Stable isotope record of northeastern Australian Margin

Stable isotopic data obtained from planktonic and benthic foraminifers were used to study paleoceanographic changes along the northeastern Australian margin from late Miocene (10 Ma) to Holocene time, and to evaluate the influence of these changes on reef growth. The data indicate that variations in surface-water temperatures may have had an important effect on the reef complexes on the Queensland Plateau and possibly off the northeastern Australian margin. Three sites were studied: Leg 21, Site 209 on the eastern edge of the Queensland Plateau, and Leg 133, Site 811 on the western margin, and Site 817 on the lower southern slope of the plateau. Shallow-water bioclasts recovered from Holes 811A and 817A indicate extensive reef growth on the Queensland Plateau during the middle Miocene (before 12 Ma), signifying surface-water temperatures of 20°C or greater. The amount of reefal detritus produced during the late Miocene (10.0-5.2 Ma) decreased progressively, resulting in a reduction in area of the reef complexes. The isotopic data from planktonic foraminifers in these late Miocene age sediments indicate the presence of relatively cool surface waters (16°-19°C), which may have been a major factor contributing to the demise of the reefs on the Queensland Plateau. Surface waters remained cool until the middle Pleistocene (1.2-0.5 Ma), when the surface-water temperature apparently increased to approximately 25°C, recorded both in the isotopic data and by renewed reef growth. This increase occurred simultaneously (within the error of the age model) with the initiation of the Great Barrier Reef. We propose that cooling of surface waters during the early late Miocene contributed to reef decline on the Queensland Plateau, and that subsequent warming of surface waters during the middle Pleistocene promoted the initiation of reef growth on the northeastern Australian margin. Reef development on the Queensland Plateau never recovered to the middle Miocene extent because of a combination of tectonic (accelerated subsidence of the plateau) and paleoceanographic (the cooler surface waters present from the late Miocene throughout the Pliocene) factors. Variations in seafloor d18O appear to be controlled by regional factors, as indicated by the similarity of data from Sites 811 and 817 to those from Site 590 on Lord Howe Rise.

(Table 3) Sedimentation rates of stage 1 and last glacial maximum from different Holes during cruises of RRS Discovery in 1984-1985 and 1987-1988, and RRS James Clark Ross in 1992-1993

Within the Scotia Sea, the axis of the Antarctic Circumpolar Current (ACC) is geographically confined, and sediments therefore contain a record of palaeo-flow speed uncomplicated by ACC axis migration. We outline Holocene and Last Glacial Maximum (LGM) current-controlled sedimentation using data from 3.5-kHz profiles, cores and current meter moorings. Geophysical surveys show areas of erosion and deposition controlled by Neogene basement topography. Deposition occurs in mounded sediment drifts or flatter areas, where 500-1000 m of sediment overlies acoustic basement. 3.5-kHz profiles show parallel, continuous sub-bottom reflectors with highest sedimentation rates in the centre of the drifts, and reflectors converging towards marginal zones of non-deposition. Locally, on the flanks of continental blocks (e.g. South Georgia), downslope processes are dominant. The absence of mudwaves on the sediment drifts may result from the unsteadiness of ACC flow. A core transect from the ACC axis south to the boundary with the Weddell Gyre shows a southward decrease in biogenic content, controlled by the Polar Front and the spring sea-ice edge. Both these features lay farther north at LGM. The cores have been dated by relative abundance of the radiolarian Cycladophora davisiana, and by changes in the biogenic Ba content, a palaeoproductivity indicator. Sedimentation rates range from 3 to 17 cm/ka. The grain size of Holocene sediments shows a coarsening trend from south to north, consistent with strongest bottom-current flow near the ACC axis, though interpretation is complicated by the presence of biogenic grains. Year-long current meter records indicate mean speeds from 7 cm/s in the south to 12 cm/s in the north, with benthic storm frequency increasing northwards. LGM sediments are predominantly terrigenous and show a clearer northward-coarsening trend, with well-sorted silts in the northern Scotia Sea. Assuming a constant terrigenous source, this implies stronger ACC flow at the LGM, contrasting with weaker Weddell Gyre flow deduced from earlier work.

Neogene benthic foraminifera in the Southwest Pacific

Early Miocene to Quaternary benthic foraminifers have been quantitatively studied (>63 ?m size fraction) in a southwest Pacific traverse of DSDP sites at depths from about 1300 to 3200 m down the Lord Howe Rise (Site 590,1299 m; Site 591, 2131 m; Site 206, 3196 m). Benthic foraminiferal species smaller than 150 µm are by far dominant in the samples, averaging from 78 to 89% of the total benthic foraminiferal assemblages in the three sites examined. Although about 150 benthic foraminiferal species or taxonomic groups have been identified, only a few species dominate the assemblages. These dominant species include Epistominella exigua, E. rotunda, and Globocassidulina subglobosa, which prevail in the three sites, and Oridorsalis umbonatus, E. umbonifera, and Cassidulina carinata, which occur usually in frequencies of between 10 and 30%. Faunal changes in Neogene benthic foraminiferal assemblages are not similar in each of the three sites, but faunal successions are most similar between the two shallowest sites. The deepest site differs in composition and distribution of dominant species. There are three intervals during which the most important changes occur in benthic foraminiferal assemblages: the early middle Miocene (14 Ma; the Orbulina suturalis Zone and the Globorotalia fohsi s.l. Zone); the late Miocene (6 Ma; the Globigerina nepenthes Zone) and near the Pliocene/Pleistocene boundary at about 2 Ma. A Q-mode factor analysis of the faunal data has assisted in recognizing assemblage changes during the Neogene at each of the sites. Early Miocene assemblages were dominated by Globocassidulina subglobosa at Site 590 (1299 m), by G. subglobosa and Oridorsalis umbonatus at Site 591 (2131 m), and by G. subglobosa, E. exigua, and Bolivina pusilla at Site 206 (3196 m). In the early middle Miocene at Sites 590 and 591, a marked increase occurred in the frequencies of E. exigua. Epistominella exigua reached maximum abundance in the early Miocene in the deeper Site 206, and in the middle and early late Miocene in the shallower Sites 590 and 591. In the late Miocene, a spike occurred in the frequencies of E. umbonifera in Site 206, whereas the dominant species changed from E. exigua to E. rotunda at Site 590. Latest Miocene to late Pliocene assemblages were dominated by E. rotunda at Site 590, by E. exigua at Site 591, and by G. subglobosa-E. exigua (early Pliocene) and E. rotunda-E. exigua (late Pliocene) at Site 206. At the Pliocene/Pleistocene boundary, E. exigua temporarily diminished in importance at Sites 591 and 206. Quaternary assemblages were dominated by E. rotunda and Cassidulina carinata at Site 590, by E. rotunda at Site 591, and by E. exigua at Site 206. These major faunal changes are all associated with known major paleoceanographic events-the middle Miocene development of the Antarctic ice sheet; the latest Miocene global cooling and increased polar glaciation; and the onset of quasiperiodic glaciation of the Northern Hemisphere. These major paleoceanographic events undoubtedly had a profound effect on the intermediate and deep water mass structure of the Tasman Sea as recorded by changes in benthic foraminiferal assemblages.

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.

Selected Devonian/Carboniferous boundary profiles in the Sauerland area (Rhenish massif)

Selected sections, containing Devonian/Carboniferous boundary beds, are described from the northern and northeastern margin of the Rhenish massif, especially from the Seiler region near Iserlohn and the Warstein area. These sections are from prospecting trenches, quarries and road cuts. The dominantly carbonate sequences were investigated in regard to the development of conodonts. The Devonian/Carboniferous boundary could be placed precisely in both areas by means of the phylogenetic transition from Siphonodella praesulcata to S. sulcata. Compared investigations lead to the following conclusions: - The basal part of the Hangenberg limestone is heterochronous. - The Devonian/Carboniferous boundary lies distinctly below the Hangenberg limestone, i. e. at the same stratigraphical level as the Stockum limestone. - The Imitoceras limestone lens of Stockum and the Stockum limestone represent a special facies within the Hangenberg schists. 80th belong either to the praesulcata- and sulcata-zone or are restricted only to the sulcata-zone. - Protognathodus kuehni appears together with Siphonodella sulcata. Where S. sulcata is lacking, P. kuehni may be considered as a valid index conodont indicating the beginning of the Carboniferous. - The upper part of the Wocklum beds, following above the Wocklum limestone, usually consists up to the lower Carbonilerous boundary in a more or less consistent facies, that of the Hangenberg schists. Only in the section 01 the northeastern wall of the eastern Provincial Quarry at Drewer and in the road profile Rüthen - Nuttlar, the Devonian/Carboniferous boundary is to be placed in a continuous carbonate sequence. - The eastern Provincial Quarry at Drewer is therefore proposed as a new candidate section for the Devonian/Carboniferous boundary stratotype. - In many places the carbonates at the Devonian / Carboniferous boundary and the Hangenberg limestone are characterized by an impoverished conodont fauna. - Using platform conodonts, biofacies models are developed, permitting to conclude on the position of the respective setting 01 sedimentation area, either close to a rise or a basin.

Oligocene to Pliocene palaeoclimate reconstructions from 18 sites in Hungary

A survey of the Neogene flora and vegetation pattern of the Pannonian domain based on 18 selected fossil plant assemblages is given. Flora and vegetation patterns are based on well-documented and studied fossil plant assemblages (macrofloras, primarily leaves). A general but slow cooling trend is definitely observable after the Early Miocene as reflected by both quantitative climate reconstructions and floristic change, i.e. decrease of diversity, slow disappearance of thermophilous and exotic elements, as well as decrease in the variety of vegetation types. A significant decline of coldest month temperatures (as compared to warmest month temperatures) must have played a defining role in forming flora and vegetation through the Neogene.