Geochronology of the Middle Eocene Purple Bench locality (Devil’s Graveyard Formation), Trans-Pecos Texas, USA
Plain Language Abstract
Purple Bench is a fossil site in the Devil’s Graveyard Formation in far West Texas. This locality has been considered middle Eocene in age (46.2 – 42 million years old) based on the presence of mammals that are characteristic of this time period. While the relative age of the Purple Bench is known, the absolute age of Purple Bench has been debated over the years. The question about the absolute age comes from the wide interval of time encompassed by current radiometric dates bracketing the Purple Bench, and from conflicting magnetostratigraphic correlations in the Devil’s Graveyard Formation. This study defines the absolute age of Purple Bench through detrital zircon Uranium-Lead (U-Pb) geochronological analysis. To do these analyses, we sampled five rock exposures of the lower and middle members of the Devil’s Graveyard Formation and obtained 243 zircon grains for the U-Pb analyses. Our detrital zircon U-Pb geochronological analyses reveal an age of 43.7 +0.70 / -0.20 Ma for Purple Bench. These new absolute dates define the age of the lower and middle members of the Devil’s Graveyard Formation, specifically previously ambiguous age of the fossil-bearing Purple Bench locality. This study will be helpful for clarifying the age of the late Uintan land mammal age at a continental scale, as it will aid the research of the middle Eocene across North America.
Resumen en Español
Geocronología del yacimiento Purple Bench del Eoceno Medio (Formación Devil’s Graveyard), Trans-Pecos Texas
Purple Bench es un yacimiento paleontológico del Eoceno Medio de la Formación Devil’s Graveyard en la región Trans-Pecos del oeste de Texas. Además de proporcionar una variedad de taxones característicos del Uintano como Edad de Mamíferos Terrestres Norteamericanos, el yacimiento de Purple Bench es notable al documentar una serie de especies endémicas que solo se conocen allí. A pesar del carácter Uintano de la fauna de mamíferos, la edad absoluta de Purple Bench es un tema de debate. Esta incertidumbre proviene del amplio intervalo de tiempo abarcado por las fechas radiométricas actuales que delimitan el yacimiento de Purple Bench y las correlaciones magnetoestratigráficas en conflicto en la Formación Devil’s Graveyard. Este estudio limita la edad absoluta del yacimiento a través de análisis geocronológicos U-Pb de circón de carácter detrítico. Para estos análisis, se establecieron 147 nuevas dataciones de U-Pb de circón detrítico de cinco areniscas tobáceas y horizontes de toba reelaborados y se analizaron mediante espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente por ablación láser (LA-ICP-MS). Estos nuevos análisis geocronológicos de U-Pb de circón detrítico sugieren una edad de depósito máxima de 43,7 +0,8 / -0,2 Ma para la toba de Purple Bench, un horizonte marcador significativo inmediatamente por debajo de la localidad de Purple Bench. Estas nuevas dataciones de edad máxima de depósito presentadas aquí proporcionan restricciones sobre la verdadera edad de depósito de los miembros inferiores y medios de la Formación Devil’s Graveyard, lo que aporta claridad a la edad previamente ambigua del yacimiento paleontológico de Purple Bench. Las restricciones de edad presentadas aquí también ayudan a la caracterización de la edad temporal y espacialmente variable de la Edad de Mamíferos Terrestres Norteamericanos.
Palabras clave: Uintano NALMA, geocronología de circón detrítico, Eoceno, datación U-Pb, Cuenca Tornillo
Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)
Résumé en Français
Géochronologie de la localité Purple Bench de l’Éocène moyen (formation de Devil’s Graveyard), Trans-Pecos, Texas, USA
Purple Bench est une localité de la formation de Devil’s Graveyard, datant de l’Éocène moyen et située dans la région du Trans-Pecos, dans l’ouest de l’État du Texas. En plus d’avoir livré une gamme de taxons caractéristiques de l’âge Uintien de l’échelle chronostratigraphique des mammifères terrestres d’Amérique du Nord (NALMA), la localité de Purple Bench est remarquable car elle documente plusieurs espèces endémiques qui ne sont connues que dans ce site. En dépit du caractère uintien de la faune de mammifères, l’âge absolu de Purple Bench est débattu. L’incertitude provient de l’intervalle de temps important compris dans les dates radiométriques qui encadrent actuellement la localité de Purple Bench et des corrélations magnétostratigraphiques incongruentes au sein de la formation de Devil’s Graveyard. Cette étude contraint l’âge absolu de la localité de Purple Bench par des analyses géochronologiques U-Pb sur des zircons détritiques. Pour ces analyses, 147 nouveaux zircons détritiques ont été collectés dans des grès tufacés et des horizons de tufs remaniés et ont été analysés par ablation laser couplée à la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (LA-ICP-MS). Ces nouvelles analyses géochronologiques U-Pb sur zircons détritiques suggèrent un âge dépositionnel maximal de 43,7 +0,8 / -0,2 Ma pour le tuf de Purple Bench, un horizon marqueur important situé stratigraphiquement juste sous la localité de Purple Bench. Les nouvelles dates maximales d’âge dépositionnel présentées dans cet article fournissent des contraintes sur l’âge dépositionnel réel des membres inférieur et moyen de la formation de Devil’s Graveyard, clarifiant ainsi l’âge précédemment ambigu de la localité fossilifère de Purple Bench. Les contraintes d’âge présentées aident également à caractériser la variabilité spatiale et temporelle de l’âge Uintien de l’échelle chronostratigraphique des mammifères terrestres d’Amérique du Nord.
Mots-clés : Uintien NALMA ; géochronologie sur zircons détritiques ; Éocène ; datation par U-Pb ; Bassin de Tornillo
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
Die Geochronologie der mitteleozänen Purple Bench Fundstelle (Devil’s Graveyard Formation), Trans-Pecos Texas, USA
Purple Bench ist eine mitteleozäne Fossilfundstelle in der Devil’s Graveyard Formation der Trans-Pecos Region von Westtexas. Neben einer Reihe von Taxa, die charakteristisch für das Uinta Nordamerikanische Landsäugetierzeitalter sind, ist die Purple Bench Fundstelle dafür bemerkenswert, dass eine Reihe endemischer Arten dokumentiert sind, die nur von diesem Fundort bekannt sind. Neben den Uiunta-Merkmalen dieser Säugetierfauna ist das absolute Alter von Purple Bench umstritten. Diese Unsicherheit kommt zum einen dadurch zustande, dass die aktuellen Daten für Puple Bench ein großes Zeitintervall ergeben haben und zum anderen wegen widersprüchlicher magnetostratigraphischer Korrelationen in der Devil's Graveyard Formation. Diese Studie schränkt das absolute Alter der Purple Bench Fundstelle durch geochronologische Analysen von detritischem Zirkon U-Pb ein. Für diese Analysen wurden 147 neue detritische Zirkon-U-Pb-Alter aus fünf Tuffsandsteinen und aufgearbeiteten Tuffsteinhorizonten gesammelt und mittels Laserablations-Induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (LA-ICP-MS) analysiert. Diese neuen geochronologischen Analysen des detritischen Zirkons U-Pb deuten auf ein maximales Ablagerungsalter von 43,7 +0,8 / -0,2 Ma für den Purple Bench-Tuff hin, ein signifikanter Markierungshorizont unmittelbar unterhalb der Purple Bench-Lokalität. Diese hier vorgestellten neuen maximalen Ablagerungsaltersdaten stellen Contraints für das wahre Ablagerungsalter der unteren und mittleren Subformationen der Devil’s Graveyard Formation dar und schaffen Klarheit in Bezug auf das bisher unklare Alter der fossilführenden Purple Bench Fundstelle. Die hier vorgestellten Alters-Constraints helfen auch bei der Charakterisierung des zeitlich und räumlich variablen Uinta Nordamerikanischen Landsäugetierzeitalters.
Keywords: Uinta NALMA, detritische Zirkon Geochronologie, Eozän, U-Pb Datierung, Tornillo Becken
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
Geochronologia środkowo eoceńskiego stanowiska Purple Bench (Devil’s Graveyard Formation), Trans-Pecos Texas, USA
Purple Bench to środkowa eoceńskie stanowisko położone w formacji Devil's Graveyard w regionie Trans-Pecos w zachodnim Teksasie. Oprócz występowania szeregu taksonów charakterystycznych dla północnoamerykańskiego Wieku Ssaków Lądowych Uintan (Uintan North American Land Mammal Age), stanowisko Purple Bench jest godne uwagi ze względu na występowanie licznych gatunków endemicznych, znanych tylko z tego stanowiska. Pomimo Uintańskiego charakteru fauny ssaków absolutny wiek stanowiska Purple Bench jest sprawą dyskusyjną. Ta niepewność wynika z szerokiego przedziału czasowego aktualnych dat radiometrycznych na stanowisku Purple Bench oraz ze sprzecznych korelacji magnetostratygraficznych w formacji Devil’s Graveyard. Wyniki badań w tej pracy ograniczają bezwzględny wiek stanowiska Purple Bench dzięki analizom geochronologicznym cyrkonu detrytycznego U-Pb. Do analiz wykorzystano 147 nowych próbek U-Pb cyrkonu detrytycznego z pięciu piaskowców tuffowych i przeobrażonych horyzontów tufowych i analizowano je metodą plazmowej spektrometrii mas indukcyjnie sprzężonej z ablacją laserową (LA-ICP-MS). Te nowe analizy geochronologiczne cyrkonu detrytycznego U-Pb wskazują na maksymalny wiek osadów 43,7 +0,8 / -0,2 Ma dla tufu Purple Bench, znaczącego horyzontu znacznikowego bezpośrednio poniżej lokalizacji Purple Bench. Przedstawione tutaj nowe daty maksymalnego wieku osadów ograniczają rzeczywisty wiek depozytu dolnych i środkowych poziomów formacji Devil’s Graveyard, precyzując poprzednio niejednoznaczny wiek stanowiska Purple Bench. Przedstawione tutaj ograniczenia wiekowe ułatwiają także scharakteryzowanie zmiennego czasowo i przestrzennie Uintan North American Land Mammal Age.
Słowa kluczowe: Uintan NALMA, detrytyczna geochronologia cyrkonu, eocen, datowanie U-Pb, basen Tornillo
Translator: Krzysztof Stefaniak
Russian
Геохронология среднеэоценового местонахождения Purple Bench (формация Кладбище Дьявола), Транс-Пекос, Техас
Purple Bench является среднеэоценовым местонахождением фоссилий в пределах формации Кладбище Дьявола района Транс-Пекос, Западный Техас. В дополнение к таксонам, характерным для уинтанской зоны по североамериканской хронологической шкале для наземных млекопитающих (NALMA), отсюда описан ряд эндемичных видов, известных по ископаемым остаткам лишь из этой местности. Несмотря на уинтанский характер териофауны, вопрос об абсолютном возрасте Purple Bench остается дискуссионным. Эта неопределенность обусловлена широким интервалом времени, охватываемым радиометрическими датами, ранее полученными для этих слоев, а также противоречивыми магнитостратиграфическими корреляциями формации Кладбище Дьявола. Наше исследование ограничивает абсолютный возраст местонахождения Purple Bench посредством геохронологического анализа изотопов урана и свинца в образцах кристаллического циркона. Всего было получено 147 проб из пяти горизонтов туфогенных песчаников и переработанных туфов, впоследствии проанализированных с применением лазерной масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (LA-ICP-MS). Результаты анализов по соотношению изотопов урана и свинца в кристаллах циркона свидетельствуют о том, что максимальный возраст туфов, непосредственно подстилающих Purple Bench, составляет около 43,7+0,8/–0,2 млн. лет. Полученные новые данные о времени осадконакопления позволяют уточнить возраст нижней и средней частей формации Кладбище Дьявола, тем самым внося ясность в датирование костеносного слоя местонахождения Purple Bench. Результаты исследования помогают охарактеризовать изменчивую во временном и пространственном отношении уинтанскую зону NALMA.
Ключевые слова: уинтанская зона NALMA, геохронология детритового циркона, эоцен, уран-свинцовое датирование, бассейн Торнильо.
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Ukrainian
Геохронологія середньоеоценового місцезнаходження Purple Bench (формація Кладовище Диявола), Транс-Пекос, Техас
Purple Bench є середньоеоценовим місцезнаходженням фосилій у межах формації Кладовище Диявола району Транс-Пекос, Західний Техас. На додаток до таксонів, характерних для уїнтанської зони за північноамериканською хронологічною шкалі для наземних ссавців (NALMA), звідси описано низку ендемічних видів, відомих за викопними рештками лише з цієї місцевості. Незважаючи на загалом уїнтанський характер теріофауни, питання щодо абсолютного віку Purple Bench залишається дискусійним. Ця невизначеність обумовлена широким інтервалом часу, що охоплюється радіометричними датами, раніше отриманими для цих верств, а також суперечливими магнітостратіграфічними кореляціями формації Кладовище Диявола. Наше дослідження обмежує абсолютний вік місцезнаходження Purple Bench за допомогою геохронологічного аналізу ізотопів урану і свинцю в зразках кристалічного циркону. Всього було отримано 147 проб із п’яти горизонтів туфогенних пісковиків і перевідкладених туфів, згодом проаналізованих із застосуванням лазерної мас-спектрометрії з індуктивно-зв’язаною плазмою (LA-ICP-MS). Результати аналізів по співвідношенню ізотопів урану і свинцю в кристалах циркону свідчать про те, що максимальний вік туфів, які безпосередньо підстилають Purple Bench, становить приблизно 43,7 + 0,8 / -0,2 млн. років. Отримані дані дозволяють уточнити вік нижньої і середньої частин формації Кладовище Диявола, вносячи ясність у датування кістковмісного горизонту місцезнаходження Purple Bench. Результати дослідження допомагають охарактеризувати мінливу в часовому і просторовому відношенні уїнтанську зону NALMA.
Ключові слова: уїнтанська зона NALMA, геохронологія детритового циркону, еоцен, уран-свинцевий метод датування, басейн Торнільо.
Translator: Oleksandr Kovalchuk
