Holocene benthic foraminiferal and ostracod assemblages
in a paleo-hydrothermal vent system of Campi Flegrei (Campania, South Italy)

Giuseppe Aiello, Diana Barra, Roberta Parisi, Roberto Isaia, and Aldo Marturano

Plain Language Abstract

The Campi Flegrei caldera, on the Tyrrhenian side of Southern Italy, is a wide volcanic complex located in a densely populated area with a remarkable depositional record of volcanic activities occurred during the last 40,000 years. Inside the caldera, a succession, consisting of marine sediments alternating with volcanic layers, resulted in outcrops in the La Starza cliff. The sequence was deposited during an interval of about 8,000 years, ranging from about 12,000 to 4,000 years ago. The sampling of six sections and some tunnel excavation fronts yielded fossil remains of foraminifers (protozoans) and ostracods (crustaceans). These benthic organisms secrete shells of calcium carbonate and often are preserved as fossils, thus, representing a useful tool for detailed reconstruction of depositional environment. All species recorded in the Holocene sediments of La Starza are presently living in shallow waters of the Mediterranean. The characteristics of the studied assemblages suggest intense paleoecological changes, related to depth variations and to the influence of volcanic activities on the physico-chemical properties of the bottom waters. The inferred paleoenvironment share many similarities with recent vent systems described from the Tyrrhenian Sea.

Resumen en Español

Asociaciones de foraminíferos y ostrácodos bentónicos del Holoceno en un paleo-sistema de ventilación hidrotermal en Campi Flegrei (Campania, sur de Italia)

La sucesión de la terraza La Starza, del Cuaternario tardío, ubicada dentro de la caldera de Campi Flegrei, en el lado del sur de Italia que da al Tirreno, representa un ejemplo bien conocido de deposición bajo la influencia combinada de variaciones batimétricas y físico-químicas debidas a actividades volcánicas. Se han obtenido ciento siete muestras en seis afloramientos y algunos frentes de excavación de túneles, con una edad entre ~12 y ~4 miles de años, y comprenden sedimentos tanto estériles como fosilíferos. Estos últimos contienen restos de microfósiles silíceos y/o calcáreos, incluidas asociaciones de foraminíferos bentónicos y ostrácodos indicativas de una paleoprofundidad marina que va desde infralitoral superior hasta zona circalitoral superior, con fases de estrés ambiental intenso típico de un sistema hidrotérmico. Se presenta una reconstrucción detallada de la evolución paleoambiental holocena de la sucesión. La mayoría de las especies de foraminíferos y ostrácodos están ilustradas y se dan breves notas taxonómicas y ecológicas para cada una de ellas.

Palabras clave: foraminíferos bentónicos; ostrácodos; Cuaternario tardío; evolución paleoambiental; sistema hidrotérmico

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)

Résumé en Français

Les assemblages holocènes de foraminifères et d’ostracodes benthiques dans un système de cheminées paléo-hydrothermales des champs Phlégréens (Campanie, sud de l’Italie)

La succession de la terrasse du Quaternaire récent de La Starza, située dans la caldeira des champs Phlégréens, sur le côté tyrrhénien du sud de l’Italie, représente un exemple bien connu de dépôt sous l’influence combinée des variations bathymétriques et physico-chimiques dues aux activités volcaniques. Cent sept échantillons collectés sur six affleurements et certains fronts de creusement de tunnels, avec un âge compris entre ~12 ka et ~4 ka, comprennent à la fois des sédiments stériles et fossilifères. Ces derniers contiennent des restes de microfossiles siliceux et/ou calcaires, notamment des assemblages de foraminifères et d’ostracodes benthiques indiquant une paléoprofondeur marine allant de l’étage infralittoral supérieur à l’étage circalittoral supérieur, avec des phases de stress environnemental intense typiques d’un système hydrothermal. Une reconstruction détaillée de l’évolution des paléoenvironnements holocènes de la succession est présentée. La majorité des espèces de foraminifères et d’ostracodes sont illustrées et de brèves notes taxinomiques et écologiques sont données pour chacune d’entre elles.

Mots-clés : foraminifères benthiques ; ostracodes ; Quaternaire récent ; évolution des paléoenvironnements ; système hydrothermal

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Holozäne benthische Foraminiferen und Ostrakoden Assemblagen aus einem paläo-hydrotermalen Schlotsystem von Campi Flegrei (Campania, Süditalien)

Die Abfolge der spätquartären La Starza Terrasse, die innerhalb der Campi Flegrei Caldera auf der tyrrhenischen Seite von Süditalien liegt, ist ein gut bekanntes Beispiel einer Ablagerung unter dem kombinierten Einfluss von bathymetrischen und physikalisch-chemischen Schwankungen aufgrund vulkanischer Aktivitäten. Es wurden 107 Proben aus sechs Aufschlüssen und einigen Tunnelborungsköpfen gesammelt, mit einem Alter zwischen ~12 and ~4 k.y.a, die sowohl fossilfreie als auch fossilreiche Sedimente umfassen. Letztere enthalten kieselige und/oder kalzitische Mikrofossilien-Überreste, inklusive benthische Foraminiferen und Ostrakoden Assemblagen, die auf eine marine Paläotiefe zwischen oberer infralittoraler bis oberer circalittoraler Zone hinweisen, mit Phasen von starkem Umweltstress, was typisch für hydrothermale Systeme ist. Es wird eine detaillierte Rekonstruktion der holozänen Paläoumweltentwicklung der Abfolge gegeben. Der Großteil der Foraminiferen-und Ostrakodenarten wird abgebildet und es werden kurze taxonomische und ökologische Stichpunkte zu jeder Art gegeben.

Schlüsselwörter: benthische Foraminiferen; Ostrakoden; spätes Quartär; Paläoumweltentwicklung; hydrothermales System

Translator: Eva Gebauer

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski

Holoceńskie bentoniczne zespoły otwornic i małżoraczków w kopalnym systemie kominów hydrotermalnych z Campi Flegrei (Kampania, Południowe Włochy)

Sukcesja czwartorzędowego terasu La Starza, znajdującego się w kalderze Campi Flegrei, po Tyrreńskiej stronie w południowych Włoszech, są dobrze znanym przykładem depozycji pod połączonym wpływem batymetrycznych i fizykochemicznych zmiennych z powodu aktywności wulkanicznej. Sto siedem próbek zebranych w sześciu wychodniach i niektóre fronty wykopów tunelowych, o wieku pomiędzy ~ 12 ~ 4 tys. lat, obejmują zarówno jałowe, jak bogate w skamieniałości osady. Te ostatnie zawierają krzemionkowe i / lub wapienne mikroskamieniałości, w tym bentoniczne zespoły otwornic i małżoraczków, wskazujące na kopalną morską głebię w zakresie od zony infralitoralu do cirkalitoralu, z fazami intensywnego stresu środowiskowego typowego dla systemu hydrotermalnego. Przedstawiono szczegółową rekonstrukcję ewolucji paleośrodowiskowej sukcesji z okresu holocenu. Wiekszość gatunków otwornic i małżoraczków została zilustrowana i podano krótkie noty taksonomiczne i ekologiczne dla każdego z nich.

Słowa kluczowe: otwornice bentoniczne; małżoraczki; późny czwartorzęd; ewolucja paleośrodowiskowa; system hydrotermalny

Translator:  Krzysztof Stefaniak