13/03/2024 - Luis Collantes

Abstract:

The Cambrian Series 2 is a challenging chronostratigraphical division. In Europe, its sequences are hard to identify due to the scarcity of the fossil record. An exception is the Ossa-Morena Zone (OMZ), SW Iberia, which has attracted the interest of numerous researchers throughout the 19th and 20th centuries. Four regional stages were proposed for the Cambrian Series 2 based on trilobites and archaeocyaths: Ovetian, Marianian, Bilbilian and Leonian (lower part). Among these, the Marianian is problematic, having undergone several conceptual modifications since its original erection and being characterised by a low trilobite diversity and abundance. Its usefulness through the Iberian Peninsula is still a subject of debate since its correlation with the global scheme lacks accuracy. The main goals of this thesis are to study the trilobite assemblages in order to correlate the Marianian Stage across the OMZ and other Iberian Cambrian domains, and to evaluate its potential for international correlation and subdivision within the global context of the Cambrian Series 2.

The Cambrian outcrops studied can be divided into six tectonosedimentary units: Alter do Chão-Elvas Sector, Alconera Block, Viar-Benalija Block, Cumbres Block, Herrerías Block, and Arroyomolinos Block. The stratigraphical and palaeontological record of their Marianian sequences was reassessed and correlated. The classical fossil sites were located and sampled. New fossil sites were discovered, and new materials were collected, with a total of 1299 trilobite fossils. In addition, 585 specimens of the most relevant trilobite collections of the Marianian from the OMZ were reviewed, including those from the Museu Geológico de Lisboa (Portugal), the Senckenberg Museum of Frankfurt (Germany), the Complutense University of Madrid (Spain) and the collections of Prof. Eladio Liñán at the University of Zaragoza (Spain).

A total of 23 trilobite species were identified in the Marianian of the OMZ, four in open nomenclature. Among these species, six have been studied in detail, which results have been published in five indexed papers: Atops calanus, Callavia choffati, Chelediscus garzoni, Pseudatops reticulatus, Serrodiscus bellimarginatus and Strenuaeva sampelayoi. For the first time in OMZ, Hebediscus is figured and Kingaspis and Pseudatops have been identified, and a new species was erected (Chelediscus garzoni). The genus ‘Sdzuyomia’ is here considered a junior synonym of Callavia; and the species ‘S. melendezi’, ‘Ellipsostrenua alanisiana’ and ‘Strenuaeva marocana’ are considered junior synonyms of S. sampelayoi. The genus Callavia is assigned to ‘Judomioidea’, whereas Chelediscus is assigned to Calodiscidae, with new diagnoses being provided for both genera. Three groups (bellimarginatus, speciosus and daedalus) were proposed to encompass the species currently included in cosmopolitan Serrodiscus, revealing different lineages and clarifying its stratigraphical and palaeogeographical distribution.

From a biostratigraphical point of view, new data improve and refine intra- and inter-regional correlation and new links with the Central Iberian Zone and the Iberian Chains have been found. The base of the Marianian Stage is characterised by the First Appearance Datum (FAD) of Strenuella, being the lower Marianian characterised Delgadella souzai, Acanthomimacca? sp. and Saukianda andalusiae. The middle Marianian is defined by the FAD of Strenuaeva sampelayoi, and characterised by Delgadella souzai, Saukianda andalusiae, Alanisia guillermoi, Perrector perrectus, Eops eo, Gigantopygus cf. bondoni, Kingaspis cf. velata, Andalusiana cornuta, Triangulaspis fusca, Callavia choffati,Rinconia schneideri, Calodiscus ibericus, Atops calanus, Hicksia elvensis, and Termierella sevillana. The base and top of the upper Marianian are marked, respectively, by the FAD and Last Appearance Datum (LAD) of Serrodiscus bellimarginatus, being this substage characterised by Triangulaspis fusca, Hebediscus sp., Chelediscus garzoni, Protaldonaia morenica, Atops calanus, and Pseudatops reticulatus.

Globally, the new biostratigraphical data strengthen the correlation with other Cambrian Series 2 sequences worldwide. Along the western Gondwana margin, the Marianian Stage correlates with the Banian Stage from Morocco and the Charlottenhof Formation from Germany. Regarding western and eastern Avalonia, it correlates with upper Callavia and lower Strenuella sabulosa Biozones. In Baltica, it correlates, on the one hand, with upper Holmia kjerulfi and lower Ellipsostrenua spinosa Biozones in Scandinavia and, on the other hand, with the upper Holmia-Schmidtiellus and lowermost Protolenus-Issafeniella Biozones in Poland. In Siberia, it is equivalent to most of the Botoman and lowermost Toyonian Stages. In addition, new biostratigraphical links have been established with the Elliptocephala asaphoides Biozone from the Laurentian Taconic Allochthon.

Resumo:

A Série 2 do Sistema Câmbrico é uma divisão cronoestratigráfica desafiante. Na Europa, as suas sequências são difíceis de identificar devido à raridade de fósseis. Uma exceção é a Zona de Ossa-Morena (ZOM), no SW da Península Ibérica, que tem atraído a atenção de muitos investigadores ao longo dos séculos XIX e XX. Foram propostos quatro andares regionais para a Série 2 do Câmbrico com base em trilobites e arqueociatos: Ovetiano, Marianiano, Bilbiliano e Leoniano (parte inferior). Entre estes, o Marianiano é bastante problemático, tendo passado por várias modificações conceptuais desde a sua proposta original e sendo caracterizado por uma baixa diversidade e raridade de trilobites. A sua utilidade a nível da Península Ibérica é ainda objeto de debate, uma vez que a correlação com o esquema global é pouco precisa. Os principais objetivos desta tese são o estudo das associações de trilobites para correlação do Andar Marianiano na ZOM, bem como avaliação do seu potencial noutros domínios ibéricos e relevância para a subdivisão internacional da Série 2 do Câmbrico.

Os afloramentos câmbricos estudados distribuem-se em seis unidades tectonosedimentares: Sector Alter do Chão-Elvas, Bloco de Alconera, Bloco de Viar-Benalija, Bloco de Cumbres, Bloco de Herrerías e Bloco de Arroyomolinos. O registo estratigráfico e paleontológico das suas sequências marianianas foi reavaliado e correlacionado. As jazidas fossilíferas clássicas foram localizadas e amostradas. Foram descobertas novas localidades fósseis e recolhidos novos materiais, num total de 1299 fósseis de trilobites. Adicionalmente, foram revistos 585 espécimes das coleções de trilobites mais relevantes do Marianiano da ZOM, incluindo as do Museu Geológico de Lisboa (Portugal), do Museu Senckenberg de Frankfurt (Alemanha), Universidade Complutense de Madrid (Espanha) e as coleções do Prof. Eladio Liñán da Universidade de Saragoça (Espanha).

Identificaram-se no total 23 espécies de trilobites no Marianiano da ZOM, quatro em nomenclatura aberta. Entre estas espécies, seis foram estudadas em pormenor e os resultados publicados em cinco artigos indexados: Atops calanus, Callavia choffati, Chelediscus garzoni, Pseudatops reticulatus, Serrodiscus bellimarginatus e Strenuaeva sampelayoi. Pela primeira vez na ZOM, Hebediscus é figurado e Kingaspis e Pseudatops identificados e formalizou-se uma nova espécie (Chelediscus garzoni). O género ‘Sdzuyomia’ foi considerado um sinónimo júnior de Callavia e as espécies ‘S. melendezi’, ‘Ellipsostrenua alanisiana’ e ‘Strenuaeva marocana’ consideradas sinónimos júnior de S. sampelayoi. O género Callavia é atribuído a 'Judomioidea' e Chelediscus a Calodiscidae, sendo apresentadas novas diagnoses para ambos os géneros. Foram propostos três morfogrupos (bellimarginatus, speciosus e daedalus) para englobar as espécies atualmente incluídas no género cosmopolita Serrodiscus, revelando distintas linhagens e esclarecendo a sua distribuição estratigráfica e paleogeográfica.

Do ponto de vista bioestratigráfico, os novos dados melhoraram a correlação intra- e inter-regional, estabelecendo-se novas correlações com as sequências da Zona Centro-Ibérica e das Cadeias Ibéricas. A base da Andar Marianiano está marcada pelo Datum do primeiro aparecimento (FAD) de Strenuella, sendo o Marianiano inferior caracterizado pela coocorrência de Delgadella souzai, Acanthomimacca? sp. e Saukianda andalusiae. O Marianiano médio é definido pelo FAD de Strenuaeva sampelayoi e caracterizado por Delgadella souzai, Saukianda andalusiae, Alanisia guillermoi, Perrector perrectus, Eops eo, Gigantopygus cf. bondoni, Kingaspis cf. velata, Andalusiana cornuta,Triangulaspis fusca, Callavia choffati, Rinconia schneideri, Calodiscus ibericus, Atops calanus, Hicksia elvensis e Termierella sevillana. A base e o topo do Marianiano superior estão marcados, respetivamente, pelo FAD e pelo Datum de último aparecimento (LAD) de Serrodiscus bellimarginatus, sendo este subandar caracterizado por Triangulaspis fusca, Hebediscus sp., Chelediscus garzoni, Protaldonaia morenica, Atops calanus e Pseudatops reticulatus.

De um ponto de vista global, os novos dados bioestratigráficos reforçam a correlação com outras sequências da Série 2 do Câmbrico a nível mundial. Ao longo da margem ocidental do Gondwana, o Andar Marianiano correlaciona-se com o Andar Baniano de Marrocos e com a Formação Charlottenhof da Alemanha; na Avalónia ocidental e oriental, correlaciona-se com as biozonas Callavia superior e Strenuella sabulosa inferior. Na Báltica, correlaciona-se com as biozonas Holmia kjerulfi superior e Ellipsostrenua spinosa inferior na Escandinávia e com as biozonas Holmia-Schmidtiellus superior e Protolenus-Issafeniella inferior na Polónia. Na Sibéria, é equivalente à maior parte dos Andares Botomano e Toyoniano inferior. Por fim, foram também estabelecidas novas ligações bioestratigráficas com a biozona Elliptocephala asaphoides do Alóctone Tacónico da Laurentia.