Original paper

Facies and palaeoecology of the late Viséan Actinopteria Black Shale Event in the Rhenish Mountains (Germany, Mississippian)

Nyhuis, Christian J.; Amler, Michael R. W.; Herbig, Hans-Georg

Abstract

The isochronous, mid-Brigantian (latest Viséan) Actinopteria Black Shale is intercalated in between upper Viséan calciturbidites within the northern part of the Rhenish Mountains (Germany). It shows characteristic mass-occurrences of the eponymous bivalve Ptychopteria (Actinopteria) lepida (Goldfuss). The case study of a classical, exceptionally well-preserved outcrop in the Lüdenscheid Syncline documents the facies and palaeoecology of this event horizon. Hitherto, sediments had been regarded as deep-marine anoxic deposits, resulting from pelagic rain. Now, microfacies analysis of the mostly silicified mudstones revealed a heterogeneous sedimentary facies, showing ample evidence of current-driven microevent deposits regarded as mud turbidites. Various but simple ichnofabrics indicate mostly dysoxic conditions of the soupy sediment. Discussion of palaeobiological constraints proves the earlier assumed pseudoplanktic mode of life for Ptychopteria (Actinopteria) lepida and contradicts epibenthic colonisation by that bivalve. “Mass-occurrence” might be a compaction artefact, but occurrence on few distinct bedding planes in an interval several centimetres thick is related to an extraordinary complete sedimentary record that protected the “paper pectens” from erosion. This variant of a taphonomic epibole is termed “maximum completeness epibole”. In the case of the Actinopteria Shale, in sequence stratigraphic terms a transgressive systems tract, this bioevent is postulated to represent the maximum flooding surface with minimum sedimentary input and reworking.

Kurzfassung

Der isochrone, im Grenzbereich zwischen unterem und oberen Brigantium (höchstes Oberviséum) liegende Actinopterien-Schiefer ist im nördlichen Rheinischen Schiefergebirge (Deutschland) in eine Abfolge aus Kalkturbiditen eingeschaltet. Charakteristisch sind Massenanreicherungen der namengebenden Muschel Ptychopteria (Actinopteria) lepida (Goldfuss). Am Beispiel eines klassischen Aufschlusses innerhalb der Lüdenscheider Mulde dokumentiert die vorliegende Arbeit Fazies und Paläoökologie einer außergewöhnlich gut erhaltenen Abfolge dieses Schwarzschiefer-Events. Bisher wurden die Sedimente als tiefmarine anoxische Bildungen gedeutet, wobei die Sedimentation durch Niederschlag aus der Wassersäule erfolgen sollte. Eine Mikrofaziesanalyse der weithin silifizierten Tonsteine belegt jedoch eine heterogene sedimentäre Fazies, mit der Dominanz strömungsbedingter, als Schlamm-Turbidite interpretierter Mikroevent-Sedimente. Verschiedene, aber generell einfache Spurengefüge belegen weitgehend dysoxische Verhältnisse auf einem wassergesättigten Meeresboden (,,Soupground“). Eine Diskussion der paläobiologischen Rahmenbedingungen und Zwänge beweist für Ptychopteria (Actinopteria) lepida die schon bisher postulierte pseudoplanktische Lebensweise und widerlegt eine epibenthische Kolonisation durch diese Bivalven. ,,Massenvorkommen“ können ein durch Kompaktion hervorgerufenes Artefakt sein, aber die Beschränkung des Vorkommens auf wenige isolierte Schichtflächen in einem geringmächtigen Intervall wird auf eine außergewöhnlich vollständige sedimentäre Überlieferung zurückgeführt, welche die hauchdünnen Schalen vor Erosion bewahrte. Für diese Variante einer taphonomischen Epibole wurde der Name ,,maximum completeness epibole“ eingeführt. Im Falle des Actinopteria-Schiefers, im sequenzstratigrafischen Sinn ein transgressiver ,,Systems Tract“, repräsentiert dieser Bio-event höchstwahrscheinlich die ,,Maximum Flooding Surface“ mit minimaler Sedimentzufuhr und minimaler Umlagerung.

Keywords

rhenish mountains (sauerland)bivalviaepiboleblack shalemicrofacieslower carboniferous (mississippian)