Original paper

Sequence stratigraphy of the NE Spanish Middle Cambrian to Early Ordovician section

Schmitz, Ulrich

Abstract

The Middle Cambrian to Early Ordovician 5,300 m thick clastic succession of the Iberian Mountain Chain in NE Spain has been reviewed with the purpose of identifying 2nd order sequences, and of establishing the regional and/or global correlation of the corresponding sea level changes. Published data from locations across the mountain chain were screened, data utilized being mainly lithology, sedimentary structures, grain size trends, and ichnofossils. Four 2nd order sequences are identifiable: the lowermost covering major parts of the late Middle Cambrian, the succeeding one extending into the Late Cambrian, the third one covering an intra-Late Cambrian to intra-Tremadocian interval, and the uppermost one extending into the Late Arenigian. Currently employed sea level curves of that time interval only show a contiguous deepening trend, thus correlation possibilities with regression and transgression events published from in- and outside Spain were analyzed. Upon translating their underlying processes into sequence stratigraphic concepts, those events could be correlated with the newly established sequence boundaries and systems tract surfaces. The Late Caesaraugustian, Acerocare and Ceratopyge regressions are the most prominent ones. The sequential subdivision is suggested being critically reviewed for its verification elsewhere, to be eventually utilized at larger scale. Spanish Se ha revisado la sucesión clástica del Cámbrico Medio hasta el Ordovícico Inferior del Sistema Ibérico en el NE de España, que alcanza un espesor de 5300 m, con el fin de identificar secuencias de segundo orden y de establecer la correlación regional y/o global con los correspondientes cambios del nivel del mar. Se han analizado los datos publicados sobre el Sistema Ibérico y se ha utilizado principalmente la información sobre la litología y estructuras sedimentarias, sobre tendencias en la variación de tamaños de granos y sobre icnofósiles. Se pueden identificar cuatro secuencias de segundo orden: La más baja cubre mayor parte del Cámbrico Medio tardío, la siguiente se extiende hasta el Cámbrico Superior, la tercera cubre el intervalo del Cámbrico Superior medio hasta el Tremadociense medio, y la más alta se extiende hasta el Arenigiense superior. Las curvas que actualmente se utilizan sobre el nivel del mar, en el intervalo de tiempo estudiado, solo muestran una tendencia continua de profundización, por lo que han sido analizadas las posibilidades de correlación con eventos de regresión y transgresión publicados de otras localidades de España y de fuera de España. Traduciendo los datos obtenidos en conceptos de secuencia estratigráfica, se podrían correlacionar los eventos con los límites de secuencias recientemente establecidos y con las superficies de los del conjunto de los sistemas sedimentarios. Las regresiones del Caesaraugustiense Superior, de la Zona de Acerocare y de la Zona de Ceratopyge son las más importantes. Se sugiere una revisión crítica de la subdivisión secuencial para su verificación en otros puntos y para su utilización eventual a una mayor escala.

Kurzfassung

Die 5300 m mächtige mittelkambrisch-unterordovizische klastische Serie der Iberischen Ketten in Nordost-Spanien wird auf Möglichkeiten der Untergliederung in Sequenzen zweiter Ordnung untersucht, um diese mit regional und/oder global ausgewiesenen Meeresspiegel-Änderungen zu korrelieren. Grundlage der Untersuchungen sind Angaben aus veröffentlichten Profil-Beschreibungen bezüglich Lithologie, Sedimentstrukturen, Korngrößen-Trends und Spurenfossilien. Vier Sequenzen zweiter Ordnung sind identifizierbar: die unterste umfasst Teile des höheren Mittelkambrium, die nachfolgende reicht vom späten Mittelkambrium bis ins Oberkambrium, die dritte umfasst ein Intervall Intra-Oberkambrium bis Intra-Tremadoc, und die oberste, nachfolgende Sequenz reicht bis ins späte Arenig. Die gültigen Darstellungen globaler Meeresspiegel-Schwankungen für den untersuchten Zeitabschnitt zeigen lediglich einen undifferenzierten Anstieg des Meeresspiegels. Indessen ergibt der Vergleich mit Regressions- und Transgressions-Phasen, die für entsprechende kambro-ordovizische Schichtfolgen inner- und außerhalb Spaniens postuliert werden, weitgehende Übereinstimmung zwischen diesen und den interpretierten Hoch- und Tiefständen des Meeresspiegels. Dies gilt insbesondere für die Spät-Caesaraugustian, Acerocare und Ceratopyge Regressions-Phasen. Die so ermittelte Untergliederung in Sequenzen zweiter Ordnung ist neu; sie bedarf weiterer, kritischer Prüfung, bevor sie in regionalem bzw. globalem Maßstab benutzt werden kann.

Keywords

ne spaincambro-ordovician sequence stratigraphy2nd order sequenceslate middle cambrian-early ordovician regressions