Eocene/Oligocene deep-water agglutinated foraminifers (DWAF) assemblages from the Madonie Mountains (Sicily, Southern Italy)

Andrea Benedetti

Plain Language Abstract

In this study, 29 samples from a 30 m thick sedimentary succession of the Caltavuturo Formation cropping out at Portella Colla (Madonie Mts.) were investigated to characterize the benthic foraminiferal assemblages. The stratigraphic section spans from the late Eocene to the early Oligocene (Rupelian), and agglutinated foraminifers dominate along the whole section, whereas calcareous-walled species are rare and poorly preserved except for the resedimented larger foraminifers occurring in numerous turbiditic layers. Detailed systematic analysis of 138 agglutinated taxa has revealed a faunal turnover in proximity to the Eocene/Oligocene transition and the establishment of a low diversity assemblage dominated by opportunistic species in an oligotrophic environment. During the Oligocene the organic matter flux increases and the oxygen content in the seafloor sediments decreases. The occurrence of new and poorly known species is discussed.

Resumen en Español

Asociaciones de foraminíferos aglutinados de aguas profundas (DWAF) del Eoceno/Oligoceno de las Montes Madonie (Sicilia, Italia Meridional)

El análisis cuantitativo y cualitativo de las asociaciones de foraminíferos aglutinados de aguas profundas (DWAF) de Portella Colla (Montes Madonie) revela una variación del continuo trófico en el Eoceno tardío y el Oligoceno temprano. Se procesaron 29 muestras obteniendo 138 especies de foraminíferos aglutinados, 59 de las cuales se presentan en nomenclatura abierta, pertenecientes a 46 géneros atribuidos a cuatro morfogrupos funcionales según su posición de vida y estrategias de alimentación. La densidad de la fauna aumenta hacia la parte alta de la sección, mientras que la diversidad específica fluctúa y alcanza su mínimo dentro de la transición E/O. En el Eoceno más superior, predominan los especímenes de Cyclamminidae Haplophragmoides y Repmanina charoides, que son formas epifaunales e infaunales inferiores que prefieren el agua de fondo bien oxigenada y un suministro normal de alimento. Dentro de la transición E/O la abundancia de DWAF disminuye ampliamente y las asociaciones están dominadas por taxones oportunistas como Repmanina charoides. En el Rupeliense inferior, los suspensívoros y las asociaciones ricas en Paratrochamminoides están presentes, mientras que los taxones hialinos desaparecen. Al final del Rupeliense inferior, Nothia, los ammodiscidos y los foraminíferos hialinos reaparecen, y el morfogrupo infaunal profundo se convierte en dominante marcando las condiciones de agua del fondo con poco oxígeno disuelto. En el Rupeliense superior, las comunidades infaunales profundas (reofácidos y Caudammina) dominan las asociaciones, y los foraminíferos epifaunales de superficie disminuyen. El LO de Caudammina gutta coincide con un aumento en la deposición de arenas (transición de la Formación Caltavuturo a "Portella Colla Clays"), una disminución en los suspensívoros y los habitantes de la superficie, y el predominio de asociaciones oligotípicas de Reticulophragmium rotundidorsatum. La oxigenación de las aguas de fondo vuelve a niveles similares a los del Eoceno superior, con un suministro de nutrientes medio a alto, como se deduce de la abundancia de Cyclamminidae.

Palabras clave: foraminífero aglutinado; Eoceno; Oligoceno; paleobatimetría; ecología; cambio climático

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)

Résumé en Français

Assemblages éocènes/oligocènes de foraminifères à test agglutiné d'eau profonde des Madonies (Sicile, sud de l'Italie)
Une analyse quantitative et qualitative des assemblages de foraminifères à test agglutiné d'eau profonde (FAEP) de Portella Colla (Madonies) révèle une variation du continuum trophique à l'Éocène récent et l'Oligocène ancien. Vingt-neuf échantillons ont été traités et ont permis d'obtenir 138 foraminifères à test agglutiné (dont 59 sont identifiés en nomenclature ouverte) appartenant à 46 genres attribués à quatre morphogroupes fonctionnels d'après leur position de vie et leur stratégie alimentaire. La densité de faune augmente dans la partie supérieure de la section alors que la diversité spécifique fluctue et atteint son minimum pendant la transition Éocène/Oligocène. Pendant l'Éocène terminal, les cyclamminidés, Haplophragmoides, et Repmanina charoides, des formes épifauniques et endofauniques inférieures qui préfèrent les eaux de fond bien oxygénées et une quantité de nourriture normale, prédominent. Pendant la transition Éocène/Oligocène, l'abondance des FAEP diminue dans l'ensemble et les assemblages sont dominés par des taxons opportunistes tels que Repmanina charoides. Dans le Rupélien inférieur, les suspensivores et les assemblages riches en Paratrochamminoides sont présents, et les taxons à test hyalin disparaissent. À la fin du Rupélien inférieur, Nothia, des ammodiscidés, et des foramminifères à test hyalin réapparaissent, et les morphogroupes endofauniques profonds deviennent dominants, reflétant des eaux de fond pauvres en oxygène. Dans le Rupélien supérieur, les communautés endofauniques profondes (des rhéophacidés et Caudammina) dominent les assemblages, et les foraminifères épifauniques vivant à la surface deviennent moins abondants. La dernière occurrence de C. gutta coïncide avec une augmentation du dépôt de sable (transition de la formation de Caltavuturo vers les argiles de Portella Colla), une diminution des suspensivores et des taxons de surface, et des assemblages oligotypiques dominés par Reticulophragmium rotundidorsatum. L'oxygénation des eaux de fond retourne à des niveaux similaires à ceux de l'Éocène supérieur, avec un approvisionnement en nutriments moyen à élevé déduit de l'abondance des cyclamminidés.

Mots-clés : foraminifère à test agglutiné ; Éocène ; Oligocène ; paléobathymétrie ; écologie ; changement climatique

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Eozän/oligozäne agglutinierte Tiefwasser-Foraminiferen-Assemblagen aus dem Madonie-Gebirge
(Sizilien, Süditalien)

Quantitative und qualitative Analysen von agglutinierten Tiefwasser-Foraminiferen-Assemblagen aus Portella Colla (Madonie Gebirge) zeigen eine Variation des tropischen Kontinuums im späten Eozän und frühen Oligozän. Es wurden 29 Proben aufgearbeitet die 138 agglutinierte Arten anthielten, von denen 59 in offener Nomenklatur sind und zu 46 Gattungen gehören, die nach ihren Standorten und ihren Fressgewohnheiten vier funktionellen Morphogruppen zugeordnet sind. Die Faunendichte nimmt innerhalb der Sektion nach oben hin zu, wohingegen die spezifische Diversität fluktuiert und das Maximum innerhalb der Eozän/Oligozän Grenze erreicht wird. Im obersten Eozän herrschen Cyclamminiden, Haplophragmoides und Repmanina charoides vor, epifaunale und untere infaunale Formen, die sauerstoffhaltige Tiefenwässer und ein normales Nahrungsangebot bevorzugen. Innerhalb der Eozän/Oligozän Grenze nimmt die Häufigkeit der agglutinierten Tiefwasser-Foraminiferen-Assemblagen stark ab und die Assemblagen werden durch opportunistische Taxa wie Repmanina charoides dominiert. Im unteren Rupelium kommen Suspensionfresser und Assemblagen reich an Paratrochamminoides vor und hyaline Taxa verschwinden. Zum Ende des unteren Rupeliums tauchen Nothia, Ammodisciden und hyaline Foraminiferen wieder auf und tief-infaunale Morphogruppen dominieren, was auf sauerstoffarme Bodenwasser-Konditionen hinweist. Im oberen Rupelium dominieren tief-infaunale Gemeinschaften (Rheophaciden und Caudammina) die Assemblagen und epifaunale an der Oberfläche lebende Foraminiferen nehmen zu. Das LO von Caudammina gutta fällt mit einer Sandzunahme zusammen (Übergang von der Caltavuturo Fm. zu den Portella Colla Tonen), der Abnahme von Suspensionsfressern und Oberflächen-Bewohnern, und der Dominanz von oligotypischen Assemblagen mit Reticulophragmium rotundidorsatum. Die Sauerstoffanreicherung der Tiefenwässer geht zurück auf das Maß wie im oberen Eozän mit einer mittleren bis hohen Nährstoffzufuhr, wie aus dem Reichtum an Cyclamminiden geschlossen werden kann.

Schlüsselwörter: agglutinierte Foraminiferen; Eozän; Oligozän; Paläobathymetrie; Ökologie; Klimawandel

Translator: Eva Gebauer

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa