Diatom biostratigraphy of sediments from the Kerguelen Plateau, Southern Ocean

The biostratigraphic distribution and abundance of lower Oligocene to Pleistocene diatoms is documented from Holes 747A, 747B, 748B, 749B, and 751A drilled during Ocean Drilling Program Leg 120 on the Kerguelen Plateau in the southeast Indian Ocean. The occurrence of middle and upper Eocene diatoms is also documented, but these are rare and occur in discrete intervals. The recovery of several Oligocene to Pleistocene sections with minimal coring gaps, relatively good magnetostratigraphic signatures, and mixed assemblages of both calcareous and siliceous microfossils makes the above four Leg 120 sites important biostratigraphic reference sections for the Southern Ocean and Antarctic continent. A high-resolution diatom zonation divides the last 36 m.y. into 45 zones and subzones. This zonation is built upon an existing biostratigraphic framework developed over the past 20 yr of Southern Ocean/Antarctic deep-sea coring and drilling. After the recent advances from diatom biostratigraphic studies on sediments from Legs 113, 114, 119, and 120, a zonal framework for the Southern Ocean is beginning to stabilize. The potential age resolution afforded by the high-diversity diatom assemblages in this region ranks among the highest of all fossil groups. In addition to the 46 datum levels that define the diatom zones and subzones, the approximate stratigraphic level, age, and magnetic anomaly correlative of more than 150 other diatom datums are determined or estimated. These total 73 datum levels for the Pliocene-Pleistocene, 67 for the Miocene, and 45 for the Oligocene. Greater stratigraphic resolution is possible as the less common and poorly documented species become better known. This high-resolution diatom stratigraphy, combined with good to moderately good magnetostratigraphic control, led to the recognition of more than 10 intervals where hiatuses dissect the Oligocene-Pleistocene section on the Kerguelen Plateau. We propose 12 new diatom taxa and 6 new combination

Microflora from Molasse sediments in southern Germany

1. Polleninventar: Erstmals wurde der Sporomorpheninhalt der Süssbrackwassermolasse und der Oberen Süsswassermolasse Südbayerns einer umfassenden Sichtung unterzogen. Von den überprüften 92 Fundstellen erwiesen sich 55 als sporomorphenführend. Nur 15 davon waren so ergiebig, daß ihr Inhalt quantitativ erfaßt und als Grundlage für die Erstellung eines Diagramms herangezogen werden konnte. Dennoch weist der systematische Katalog 272 Formen auf. Dies ist eine im Vergleich mit anderen, in neuerer Zeit bearbeiteten neogenen Pollenfloren Mitteleuropas sehr große Zahl, wie folgende Angaben belegen: Niederrheinische Braunkohle 175 Arten, Braunkohle der Oberpfalz 138 Arten, subalpine Flözmolasse Bayerns 93 Arten und subalpine Molasse der Ostschweiz und der zentralen und westlichen Paratethys 219 Arten. Dieser Reichtum erklärt sich unschwer aus der Größe des Untersuchungsgebietes, das vom Allgäu im Westen bis an die Salzach im Osten reichte. Überwiegend gehören die nachgewiesenen Formen gutbekannten Arten bzw. Formenkreisen an. Deshalb wurde lediglich die Aufstellung von 2 neuen Gattungen, 19 neuen Arten sowie 5 Neukombinationen nötig. Neue Genera: Nr. (165) Ludwigiapollis Nr., (248) Caesalpiniaceaepollenites, 311 Neue Spezies: (039) Polypodiaceoisporltes subtriangularis, (046) P. pityogrammoides, (067) Perinomonoletes imperfectus, (124) Cycadopltes gemmatus, (125) C. concinus, (133) Lillacidites tener, (137) Nupharipollenites microechinatus, (150) Polyporopollenites nanus, (161) Porocolpopollenites subrotundus, (165) Ludwigiapollis labiatus, (169) Sporotrapoidites cucculatus, (190) Tricolpopollenites cribosus, (192) T. variabilis, (204) Tricolporopollenites pulcher, (210) T. operculiferus, (213) T. pseudomarcodurensis, (217) T. magnolaevigatus, (245) Umbelliferaepollenites achldorfensis, (248) Caesalpiniaceaepollenites antiquus Neukombinationen: (081) Pityosporites koraensis, (128) Magnoliaepollenites magnolioides, (130) M. graciliexinus, (168) Sporotrapoidites erdtmannii, (177) Chenopodipollis psilatoides. Für die meisten der vorgefundenen Sporomorphen sind die Lieferpflanzen bereits bekannt. Dennoch gingen parallel zur Bestimmung, d.h. der Zuordnung der Funde zu Gruppen des morphographischen Sporomorphensystems, die Bemühungen auch dahin, solche Lieferpflanzen, v.a. der selteneren oder neu gefundenen Sporomorphen, zu ermitteln; einige der neuen Arten sind in ihrer Verwandtschaft eindeutig, was durch die Benennung zum Ausdruck gebracht wird (s.o). Für die Mehrzahl der neuen Spezies und für viele bisher in ihrer Verwandtschaft unklare Formen ließ sich die botanische Deutung zumindest eingrenzen. Dies gelang für 148 Formen. Es handelt sich dabei teils um subtropisch-tropische Gewächse, teils aber auch um Pflanzen gemäßigter Klimata. Für genaue Zuweisungen sind jedoch umfangreiche Rezentvergleiche nötig, die einer eigenen Bearbeitung vorbehalten bleiben müssen. Auch einige als Sammelgruppen behandelte Formenkreise erfordern für eine Aufgliederung detailliertere Untersuchungen als sie in diesem Rahmen durchführbar waren. (z. B. Tricolpopollenites asper, T. sp. 2 u.a.). Andere Formen und Gattungen wiederum erwiesen sich dagegen als viel zahlreicher und leichter differenzierbar als bisher angenommen (z. B. Pinaceen, Magnoliaceen, Cyperaceen). In diesem Zusamenhang ist auch zu erwähnen, daß von Hemitrapa zwei Arten mit offensichtlich stratigraphischer Aussagekraft unterscheidbar sind; die Interpretation von Tricolporopol1enltes wackersdorfensis sensu MOHR & GREGOR (1984) als Gleditsia muß nach vorliegenden Erkenntnissen dagegen in Frage gestellt werden. Für 36 Formspezies blieb die Lieferpflanze völlig unbekannt oder es lassen sich höchstens vage Vermutungen anstellen. 2. Biostratigraphie: Fragen der Brauchbarkeit von Mikrofloren für die stratgraphische Gliederung der jüngsten Molassesedimente Südbayerns bildeten den zweiten Schwerpunkt vorliegender Bearbeitung. a) Reichweite: Die Fülle des gefundenen Sporomorphenmaterials brachte es mit sich, daß bei etlichen Formen eine weitere stratigraphische Reichweite als bisher angenommen festgestellt wurde. Zum Teil wurde diese Revision durch die Neugliederung des Paratethys-Miozäns nötig. b) Palynologische Gliederung: Im Laufe der Untersuchungen zeigte sich bald, daß allein auf der Basis der mikrofloristischen Bearbeitung kein von anderen Fossilresten unabhängiges stratigraphisches Gliederungsschema zu finden war. Weder die von anderen Autoren favoritisierte Leitformen-Methode, noch die Aufgliederung nach Klimaelementen ergab ein brauchbares Bild. Lediglich die bekannte generelle Abnahme der miozänen, paläotropischen und thermophilen Elemente und die Zunahme der pliozänen, arktoteriären und gemäßigten während des Neogens ließ sich deutlich ausmachen. Dagegen ermöglicht die Berücksichtigung des Sporomorpheninhalts eine Ergänzung und Deutung der vertebrat-stratigraphisch ausgeschiedenen Abfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer Zuordnung zu einer natürlichen Art, Gattung oder wenigstens Familie und daraus ableitbar wiederum die Zuordnung zu einer oder mehreren Pflanzengesellschaften. Aufgeteilt nach Diversität, Dominanz und Verhältnis von 'Feuchtpflanzen' bzw. autochthonen Gemeinschaften zu mesophilen Phanerophyten bzw. allochthonen Gemeinschaften lassen sich in Südbayern fünf Pollenbilder erkennen, die mit den MN-Einheiten der Zoostratigraphie in Beziehung gebracht werden können. Die Pollenbilder 1 und 2, ungefähr entsprechend den Säugereinheiten 4b und 5, dokumentieren gattungsreiche, polydominante Mikrofloren, deren Lieferpflanzen vor allem verschiedenen Naß- und Feuchtgesellschaften angehören. Dementprechend sind Pteridaceen, Schizaeaceen, Cyperaceen und Poaceen relativ häufig. Das Pollenbild 1 (Langenau und Rauscheröd) zeichnet sich durch eine gewisse Artenarmut aus, wohingegen im Pollenbild 2 (Hitzhofen und Rittsteig) die Diversität zunimmt und Palmenpollen neben anderen mesophilen Akzessorien eine merkliche Rolle spielt. Bemerkenswert ist in den Entnahmeprofilen das Vorkommen kohliger Sedimente. Bezeichnend für Sporomorphenbild 3 sind oligodominante Mikrofloren, zusammengesetzt aus Elementen artenarmer Au- und Sumpfwälder (Taxodiaceen, Cyperaceen) sowie mesophiler 'Pionierwälder' (Pinaceen, Leguminosen). Fehlende Kohlebildung und das Zurücktreten mesophiler, d. h. allochthoner Lieferpflanzen sind weitere Charakteristika. Dieses Sporomorphenbild mit den Fundpunkten Gallenbach und Unterneul enspricht ungefähr der Säugereinheit MN 6. Die beiden stratigraphisch jüngsten Pollendiagramme 4 und 5 setzen sich deutlich von dem vorhergehenden ab. Belegt sind nun wiederum gattungsreiche, polydominante Pflanzenge seIl schaften feuchter, aber nicht nasser Biotope, in denen es ebenfalls mancherorts zur Kohlebildung kam. Gegenüber den Sporomorphenbildern und 2 ist der Anteil mesophiler Lieferpflanzen deutlich erhöht auf Kosten der Feuchtelemente. Letzteres gilt vor allem für das Sporomorphenbild 5 (Leonberg), in dem Fagaceen Pollen (Quercus, Fagus) vorherrscht. sporomorphenbild 4 entspricht annähernd MN 8 mit den Fundpunkten Hassenhausen und Achldorf, während Leonberg, nahe Marktl gelegen, MN 9 zugehört. Auf dem Umweg über diese an der Säugetierstratigraphie 'geeichten' Mikrofloren gelingt es, stratigraphisch unsichere Fundpunkte, wenn sie nur genügend formen- und individuenreich sind (Burtenbach, Lerchenberg, Wemding), einzuordnen. Auf diese Weise ergibt sich die in Diagramm 10 dargestellte Reihung vom Liegenden zum Hangenden. Dürftige Sporomorphenfloren oder Floren, die ausschließlich autochthone Feuchtelemente zeigen, können pollenstratigraphisch nicht sicher angesprochen werden, weil ihr Pollendiagramm undeutlich bleiben muß. Entsprechend der anerkannten Unterstellung, daß Phytostratigraphie zugleich Klimastratigraphie ist, läßt die dargestellte, im Grunde auf der Ausscheidung verschiedener Ukotypen basierende Gliederung sich auch paläoklimatisch interpretieren: Danach ist das verarmte Sporomorphenbild 3 in Südbayern als Ausdruck des vegetationsgeschichtlichen Pessimums anzusehen. Da die nachgewiesenen Sippen noch höhere Wärmeansprüche besitzen, ist nicht ein Temperaturrückgang, sondern ein Absinken der Niederschlagsmenge als begrenzender Faktor am wahrscheinlichsten und auf diese Weise das Ausbleiben von Pollen mesophiler Phanerophyten des Hinterlandes einleuchtend. 3. Paläogeographie: Bei dem Versuch, mit benachbarten Gebieten stratigraphische Beziehungen herzustellen, ergab sich, daß dies zwar über eine kürzere Entfernung recht gut gelingt, daß aber vor allem zu den Mikrofloren der niederrheinischen Braunkohle ein signifikanter Unterschied besteht: In Süddeutschland lassen die Pollendiagramme auf eine raschere Veränderung in der Zusammensetzung der Wälder schließen. Mit anderen Worten: altersgleiche Mikrofloren in Nordwestdeutschland täuschen ein höheres Alter vor. Erst im Obersarmat ähneln sich die jeweiligen Sporomorphenbilder. Damit erklärt sich auch, daß frühere Bearbeiter Schwierigkeiten hatten, mikrofloristische Befunde aus Süd- und Nordwestdeutschland miteinander zu korrelieren. Als Ursache für dieses überraschende Phänomen einer mittelmiozänen Diagrammverschiebung wird die stärkere, sprich länger andauernde maritime Beeinflussung des Niederrheingebietes angesehen.

Oligocene and lowermost Miocene diatom stratigraphy and datums of ODP Site 199-1220 sediments

Completion of studies on material collected during Ocean Drilling Program Leg 199 at Site 1220 in the equatorial Pacific allows calibration of the ranges of >35 stratigraphically important diatoms to paleomagnetic stratigraphy for the Oligocene and earliest Miocene (~33.5-21.5 Ma). The taxonomy of these taxa is reviewed, and age estimates of their first and last occurrences are compiled. The diatom zonation for the Oligocene and earliest Miocene of the equatorial Pacific is revised and correlated with paleomagnetic stratigraphy. This biostratigraphy is likely to be applicable throughout the low-latitude regions of the world's oceans.

Plio-Pleistocene benthic foraminifera of the Tyrrhenian Sea

Benthic foraminifers from Site 652, Site 653 (Hole 653A), and Site 654 of Leg 107 (Tyrrhenian Sea, Western Mediterranean), which penetrated with more or less good recovery the Plio-Pleistocene stratigraphic interval, were studied in a total of 699 close-spaced samples. A total number of 269 species have been classified and their quantitative distribution in each sample is reported. The benthic foraminifers assemblage is more diversified in Site 654, less diversified in Site 652. Less than a half of the benthic foraminifers species listed from Plio-Pleistocene Italian land sections are present in the coeval deep-sea Tyrrhenian record, in which shallow water species are missing and Nodosarids are poorly represented. A very few species have comparable stratigraphic distribution in the three deep-sea sequences and in Italian land sections when compared against calcareous plankton biostratigraphy. In the same three sites, the first appearance levels of several species are younger and younger, and last appearance levels are earlier and earlier from Site 654 to Site 653 and Site 652. Five biostratigraphic events, biochronologically evaluated and occurring at the same level in the deepsea Tyrrhenian record and in several land sections, have been selected as zonal boundaries of the proposed benthic foraminifers biostratigraphic scheme. The Plio-Pleistocene interval has been subdivided into four biozones and one subzone, recognizable both in the deep-sea and land-based sequences. The Cibicidoides (?) italicus assemblage zone stretches from the base of the Pliocene to the extinction level of the zonal marker, biochronologically evaluated at 2.9 Ma. The Cibicidoides robertsonianus interval zone stretches from the Cibicidoides (?) italicus extinction level to the Pliocene Mediterranean FO of Gyroidinoides altiformis, evaluated at 2.4 Ma. The Gyroidinoides altiformis interval zone stretches from the Mediterranean Pliocene FO of the zonal marker to the appearance level of Articulina tubulosa, evaluated at 1.62 Ma. The Articulina tubulosa assemblage zone stretches from the appearance level of the zonal marker to the Recent. In the Articulina tubulosa biozone, the Hyalinea baltica subzone is proposed. The appearance level of Hyalinea baltica is evaluated at 1.35 Ma, well above the Plio-Pleistocene boundary as defined in the Vrica stratotype section.

Eocene-Oligocene diatoms in the western Indian Ocean

The occurrence of diatom species in the Eocene-Oligocene sections of Ocean Drilling Program (ODP) Leg 115 sites and Deep Sea Drilling Project (DSDP) Sites 219 and 236 in the low-latitude Indian Ocean are investigated. Diatoms are generally rare and poorly preserved in the Paleogene sequences we studied. The best-preserved assemblages are found close to ash layers in early Oligocene sediments. The low-latitude diatom zonation established for the Atlantic region by Fenner in 1984 is fully applicable to the Paleogene sequences of the western Indian Ocean. Correlation of the diatom zones to the calcareous nannofossil stratigraphy of the sites places the Coscinodiscus excavatus Zone of Fenner within calcareous nannofossil Subzone CP16b. For the Mascarene Plateau and the Chagos Ridge, the times when the sites studied, together with the areas upslope from them, subsided to below the euphotic zone are deduced from changes in the relative abundance between the group of benthic, shallow-water species and Grammatophora spp. vs. the group of fully planktonic diatom species. The Eocene section of Site 707, on the Mascarene Plateau, is characterized by the occurrence of benthic diatoms (approximately 10% of the diatom assemblage). These allochthonous diatoms must have originated from shallow-water environments around volcanic islands that existed upslope from ODP Site 707 in Eocene times. In Oligocene and younger sediments of Sites 707 and 706, occurrences of benthic diatoms are rare and sporadic and interpreted as reworked from older sediments. This indicates that the area upslope from these two Mascarene Plateau sites had subsided below the euphotic zone by the early Oligocene. Only Grammatophora spp., for which a neritic but not benthic habitat is assumed, continues to be abundant throughout the Oligocene sequences. The area of the Madingley Rise sites (Sites 709-710) and nearby shallower areas subsided below the euphotic zone already in middle Eocene times, as benthic diatoms are almost absent from these Eocene sections. Only sites located on abyssal plains, and which intermittently received turbidite sediments (e.g., Sites 708 and 711), contain occasionally single, benthic diatoms of Oligocene age. The occurrence of the freshwater diatom Aulacosira granulata in a few samples of late early Oligocene and late Oligocene age at Sites 707, 709, and 714 is interpreted as windblown. Their presence indicates at least seasonally arid conditions for these periods in the source areas of eastern Africa and India. Three new species and two new combinations are defined: Chaetoceros asymmetricus Fenner sp. nov.; Hemiaulus gracilis Fenner, sp. nov.; Kozloviella meniscosa Fenner, sp. nov.; Cestodiscus demergitus (Fenner) Fenner comb, nov.; and Rocella princeps (Jouse) Fenner comb. nov.

Diatom biostratigraphy of the Kerguelen Plateau and Prydz Bay, Southern Ocean

Samples were examined for diatoms from 22 holes at 11 sites cored by ODP Leg 119 on the Kerguelen Plateau and in Prydz Bay, East Antarctica. Diatoms were observed in Oligocene through Holocene sediments recovered from the Kerguelen Plateau. The diatom flora from the Kerguelen Plateau is characterized by species such as Azpeitia oligocenica, Rocella gelida, Rocella vigilans, and Synedra jouseana in the Oligocene and Crucidenticula nicobarica, Denticulopsis hustedtii, Nitzschia miocenica, and Thalassiosira miocenica in the Miocene. This somewhat cosmopolitan assemblage gives way to a Pliocene and Holocene assemblage characterized by species such as Nitzschia kerguelensis, Thalassiosira inura, and Thalassiosira torokina, which are endemic to the Southern Ocean region. Samples examined from Prydz Bay are generally devoid of diatoms. The exception is Site 739, where diatoms occur sporadically in lower Oligocene and upper Miocene through Quaternary sediments. The Leg 119 diatom biostratigraphic results allow the development of a stratigraphic framework for the Indian sector of the Southern Ocean. This diatom zonation integrates diatom zonations developed previously for other sectors of the Southern Ocean. The zonation proposed here is based on biostratigraphic events of both geographically widespread and endemic species calibrated to the paleomagnetic stratigraphy. As such, this zonation has application throughout the Southern Ocean and allows correlation from the southern high latitudes to the low latitudes.