background image

www.geologicacarpathica.sk

Introduction

The  evolution  of  Cretaceous  carbonate  platforms  was  influ-
enced by global changes in the carbon cycle, climate and ma-
rine productivity (Schlanger & Jenkyns 1976; Weissert et al.
1998; Steuber 2002; Steuber & Veizer 2002).

Trace  elements  and  carbon  isotope  stratigraphy  realized  in

pelagic and hemipelagic carbonate successions combined with
sedimentological  analysis  have  been  conducted  to  recognize
systems tracts and sea-level changes for Cretaceous time (Jen-
kyns  1995;  Bellanca  et  al.  1996;  Perez-Infante  et  al.  1996;
Weissert et al. 1998; Kump & Arthur 1999; Masse et al. 1999;
Jarvis et al. 2001).

However,  chemostratigraphy  of  shallow-water  carbonate

sediments  remains  understudied  because  the  sedimentary
record is often discontinuous and the geochemical data repre-
sents a combination of several signals, such as the deposition-
al  paleoenvironments,  the  paleosalinity  and  the  influences  of
diagenesis, particularly important in these sediments (Vincent
et al. 1997, 2004). The water-rock interaction of the diagenetic
processes can modify the significance of the original chemical

Meteoric diagenesis of Upper Cretaceous and Paleocene—

Eocene shallow-water carbonates in the Kruja Platform

(Albania): geochemical evidence

GRIGOR HEBA

1

,

 

GILBERT PRICHONNET

1

 and ABDERRAZAK EL ALBANI

2

1

Département des Sciences de la Terre et de l’Atmosph

č

re et GEOTERAP, Université du Québec 

ŕ

 Montréal, C.P. 8888 succursale centre-

ville, Montréal, Québec, H3C 3P8, Canada;  grigorheba@hotmail.com

2

UMR 6532-Hydrasa, Université de Poitiers, UFR SFA, Bât. Sciences Naturelles, 40, avenue du Recteur Pineau, F-86022 Poitiers Cedex, France

(Manuscript received March 25, 2008; accepted in revised form October 23, 2008)

Abstract:  In  the  central  part  of  the  Kruja  Platform  (Albania)  located  in  the  Apulian  passive  margin,  geochemical
analyses (calcimetry, Sr, REE and isotopic, 

δ

13

C and 

δ

18

O) coupled with sedimentological and sequence stratigraphic

study were carried out on Upper Cretaceous (CsB4, CsB5, CsB6 Biozones) and Paleocene to Middle Eocene shallow-
water carbonates that crop out in the Kruje-Dajt massif (L’Escalier section) and Makareshi massif (La Route section).
The lower values in Sr contents, the homogeneous 

δ

18

O values in both sections and the covariance between 

δ

13

C and

δ

18

O values (La Route section) are attributed to diagenesis influence by a meteoric water-buffer system, supported by

petrographic  observations.  Moreover,  a  new  exposure  surface  during  the  Late  Cretaceous  time  (between  CsB5  and
CsB6 Biozones) may be proposed according to the low or negative excursions of Sr values, the negative excursions of
isotopic values in both sections and a positive peak of normalized REE values (La Route section). These variations
correlate with the geochemical signal reported by the decreasing strontium isotope values of rudist shells in the Island
of Brač carbonate platform (Apulia domain) during the late Middle Campanian (77.3 Ma). Also, this continental expo-
sure is consistent with the global

 

sea-level fall reported from the Boreal Realm, North Atlantic, and the southern Tethyan

margin. This geochemical evidence is a complementary tool for the sedimentological analysis and suggests a maximum
regression (a sea-level fall) at the transition between the CsB5 and CsB6 Biozones. The high values of Sr content in
Middle  Eocene  carbonates  (L’Escalier  section)  reflect  changes  in  depositional  environment  from  restricted  to  open
marine conditions. REE values increase through transgressive systems tract, characterized by small increase of detrital
input. However, anomalies of certain values in both sections suggest disturbances linked either to the changes in clay
input and to diagenetic modifications. Peaks in dolomite content are linked with regressive episodes or tendencies, and
dolomitic facies, as indicated by intertidal-supratidal depositional environments.

Key  words:  Late  Cretaceous,  Paleocene,  Middle  Eocene,  Albania,  Kruja  Platform,  diagenesis,  geochemistry,
sedimentology, shallow-water carbonates.

signal by the recrystallization of carbonate minerals. The oxy-
gen isotope record in the Mesozoic and older carbonate rocks
needs to be interpreted with cautions, because it is the product
of the original record and an unknown input by meteoric water
influx  later,  during  post-depositional  diagenetic  alteration  at
elevated temperature, between 40° and 50° according to Sheu
(1990)  and  Marshall  (1992).  Moreover,  the  carbon  isotopic
signal  in  Cretaceous  carbonate  platform  is  poor,  often  show-
ing  high-amplitude  fluctuations  because  of  the  diagenetic
overprint which complicates the identification of the time and
nature  of  the  events  causing  those  variations  (Joachimski
1994; Buonocunto et al. 2002). To overcome these problems,
a multidisciplinary approach involving stratigraphic, sedimen-
tological  and  geochemical  data  is  recommended  by  several
authors (Joachimski 1994; Vincent et al. 1997, 2004; Buono-
cunto et al. 2002).

This study presents geochemical data for the Upper Creta-

ceous  and  Paleocene  to  Middle  Eocene  carbonates  of  the
Kruja Platform, a folded and overthrust zone which is recog-
nized from South to North in Albania (Papa 1972; I.S.P.GJ.
&  I.GJ.N.  1983;  Meço  &  Aliaj  2000;  Robertson  &  Shallo

GEOLOGICA CARPATHICA, APRIL 2009, 60, 2, 165—179                                                  doi: 10.2478/v10096-009-0011-6

è

 

à

 

background image

166

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

Fig. 1.

 Location, lithology and sequence stratigraphy of the studied s

ections (L’Escalier and La Route), and biostratigraphy of the L

ate Cretaceous to Eocene interval of the Kruja Platform (Al-

bania). 

After 

I.S.P.GJ. 

I.GJ.N. 

1983; 

and 

Heba 

Prichonnet 

(2006). 

Legend: 

Fig. 2.

background image

167

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

2000): this platform is located in the Apulian passive margin
which extended on both sides of the Adriatic and Ionian Sea
(Fig. 1).

The  two  main  objectives  are:  (1)  to  compare  these  results

with  the  sedimentological  and  sequential  results  of  this  time
interval where two periods of emersion are recognized, as de-
scribed in Heba & Prichonnet (2006); and (2) to determine the
relationship between the geochemical signal, depositional en-
vironments and diagenesis.

To  achieve  these  goals,  two  sections  of  this  platform  have

been  analysed  for  carbonates,  strontium  and  stable  isotope
(

δ

13

C and 

δ

18

O) content, and Rare Earth Elements (REE). The

two  sections  presented  there  are  the  same  as  in  the  Heba  &
Prichonnet (2006): (a) the L’Escalier section in the Kruje-Dajt
massif is composed of 360 m of limestones and 240 m of do-
lomitic rock; and (b) La Route section in the Makareshi massif
includes  126 m  of  limestones  and  49 m  of  dolomitic  rock.
Sample spacing was relatively large, representing only major
facies  and  environmental  changes,  previously  defined  using
sedimentological  criteria,  which  should  be  coupled  with
geochemical signatures.

Geological setting

The studied sections cover the Late Santonian to the Early

Maastrichtian stages of the Late Cretaceous, from 86 Ma to
70 Ma. Then both sections display a gap, the L’Escalier sec-
tion extends into the Paleogene up to the Middle Eocene and
the La Route section only to the Middle Eocene. Finally, Up-
per Eocene marls (in several locations) and Oligocene flysch
cover the platform carbonates (starting at 39.4 Ma).

For  the  whole  carbonate  sequence,  the  biostratigraphic

framework is mainly based on benthic foraminifers. The Late
Cretaceous is divided into four biozones (Heba 1997; Heba &
Prichonnet  2006)  based  on  species  of  the  Rhapydioninidae
family (Fleury 1980), namely CsB4 (Late Santonian-Campa-
nian), CsB5 (Early Campanian), CsB6 (Late Campanian—Ear-
ly Maastrichtian) and CsB7 (Late Maastrichtian). With regard
to  the  Tertiary,  it  is  characterized  by  typical  Paleocene  and
Middle Eocene miliolids and large hyaline foraminifers (Gjata
et al. 1968; Peza 1973, 1977, 1982).

The stratigraphic succession is dominated by Upper Creta-

ceous neritic carbonates, limestones and dolomites, containing
benthic foraminifers that were deposited in a confined subtidal
to supratidal environment (Papa 1972; Peza 1973, 1975, 1977,
1982;  I.S.P.GJ.  &  I.GJ.N.  1983;  Heba  1997;  Meço  &  Aliaj
2000;  Robertson  &  Shallo  2000;  Heba  &  Prichonnet  2006).
Local variations of environments between the two sections are
attributed  to  minor  and  common  fluctuations  of  carbonate
platforms, mainly due to facies succession; and in two periods
of  time,  to  eustatic  variations  which  had  caused  two  emer-
gences (regressions) and temporal discontinuities at the end of
the Cretaceous and Early Eocene times, also with some differ-
ences  between  the  two  sections.  The  major  regression  in  the
Kruja  Platform  began  at  the  end  of  the  Early  Maastrichtian
and extended for about 3 Myr in the L’Escalier section, where
the CsB7 foraminiferal Biozone (Late Maastrichtian) is miss-
ing (Heba 1997; Heba & Prichonnet 2006), and about 20.5 Ma
in the La Route section creating a gap ranging from Biozone
CsB7 to the Early Eocene. Evidently these gaps include large-
ly the Cretaceous/Tertiary boundary. The second regression is
characterized by the presence of bauxite, but is only observed
in the L’Escalier section: it lasted about 5 Myr during the Ear-

Fig. 2. Sedimentary depositional model of the facies succession (after Heba & Prichonnet 2006) and legend key.

background image

168

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

ly Eocene. At the top of carbonate sequence in both sections,
the Middle Eocene consists of organogenic limestones, depos-
ited in an open shallow subtidal environment.

Sedimentological and sequence stratigraphical

analysis

A general introduction to the facies analysis and sedimenta-

ry  cycles  of  the  L’Escalier  and  La  Route  sections  is  given
here;  further  details  may  be  found  in  Heba  &  Prichonnet
(2006). The Upper Cretaceous to Paleogene carbonate depos-

changes of facies, maximum flooding surfaces, transgression
surfaces,  clearly  defined  erosional  truncation  and  direct  evi-
dence of subaerial exposure. From the recognition of progra-
dational  or  retrogradational  parasequence  sets,  fourteen
genetic sequences (or cycles) sensu Cross (1988) can be deter-
mined in the L’Escalier section and seven in the La Route sec-
tion (Fig. 1).

The  maximum  regression  happened  simultaneously  in  the

two sections, at the thirteenth genetic sequence level (S13) in
the L’Escalier section and at the sixth genetic sequence level
(S6) in the La Route section (Fig. 1), characterized by an ex-
posure surface at the end of CsB6 Biozone (Late Campanian—

Table 1: Calcimetry data for L’Escalier and La Route bulk sediment samples.

Sample 

CaCO

(CaMg)CO

%  

Facies Sample 

CaCO

%  

(CaMg)CO

%  

Facies 

L’Escalier section (Kruje-Dajt massif) 

 

 

 

 

V2 23.88 

78.56 

F9 

V198 24.95 

72.93 

F8 

V3 20.87 

81.94 

F5 

V203 26.22 

71.64 

F8 

V12 15.88 86.95 

F1 

V208  98.62    F10 

V31 21.19 81.62 

F4 

V208/1 93.13    F10 

V32 28.73 72.58 

F5 

V209  97.18    F10 

V36 97.64    F4 

V209/1 91.28    F10 

V45 89.96    F4 

V204  98.77    F11 

V54 83.56    F3 

V205  83.22    F11 

V48 92.50    F4 

V206  94.61    F11 

V51 81.21    F4 

V207  79.58    F11 

V57 97.15    F4   

 

 

 

V58 91.18    F4  La Route section (Makareshi massif) 
V62 87.13    F4   

 

 

 

V64 92.07    F4 

M10  95.94    F1 

V70 88.00    F4 

M14  96.21    F1 

V74 96.38    F5 

M17  99.03    F1 

V75 94.51    F5 

M20  96.16    F1 

V76 92.18    F4 

M25  99.31    F1 

V83 96.97    F4 

M35  95.99    F1 

V88 98.40    F4 

M41  84.77    F1 

V91 99.47    F2 

M46  99.37    F1 

V96 91.22    F4 

M47  98.18    F2 

V101 84.22  12.56 F6 M73 

95.99 

 

F2 

V102 88.25 

  F6 M92 

87.16 

 

F2 

V108 88.06 

  F3 M99 

97.22 

 

F1 

V110 98.35 

  F6 M105  98.27 

 

F2 

V111 97.61 

  F6 M109  98.63 

 

F1 

V114 96.93 

  F4 M127  92.31 

 

F2 

V120 87.71  3.02 F2 M129  99.33 

 

F4 

V124 97.75 

  F6 M136  88.16 

 

F4 

V125 96.48 

  F6 M142  99.38 

 

F3 

V134 94.94 

  F6 M145  88.50 

 

F4 

V136 

97.61   F6 

Ms16 43.71 55.41 

F5 

V143 96.52 

  F4 M186  67.67  32.25 F7 

V144 92.75 

  F6 M186/1 99.85 

 

F4 

V146 97.32 

  F6 M159  92.95 

 

F4 

V149 93.19 

  F4 M171  86.54  9.62  F3 

V163 97.22 

  F4 M172  99.68 

 

F4 

V173 

15.52 

86.91 

F7 

M174 

90.32 

  1.52 

F4 

Vs15 

29.10 

71.99 

F8 

M177 

84.85 

  9.84 

F4 

V178 

95.23 

 

F4 

M179 

86.83 

  7.83 

F3 

V184 59.20 

  F4 M191  33.48  65.50 F5 

V185 

94.04 

 

F4 

M194 

92.73 

  6.73 

F4 

V187 95.76 

  F4 M201  26.03  73.29 F5 

V189 96.80 

  F4 M205  18.03  61.13 F7 

V190 92.64 

  F4 M209  48.57  50.85 F8 

V193 95.59 

  F4 M210  24.53  68.06 F8 

V194 

94.10 

 

F4 

M211 

88.76 

  4.44 

F11 

V195 95.74 

  F4 M211/1 98.63 

 

F11 

V197 41.76  57.86 F7  

 

 

 

 

its  of  L’Escalier  and  La  Route  sections
display eleven sedimentary facies (F1 to
F11; Fig. 2), ranging from subtidal to su-
pratidal  environments.  These  facies  are
arranged in a related sedimentary model
as  suggested  by  environmental  interpre-
tation  of  the  depositional  textures
(Fig. 2).  The  deepest  environments  are
characterized by limestones showing ob-
lique  stratifications  (facies 6).  Shallow
subtidal  environments  are  represented
by:  (1)  rudist  debris-bearing  limestones
(facies 4) which dominate both sections,
(2)  rudist  patch  reef  limestones  (fa-
cies 3),  (3)  dolomicrosparites  displaying
bioturbation  traces  (facies 5),  and  (4)
bioclastic limestones (facies 11) contain-
ing  large  hyaline  foraminifers  (Nummu-
lites
  and  Discocyclines).  Intertidal
environments are represented by (1) lam-
inated limestones attributed to microbial
mats  (facies 1),  (2)  rudist  storm  deposit
limestones  (facies 2),  (3)  bird’s-eyes-
bearing  dolomites  (facies  7),  (4)  miliol-
ids-bearing  limestones  (facies 10),  and
(5)  brecciated  dolomites  (facies 9)  typi-
cal of intertidal channels. Supratidal en-
vironments are represented by laminated
dolomites  displaying  desiccation  cracks
(facies 8). The dolomitic facies (facies 5,
7,  8  and  9)  are  interbedded  with  lime-
stone  facies  in  the  Late  Cretaceous  part
of  the  sedimentary  succession  and
present idiotopic textures (euhedral, eor-
phyrotopic  and  eubhedral).  These  fea-
tures  demonstrate  dolomitization  during
early  diagenesis  in  a  sebkha-type  su-
pratidal  environment  (Purser  1980;
Walker & James 2000; Heba & Prichon-
net 2006).

According  to  the  depositional  model

of  facies  succession  seven  distinctive
parasequences  have  been  identified
(Heba  &  Prichonnet  2006).  Potential
parasequence  boundaries  can  be  identi-
fied at this step based on one or more of
the following stratigraphic criteria: sharp

Notes: (a) Facies are indicated; (b) Stratigraphic positions of samples are indicated in Figs. 3 and 4.

background image

169

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

Early Maastrichtian) (Heba & Prichonnet 2006). Similar epi-
sodes  of  regression  associated  with  continental  diagenesis  or
sedimentation  (karstic  fillings)  are  reported  from  the  Maas-
trichtian time in other platforms of the Apulia domain (Gavro-
vo-Tripolitza in Greece – Mavrikas 1993 and Landrein et al.
2001; Island of Brač in Croatia – Gušić & Jelaska 1990). So,
this  regression  recorded  in  these  two  sections  of  the  Kruja
Platform can be attributed with confidence to a global eustatic
variation (relative sea-level fall) at the end of the Early Maas-
trichtian time.

Geochemical approach

Methods

A  total  of  96  bulk  sediment  samples  (Table 1),  60  for  the

L’Escalier  section  and  36  for  the  La  Route  section,  were  se-
lected  for  geochemical  analysis.  These  provide  a  relatively
good  stratigraphic  coverage  of  each  main  facies  through  the
Late Cretaceous to Middle Eocene studied interval.

Calcimeter analysis of carbonates (limestone and dolomitic

facies)  was  done  on  all  the  micrite  samples  in  each  section.
The measurements were made with a Bernard-type apparatus
at the Département des Sciences de la Terre et de l’atmosph

č

re

de l’Université du Québec 

ŕ 

Montréal (UQAM).

Sr,  stable  isotopes  and  REE  analyses  were  performed  on

samples  containing  80  to  100  %  calcite  (33  samples  for  the

L’Escalier section and 18 for the La Route section; Table 2).
During  sampling,  as  much  as  possible,  the  dolomitic  facies
were  discarded.  Moreover,  visible  fossils  or  shell  fragments
(NummulitesDiscocyclines and rudists) have not been includ-
ed. Samples were crushed, and powered (5 g of powder) in an
agate mortar to avoid contamination.

Carbon and oxygen isotopic measurements were done at the

Stable Isotope Lab from GEOTOP-UQAM-McGill (Montréal,
Québec)  with  a  Micromass  Isoprime

TM

  spectrometer  with

Multicarb

TM

 system. The isotopic results are reported against

the VPDB (Vienna PeeDee Belemnite) international standard.
Average  precisions  based  on  replicate  analysis  of  selected
samples  or  laboratory  standards  were  ± 0.1 ‰  for 

δ

13

C  and

± 0.2 ‰ for 

δ

18

O.

Strontium (Table 2) and REE analyses (Table 3) were done

at  the  OGS  GeoLabs  in  Sudbury  (Ontario)  with  an  ICP-MS
(IM-100)  unit  for  samples  prepared  by  the  Open  Beaker  Di-
gest  method  (code:  OT4,  brochure  of  OGS  GeoLabs,  2003).
Lower limits of detection for these trace elements are: 1 ppm
for  Sr,  0.05 ppm  for  La;  0.1 ppm  for  Ce;  0.04 ppm  for  Nd;
0.02 ppm  for  Sm;  0.01 ppm  for  Gd;  0.01 ppm  for  Dy;  and
0.008 ppm  for  Er.  Samples  were  digested  in  an  open  beaker
using a combination of hydrofluoric, hydrochloric, nitric and/
or  perchloric  acids.  REE  abundances  were  normalized  (Ta-
ble 4) to the average of North American Shale Composite val-
ues  (NASC)  given  by  Gromet  et  al.  (1984):  La = 31.1 ppm;
Ce = 67.03 ppm; Nd = 30.4 ppm; Sm = 5.98 ppm; Gd=5.5 ppm;
Dy = 5.54 ppm; and Er = 3.27 ppm.

Sample Sr 

(ppm) 

δ

13

(

0

/

00 

VPDB)

 

δ

18

(

0

/

00 

VPDB)

 

Facies Sample Sr 

(ppm) 

δ

13

(

0

/

00 

VPDB)

 

δ

18

(

0

/

00 

VPDB)

 

Facies 

L’Escalier section (Kruje-Dajt massif) 

V36 

303.92 

  1.67 

–2.57 

F4 

V194 

  220.19 

–0.98 

–4.66 

F4 

V45 

319.8 

  2.72 

–2.16 

F4 

V195 

530.7 

  2.68 

–4.48 

F4 

V54 

181.14 

–1.63 

–2.54 

F3 

V208 

  247.84 

  1.16 

–2.42 

F10 

V48 

328.74 

  2.12 

–2.02 

F4 

V209 

  253.85 

  1.45 

–2.43 

F10 

V51 

284.61 

  1.65 

–1.77 

F4 

V204 

  765.25 

  1.05 

–5.78 

F11 

V64 

262.81 

  3.12 

–2.48 

F4 

V207 

1016.68 

  1.01 

–5.84 

F11 

V74 

292.56 

  3.39 

–3.42 

F4 

 

 

 

 

 

V76 

216.04 

  2.73 

–2.79 

F4 

La Route section (Makareshi massif) 

V83 

248.31 

  3.14 

–2.44 

F4 

 

 

 

 

 

V88 

287.46 

  2.73 

–4.05 

F4 

M10 

  351.32 

  0.90 

–2.01 

F1 

V91 

323.64 

  1.94 

–3.95 

F2 

M46 

  305.71 

–0.38 

–2.43 

F1 

V96 

346.63 

  2.50 

–3.19 

F4 

M47 

  247.57 

–4.05 

–3.70 

F2 

V102 

336.22 

  2.22 

–3.94 

F6 

M92 

  199.19 

–4.06 

–3.70 

F2 

V108 

285.78 

  2.91 

–2.86 

F3 

M99 

  200.67 

–4.13 

–3.13 

F1 

V110 

284.99 

  2.99 

–3.43 

F6 

M105 

  345.59 

–1.49 

–3.09 

F2 

V114 

414.6 

  2.09 

–5.27 

F4 

M109 

  118.31 

–4.30 

–3.95 

F1 

V120 

343.15 

  2.10 

–4.17 

F2 

M127 

  361.81 

–1.41 

–3.47 

F2 

V125 

271.15 

  1.83 

–3.48 

F6 

M129 

  257.21 

–0.51 

–3.06 

F4 

V136 

255.91 

  1.19 

–3.69 

F6 

M136 

  258.76 

  1.72 

–1.88 

F4 

V143 

288.76 

  0.46 

–4.67 

F4 

M145 

  234.51 

  0.66 

–2.13 

F4 

V146 

276.88 

  1.87 

–2.33 

F6 

M159 

  281.09 

  0.66 

–2.53 

F4 

V149 

228.13 

  1.29 

–3.39 

F4 

M171 

  312.73 

  1.46 

–2.19 

F3 

V163 

301.56 

–2.08 

–4.10 

F4 

M177 

  352.68 

  1.73 

–2.44 

F4 

V178 

188.3 

–0.44 

–4.93 

F4 

M179 

  257.66 

  1.10 

–2.59 

F3 

V185 

516.91 

  2.57 

–2.64 

F4 

M194 

  389.64 

  1.96 

–2.55 

F4 

V190 

505.24 

  1.72 

–4.10 

F4 

M211 

  318.09 

–0.66 

–3.80 

F11 

V193 

461.88 

  1.44 

–5.48 

F4 

M211/1 

  300.25 

–0.56 

–3.71 

F11 

Notes: (a) Facies are indicated; (b) Stratigraphic positions of samples are indicated in Figs. 3 and 4. 

 

Table 2: Carbon and oxygen isotope, and strontium data for L’Escalier and La Route bulk sediment samples.

è

 

à

 

background image

170

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

Description of geochemical variations

Calcimeter measurements

Calcite  is  the  dominant  carbonate  mineral  in  the  analysed

micrites of both sections (Table 1, Figs. 3 and 4).

In the L’Escalier section (Table 1), where 60 % of the car-

bonates  are  limestones,  the  calcite  content  is  generally  be-
tween  75 %  and  95 %  (for  80 %  of  analysis).  However,
peaks  of  dolomite  ranging  from  71.6  to  87 %  are  identified
in this series of limestones in some samples (Fig. 3): V2, V3,
V12, V31, V32 and V203.

In  the  La  Route  section  (Table 1),  with  75 %  limestones,

calcite  represents  between  85 %  and  95 %  of  the  carbonate
content (for 80 % of analyses). Dolomite peaks ranging from
55.4 to 73.3 % are restricted to the CsB6 Biozone, and to the
samples Ms16, M191, M201 and M210 (Fig. 4).

Strontium measurements

Three main features of the Sr contents are observed in the

L’Escalier section (Fig. 5): (1) the fluctuation of lower val-
ues,  ranging  from  200  to  400 ppm  (samples  V36  to  V178,
Table 2),  in  Cretaceous  limestones  corresponding  to  the

Table 3: Rare Earth Elements (REE) data for L’Escalier and La Route bulk sediment samples.

Sample 

La (ppm) 

Ce (ppm) 

Nd (ppm) 

Sm (ppm) 

Gd (ppm) 

Dy (ppm) 

Er (ppm) 

Facies 

L’Escalier section (Kruje-Dajt massif) 

V36 0.22 0.16 0.08 0.02 0.01     

F4 

V45 0.34 0.65 0.31 0.07 0.09 0.09 

0.06 

F4 

V54 0.27 0.21 0.17 0.03 0.02 0.02 

0.01 

F3 

V48 0.12 0.15 0.06    0.01     

F4 

V51 0.15 0.20 0.13 0.03 0.01 0.02 

0.01 

F4 

V64 0.49 0.22 0.18 0.04 0.04 0.04 

0.02 

F4 

V74 0.45 0.11 0.12 0.03 0.02 0.02 

0.02 

F4 

V76 0.19 0.11 0.09    0.02 0.02 

0.01 

F4 

V83 

0.26  0.09 

0.02 

0.01 

0.01 

0.01 

F4 

V88 

0.39  0.08 

0.02 

0.02  

0.01 

F4 

V91 0.34 0.15 0.22 0.06 0.04 0.04 

0.03 

F2 

V96 0.31 0.15 0.15 0.02 0.03 0.02 

0.01 

F4 

V102 

         0.2 

 

0.07 

0.02 

 

 

 

F6 

V108 

0.27 0.37 0.18 0.04 0.02 0.03 

0.02 

F3 

V110 

0.44 0.10 0.06 0.02 

F6 

V114 0.24 

0.06  0.02 

 

 

 

F4 

V120 0.09 

 

0.07 0.02 0.01     

F2 

V125 

         0.2 

0.21 

0.11 

0.02 

0.03 

0.02 

0.02 

F6 

V136 

0.27 0.19 0.14 0.03 0.03 0.03 

0.02 

F6 

V143 

0.12 0.11 0.10 0.02 0.01   0.00 

F4 

V146 

0.55 1.10 0.60 0.12 0.10 0.09 

0.05 

F6 

V149 

         0.2 

0.18 

0.14 

0.04 

0.03 

0.03 

0.02 

F4 

V163 

0.18 0.19 0.10 0.03 0.02 0.01 

0.01 

F4 

V178 0.25 

0.06  0.00  0.00 

F4 

V185 0.22 

 

0.09 0.02 0.00 

 

 

F4 

V190 

0.14 0.26 0.14 0.04 0.02 0.02 

0.01 

F4 

V193 

0.18  0.08       

F4 

V194 

0.58 0.85 0.54 0.11 0.12 0.12 

0.07 

F4 

V195 

0.41 0.24 0.18 0.04 0.02 0.02 

0.01 

F4 

V208 

0.38  0.12 

0.03 

0.02 

0.02 

0.02 

F10 

V209 

0.28  0.11 

0.03 

0.02 

0.02 

0.02 

F10 

V204 

1.28 

1.28 

0.93 

         0.2 

0.24 

0.23 

0.15 

F11 

V207 

1.64 1.81 1.25 0.26 0.31 0.29 

0.19 

F11 

La Route section (Makareshi massif) 

M10 0.16 0.18 0.10 0.02 0.02 0.02 

0.01 

F1 

M46 0.35 0.28 0.22 0.05 0.06 0.05 

0.04 

F1 

M47 0.28 0.34 0.17 0.03 0.04 0.03 

0.02 

F2 

M92 0.39 0.14 0.11 0.03 0.02 0.02 

0.01 

F2 

M99 0.19 0.36 0.17 0.03 0.04 0.04 

0.03 

F1 

M105 

0.41 0.19 0.10 0.02 0.02 0.02 

0.01 

F2 

M109 

0.58 1.02 0.54 0.11 0.14 0.12 

0.07 

F1 

M127 

0.38 

0.78 

0.41 

         0.1 

         0.1 

0.08 

0.04 

F2 

M129 

0.49 

0.80 

0.51 

         0.1 

         0.1 

0.07 

0.03 

F4 

M136 0.06 

0.06 

 

 

 

 F4 

M145 

0.35 

    

 

F4 

M159 0.18 

 

0.08  0.01   

F4 

M171 

0.27 0.24 0.17 0.04 0.04 0.03 

0.02 

F3 

M177 

0.25 0.14 0.08 

0.02 0.02 

0.02 

F4 

M179 

0.06  0.05 

 

  

 

F3 

M194 

0.37 0.38 0.22 0.04 0.04 0.04 

0.02 

F4 

M211 

0.73 

0.63 

0.44 

         0.1 

0.12 

0.11 

0.08 

F11 

M211/1 

0.72 

0.60 

0.45 

0.08 

         0.1 

         0.1 

0.07 

F11 

Notes: (a) Facies are indicated; (b) Stratigraphic positions of samples are indicated in Figs. 3 and 4. 

 

background image

171

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

Fig. 3. Calcimetry profile for the L’Escalier section (Kruje-Dajt massif). Data are listed in Table 1. Legend: Fig. 2. Note: Stratigraphic po-
sition of grouped samples: I – (V32, V36, V45, V54, V48, V51,V57, V58, V62, V64, V70, V74 to V76, V83); II – (V88, V91, V96,
V101, V102,V108, V110, V111, V114, V120, V124, V125); III – (V134, V136, V143, V144, V146, V149, V163); IV – (V173, Vs15,
V178, V184, V185, V187, V189, V190, V193 to V195); V – (V197, V198, V203, V208, V208/1, V209, V209/1, V204 to V207).

CsB4  and  CsB5  Biozones;  (2)  the  increase  of  the  Sr  con-
tents  to  about  500 ppm  in  Biozone  CsB6,  although  there
are some lower values of about 250 ppm in two samples of
facies 10  (V208  and  V209;  Paleocene  miliolids  lime-
stones);  and  (3),  the  highest  values  found  in  nummulites
and  discocyclines  Middle  Eocene  limestones  (780 ppm  in
sample V204 and 1016 ppm in sample V207; facies 11).

In the La Route section (Fig. 6), the Sr curve displays: (1)

mostly values ranging again from 200 to 400 ppm; and (2) a
low  value  recorded  near  the  top  of  the  CsB5  Biozone
(118 ppm,  sample  M109).  However,  in  this  section  stron-
tium values for the Middle Eocene limestones (facies 11) are
much  lower  than  those  obtained  for  the  same  facies  in  the
L’Escalier  section  (e.g.  318  and  300 ppm  respectively  in
samples M211 and M211/1).

Stable isotope data

In  the  L’Escalier  section  (Fig. 5),  carbon  isotope  values

vary  from  —2.08 ‰  to  + 3.39 ‰.  Most  of  the  Upper  Creta-
ceous limestones display positive 

δ

13

C values, but three neg-

ative peaks were recorded in the upper part of Biozone CsB5
(samples V163, V178) and in Biozone CsB6 (sample V194).
Thus,  over  most  of  Biozones  CsB4  and  CsB5, 

δ

13

C  values

remain around 2 ‰. After a long-term decrease until the top
of the CsB6 Biozone (sample V178), a rapid change back to
positive  values  is  observed  (+ 2.57 ‰  in  sample  V185).  Fi-
nally,  after  a 

δ

13

C  negative  excursion  (—0.98 ‰  in  sample

V194)  there  is  a  new  positive  shift  (+ 2.5 ‰  in  sample
V195).  The  Tertiary  limestones  are  characterized  by 

δ

13

C

values near  + 1.1 ‰.

background image

172

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

Table 4: Normalized REE data for L’Escalier and La Route bulk sediment samples.

Sample La 

Ce 

Nd 

Sm 

Gd 

Dy 

Er  Facies 

   L’Escalier section (Kruje-Dajt massif) 

V36  0.007 0.002 0.003 0.003 0.002 

 

  F4 

V45  0.011 0.010 0.010 0.012 0.016 0.016 0.018 F4 
V54  0.009 0.003 0.006 0.005 0.004 0.004 0.003 F3 
V48 

0.004 

0.002 

0.002  0.002  

 F4 

V51  0.005 0.003 0.004 0.005 0.002 0.004 0.003 F4 
V64  0.016 0.003 0.006 0.007 0.007 0.007 0.006 F4 
V74  0.014 0.002 0.004 0.005 0.004 0.004 0.006 F4 
V76  0.006 0.002 0.003 

 

0.004 0.004 0.003 F4 

V83  0.008 

 

0.003 0.003 0.002 0.002 0.003 F4 

V88  0.013 

 

0.003 0.003 0.004 

 

0.003 F4 

V91  0.011 0.002 0.007 0.010 0.007 0.007 0.009 F2 
V96  0.010 0.002 0.005 0.003 0.005 0.004 0.003 F4 
V102 

0.006  0.002 

0.003  

 

 F6 

V108 0.009 0.006 0.006 0.007 0.004 0.005 0.006 F3 
V110 0.014 0.001 0.002 0.003 

 

F6 

V114 0.008 

0.002  0.003 

 

F4 

V120 0.003 

 

0.002 0.003 0.002 

 

 

F2 

V125 0.006 0.003 0.004 0.003 0.005 0.004 0.006 F6 
V136 0.009 0.003 0.005 0.005 0.005 0.005 0.006 F6 
V143 0.004 0.002 0.003 0.003 0.002 

 

  F4 

V146 0.018 0.016 0.020 0.020 0.018 0.016 0.015 F6 
V149 0.006 0.003 0.005 0.007 0.005 0.005 0.006 F4 
V163 0.006 0.003 0.003 0.005 0.004 0.002 0.003 F4 
V178 0.008 

0.002 

 

F4 

V185 0.007 

 

0.003 0.003 

 

 

 

F4 

V190 0.005 0.004 0.005 0.007 0.004 0.004 0.003 F4 
V193 

0.006  0.003  

 

 

 F4 

V194 0.019 0.013 0.018 0.018 0.022 0.022 0.021 F4 
V195 0.013 0.004 0.006 0.007 0.004 0.004 0.003 F4 
V208 0.012 

0.004 0.005 0.004 0.004 0.006 F10 

V209 0.009 

 

0.004 0.005 0.004 0.004 0.006 F10 

V204 0.041 0.019 0.031 0.033 0.044 0.042 0.046 F11 
V207 0.053 0.027 0.041 0.043 0.056 0.052 0.058 F11 

   La Route section (Makareshi massif) 

 

M10 0.005 0.003 0.003 0.003 0.004 0.004 0.003 F1 
M46 0.011 0.004 0.007 0.008 0.011 0.009 0.012 F1 
M47 0.009 0.005 0.006 0.005 0.007 0.005 0.006 F2 
M92 0.013 0.002 0.004 0.005 0.004 0.004 0.003 F2 
M99 0.006 0.005 0.006 0.005 0.007 0.007 0.009 F1 
M105 0.013 0.003 0.003 0.003 0.004 0.004 0.003 F2 
M109 0.019 0.015 0.018 0.018 0.025 0.022 0.021 F1 
M127 0.012 0.012 0.013 0.017 0.018 0.014 0.012 F2 
M129 0.016 0.012 0.017 0.017 0.018 0.013 0.009 F4 
M136 0.002 

 

0.002 

F4 

M145 0.011 

 

 

 

 

F4 

M159 

0.006  0.003  0.002 

 

 

F4 

M171 0.009 0.004 0.006 0.007 0.007 0.005 0.006 F3 
M177 0.008 0.002 0.003 

 

0.004 0.004 0.006 F4 

M179 

0.002  0.002  

 

 

 F3 

M194 0.012 0.006 0.007 0.007 0.007 0.007 0.006 F4 
M211 0.023 0.009 0.014 0.017 0.022 0.020 0.024 F11 
M211/1 

0.023 0.009 0.015 0.013 0.018 0.018 0.021 F11 

Notes: (a) Facies are indicated; (b) Stratigraphic positions of samples are indicated in Figs. 3 and 4. 

 

The 

δ

18

O  curve  of  the  L’Escalier  section  (Fig. 5)  displays

values ranging from —5.84 to —1.77 ‰. In particular, a general
decrease is observed from the base of the section to the end of
the CsB5 Biozone (at the level of V178 sample), followed by
a  sharp  positive  shift.  The  Tertiary  oxygen  isotope  curve
shows a negative excursion with the lowest value (—5.84 ‰ in
sample V207) at the top of the section. Some samples (V114,
V193, V204 and V207) have 

δ

18

O values smaller than —5 ‰,

the  limit  for  marine  carbonate  deposits  in  modern  sediments
according to James & Choquette (1990).

In  the  La  Route  section  (Fig. 6), 

δ

13

C  values  range  from

—4.30 ‰  to  + 1.96 ‰.  At  the  base  of  the  section,  most 

δ

13

C

values are negative with a peak of —4 ‰ (sample M109) near
the top of Biozone CsB5. A positive excursion follows, shift-
ing  to  values  of  circa  + 1 ‰  (samples  M127,  M129  and
M136).  Above  this  positive  excursion, 

δ

13

C  values  mainly

fluctuate  between  0.6 ‰  and  1.96 ‰.  At  the  top  of  the  sec-
tion,  the  limestones  of  the  Middle  Eocene  display  slightly
negative 

δ

13

C values (facies 11; —0.66 ‰ and —0.56 ‰ respec-

tively in samples M211 and M211/1).

The 

δ

18

O  curve  for  this  section  shows  very  similar  varia-

tions to the 

δ

13

C curve. Two main features of the 

δ

18

O record

are  observed  in  the  Late  Cretaceous:  (1)  the  negative  excur-
sion with the lowest value (—3.95 ‰) in sample M109; and (2)

background image

173

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

Fig. 4. Calcimetry profile for the La Route section (Makareshi massif). Data are listed in Table 1. Legend: Fig. 2. Note: Stratigraphic posi-
tion  of  grouped  samples:  I  –  (M10,  M17,  M20,  M25,  M35,  M41,  M46);  II  –  (M47,  M73,  M92,  M99,  M105);  III  –  (M109,  M127,
M129, M136, M142, M145, Ms16, M186, M186/1, M159, M171, M172, M174, M177, M179); IV – (M191, M194, M201, M205, M209,
M210, M211, M211/1).

the broad positive excursion followed by values mostly fluctu-
ating around —2.4 ‰. In contrast to the L’Escalier section, the
Middle Eocene limestones (facies 11) display here more nega-
tive  values  (—3.8 ‰  and  —3.71 ‰  respectively  in  samples
M211 and M211/1), similar to the negative peak identified by
the sample M109.

Rare earth element (REE) measurements

In the L’Escalier section (Fig. 7), normalized REE values of

the  Late  Cretaceous  and  the  Paleocene  limestones  fluctuate
between 0 and 0.025, whereas the highest values are recorded
in the Middle Eocene limestones ranging from 0.019 to 0.058:
normalized REE positive peaks (marked by black arrows) are
distinguished  in  samples  V45,  V60,V91,  V146,  V194  and
V207.

Normalized REE variations in the La Route section (Fig. 8)

are less pronounced than in the other section. But during the
Late Cretaceous time, a significant positive peak (sample 109)
was recorded near the top of the CsB5 Biozone.

Interpretation of geochemical variations and

discussion

Diagenetic effects on the trace elements and the isotopic sig-
nature

The strontium profiles for the Cretaceous carbonates of the

L’Escalier section, corresponding to the CsB4 and CsB5 Bio-

zones (samples V36 to V178; Fig. 5, Table 2) and for the en-
tire La Route section (Fig. 6, Table 2), display depleted values
between 200 and 400 ppm. They are very low in comparison
with  global  values  of  Cretaceous  pelagic  limestones  (500—
900 ppm; Steuber 2002) and of Carboniferous micrites (700 to
3400 ppm; Wiggins 1986), which are interpreted and consid-
ered as initial marine values of carbonate sediment (Wiggins
1986; Steuber & Veizer 2002). Similar depleted values (rang-
ing from 200 to 400 ppm) have been reported in the Bajocian-
Bathonian and Middle Oxfordian carbonate-shelf sedimentary
successions of the Paris Basin (France), (Vincent et al. 1997,
2006). According to Vincent et al. (2006) low strontium con-
tents can be explained by the meteoric water-rock interactions
involving freshwater fluids with very low Sr and Mg contents
during burial diagenesis.

Bulk  carbonates  from  the  various  depositional  environ-

ments  of  the  two  sections  show  no  significant  differences  in
the oxygen isotope ratios (Figs. 5 and 6, Table 2). These val-
ues  are  relatively  homogeneous,  around  —2.90 ‰  in  the  La
Route section and —3.56 ‰ in the L’Escalier section. All these
data might be interpreted as a result of diagenetic stabilization
of the carbonate mud in an “open water-buffered oxygen sys-
tem”  (Joachimski  1994).  During  early  diagenesis  meteoric
waters  migrate  through  pore  spaces,  thus  allowing  chemical
interactions  between  the  water  and  rock  constituents.  In  this
way, the isotopically lighter meteoric water can overprint the
carbonates, leaving a more depleted signature than the prima-
ry signature of deposition.

Petrographic observations have shown some valuable indi-

cations proving several phases of diagenesis: (a) early diagen-
esis as proved by the presence of crystals of dolomite scattered

background image

174

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

Fig. 5.

 Strontium and stable isotope 

profiles for the L’Escalier secti

on (Kruje-Dajt massif). Data are 

listed in Table 2. Legend: Fig

. 2.

in  calcite  matrix,  partially  recrys-
tallized; (b) early to later diagene-
sis  as  proved  by  a  coarse  cement
filling  the  residual  porosity;  and
(c)  late  (burial  ?)  diagenesis  as
demonstrated  by  three  stages  of
recrystallization  in  calcite  veins
(centripetal  zonation:  black,  yel-
low and yellow-orange), as shown
by  cathodoluminescence  analysis
(thin  section  V163,  L’Escalier
section, Table 2) (Heba 1997).

In 

both 

studied 

sections

(Figs. 5 and 6, Table 2), 

δ

13

C and

δ

18

O appear to change in parallel.

In  carbonate  platforms,  positive
covariance  between 

δ

13

C  and

δ

18

O has been interpreted as a re-

sult  of  early  diagenetic  alteration
of limestones in the marine-mete-
oric  mixing  zone  (Joachimski
1994; Buonocunto et al. 2002; Al-
lan  &  Matthews  2006).  In  the
Kruja  Platform,  cross-plots  of
δ

18

O vs. 

δ

13

C values (Fig. 9) show

a  covariant  isotopic  trend  for  the
La Route section (Fig. 9B) that is
indicative  of  a  clear  diagenetic
alteration,  and  a  minor  covaria-
tion  for  the  L’Escalier  section
(Fig. 9A), suggesting a weaker di-
agenetic alteration.

In particular, isotope values de-

crease  towards  levels  defined  re-
spectively by sample V178 in the
L’Escalier section (

δ

13

C=—0.44 ‰

and 

δ

18

O= — 4.93 ‰)  and  sample

M109  in  the  La  Route  section
(

δ

13

C= — 4.30 ‰, 

δ

18

O= — 3.95 ‰).

These negative peaks are followed
in the two sections by sharp posi-
tive  shifts  in 

δ

13

C  and 

δ

18

O  val-

ues.  Moreover,  the  negative 

δ

13

C

and 

δ

18

O  values  at  the  level  of

sample  V178  in  the  L’Escalier
section  correspond  to  the  end  of
the  low  Sr  values  (e.g.  200  to
400 ppm,  Fig. 5),  whereas  in  the
La  Route  section,  the  negative
isotopic peaks at the level of sam-
ple  M109  correspond  to  the  low
value of Sr (e.g. 118 ppm, Fig. 6)
and  the  positive  peak  in  the  nor-
malized  REE  profile  (Fig. 8).  All
these  data  seem  to  indicate  sub-
aerial  exposure  near  the  level  of
sample  V178  in  the  L’Escalier
section and near the level of sam-
ple M109 in the La Route section.

background image

175

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

Fig. 6.

 Strontium 

and 

stable 

isotope 

profiles 

for 

the 

La 

Route 

section

 (Makareshi 

massif). 

Data 

are 

listed 

in 

Table 2. 

Legend: 

Fig. 2

.

According  to  Joachimski  (1994)  and  Buonocunto  et  al.
(2002)  the  record  of  this  kind  of  subaerial  exposure,  in
both sections here, is related to soil-derived influence in
δ

13

C values and to meteoric diagenesis effect in 

δ

18

O and

Sr values. The positive peak in the normalized REE pro-
file of the La Route section (sample M109, Fig. 8) may
result  from  a  probable  weak  pedogenetic  influence  near
the exposed surface in this section and to an increase of
detrital input during the transgressive phase of the S1 cy-
cle (genetic sequence).

Geochemical patterns as indicators of system tracts and
depositional environments

In the L’Escalier section, the exposure event at the lev-

el of sample V178 indicated by the end of the low values
of Sr content and the decreasing trend of isotopic signa-
tures (Fig. 5), corresponds to the transgressive surface of
the  progradational  parasequence  set  of  the  S11  cycle
(Heba  &  Prichonnet  2006).  This  semi-regression  cycle
characterized  by  the  upper  intertidal  to  supratidal  envi-
ronments (facies 7 and 8, Fig. 2) was followed by a sharp
deepening  of  the  environment  (facies 4)  that  coincides
with sharply rising Sr, 

δ

13

C and 

δ

18

O values. The subaeri-

al event recorded in the La Route section (at the level of
sample  M109)  by  the  low  Sr  content  and  the  low 

δ

13

C

and 

δ

18

O  values  (Fig. 6),  and  the  positive  peak  on  the

normalized REE (Fig. 8) is consistent with the sedimen-
tological  interpretation  (Heba  &  Prichonnet  2006):  this
event  registered  near  a  transgressive  surface  coincides
with  the  inflection  point  between  the  progradational
parasequence set of the S1 cycle (intertidal environment,
facies 1  and  2,  Fig. 2)  and  the  facies 5  wich  indicates  a
relatively deeper environment (subtidal).

In  the  two  sections,  these  subaerial  events  are  regis-

tered  at  the  same  stratigraphic  position,  between  Bio-
zones  CsB5  (Early  Campanian)  and  CsB6  (Late
Campanian—Early  Maastrichtian),  at  the  regressive  sys-
tem tract (S11 in the L’Escalier and S1 in the La Route).
That  suggests  a  local  maximum  of  the  regression  in  the
Kruja Platform. A similar episode of exposure is recog-
nized at the same time during the late Middle Campanian
(77.3 Ma)  in  the  Island  of  Brač  carbonate  platform
(Apulia domain, in Croatia) by decreasing strontium iso-
tope values of low-Mg calcite of rudist shells (Steuber et
al. 2005). This correlation reflects a larger inter-regional
feature:  all  these  platforms  of  the  Apulia  domain
emerged at the same time. Moreover, this phenomenon is
correlated with the global

 

sea-level fall reported from the

Boreal Realm, North Atlantic, and the southern Tethyan
margin (Jarvis et al. 2002; Steuber et al. 2005). This evi-
dence  strongly  suggests  that  the  CsB5  sedimentation  in
the  two  sections  was  eustatically  controlled  and  another
maximum regression may have occurred at the transition
between the CsB5 and CsB6 Biozones, a biostratigraphic
limit (named the New Exposure in Figs. 5, 6 and 8).

The variations in Sr contents are known to reflect the

paleosalinity of the seawater in which carbonates precipi-
tate with increasing Sr contents reflecting increasing sa-

background image

176

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

Fig. 7. Normalized Rare Earth Elements (REE) profiles for the L’Escalier section (Kruje-Dajt massif). Data are listed in Table 4. Legend:
Fig. 2. Note: Solid arrows indicate positive geochemical tendency.

linity  (Steuber  &  Veizer  2002).  In  carbonate  platforms,  a
high Sr content reflects a more open marine environment lo-
cated in the distal part of a depositional profile and, inverse-
ly,  a  low  Sr  content  is  indicative  of  a  low  salinity
environment near subaerially exposed islands, located in the
proximal part of the same profile (Vincent et al. 2006). As a
matter of fact, in both sections of the Kruja Platform, petro-
graphic  observation  did  not  allow  us  to  find  any  kind  of
evaporite precipitation (crystals or ghost crystals of gypsum
or  anhydrite).  The  highest  contents  of  Sr  (765.25  and
1016.68 ppm,  Table 2)  in  the  L’Escalier  section  (samples
V204 and V207, Fig. 5) are associated with nummulites and
discocyclines  limestones  (facies 11)  of  Middle  Eocene  age
(Heba  &  Prichonnet  2006):  this  is  new  evidence  reflecting
open marine conditions with normal salinity and characteriz-
ing  more  distal  depositional  environment  of  facies 11
(Fig. 2).  In  contrast,  the  low  Sr  contents  recorded  by  the
same facies in the La Route section and by all proximal dep-
ositional environments (facies 1 to 9) which characterize the
Upper  Cretaceous  carbonates  in  the  two  sections  may  indi-

cate the influence of meteoric water (low salinity) due to the
decrease in paleobathymetry and the exposure related to ear-
ly diagenesis, and the effects of burial diagenesis (Vincent et
al. 1997, 2006), as discussed in section 5.1.

Normalized  REE  variations  are  more  significant  in  the

L’Escalier section (Fig. 7) than in the La Route section. The
highest  values  (black  arrows,  samples  V45,  V91,  V146,
V194  and  V207)  correspond  to  the  retrogradational  parase-
quence  set  (sequences  S3,  S5,  S8,  S12,  S14)  and  suggest  a
series of short and more important detrital inputs that charac-
terize  transgressive  systems  tracts.  However,  some  anoma-
lies  are  observed  during  the  regressive  episodes  of  three
sequences:  high  REE  values  in  the  sequence  S4  (sample
V61); and high lanthanum values in the sequences S7 (sam-
ple V110) and S11 (sample V178). These deviations from the
predicted relationships suggest perturbations in the local clay
input included in the insoluble fraction of calcimeter analyses
which has been controlled in 4 samples, showing proportions
of  up  to  12 %  of  insoluble  material  (Figs. 3  and  4):  samples
V173, V187, M73 and M136.

background image

177

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

Fig. 8. Normalized Rare Earth Elements (REE) profiles for the La Route section (Makareshi massif). Data are listed in Table 4. Legend:
Figs. 2 and 8.

Fig. 9. Cross-plot of 

δ

13

C and 

δ

18

O values of measured bulk sedi-

ment samples for: A – L’Escalier section (Kruje-Dajt massif); and
B – La Route section (Makareshi massif). Regression analysis of
δ

13

C  and 

δ

18

O  (thick  lines),  equations  and  correlation  coefficients

(r

2

 values) are noted. Data are listed in Table 2.

In  the  two  sections,  peaks  in  dolomite  content  are  isolated

between the limestone facies. Several peaks correspond to the
progradational  set  of  genetic  sequence:  S2,  S3  and  S11  se-
quences in the L’Escalier section (Fig. 3); and S2, S4 and S6
sequences in the La Route section (Fig. 4). Moreover, near the
top of these sections, the dolomite increase (samples V203 in
L’Escalier  and  M210  in  La  Route)  coincides  with  the  major
regression in the Kruja Platform at the end of the Early Maas-
trichtian time recorded in the S13 and S6 sequences, which in-
clude  essentially  upper  intertidal  to  supratidal  environments
(facies 7 and 8, Fig. 2). Finally, in the L’Escalier section, two
peaks in dolomite content (samples V2 and V3, Fig. 3) are as-
sociated  with  dolomite  facies,  such  as  brecciated  dolomites
(facies  9)  and  bioturbated  dolomite  (facies 5).  This  distribu-
tion  of  high  values  in  the  dolomite  content  in  both  sections
supports the sebkha-type dolomitization in a very shallow en-
vironment (Heba & Prichonnet 2006).

Conclusions

The study of the geochemical signatures together with sedi-

mentological data of shallow-water carbonates of Late Creta-
ceous  and  Paleocene  to  Middle  Eocene  age  from  the
L’Escalier (Kruje-Dajt massif) and La Route (Makareshi mas-
sif) sections, Kruja Platform (Albania), supports the following
conclusions:

1 – The  depleted  values  in  strontium  contents  (most  of

them,  from  200  to  400 ppm),  the  homogeneous 

δ

18

O  values

(between —2.90 ‰ and —3.56 ‰) in the two sections and the
significant covariation between 

δ

13

C and 

δ

18

O in the La Route

section  reflect  the  development  of  a  regional  meteoric  phase
and associated carbonate diagenesis. Consequently, the initial
marine chemical signal is modified during the diagenesis de-

background image

178

HEBA, PRICHONNET and EL ALBANI

veloped  near  subaerial-exposed  sedimentary  environments.
Petrographic analyses support these results;

2 – The geochemical patterns suggest a new exposure lev-

el  during  the  Late  Cretaceous  time,  at  the  CsB5/CsB6  bios-
tratigraphic  limit.  In  the  L’Escalier  section,  this  exposure
recorded by sample V178 is identified by the end of the low Sr
values and by the negative excursions of 

δ

13

C  and 

δ

18

O  val-

ues.  In  the  La  Route  section,  the  exposure  level  recorded  by
sample M109 is characterized by the low Sr values and by the
low 

δ

13

C and 

δ

18

O values, and the positive peak of normalized

REE values. This subaerial exposure, at the end of the regres-
sive phase of the S11 sequence (L’Escalier section) and the S1
sequence (La Route section), is comparable to that recognized
by the decrease of strontium isotope values of rudist shells in
the Island of Brač (Apulia domain). It could correspond to the
global

 

sea-level reported from the Boreal Realm, North Atlan-

tic and the southern Tethyan margin;

3 – The  high  Sr  content  in  samples  V204  (780 ppm)  and

V207  (1016 ppm)  in  Middle  Eocene  carbonates  (facies 11,
nummulites  and  discocyclines  limestones)  at  the  L’Escalier
section probably reflects a more distal part of the Kruja Plat-
form during this time, in a normal open marine environment;

4 – Elevated values for REE in both sections coincide with

maximum  water  depths  during  the  transgression  episode.
Anomalies in REE concentrations during regressive episodes
in sequences S4, S7 and S11 in the La Route section suggest
local  perturbations  possibly  linked  with  a  small  increase  in
clay content, but more data would be necessary to decipher the
exact origin of these changes;

5 – The  increase  in  dolomite  contents  (55—86 %)  corre-

sponds to the regressive episodes in genetic sequences and do-
lomitic  facies,  suggesting  a  sebkha-type  dolomitization  as
explained by the sedimentological analysis.

The geochemical characterization therefore appears to be a

useful approach to complete the general environment of plat-
form sedimentation in an emersion context. A comparison of
these results with data from equivalent platforms in the Apulia
domain would be of interest.

Acknowledgments: Funding was provided by the UQAM (to
the first author) and from the Agence Universitaire de la Fran-
cophonie  (AUF)  through  a  project  conducted  by  the  second
author. We thank Benoit Vincent for his criticism of a prelimi-
nary  draft  and  useful  suggestions.  We  would  like  to  thank
François Hamel for his help during calcimetry measurements,
Jennifer McKay and Bassam Ghaleb for assistance respective-
ly  with  stable  isotope  analysis  and  REE.  We  thank  Ross
Stevenson and Alain Meunier for their useful comments, and
Pierre-Simon  Ross  for  his  help  in  the  translation  of  an  early
draft.  We  also  thank  Corinne  Loisy,  Artan  Tashko  and  one
anonymous  reviewer  for  constructive  reviews  and  the  im-
provement of this paper.

References

Allan J.R. & Matthews R.K. 2006: Isotope signatures associated with

early meteoric diagenesis. Sedimentology 29, 797—817.

Bellanca A., Claps M., Erba E., Masseti D., Neri R., Premoli-Silva I.

&  Venezia  F.  1996:  Orbitally  induced  limestone/marlstone
rhythms  in  the  Albian-Cenomanian  Cismon  section  (Venetian
region, northern Italy): sedimentology, calcareous and siliceous
plankton  distribution,  elemental  and  isotope  geochemistry.
Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 126, 227—260.

Buonocunto  F.P.,  Sprovieri  M.,  Bellanca  A.,  D’Argenio  B.,  Ferreri

V., Neri R. & Ferruzza G. 2002: Cyclostratigraphy and high-fre-
quency  carbon  isotope  fluctuations  in  Upper  Cretaceous  shal-
low-water  carbonates,  Southen  Italy.  Sedimentology  49,
1321—1337.

Cross T.A. 1988: Controls on coal ditribution in transgressive-regres-

sive cycles, Upper Cretaceous, Western Interior, USA. In: Hast-
ing  B.  &  Kendall  C.  (Eds.):  Sea  level  change  an  integrated
approach. Soc. Econ. Paleontol. Mineral. Spec. Publ. 371—380.

Fleury  J.-J.  1980:  Les  zones  de  Gavrovo-Tripolitza  et  du  Pinde-

Olonos (Gr

č

ce continentale et Péloponn

č

se du Nord). Évolution

d’une plate-forme et d’un bassin dans leur cadre alpin (Th

č

se).

Soc. Géol. Nord. Publ. 4, 1—500.

Gjata T., Skela V., Ylli L., Kici V. & Nika E. 1968: Sur l’absence du

Paléoc

è

ne, de l’Yprésien et partiellement du Lutétien ainsi que

de  l’existence  du  Priabonien  carbonaté  dans  la  zone  de  Kruja.
Bull. U. Sh. T., Ser. Shk. Nat. 2, 39—46.

Gromet  L.P.,  Dymek  R.F.,  Haskin  L.A.  &  Korotev  R.L.  1984:  The

“North American shale composite”: Its compilation, major and
trace  element  characteristics.  Geochim.  Cosmochim.  Acta  48,
2469—2482.

Gušić I. & Jelaska V. 1990: Upper Cretaceous stratigraphy the Island

of Brač within the geodynamic evolution of the Adriatic carbon-
ate platform. Djela Jugoslavenske Akademije Znanosti i Umjet-
nosti, Razred prirodnih znanosti
 Knj. 69, 1—60.

Heba G. 1997: Faci

č

s, diagen

č

se et cycles sédimentaires des carbon-

ates  de  la  plate-forme  de  Kruja  (Albanie)  au  Crétacé  terminal.
DEA. Université de Lille 1, 1—50.

Heba G. & Prichonnet G. 2006: L’intervalle Crétacé terminal-Éoc

č

ne

de la marge passive d’Apulie en Albanie (Massifs  de Kruje-Dajt
et  de  Makareshi,  Zone  de  Kruja):  Faci

č

s,  organismes  et  cycles

sédimentaires  d’une  plate-forme  carbonatée.  Bull.  Soc.  Géol.
France
 177, 5, 249—266.

I.S.P.GJ.  &  I.GJ.N.  1983:  La  Géologie  de  l’Albanie.  Monographie

explicative  de  la  Carte  Géologique  de  l’Albanie  au  200000e.
Éditions Naim Frasheri, Tirana, 1—300.

James N.P. & Choquette P.W. 1990: Limestones-the meteoric diage-

netic environment. In: McIIreath I.A. & Morrow W. (Eds.): Di-
agenesis. Geosci. Canad., Reprint Ser. 4, 35—73.

Jarvis I., Murphy A.M. & Gale A.S. 2001: Geochemistry of pelagic

and  hemipelagic  carbonates:  criteria  for  identifying  systems
tracts and sea level change. J. Geol. Soc. London 158, 685—696.

Jarvis I., Mabrouk A., TJ Moody

 

R. & De Cabrera S. 2002: Late Cre-

taceous  (Campanian)  carbon  isotope  events,  sea-level  change
and correlation of the Tethyan and Boreal realms. Palaeogeogr.
Palaeoclimatol. Palaeoecol.
 188, 3—4, 215—248.

Jenkyns  H.C.  1995:  Carbon-isotope  stratigraphy  and  paleoceano-

graphic significance of the lower Cretaceous shallow-water car-
bonates  of  Resolution  Guyot,  Mid-Pacific  mountains.  Proc.
ODP Sci. Res.
 143, 99—104.

Joachimski  M.M.  1994:  Subaerial  exposure  and  deposition  of  shal-

lowing upward sequences: evidence from stable isotopes of Pur-
beckian  peritidal  carbonates  (basal  Cretaceous),  Swiss  and
French Jura Mountains. Sedimentology 41, 805—824.

Kump L.R. & Arthur M.A. 1999: Interpreting carbon isotope excur-

sions: carbonate and organic matter. Chem. Geol. 16, 181—198.

Landrein P., Loreau J.-P. & Fleury J.-J. 2001: Emersion généralisée

intra-maastrichtienne  de  la  plate-forme  de  Gavrovo-Tripolitza
(Gr

č

ce); effets sur les populations de foraminif

č

res Rhapydion-

ininae. Bull. Soc. Géol. France 172, 1, 85—98.

Marshall  J.D.  1992:  Climatic  and  oceanographic  isotopic  signals

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

è

 

background image

179

METEORIC DIAGENESIS OF CRETACEOUS—EOCENE SHALLOW-WATER CARBONATES (ALBANIA)

from  the  carbonate  rock  record  and  their  preservation.  Geol.
Mag.
 129, 143—160.

Masse J.P., El-Albani A. & Erlenkeuser H. 1999: Stratigraphie isoto-

pique (

δ

13

C) de l’Aptien inférieur de Provence (SE France): Ap-

plication  aux  corrélations  plate-forme/bassin.  Eclogae  Geol.
Helv.
 92, 259—263.

Mavrikas G. 1993: Évolution Crétacé-Éoc

č

ne d’une plate-forme car-

bonatée des Hellenides externes. La plate-forme des Ori-Valtou
(“Massif du Gavrovo”), zone de Gavrovo-Tripolitza, Gr

č

ce con-

tinentale (Th

č

se). Soc. Géol. Nord Publ. 20, 1—240.

Meço S. & Aliaj S. 2000: Geology of Albania. Gebrüder Borntrae-

ger, Berlin-Stuttgart, 1—246.

OGS GeoLabs 2003: Providing analytical and research services. In:

Geochemistry,  mineralogy,  reference  material  and  method  de-
velopment  (Brochure).  Ministry  of  Northern  Development  and
Mines in Sudbury
, Ontario, 4, 1—28.

Papa A. 1972: Conceptions nouvelles sur la structure des Albanides.

Présentation de la carte tectonique de l’Albanie au 1/500 000e.
Bull. Soc. Géol. France

 7, 12, 1096—1109.

Perez-Infante  J.,  Farrimond  P.  &  Furrer  M.  1996:  Global  and  local

controls  influencing  the  deposition  of  the  La  Luna  Formation
(Cenomanian-Campanian),  western  Venezuela.  Chem.  Geol.
130, 271—288.

Peza L. 1973: Mise 

ŕ

 jour d’un autre niveau stratigraphique dans la

zone de Kruja (la coupe continue de “Shkalla e Vajes”). Përm-
bledhje Studimesh
 4, 51—63.

Peza L. 1975: Quelques données sur la structure géologique du Mas-

sif de Makareshi. Përmbledhje Studimesh 5, 33—44.

Peza L. 1977: Une détermination plus approfondie de la stratigraphie

du Sénonien supérieur dans la coupe continue de “Droja” et de
“Shkalla e Vajes”. Përmbledhje Studimesh 3, 29—55.

Peza L. 1982: La formation de “Shkembi i Vajes” et ses caractéris-

tiques. Përmbledhje Studimesh 1, 67—86.

Purser  B.H.  1980:  Sédimentation  et  diagen

č

se  des  carbonates  néri-

tiques récents. Tome 1 et 2.  Éditions Technip, Paris, et I.F.P.,
1—366 and 1—389.

Robertson A. & Shallo M. 2000: Mesozoic-Tertiary tectonic evolu-

tion  of  Albania  in  its  regional  Eastern  Mediterranean  context.
Tectonophysics 316, 197—254.

Schlanger  S.O.  &  Jenkyns  H.C.  1976:  Cretaceous  anoxic  events:

causes and consequences. Geol. En Mijnb. 55, 179—184.

Sheu D.D. 1990: 

13

C and 

18

O compositions of carbonates from a cy-

clic  carbonate-evaporite  rock  sequence:  Evidence  for  meteoric
water input. Chem. Geol. 8, 157—162.

Steuber T. 2002: Plate tectonic control on the evolution of Cretaceous

platform-carbonate production. Geology 30, 3, 259—262.

Steuber  T.  &  Veizer  J.  2002:  Phanerozoic  record  of  plate  tectonic

control of seawater chemistry and carbonate sedimentation. Ge-
ology
 30, 12, 1123—1126.

Steuber T., Korbar T., Jelaska V. & Gušić I. 2005: Strontium-isotope

stratigraphy of Upper Cretaceous platform carbonates of the is-
land of Brač (Adriatic Sea, Croatia): implications for global cor-
relation  of  platform  evolution  and  biostratigraphy.  Cretaceous
Research

 26, 5, 741—756.

Vincent B., Emmanuel L., Loreau J.-P. & Thierry J. 1997: Caractéri-

sation  et  interprétation  de  cycles  géochimiques  sur  la  Plate-
forme  Bourguignonne  (France)  au  Bajocien-Bathonien.  C. R.
Acad. Sci.
 Paris  Sér. 2  Sci. Terre Plan

č

te 325, 783—789.

Vincent B., Emmanuel L. & Loreau J.-P. 2004: Signification du signal

isotopique  (

δ

18

O  and 

δ

13

C)  des  carbonates  néritiques  du  juras-

sique supérieur: implications chimiostratigraphiques (Oxfordien/
Kimmeridgien de l’Est du Bassin de Paris, France). C. R. Geo-
sciences 
336, 29—39.

Vincent  B.,  Rambeau  C.,  Emmanuel  L.  &  Loreau  J.-P.  2006:  Sedi-

mentology  and  trace  element  geochemistry  of  shallow-marine
carbonates:  an  approach  to  paleoenvironmental  analysis  along
the  Pagny-sur-Meuse  Section  (Upper  Jurassic,  France).  Facies
52, 69—84.

Walker  R.G.  &  James  N.P.  2000:  Facies  Models.  Response  to  sea

level change. Geol. Assoc. Canada, Love Printing Service Ltd.,
Stitsville
, Ontario, 1—409.

Weissert  H.,  Lini  A.,  Föllmi  K.B.  &  Kuhn  O.  1998:  Correlation  of

Early  Cretaceous  carbon  isotope  stratigraphy  and  platform
drowning events: A possible link? Palaeogeogr. Palaeoclimatol.
Palaeoecol.
 137, 189—203.

Wiggins W.D. 1986: Geochemical signatures in carbonate matrix and

their relation to deposition and diagenesis, Pennsylvanian Marble
Falls limestone, central Texas. J. Sed. Petrology 56, 771—783.

è

 

è

 

è

 

à

 

è

 

è