Original paper

Benthic marine communities recorded in the Cambrian Iberian platform, NE Spain

Alvaro, J. Javier;Vennin, Emmanuelle

Kurzfassung

Für das Kambrium der Iberischen Ketten wird eine neu uberarbeitete Synthese der Ökosysteme und der Veranderungen de benthischen Lebensgemeinschaften vorgestellt.Sie basiert auf der Anwendung von Konzepten zur Biodiversität,Sequenz- und Eventstratigraphie. Die Entwicklung der Iberischen Plattform im Kambrium wurde im Wesentlichen von fünf Faktoren beeinflusst: regionaler Tektonik, lokalem Klima, Meeresspiegelschwankungen, terrigener Schüttung und Karbonatbildung. Die Süddrift des Westrandes von Gondwana und die daraus folgende Tendenz zur Abkühlung bewirkten einen allmählichen Wechsel der Zusammensetzung der Plattformsedimente und der benthischen Lebensgemeinschaften. Dieser Trend von arid subtropischem zu temperiertem Klima dokumentiert sich in der Abnahme und dem Verschwinden von (i) Ooiden, Evaporitrelikten und mikrobiellen Karbonaten, (ii) Eocrinoiden-Schwamm Rasen, (iii) hochenergetisch bioklastischen Karbonaten in schmalen Zonen auf tektonischen Hochgebieten, (iv) Trilobiten-dominierten Lebensgemeinschaften auf tonig-siltigen Boden und (v) einer Tendenz zu weniger fossilreichen Lebensgemeinschaften und dem Vorherrschen linguliformer Brachiopodengemeinschaften in sandigen Flachwassergebieten. Die kambrischen Gesteine der Iberischen Ketten werden in vier sedimentäre Megasequenzen eingeteilt (zusammengesetzt aus hochfrequenten Zyklen und niedrigfrequenten Stapelungsmustern). Die Änderungen der Biodiversität, insbesondere die der Trilobiten, entsprechen ungefähr den Grossschwankungen der Sedimentzufuhr. Jede Schwankung der Diversitat (Expansion/Kontraktion) stimmt im Grossen und Ganzen überein mit dem Intervall, das einer transgressiv-regressiven Abfolge einer Megasequenz entspricht. Lediglich das Valdemiedes Extinction Event (an der Grenze Unter-Mittelkambrium) ist kein rein ökologisches Phanomen,sondern spiegelt die Zuwanderung und Entstehung vollig neuer Gattungen und Familien wider.

Abstract

An updated synthesis of the Cambrian ecosystems and benthic community replacements recorded in the Iberian Chains (NE Spain) is presented in this paper.This is envisaged by the use of biodiversity concepts,and sequence and event stratigraphies.The Cambrian evolution of the Iberian platform was controlled,at least,by a combination of five main factors: regional tectonics,local climate,sea-level fluctuations,terrigenous influx and carbonate production.The southward drifting of the western Gondwana margin,and the subsequent cooling trend,resulted in a gradual change of platform sediment composition and benthic communities.This trend,from arid subtropical to temperate climate,was marked by the decline and disappearance of (i) ooids,evaporite relics and microbial carbonates,(ii) eocrinoid-sponge meadows,(iii) hydrodynamic bioclastic carbonates on narrow belts located on tectonically induced paleohighs,(iv) trilobite-dominant communities on shale bottoms,and (v)a tendency to decreasingly fossiliferous communities dominated by linguliformean brachiopods in sandy shoals.The Cambrian rocks of the Iberian Chains are subdivided into four sedimentary megasequences composed of high-frequency cycles and low-frequency sequence stacking patterns.Biotic diversity,in particular trilobite diversity patterns,are approximately in phase with the observed large-scale pulsations in sediment influx.Each pulse (expansion/contraction) in diversity generally corresponds to the interval spanned by each transgressive/regressive subdivision of the megasequences.Only the Valdemiedes extinction event (at the Lower-Middle Cambrian boundary) is not a purely ecological phenomenon,but in part reflects immigration and evolutionary origination of entirely new genera and families.

Résumé

Une synthese actualiseé des ecosystemes cambriens et des remplacements de communautes benthiques enregistres dans les Chaines Iberiques (NE Espagne) est presentee dans ce manuscrit. Sa realisation repose sur l'emploi des concepts de biodiversite et de stratigraphies sequentielle et evenementielle. L'evolution cambrienne de la plate-forme Iberique a ete controlee par la combinaison de cinq facteurs principaux: la tectonique regionale, le climat local, les fluctuations du niveau marin,les apports terrigenes et la production carbonatee. La derive de la marge occidentale gondwanienne vers le sud et la tendance resultante d'un refroidissement ont provoque un changement graduel de la composition des sediments et des communautes benthiques de la plate-forme. Cette tendance,depuis des climats subtropicales arides vers d'autres temperees,est marquee par le declin et la disparition (1) des oolithes,des traces d'evaporites et des carbonates microbiens,(2) des prairies a eocrinoõdes-eponges, (3) des calcaires bioclastiques hydrodynamiques developpes sur d'etroites ceintures situees sur des hauts fonds induits tectoniquement, (4) des communautes a trilobites dominants installees sur des substrats argileux,et (5) d'une tendance a la diminution des communautes fossiles dominees par des brachiopodes linguliformes de substrats sableux. Les roches cambriennes des Chaõnes Iberiques sont subdivisees en quatre megasequences (decomposees par ailleurs en cycles de hautes et de basses frequences). La paleodiversite,en particulier celle des trilobites,est approximativement couplee aux pulsations d'apports terrigenes observees a grande echelle.Chaque pulsation (expansion/contraction) de la biodiversite correspond generalement aux intervalles ecoules lors des tendances transgressives et regressives de chaque megasequence.Seul l'évenement d'extinction Valdemiedes (a la limite Cambrien inferieur-moyen) n'est pas associe a un phenomene purement ecologique mais reflête l'immigration et l'apparition evolutive de nouveaux genres et familles de trilobites.

Keywords

CambrianBenthic communitiesEventsPaleogeographyIberian ChainsSpain