Ma³e otwornice „eocenu numulitowego” Tatr
— stratygrafia i paleoœrodowisko
Barbara Olszewska
1Small foraminifera of “Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts. — stratigraphical aspect and paleoenvironment. Prz. Geol., 57: 703–713.
A b s t r a c t . Shallow-water carbonate sediments of the so called “Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts. yield numerous large foraminifera as well as abundant and diversified assemblages of small foraminifera. Both benthic and planktic species indicate the late Bartonian-Priabonian age of the “Nummulitic Eocene”. Paleoenvironmental analysis of the identified assemblages demonstrated their correlation with the Arni’s sedimentological model of the shallow-water carbonate sediments. The affiliations of foraminiferal faunas with the bioprovince of the Mediterra-nean Tethys have also been indicated.
Keywords: “Nummulitic Eocene”, small foraminifera, stratigraphy, paleoenvironment, paleobiogeography
W 1968 r. profesor Franciszek Bieda w sta-nowi¹cej podsumowanie wieloletnich badañ pracy Formacja numulityczna w zachodnich
Karpatach fliszowych zamieœci³ bardzo wa¿ne
stwierdzenie — ¿e paleogeñskie utwory suk-cesji fliszowej zawieraj¹ egzotyki ska³ wêgla-nowych, które tworzy³y siê w znacznie p³ytszym œrodowisku ni¿ utwory fliszowe. Jednym z obszarów, na którym owe ska³y wêglanowe znajduj¹ siê in situ, s¹ pó³nocne stoki Tatr. Utwory te s¹ zró¿nicowane litolo-gicznie (Roniewicz, 1969) i obfituj¹ w szcz¹tki organiczne, wœród których dominuj¹ce zna-czenie maj¹ tzw. du¿e otwornice — numulity, dlatego zwane s¹ „eocenem numulitowym” Tatr (Bieda, 1963; Olempska, 1973; Kulka, 1984, 1985).
Wskutek szybkiego tempa ewolucji, zró¿ni-cowania gatunkowego i licznego wystêpowania du¿e otwornice s¹ powszechnie wykorzystywa-ne do badañ stratygraficznych p³ytkowodnych utworów platform wêglanowych (Serra-Kiel i in., 1998). Na podstawie zasiêgów stratygra-ficznych du¿ych otwornic opracowano sche-mat podzia³u biostratygraficznego paleo-ceñskich i eopaleo-ceñskich p³ytkowodnych facji Tetydy, w którym wyró¿niono 20 poziomów — SBZ 1–20 (Serra-Kiel i in., 1998; Luterba-cher i in., 2004). Schemat ten skorelowano ze schematami opracowanymi na podstawie otwornic planktonicznych (Berggren & Pear-son, 2005) i nanoplanktonu wapiennego (Mar-tini, 1971). Znajduje on równie¿ zastosowanie w stratygrafii „eocenu numulitowego” Tatr (ryc. 1). Wiêkszoœæ tatrzañskich profili „eoce-nu „eoce-numulitowego” reprezentuje poziom SBZ 17, nieliczne obejmuj¹ równie¿ poziomy SBZ 18 i 19. W podobnych poziomach sytuuje utwory „eocenu numulitowego” Bartholdy i in. (1999).
Nie mniejsz¹ rolê odgrywaj¹ w badaniach stratygra-ficznych i paleoœrodowiskowych tatrzañskich utworów
„eocenu numulitowego” gatunki ma³ych otwornic (w tym formy planktoniczne). W niniejszym artykule przedsta-wiono wyniki badañ prowadzonych w celu korelacji zasiê-gów ma³ych otwornic „eocenu numulitowego” Tatr ze schematem podzia³u biostratygraficznego paleoceñskich i eoceñskich p³ytkowodnych facji Tetydy (Serra-Kiel i in., 1998; Luterbacher i in., 2004).
1
Pañstwowy Instytut Geologiczny — Pañstwowy Instytut Badawczy, Oddzia³ Karpacki, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków; barbara.olszewska@pgi.gov.pl
Epoka
Epoch WiekAge
Otwornice planktoniczne Planktonic foraminifera Wapienny nanoplankton Calcareous nannoplankton Du¿e otwornice Large foraminifera mln lat Ma E O C E N E O C E N E œrodkowy Middle póŸny Late Berggren & Pearson,
2005 Berggren & Pearson, 2005 Berggren et al., 1995 Martini, 1971 Serra-Kiel et al., 1998 SBZ 19 SBZ 18 SBZ 17 SBZ 16 SBZ 15 SBZ 14 SBZ 13 NP 19-20 NP 18 NP 17 NP 16 NP 15 NP 14 P 15 P 14 P 13 P 12 P 11 P 10 E 15 E 14 E 13 E 12 E 11 E 10 E 9 E 8 priabon Priabonian barton Bartonian lutet Lutetian 36 40 45 49
Ryc. 1. Korelacja schematu stratygraficznego p³ytkowodnych otwornic bento-nicznych (wg Serra-Kiel i in., 1998) ze standardowymi schematami planktonicz-nymi (Berggren i in., 1995; Berggren & Pearson, 2005) i wapiennego nannoplanktonu (Martini, 1971)
Fig. 1. Correlation between „Shallow Benthic Zones” (after Serra-Kiel i in., 1998) and standart plankton zones (Berggren et al., 1995., 1998; Berggren & Pearson, 2005) and calcareous nannoplankton (Martini, 1971)
Metodyka
Materia³ skalny do badañ stratygraficznych pobrano z 19 profili „eocenu numulitowego” Tatr (ryc. 2). Wykonano z niego i poddano analizie 434 p³ytki cienkie. Obserwacje prowadzono przy u¿yciu mikroskopu Eclipse LV 100 Pol firmy Nikon, a do wykonania fotografii otwornic zastoso-wano przystawkê fotograficzn¹ NIS-Elements D.
Wyniki analizy stratygraficznej ma³ych otwornic
Otwornice bentoniczne
SBZ 17. Wiêkszoœæ gatunków otwornic bentonicznych wystêpuj¹cych w tym poziomie jest charakterystyczna dla p³ytkowodnej sedymentacji wêglanowej (tab. 1). S¹ to naj-czêœciej formy masywne, o grubych œciankach, lub p³o¿¹ce siê na stabilnym pod³o¿u. Do najbardziej charakterystycz-nych nale¿¹: Chapmanina gassinensis (Silvestri),
Gyroidi-nella magna Le Calvez, Gypsina mastelensis Bursch, Halkyardia minima (Liebus), Korobkovella grosserugosa
(Gümbel) (ryc. 3F), Mississippina binkhorsti (Reuss),
Sphae-rogypsina globulus (Reuss). Licznie reprezentowane s¹
rów-nie¿ rodzaje Rotalia i Pararotalia, szczególnie Pararotalia
lithothamnica (Uhlig) (ryc. 3H). Zasiêg stratygraficzny tych
form obejmuje przewa¿nie interwa³ lutet–priabon (tab. 1). SBZ 18. Charakterystyczn¹ cech¹ zespo³ów tego poziomu jest wzrost liczby ma³ych, wolno ¿yj¹cych gatun-ków, o cienkiej œciance. Nale¿¹ do nich miêdzy innymi:
Angulogerina muralis (Terquem), Brizalina mississippiensis
(Cushman) (ryc. 3B), Cibicides praeventratumidus Mja-tliuk, Eponides polygonus Le Calvez, Lobatula lobatula (Walker & Jacob) i Reussella oberburgensis (Freyer) (ryc. 3E). Gruboskorupowe formy wystêpuj¹ nielicznie, ale warto wymieniæ gatunki aglutynuj¹ce skorupkê z cz¹stek wapien-nych: Dorothia traubi Hagn (ryc. 3G), Clavulina
parisien-sis (d’Orbigny) oraz Valvulina terquemi Le Calvez. Czêœæ
z wymienionych gatunków znana jest od priabonu (tab. 1). SBZ 19. Zespó³ ma³ych otwornic bentonicznych wystêpuj¹cych w poziomie 19 jest bardzo podobny do zespo³u poziomu 18. Wyró¿nia siê tym, ¿e zawiera nielicz-ne formy gruboskorupowe, takie jak: znanielicz-ne z priabonu
Victoriella conoidea Rutten (ryc. 3D) czy Maslinella cha-pmani Glaessner & Wade (ryc. 3C).
Otwornice planktoniczne
Wed³ug Alexandrowicza i Gerocha (1963) spoœród otwornic planktonicznych najwiêksze znaczenie dla badañ stratygraficznych „eocenu numulitowego” Tatr maj¹:
Glo-bigerinatheka index (Finlay), GloGlo-bigerinatheka subcon-globata (Schutskaya), Turborotlia cerroazulensis (Cole) i Acarinina bullbrooki (Bolli). ObecnoϾ w tym zespole Globigerinatheka index (Finlay) (ryc. 4A) sytuuje go w
otwornicowych poziomach P 15–16 (ryc. 1) (Berggren i in., 1995), reprezentuj¹cych priabon, lub wed³ug nowego schematu paleogenu — w poziomach E 14–15 (Berggren & Pearson, 2005). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 1 ska³y krystaliczne crystalline core serie wierchowe
High-Tatric zone serie reglowe górneUpper Sub-Tatric zone
„eocen numulitowy” “Nummulitic Eocene” warstwy zakopiañskie Zakopane Beds warstwy chocho³owskie Chocho³ów beds granica pañstwa state boundary numery profili profiles studied serie reglowe dolne
Lower Sub-Tatric zone
0 1 2 3 4 5km
Ryc. 2. Lokalizacja analizowanych profili „eocenu numulitowego” Tatr: 1 — Polana Molkówka, 2 — Macicki ¯leb, 3 — Dolina Lejowa, 4 — ¯leb Jaroniec, 5 — Dolina Koœcieliska, 6 — Staników Potok, 7 — Dolina Ma³ej £¹ki, 8 — Ma³y ¯lebek, 9 — Dolina za Bramk¹, 10 — Suchy ¯leb, 11 — Dolina ku Dziurze, 12 — Potok Spadowiec, 13 — Dolina Bia³ego, 14 — kamienio³om Pod Capkami, 15 — Dolina Olczyska, 16 — Kapliczka Witkiewicza, 17 — Potok Ch³abówka, 18 — Broniarski ¯leb, 19 — Potok Przyporniak
Fig. 2. Location of studied “Nummulitic Eocene” profiles of the Tatra Mts.: 1 — Molkówka Clearing, 2 — Macicki Gully, 3 — Lejowa Valley, 4 — Jaroniec Gully, 5 — Koœcieliska Valley, 6 — Staników Stream, 7 — Ma³a £¹ka Valley, 8 — Ma³y Gully, 9 — Za Bramk¹ Valley, 10 — Suchy Gully, 11 — Ku Dziurze Valley, 12 — Spadowiec Stream, 13 — Bia³ego Valley, 14 — Pod Capkami quarry, 15 — Olczyska Valley, 16 — Witkiewicz Chapel, 17 — Ch³abówka Stream, 18 — Broniarski Gully, 19 — Przyporniak Stream
0,2 mm 0,05 mm 0,1 mm 0,2 mm 0,05 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,05 mm A B C D E F G H
Ryc. 3. Stratygraficznie wa¿ne ma³e otwornice bentoniczne „eocenu numulitowego” Tatr: A — Heterostegina multifida (Bieda), Doli-na Lejowa; B — BrizaliDoli-na mississippiensis (Cushman), DoliDoli-na Olczyska; C — Maslinella chapmani Glaessner & Wade, Potok Ch³abówka; D — Victoriella conoidea Rutten, Dolina Ma³ej £¹ki; E — Reussella oberburgensis (Freyer), Suchy ¯leb; F — Korob-kovella grosserugosa (Gümbel), Suchy ¯leb; G — Dorothia traubi Hagn, Suchy ¯leb; H — Pararotalia lithothamnica (Uhlig), Doli-na Ma³ej £¹ki
Fig. 3. Stratigraphically important small benthic foraminifera of the “Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts.: A — Heterostegina multifida (Bieda), Lejowa Valley; B — Brizalina mississippiensis (Cushman), Olczyska Valley; C — Maslinella chapmani Glaessner & Wade, Ch³abówka Stream; D — Victoriella conoidea Rutten, Ma³a £¹ka Valley; E — Reussella oberburgensis (Freyer), Suchy Gully; F — Korobkovella grosserugosa (Gümbel), Suchy Gully; G — Dorothia traubi Hagn, Suchy Gully; H — Pararotalia lithothamnica (Uhlig), Ma³a £¹ka Valley
W utworach eocenu numulitowego najliczniej wystê-puj¹: Globigerinatheka index (Finlay) oraz tego samego wieku Turborotalia cerroazulensis (Cole) (ryc. 4L) i
Sub-botina utilisindex (Jenkins) (ryc. 4E; tab. 2). W profilach,
w których wystêpuje Nummulites fabianii Prever (Bieda, 1963), pojawiaj¹ siê równie¿ pojedynczo takie eoceñ-sko-oligoceñskie gatunki, jak: Chiloguembelina
gracilli-ma (Andreae) (ryc. 4G), Tenuitella gemgracilli-ma (Jenkins) (ryc.
4J) i Tenuitellinata angustiumbilicata (Bolli) (ryc. 4F). Do czêstych, ale d³ugowiecznych gatunków otwornic plankto-nicznych obecnych w badanym materiale nale¿¹
Globige-rina eocaena (Gümbel) (ryc. 4H) i GlobigeGlobige-rina leroyi
Blow & Banner (ryc. 4K). Pojedynczo natomiast wystê-puj¹ gatunki starsze, takie jak Guembelitrioides nuttallii (Hamilton) (ryc. 4B), Acarinina rohri (Brönnimann & Ber-mudez) (ryc. 4C), Acarinina bullbrooki (Bolli),
Turborota-lia possagnoensis Toumarkine & Bolli (ryc. 4I),
Pseudohastigerina micra (Cole) (ryc. 4M) czy
Globotur-borotalita ouachitaensis (Howe & Wallace) (ryc. 4N; tab. 2).
Nale¿y wspomnieæ, ¿e szczególnie bogate w szcz¹tki licz-nych gatunków planktoniczlicz-nych s¹ profile Potoku Staniko-wego (profil 6), Doliny Ma³ej £¹ki (profil 7) oraz ska³ki nad Kapliczk¹ Witkiewicza (profil 16).
Na podstawie analizy stratygraficznej zespo³u gatunków otwornic planktonicznych mo¿na przyj¹æ, ¿e sedymentacja górnej czêœci profilu „eocenu numulitowego” Tatr odbywa³a siê we wczesnym priabonie, a niektóre gatunki wskazuj¹ na to, ¿e proces ten trwa³ do póŸnego priabonu.
Lokalnie (np. w profilach 14 i 19) utwory eocenu numulitowego s¹ przykryte warstw¹ szarych margli z licz-nymi otwornicami planktoniczlicz-nymi — s¹ to tzw. szare margle z globigerinami. W marglach tych wystêpuj¹ takie same zespo³y otwornic jak w utworach „eocenu numulito-wego” Tatr. Na podstawie otwornic wiek margli jest ocenia-ny na poziomy P 15–16 (Berggren i in., 1995) lub E 14–15 (Berggren & Pearson, 2005; Olszewska & Wieczorek, 1998).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Lutet Lutetian Barton Bartonian Priabon Priabonian
Mississippina binkhorsti Gatunek Species Angulogerina muralis Asterigerina campanella Asterigerinoides guerichi Brizalina mississippiensis Chapmanina gassinensis Cibicides praeventratumidus Clavulina parisiensis Dorothia traubi Eponides polygonus Fabiania cassis Gypsina mastelensis Gyroidinella magna Haddonia heissigi Halkyardia minima Korobkovella grosserugosa Lobatula lobatula Marssonella lodoensis Maslinella chapmani Pararotalia lithothamnica Reussella cognata Rotalia perovalis Rotalia septifera Sphaerogypsina globulus Spirolina striata Textularia minuta Valvulina terquemi Victoriella conoidea Profile Profiles
Tab. 1. Wystêpowanie i wiek ma³ych otwornic bentonicznych w 19 badanych profilach „eocenu numulitowego” Tatr (patrz ryc. 2) Table 1. Distribution and age of small benthic foraminifera in 19 studied profiles (see Fig. 2)
0,1 mm 0,1 mm 0,05 mm 0,4 mm 0,1 mm 0,02 mm 0,02 mm 0,05 mm 0,05 mm 0,05 mm 0,05 mm 0,1 mm 0,025 mm 0,05 mm A B C D E F G H I J K L M N
Ryc. 4. Charakterystyczne otwornice planktoniczne „eocenu numulitowego” Tatr: A — Globigerinatheka index (Finlay), Suchy ¯leb; B — Guembelitrioides nuttalli (Hamilton), kamienio³om Pod Capkami; C — Acarinina rohri (Brönnimann & Bermudez) Dolina Olczyska; D — Subbotina senni (Beckmann), Dolina Olczyska; E — Subbotina utilisindex (Jenkins), Dolina Ma³ej £¹ki; F — Tenuitellina-ta angustiumbilicaTenuitellina-ta (Bolli), Suchy ¯leb; G — Chiloguembelina gracillima (Andreae), Suchy ¯leb; H — Globigerina eocaena (Gümbel), Suchy ¯leb; I — Turborotalia possagnoensis Toumarkine & Bolli, Suchy ¯leb; J — Tenuitella gemma (Jenkins), ¯leb Jaroniec; K — Glo-bigerina leroyi Blow & Banner, Dolina Lejowa; L — Turborotalia cerroazulensis (Cole), Dolina Lejowa; M — Pseudohastigerina micra (Cole), Dolina Lejowa; N — Globoturborotalita ouachitaensis (Howe & Wallace), Dolina Lejowa
Fig. 4. Characteristic planktic foraminifera of the “Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts.: A — Globigerinatheka index (Finlay), Suchy Gully; B — Guembelitrioides nuttalli (Hamilton), Pod Capkami quarry; C — Acarinina rohri (Brönnimann & Bermudez), Olczyska Val-ley; D — Subbotina senni (Beckmann), Olczyska ValVal-ley; E — Subbotina utilisindex (Jenkins), Ma³a £¹ka ValVal-ley; F — Tenuitellinata angustiumbilicata (Bolli), Suchy Gully; G — Chiloguembelina gracillima (Andreae), Suchy Gully; H — Globigerina eocaena (Gümbel), Suchy Gully; I — Turborotalia possagnoensis Toumarkine & Bolli, Suchy Gully; J — Tenuitella gemma (Jenkins), Jaroniec Gully; K — Globigerina leroyi Blow & Banner, Lejowa Valley; L — Turborotalia cerroazulensis (Cole), Lejowa Valley; M — Pseudohastigerina micra (Cole), Lejowa Valley; N — Globoturborotalita ouachitaensis (Howe & Wallace), Lejowa Valley
Wapienny nanoplankton
W utworach „eocenu numulitowego” wystêpuj¹ ubogie zespo³y nanoplanktonu wapiennego z poziomów NP 16–18 (ryc. 1), reprezentuj¹cych interwa³ póŸny lutet–wczesny priabon (Bartholdy i in., 1995, 1999). Natomiast le¿¹ce nad szarymi marglami najstarsze utwory fliszu podhalañskie-go, tzw. warstwy szaflarskie, dostarczy³y zespo³ów wapiennego nanoplanktonu z poziomu NP 24, czyli pogra-nicza rupelu i szatu (Garecka, 2005). Jako uzupe³nienie danych stratygraficznych nale¿y jeszcze wspomnieæ, ¿e wk³adka tufitu w zlepieñcu podstawowym eocenu w doli-nie Suchej Wody jest korelowana z tufitem z Polan (na po³udnie od Grybowa) w jednostce magurskiej, datowa-nym na 39,8–41,7 mln lat — wczesny barton (G³azek i in., 1998).
Analiza paleoœrodowiskowa
P³ytkowodne morskie œrodowisko sedymentacji jest niezwykle zró¿nicowanym obszarem ¿ycia œwiata orga-nicznego, dlatego te¿ bytuj¹ce w tym œrodowisku ma³e i du¿e otwornice s¹ wysoce zró¿nicowane. Wyniki badañ kenozoicznych otwornic zasiedlaj¹cych œrodowiska rafowe i towarzysz¹cych im glonów wykorzystano do okreœlenia prawdopodobnych mikroœrodowisk zajmowanych przez niektóre rodzaje wymar³e (Ghose, 1977). Przypuszcza siê, ¿e rodzaj Alveolina zasiedla³ obszar zarafowy, ale w pobli¿u grzbietu rafy. Rodzaj Spiroclypeus, podobnie jak wspó³czesny Cycloclypeus, reprezentowa³ œrodowisko przed³awicowe — czo³o i sk³on rafy. Rodzaj Pellatispira preferowa³ p³ycizny przedrafowe. Rodzaje Discocyclina i
Nummulites, podobnie jak Pellatispira, to typowe formy
przedrafowe, w sprzyjaj¹cych warunkach tworz¹ce samo-dzielne ³awice. Ma³e otwornice preferuj¹ na ogó³ os³oniête obszary w pobli¿u krawêdzi rafy. Takie grupy, jak milioli-dy, rotaliidy czy tekstulariimilioli-dy, s¹ liczniejsze w œrodowisku
lagunowym, natomiast nodosariidy, buliminidy czy
uvigerinidy s¹ typowe dla g³êbszego œrodowiska przedra-fowego (Luterbacher, 1984). Na po³¹czenie z otwartym morzem wskazuje obecnoœæ otwornic planktonicznych (Globigerina). Ze œrodowiskiem rafowym zwi¹zane s¹ tak¿e otwornice osiad³e: Acervulina, Gypsina,
Sphae-rogypsina, Miniacina, Victoriella, Planorbulina, a tak¿e Cibicides i Lobatula (Ghose, 1977).
Rozpoznanie mikroœrodowisk zajmowanych podczas wczesnego i œrodkowego eocenu przez du¿e i ma³e otworni-ce doprowadzi³o Arniego (1963) do skonstruowania modelu rozk³adu biofacji œródziemnomorskiej platformy wêglano-wej. W modelu tym, sprawdzonym w trakcie dalszych badañ (Decrouez & Lanterno, 1979), Arni wydzieli³ trzy strefy zajmowane przez odmienne biofacje numulitowe:
£awica numulitowa (biofacja 1). £awica ta wystêpo-wa³a na krawêdzi platformy i sk³ada³a siê na ogó³ z przed-stawicieli jednego gatunku, m.in. Nummulites perforatus (Montfort). Nagromadzenie tych form by³o spowodowane dzia³alnoœci¹ fal kumuluj¹cych niescementowane skorup-ki. Numulitom tej strefy czêsto towarzyszy³y krasnorosty (Decrouez & Lanterno, 1979).
Facje za³awicowe (biofacja 2 — strefa miêdzy ³awic¹ numulitow¹ a l¹dem). Facje za³awicowe charakteryzo-wa³a obecnoœæ numulitów œrednich rozmiarów (np.
Num-mulites burdigalensis). Facje te bywaj¹ bogate w ma³e
otwornice gruboskorupowe (np. Gyroidinella, Maslinella oraz Victoriella), które s¹ przystosowane do przetrwania w niestabilnym œrodowisku wewnêtrznej laguny.
Facje przed³awicowe (biofacja 3 — strefa rozci¹gaj¹ca siê na przedpolu ³awicy w kierunku otwartego morza). Utwory tych facji charakteryzowa³y siê obfitoœci¹ detrytusu pochodz¹cego z ³awicy numulitowej, obecnoœci¹ numuli-tów o bardzo cienkiej skorupce (np. Nummulites millecaput i
Nummulites planulatus) oraz licznych dyskocyklin.
E 8–10 E10– 4O E1– 6O E6– 1O E 6–13 E15– 1O E 9–15 E 7–11 E 10–13 E7– 1O E 11–16 E 9–11 E16– 1O E16– 6O E15–M5 Gumbelitrioides nuttalli Globigerina leroyi Globoturborotalita ouachitaensis Subbotina eocaena Subbotina senni Subbotina utilisindex Globigerinatheka index Acarinina bullbrooki Acarinina rohri Pseudohastigerina micra Turborotalia cerroazulensis Turborotalia possagnoensis Chiloguembelina gracillima Tenuitella gemma Tenuitellinata angustiumbilicata Wiek Berggren & Pearson, 2005 Age 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Gatunek Species Profile Profiles
Tab. 2. Wystêpowanie i wiek otwornic planktonicznych w 19 badanych profilach „eocenu numulitowego” Tatr (patrz ryc. 2) Table 2. Distribution and age of the planktic foraminifera in 19 studied profiles (see Fig. 2)
Poza wymienionymi trzema biofacjami numulitowymi Arni wyró¿ni³ jeszcze wiele innych biofacji: biofacjê przejœ-ciow¹ do lagunowej z licznymi przedstawicelami rodzajów
Orbitolites i Alveolina (biofacja 4); wapienie z miliolidami
(biofacja 5); strefê dolomityzacji, która mo¿e siê nak³adaæ na biofacje 2 do 5; marglist¹ biofacjê z Operculina (biofa-cja 7); biofacjê parapelagiczn¹ z licznymi ma³ymi otworni-cami bentonicznymi (biofacja 8); biofacjê z licznymi otwornicami pelagicznymi (biofacja 9); wapienie z penero-plidami (biofacja 10).
Ju¿ pierwsze próby zastosowania modelu Arniego do rozpoznania zespo³ów otwornicowych i co za tym idzie mikroœrodowisk sedymentacji „eocenu numulitowego” Tatr wykaza³y du¿¹ zgodnoœæ zespo³ów du¿ych otwornic z modelem rozk³adu biofacji Arniego (Kulka, 1985). Wed³ug Kulki (1985) ³awicy numulitowej Arniego mo¿e odpowiadaæ ska³a zwana jarcem, sk³adaj¹ca siê g³ównie z osobników Nummulites perforatus (Montfort). Osady facji za³awicowych s¹ reprezentowane miêdzy innymi przez wapienie dolomityczne z Nummulites puschi d’Archiac lub
Nummulites brongniarti d’Archiac & Haime. Natomiast
facje przed³awicowe to g³ównie wapienie margliste z dys-kocyklinami i Nummulites millecaput Boubee, a tak¿e mar-gle z Operculina (ryc. 5).
W trakcie przeprowadzonych ostatnio badañ stwier-dzono, ¿e w ka¿dej z tych facji wystêpuj¹
charakterystycz-ne ma³e otwornice. Ich wystêpowanie w profilu „eocenu numulitowego” Tatr przedstawiono na przyk³adzie profilu Kamienio³omu Pod Capkami (ryc. 6).
Facje za³awicowe wystêpuj¹ w dolnej czêœci profili 6, 12–15 i 17 (ryc. 2) „eocenu numulitowego” Tatr. Najni¿-sze, dolomityczne wapienie z Nummulites brongniarti d’Archiac & Haime zawieraj¹ pojedynczych przedstawicieli rodziny Polymorphinidae (charakterystycznej dla wewnêtrz-nego szelfu), jak równie¿ pojedyncze formy zasiedlaj¹ce œrodowisko pararafowe, np. Gyroidinella magna Le Calvez (ryc. 7J).
Nadleg³e zespo³y za³awicowe, z Nummulites puschi d’Archiac, s¹ bogatsze w gatunki du¿ych i ma³ych otwor-nic. W zespo³ach tych zaczyna siê pojawiaæ Nummulites
perforatus (Montfort) oraz wiele gatunków ma³ych
otwor-nic charakterystycznych dla p³ytkowodnej platformy wêglanowej. S¹ to miêdzy innymi: Dorothia traubi Hagn,
Chapmanina gassinensis (Silvestri) (ryc. 7D), Fabiania cassis Oppenheim (ryc. 7B), Gypsina mastelensis Bursch
(ryc. 8C), Korobkovella grosserugosa (Gümbel),
Sphae-rogypsina globulus (Reuss) (ryc. 7I), Maslinella chapmani
Cushman & Wade, Spirolina striata d’Orbigny (ryc. 7C),
Valvulina terquemi Le Calvez (ryc. 7E), Haddonia heissigi
Hagn (ryc. 8B), Mississippina binkhorsti (Reuss) (ryc. 7F),
Victoriella conoidea Rutten, Pararotalia lithothamnica
(Uhlig), Rotalia septifera (Terquem) (ryc. 8F), Rotalia
A
B
C
D
A
B
C
D
facje przed³awicowe (wapieñ z dyskocyklinami,Nummulites milecaputlub zOperculina) fore-bank facies (Discocyclina,and Nummulites milecaput or Operculina limestone) ³awica numulitowa z Nummulites perforatus
numulitic bank with Nummulites perforatus
facje za³awicowe , wapieñ dolomityczny z Nummulites puschi back-bank facies ,dolomitic limestone with z Nummulites puschi facja za³awicowa, wapien dolomityczny z Nummulites brongniarti back-bank facies, dolomitic limestone with Nummulites brongniarti Ryc. 5. Rozk³ad facji „eocenu numulitowego” Tatr (wed³ug Kulki, 1985, zmodyfikowany): A — facje przed³awicowe (wapieñ z dysko-cyklinami, Nummulites milecaput lub z Operculina); B — ³awica numulitowa z Nummulites perforatus; C — facje za³awicowe, wapieñ dolomityczny z Nummulites puschi; D — facja za³awicowa, wapieñ dolomityczny z Nummulites brongniarti
Fig. 5. Facies distribution in the „Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts. (after Kulka, 1985, modified): A — fore- bank facies (Discocyc-lina,and Nummulites milecaput or Operculina limestone); B — nummulitic bank with Nummulites perforatus; C — back-bank facies, dolomitic limestone with z Nummulites puschi; D — back-bank facies, dolomitic limestone with Nummulites brongniarti
perovalis (Terquem) (ryc. 8E) oraz Halkyardia minima
(Liebus) (ryc. 7G).
£awicê numulitow¹ zidentyfikowano w Tatrach w pro-filach: 3, 4, 6, 12–14 i 18 (ryc. 2). Tworz¹ j¹ nagromadzenia
Nummulites perforatus (Montfort) (Kulka, 1985). Ma³e
otwornice nie wystêpuj¹ w tej ³awicy lub s¹ tak zniszczone, ¿e nie jest mo¿liwa ich identyfikacja gatunkowa.
Facje przed³awicowe s¹ obecne w górnej czêœci wszystkich 19 badanych profili „eocenu numulitowego” Tatr (ryc. 2). W wiêkszoœci z nich wystêpuj¹ one w postaci biofacji parapelagicznej z ma³ymi otwornicami bentonicz-nymi i dyskocyklinami, w pozosta³ych — w postaci margli z Operculina (ryc. 8K), np. w profilach 2, 5, 8 i 17. W profi-lach 7 i 16 w facjach tych znacz¹cy udzia³ maj¹ otwornice planktoniczne.
Do charakterystycznych gatunków bentonicznych bio-facji parapelagicznej nale¿¹: Marssonella lodoensis Israel-sky (ryc. 8A), Textularia minuta Terquem, Angulogerina
muralis (Terquem) (ryc. 7H), Asterigerina campanella
(Gümbel) (ryc. 7A), Asterigerinoides guerichi (Franke) (ryc. 8J), Cibicides praeventratumidus Mjatliuk (ryc. 8H),
Brizalina mississipiensis (Cushman), Eponides polygonus
Le Calvez (ryc. 8G), Clavulina parisiensis (d’Orbigny) (ryc. 8D), Lobatula lobatula (Walker & Jacob) (ryc. 8I),
Reussella oberburgensis (Freyer).
Zmiana zespo³ów ma³ych otwornic w profilach „eoce-nu „eoce-numulitowego” Tatr nawi¹zuje do opisanych przez Bar-tholdy’ego i in. (1999) zmian sedymentacji spowodowanych eustatycznymi wahaniami poziomu morza. Sedymentacja osadów dolnej czêœci profili (facje za³awicowe) nastêpo-wa³a w trakcie cyklu regresywnego i niskiego poziomu morza, który umo¿liwia³ rozwój platformy wêglanowej. Natomiast margliste utwory wy¿szych czêœci profili (bio-facja parapelagiczna), jak równie¿ nadleg³e utwory „sza-rych margli z globigerinami” wskazuj¹ na epizod transgresywny. Epizod ten poprzedza³ przerwê sedymenta-cyjn¹ (Olszewska & Wieczorek, 1998), po której nast¹pi³a sedymentacja fliszu podhalañskiego.
Uwagi paleobiogeograficzne
Na ca³ym obszarze Karpat w utworach paleogeñskich, zarówno in situ, jak i w egzotykach, najliczniej s¹ repre-zentowane fauny otwornicowe œrodkowego eocenu (lutetu i bartonu). W okresie tym panowa³ ciep³y, ³agodny klimat (Frakes, 1979; Oberhänsli, 1996), który przyczyni³ siê do najwiêkszego rozwoju oraz zró¿nicowania gatunkowego du¿ych i ma³ych otwornic bentonicznych, a tak¿e otwornic planktonicznych. Te korzystne warunki klimatyczne prze-trwa³y do ni¿szej czêœci priabonu i wp³ynê³y na szerokie rozprzestrzenienie siê faun otwornicowych w obrêbie bio-geograficznej prowincji Tetydy. Analiza rozprzestrzenie-nia biogeograficznego stwierdzonych w Karpatach du¿ych i ma³ych otwornic charakterystycznych dla p³ytkowodne-go œrodowiska sedymentacji wêglanowej wskazuje na przynale¿noœæ tych faun do œródziemnomorskiej czêœci Tetydy (Fleury i in., 1985).
Litologia Lithology Poziomy z du¿ymi otwornicami Large foraminifera zones (m) Otwornice Foraminifera Próbki Samples 30 20 0 5 10 15 25 otwornice planktoniczne Discocyclina Cibicides Marssonella Eponides Reussella Nummulites Champanina Victoriella Sphaerogypsina Rotalia Gyroidinella A B C D 100 99 97 95 82 78 40 27 17 5 zlepieniec conglomerate wapieñ zlepieñcowaty conglomeratic limestone wapieñ dolomityczny dolomitic limestone wapieñ limestone margiel marl
Ryc. 6. Facje du¿ych i ma³ych otwornic w profilu „eocenu numuli-towego” Tatr w Kamienio³omie Pod Capkami: A–D — facje sedy-mentacyjne z du¿ymi otwornicami wed³ug Kulki (1985) Fig. 6. Distribution of large and small foraminiferal facies in the “Nummulitic Eocene”profile in the Pod Capkami quarry in Tatra Mts. A–D sedimentary facies with large foraminifera after Kulka (1985)
®
Ryc. 7. Charakterystyczne paleoœrodowiskowo gatunki ma³ych otwornic bentonicznych „eocenu numulitowego” Tatr: A — Asterigeri-na campanella (Gümbel), Suchy ¯leb; B — Fabiania cassis (Oppenheim), Ma³y ¯lebek; C — SpiroliAsterigeri-na striata d’Orbigny, Potok Spado-wiec; D — Chapmanina gassinensis (Silvestri), Potok Ch³abówka; E — Valvulina terquemi Le Calvez, Dolina Ma³ej £¹ki; F — Mississippina binkhorsti (Reuss), Suchy ¯leb; G — Halkyardia minima (Liebus), Dolina Ma³ej £¹ki; H — Angulogerina muralis (Terquem), Suchy ¯leb; I — Sphaerogypsina globulus (Reuss), Dolina Ma³ej £¹ki; J — Gyroidina magna Le Calvez, Suchy ¯leb Fig. 7. Environmentally important small benthic foraminifera of the „Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts.: A — Asterigerina campa-nella (Gümbel), Suchy Gully; B — Fabiania cassis (Oppenheim), Ma³y Gully; C — Spirolina striata d’Orbigny, Spadowiec Stream; D — Chapmanina gassinensis (Silvestri), Ch³abówka Stream; E — Valvulina terquemi Le Calvez, Ma³a £¹ka Valley; F — Mississippina binkhorsti (Reuss), Suchy Gully; G — Halkyardia minima (Liebus), Ma³a £¹ka Valley; H — Angulogerina muralis (Terquem), Suchy Gully; I — Sphaerogypsina globulus (Reuss), Ma³a £¹ka Valley; J — Gyroidina magna Le Calvez, Suchy Gully
0,1 mm 0,2 mm 0,2 mm 0,1 mm 0,2 mm 0,2 mm 0,05 mm 0,2 mm 0,1 mm 0,1 mm A B C D J G E F I H
0,05 mm 0,5 mm 0,2 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,05 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,1 mm A B C D E F G H I J K
Ryc. 8. Charakterystyczne paleoœrodowiskowo gatunki ma³ych otwornic bentonicznych „eocenu numulitowego” Tatr: A — Marssonella lodoensis Israelsky, Dolina Lejowa; B — Haddonia heissigi Hagn, Dolina Ma³ej £¹ki; C — Gypsina mastelensis Bursch, Dolina Ma³ej £¹ki; D — Clavulina parisiensis d’Orbigny, Dolina Ma³ej £¹ki; E — Rotalia perovalis (Terquem), Potok Ch³abówka; F — Rotalia septi-fera (Terquem), Potok Ch³abówka; G — Eponides polygonus Le Calvez, Dolina Lejowa; H — Cibicides praeventratumidus Mjatliuk, Dolina Ma³ej £¹ki; I — Lobatula lobatula (Walker & Jacob), ska³ka przy Kapliczce Witkiewicza; J — Asterigerinoides guerichi (Fran-ke), Suchy ¯leb; K — Operculina subgranulosa d’Orbigny, Potok Ch³abówka
Fig. 8. Environmentally important small benthic foraminifera of the “Nummulitic Eocene” of the Tatra Mts.: A — Marssonella lodoensis Israelsky, Lejowa Valley; B — Haddonia heissigi Hagn, Ma³a £¹ka Valley; C — Gypsina mastelensis Bursch, Ma³a £¹ka Valley 15; D — Clavulina parisiensis d’Orbigny, Ma³a £¹ka Valley; E — Rotalia perovalis (Terquem), Ch³abówka Stream; F — Rotalia septifera (Terquem), Ch³abówka Stream; G — Eponides polygonus Le Calvez, Lejowa Valley; H — Cibicides praeventratumidus Mjatliuk, Ma³a £¹ka Valley; I — Lobatula lobatula (Walker & Jacob), a klippe above the Witkiewicza Chapel; J — Asterigerinoides guerichi (Franke), Suchy Gully; K — Operculina subgranulosa d’Orbigny, Ch³abówka Stream
Eocen œrodkowy. Stwierdzone w profilach „eocenu numulitowego” Tatr numulity z grupy Nummulites
laevi-gatus-brogniarti (Bieda, 1963; Kulka 1984b) s¹
charakte-rystyczne dla pó³nocnego brzegu Tetydy — podobnie jak numulity z grupy Nummulites perforatus, których wschod-ni zasiêg jest wiêkszy wschod-ni¿ poprzedwschod-niej grupy (Fleury i in., 1985). Alweoliny eocenu œrodkowego (np. rzadka w utwo-rach „eocenu numulitowego”grupa Alveolina elliptica) zachodnim krañcem wystêpowania siêgaj¹ Korsyki i Sar-dynii. Z charakterystycznych dla œrodowiska wêglanowe-go ma³ych otwornic rodzaje Fabiania i Linderina maj¹ najszerszy zasiêg biogeograficzny, rodzaj Chapmanina najdalej na wschodzie by³ stwierdzony w Iranie, natomiast rodzaj Halkyardia siêga wschodnich krañców Indii (Fleury i in., 1985).
Eocen póŸny. W póŸnym eocenie (priabonie) nast¹pi³o wyraŸne ograniczenie zasiêgów biogeograficznych wielu gatunków i wykszta³ci³y siê dwie odrêbne bioprowincje: zachodnia (tetydzka) i wschodnia (indopacyficzna), sty-kaj¹ce siê na obszarze Indii (Nagappa, 1959). Dla prowin-cji zachodniej charakterystyczne jest wystêpowanie takich gatunków numulitów, jak Nummulites fabianii (Prever) czy Nummulites chavannesi de la Harpe, a z innych rodza-jów np. Grzybowskia, Spiroclypeus, Chapmanina i
Fabia-nia. Natomiast indopacyficzny rodzaj Pellatispira
zachodni¹ granic¹ wystêpowania siêga³ po³udnia Hiszpa-nii. Wszystkie wymienione taksony wystêpuj¹ nie tylko w profilach „eocenu numulitowego” Tatr i ska³ek andry-chowskich (ska³ka Targaniczanki i Pañskiej Góry), ale równie¿ w egzotykach na obszarze Karpat zewnêtrznych.
Podsumowanie
Oprócz zró¿nicowanego zespo³u du¿ych otwornic utwory „eocenu numulitowego” Tatr zawieraj¹ obfite i zró¿nico-wane gatunkowo zespo³y ma³ych otwornic (bentonicznych i planktonicznych). Zasiêgi stratygraficzne tych otwornic potwierdzaj¹ sedymentacjê wiêkszoœci utworów „eocenu numulitowego” Tatr pod koniec œrodkowego i na pocz¹tku póŸnego eocenu. Teza ta znajduje równie¿ potwierdzenie w zespo³ach nanoplanktonu wapiennego (Bartholdy i in., 1999). Wyniki przeprowadzonej analizy paleoœrodowiskowej ma³ych otwornic „eocenu numulitowego” Tatr wskazuj¹, ¿e zespo³y ma³ych otwornic koreluj¹ siê z g³ównymi biofa-cjami platformy wêglanowej Arniego i s¹ odbiciem regio-nalnych wahañ poziomu morza. Analiza paleobiogeograficzna potwierdza przynale¿noœæ faun du¿ych i ma³ych otwornic „eocenu numulitowego” do pó³nocnego obrze¿enia œród-ziemnomorskiej Tetydy.
Autorka serdecznie dziêkuje panom: Dr J. Chowañcowi za konsultacje merytoryczne, anonimowemu Recenzentowi za konstruktywne uwagi oraz Mgr. in¿ M. Borowcowi za pomoc w przygotowaniu graficznych elementów artyku³u.
Literatura
ALEXANDROWICZ S. & GEROCH S. 1963 — Zespó³ ma³ych otwor-nic w eocenie tatrzañskim. Rocz. PTG, 33: 219–227.
ARNI P. 1965 — L‘ Evolution des Nummulitinae en tant que facteur des modification des dépôts littoraux. Colloque International de Micro-paleontologie, Dakar 6–11 mai, 1963. Memoires du BRGM, 32: 7–27.
BARTHOLDY J., BELLAS S., MERTMANN D., MACHANIEC E. & MANUTSOGLU E. 1995 — Fazies-Entwicklung und Biostratigrahie einer Sequenz eozäner Sedimente im Steinbruch Pod Capkami, Tatra Gebirge, Polen. Berliner Geowissenschafte Abh., E 16: 409–425. BATRHOLDY J., BELLAS S., ÆOSOVIÆ V., PREMEC FUÈEK V. & KEUPP H. 1999 — Processes controlling Eocene mid-latitude larger foraminifera accumulations: modelling of the stratigraphic architecture of a fore-arc basin (Podhale basin, Poland). Geol. Carpath., 50: 435–448.
BERGGREN W.A., KENT D.V., SWISHER C.C. III & AUBRY M.-P., — A revised Cenozoic geochronology and chronostratigraphy. [W:] Berggren W.A., Kent D.V., Aubry M.-P. & Hardenbol J. (eds.), Geo-chronology, Time Scales and Global Stratigraphic Correlation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogist Sp. Publication, 54: 129–212.
BERGGREN W.A. & PEARSON P.N. 2005 — A revised tropical to subtropical Paleogene planktonic foraminiferal zonation. J. Foraminife-ral Res., 35: 279–298.
BIEDA F. 1963 — Du¿e otwornice eocenu tatrzañskiego. Pr. Inst. Geol., 37.
BIEDA F. 1968 — Formacja numulityczna w zachodnich Karpatach fliszowych. Rocz. PTG, 38: 233–262.
DECROUEZ D. & LANTERNO E. 1979 — Les “Bancs a
Nummuli-tes” de l’Éocène Mésogéen et leurs implications. Archives des
Scien-ces Société de Physique et d’Histoire Naturelle de Genève, 32: 67–89. FLEURY J.-J., BIGNOT G., BLONDEAU A. & POIGNANT A. 1985
— Biogéographie de Foraminifères benthiques du Sénonien à l’Éocène
supérieur. Bull. Soc. Géol. France, 8(I/5): 757–770.
FRAKES L.A. 1979 — Climates throughout geologic time. Elsevier, Amsterdam.
GARECKA M. 2005 — Calcareous nannoplankton from the Podhale Flysch (Oligocene-Miocene, Inner Carpathians, Poland). Stud. Geol. Pol., 124: 353–369.
GHOSE B.K. 1977 — Paleoecology of cenozoic reefal foraminifers and algae — a brief rewiev. Paleogeogr., Paleoclim., Paleoecol., 22: 231–256.
G£AZEK J., PRZYBYCIN A. & SOCHACZEWSKI A. 1998 — Tufit wœród zlepieñców górnoeoceñskich Tatr i jego znaczenie stratygraficz-ne. Prz. Geol., 46: 622–629.
KULKA A. 1984 — Problematyka poziomów numulitowych w pol-skich Karpatach. Biul. Inst. Geol., 346: 161–165.
KULKA A. 1985 — Arni sedimentological model in the Tatra Eocene. Kwart. Geol., 29: 31–64.
LUTERBACHER H. 1984 — Paleoecology of Foraminifera in the Paleogene of the Southern Pyrenees. [W:] Oertli H.J. (ed.) Benthos ’83;
2nd
International Symposium on Benthic Foraminifera (Pau, April 1983). Elf Aquitaine, Esso REP and Total CFP, Pau and Bordeaux, 1984: 389–391.
LUTERBACHER H.P., ALI J.R., BRINKHUIS H., GRADSTEIN F.M., HOOKER J.J., MONECHI S., OGG J.G., POWELL J., RÖHL U., SANFILIPPO A. & SCHMITZ B. 2004 — The Paleogene Period. [In:] Gradstein F., Ogg J. & Smith A. (eds.), A Geologic Time Scale. Cambridge: 384–408.
MARTINI E. 1971 — Standard Teriary and Quarternary calcareous
nannoplankton zonation. Proceedings of 2nd
Planktonic Conference, Roma, 2: 739–785.
NAGAPPA Y. 1959 — Foraminiferal biostratigraphy of the Cretaceo-us-Eocene succession in the India-Pakistan-Burma region. Micropale-ontology, 5: 145–192.
OBERHÄNSLI H. 1996 — Klimatische und ozeanographische Veränd-erungen im Eozän. Z. Deutsch. Geol. Ges., 147: 303–413.
OLEMPSKA E. 1973 — The genus Discocyclina (Foraminiferiuda) from the Eocene of the Tatra Mts, Poland. Acta Palaeont. Pol., 18: 71–87.
OLSZEWSKA B. & WIECZOREK J. 1998 — The Paleogene of the Podhale Basin (Polish Inner Carpathians) — micropaleontological per-spective. Prz. Geol. 46: 721–728.
RONIEWICZ P. 1969 — Sedymentacja eocenu numulitowego Tatr. Acta Geol. Pol., 19: 503–587.
SERRA-KIEL J., HOTTINGER L., CAUS E., DROBNE K., FERRÀNDEZ C., JAUHRI A.K., LESS G., PAVLOVEC R., PIGNATTI J., SAMSÓ J.M., SCHAUB H., SIREL E., STROUGO A., TAMBAREAU Y., TOSQUELLA J. & ZAKREVSKAYA E. 1998 — Larger foramniferal biostratigraphy of the Tethyan Paleocene and Eocene. Bull. Soc. Géol. France, 169: 281–299.
Praca wp³ynê³a do redakcji 02.06.2009 r. Po recenzji akceptowano do druku 16.07.2009 r.
