialului paleologic, s-au prelevat probe și s-a obținut o palynofloră moderată, de asemenea, moderată.

Litologia și sedimentologia sitului Budurone

Centrul formațiunii Densuș-Ciulă este alcătuit din secvențe repetitive de depuneri siliciclastice alternante cu granulație grosieră și fină, în principal conglomerate pe bază de matrice, gresii litice și siltice de micacee roșu și gri-verde și mudstones; sortarea este, în general, slabă în aceste depozite, iar termenii cu granulație grosieră conțin, de obicei, derivate dintr-o zonă sursă dominantă de metamorfică.

Petrologia litoclastului, spectrele minerale grele și structurile sedimentare din depozitele sugerează o zonă sursă predominant nordică, reprezentată de fundamentul metamorfic ridicat al Munților Poiana Ruscă; contribuția minoră a materialului vulcanoclastic este de asemenea observată în mai multe cazuri, de ex. în secțiunea locală a sitului cu cuiburi de dinozauri Tuștea.

Observațiile sedimentologice sugerează că depunerea a avut loc într-un cadru dominant fluvial, reprezentat de evantaie aluvionare, precum și de râuri împletite.

ACUMULAREA DE FLORĂ ȘI FAUNĂ A MICROVERTELOR DIN BUDURON

FOSSIL SITE

1. Flora

Rămășițele de plante sunt rare în paturile continentale maastrichtiene din bazinul Hațeg, în special datorită caracterului preponderent oxidant al depunerilor și a energiei ridicate a depunerii sedimentelor. Resturile macroplantelor sunt deosebit de rare, limitându-se în cea mai mare parte la depozitele lacustre cu granulație fină a asociatiei inferioare a formațiunii Densuș-Ciúla, principalele localități fiind raportate în jurul satului Densuș. Se mai cunosc fragmente rare de plante izolate, reprezentate prin impresii de frunze de angiosperme de tip "Palmophyllum", provenind de la depozitele de pe valea Sibișului de la Sînpetru sau de la valea râului Bărbat de la Pui. Cu toate acestea, rămășițele de plante au fost reprezentate până acum doar prin afișări ale frunzelor. Palynoflora este mai bine cunoscuta din aceste depozite continentale; acestea au fost înregistrate din ambele formațiuni și au fost utilizate pentru constrângerea vârstei depozitelor și pentru reconstituirea paleomedii în care trăia fauna vertebratelor.