background image

www.geologicacarpathica.sk

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

, FEBRUARY 2013, 64, 1, 39—62                                                        doi: 10.2478/geoca-2013-0003

Introduction

In spite of numerous previous works devoted to the terminal
Triassic sedimentary and biotic evolution, precise dating and
event  successions  during  the  Rhaetian  transgression  have  re-
mained  little  known  since  the  establishment  of  the  “Avicula
contorta Schichten” by Winkler (1859). We selected the Kar-
dolína  section  situated  on  a  steep  western  slope  of  the  Mt
Pálenica (NNE of the Tatranská Kotlina village) in the Belian-
ske Tatry Mts (GPS coordinate 49°14

’997”N: 20°18’894”E,

Figs. 1 and 2) as the most continuous section of the Rhaetian
Fatra  Formation  in  the  former  Zliechov  Basin  (Fatric  Unit),
the  upper  part  of  which  has  been  studied  by  Michalík  et  al.
(2007).  The  sedimentary  record  was  analysed  by  sedimento-
logical, biostratigraphical, geochemical and magnetic suscep-

Paleoenvironments during the Rhaetian transgression and

the colonization history of marine biota in the Fatric Unit

(Western Carpathians)

JOZEF MICHALÍK

1

, OTÍLIA LINTNEROVÁ

2

, PATRYCJA WÓJCIK-TABOL

3

,

ANDRZEJ GAŹDZICKI

4

, JACEK GRABOWSKI

5

, MARIÁN GOLEJ

1

, VLADIMÍR ŠIMO

1

 and

BARBARA ZAHRADNÍKOVÁ

6

1

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, P.O.Box 106, 840 05 Bratislava, Slovak Republic;

geolmich@savba.sk;  geolmgol@savba.sk;  geolsimo@savba.sk

2

Department of Geology and Mineral Deposits, Faculty of Natural Sciences, Comenius University, Mlynská dolina G1, 842 15 Bratislava,

Slovak Republic;  lintnerova@fns.uniba.sk

3

Department of Geological Sciences, Jagiellonian University, Oleandry Str. 2a (room 109), 30-063 Kraków, Poland

4

Institute of Paleobiology, Polish Academy of Sciences, Twarda 51/55, 00-818 Warszawa, Poland;  gazdzick@twarda.pan.pl

5

Polish Geological Institute, National Research Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Poland;  jacek.grabowski@pgi.gov.pl

6

Slovak National Museum, Natural Science Museum, Vajanského nábrežie 2, P.O.Box 13, 810 06 Bratislava, Slovak Republic;

barbara.zahradnikova@snm.sk

(Manuscript received May 23, 2012; accepted in revised form September 18, 2012)

Abstract: Terminal Triassic environmental changes are characterized by an integrated study of lithology, litho- and
cyclostratigraphy, paleontology, mineralogy, geochemistry and rock magnetism in the Tatra Mts. The Carpathian Keuper
sequence  was  deposited  in  an  arid  environment  with  only  seasonal  rivers,  temporal  lakes  and  swamps  with  scarce
vegetation. Combination of a wide range of 

18

O values (—0.7 to + 2.7) with negative 

13

C values documents dolomite

precipitation either from brackish or hypersaline lake water, or its derivation from pore water comparably to the Recent
Coorong B-dolostone. Negative 

13

C values indicate microbial C productivity. Rhaetian transgressive deposits with

restricted Rhaetavicula fauna accumulated in nearshore swamps and lagoons. Associations of foraminifers, bivalves
and sharks in the Zliechov Basin were controlled by physical factors. Bivalve mollusc biostromes were repetitively
destroyed by storms, and temporary firm bottoms were colonized by oysters and burrowers. Subsequent black shale
deposition recorded input of eolian dust. Bottom colonization by pachyodont bivalves, brachiopod and corals started
much later, during highstand conditions. Facies evolution also revealed by geochemical data, C and O isotope curves
reflect eustatic and climatic changes and help reconstruct the evolution of Rhaetian marine carbonate ramp. The Fatra
Formation consists of 100 kyr eccentricity and 40 kyr obliquity cycles; much finer rhythmicity may record monsoon-
like  climatic  fluctuations.  Fluvial  and  eolian  events  were  indicated  by  analysis  of  grain  size  and  content  of  clastic
quartz, concentrations of foraminiferal (Agathammina) tests in thin laminae indicates marine ingression events. Mag-
netic susceptibility (MS) variations reflect the distribution of authigenic and detrital constituents in the sequence. In-
creasing trend of MS correlates with the regressive Carpathian Keuper sequence and culminates within the bottom part
of the Fatra Formation. Decreasing trend of MS is observed upwards the transgressive deposits of the Fatra Formation.

Key words: uppermost Triassic, Western Tethys, Slovakia, sedimentology, sequence stratigraphy, geochemistry, marine
fauna.

tibility  methods.  Detailed  study  of  cyclostratigraphy  enabled
us to assess periodicity estimate, duration of sedimentary cy-
cles,  and  climate  proxies.  Preservation  of  primary  magnetic
record  is  promising  for  future  detailed  study  of  magneto-
stratigraphy.

Geological setting

Terrigenous  Carpathian  Keuper  was  deposited  during  the

Carnian and Norian on extensive lowlands adjacent to North
Tethyan  shelves.  Limanowski  (1903)  interpreted  its  environ-
ment  as  a  continental  domain.  Turnau-Morawska  (1953)  re-
garded variegated shales, sandstones and dolostones as marine

background image

40

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 2. Rocky outcrop above the Kardolína gamekeeper’s cottage on
the western slope of Mt Pálenica. Right corner: contact of the Car-
pathian Keuper with the Fatra Formation.

sediments with fluvial intercalations. Borza (1959) postulated
a  primary  character  of  Keuper  dolostones.  Gaździcki  et  al.
(1979)  recognized  three  informal  members  in  the  sequence:
the  basal  member  with  clastic  intercalations,  the  middle  one

Fig. 1.  Location  of  the  Kardolína  section  on  the  slope  of  Mt  Len-
dacká Pálenica near Tatranská Kotlina in the Belianske Tatry Mts.

with prevalence of variegated claystones and the upper mem-
ber,  that  consists  of  claystone/dolostone  alternation.  They
stressed the terrigenous nature of the palynoflora in the clay-
stones  (Gliscopollis/Classopollis  assemblage),  whereas  the
dolostone  intercalations  yielded  more  diversified  associa-
tions of pollen, spores and marine acritarchs. Al-Juboury &
Ďurovič  (1992,  1996)  supposed  hypersaline  conditions  of
the Keuper dolomite formation. Rychliński (2008) and Jaglarz
(2010)  distinguished  several  depositional  environments:
mudflats,  fluvial,  sabkha,  and  flat  marine,  evolving  under
fluctuating wet – semi-arid and arid climate.

During  the  latest  Triassic,  dry  emerged  plains  were  inun-

dated by shallow sea flooding the opening tensional depres-
sions  (Michalík  1993).  Transgression  was  not  a  short  and
uniform event. Instead, sea reached different parts of the area
in  several  pulses  (Gaździcki  &  Iwanow  1983).  Bioclastic,
shelly,  and  oolitic  limestones,  marlstones,  dolostones  and
marls were laid down in salt marshes, littoral banks, carbon-
ate  ramps,  up  to  deeper  neritic  slope  of  the  almost  300 km
long and 100 km wide tensional semi-closed shallow marine
basin  (the  Fatric  Zone  of  the  central  Western  Carpathians;
Michalík  1977;  Michalík  et  al.  2007).  The  carbonate  ramp
faced a deeper, dysoxic basin.

The new biotope created by the Rhaetian marine transgres-

sion  was  colonized  by  pioneer  organisms  (foraminifers,  bi-
valves  and  fish).  The  Kardolína  section  is  more  suitable  for
detailed study of this process than other less complete sections
in the Fatric Unit (Michalík 1977, 1979, 1982; Michalík et al.
2007).  Benthic  associations  were  dominated  by  bivalves
Placunopsis  alpina  (Winkler)  and  Rhaetavicula  contorta
(Portlock), gastropods, and foraminifers Agathammina austro-
alpina
  Kristan-Tollmann  &  Tollmann  (Michalík  &  Jendrejá-
ková  1978;  Michalík  1978a).  Upper  Triassic  bivalve  faunas
have been studied by Allasinaz (1972), Kollárová-Andrusovová
&  Kochanová  (1973),  Hallam  (1981),  Golebiowski  (1991),
Ivimey-Cook  et  al.  (1999)  and  Hautmann  (2001).  Fish  re-
mains  (single  shark  and  actinopterygian  teeth  and  scales)
were  reported  by  Gaździcki  (1974),  Duffin  &  Gaździcki
(1977),  Michalík  (1977,  1979),  and  by  Gaździcki  et  al.
(1979). More mature communities were represented by bra-
chiopods Rhaetina gregaria (Suess), Zugmayerella uncinata
(Schafhäutl), Austrirhynchia cornigera (Suess) – (Michalík
1975, 1978b, 1980); foraminifers Aulotortus friedli (Kristan-
Tollmann), Glomospirella pokornyi (Salaj), Triasina hantkeni
Majzon  –  (Gaździcki  1983);  and/or  by  corals  Retiophyllia
paraclathrata  
Roniewicz,  Rhaetiastraea  tatrica  Roniewicz,
etc. – (Roniewicz & Michalík 1998); sponges, algae and hy-
drozoans inhabiting the carbonate ramp. However, evolution
of  any  true  reef  bio-constructions  was  prevented  by  storms
and  sea-level  fluctuations  (Michalík  1980,  1982).  The  pa-
lynofacies characterized by Ricciisporites tuberculatus Lund-
blad was dominated by terrestrial components and by a high
amount of phytoclasts. Its marine fraction dominated by the
dinoflagellate cyst Rhaetogonyaulax rhaetica Sarjeant points
to a very shallow marine depositional environment (Götz in
Michalík et al. 2007). Microflora from the upper part of the
Fatra Formation resembles associations of the Ricciisporites
tuberculatus  
Zone  of  the  Polish  zonation  and  of  the  Ricci-
isporites—Polydiisporites
  Zone  of  the  SE  North  Sea  Basin,

background image

41

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

both  indicating  middle  to  late  Rhaetian  age  (Ruckwied  &
Götz 2009).

Material and methods

In  the  well  exposed,  122 m  thick  Kardolína  section,  we

concentrated on its lower part (69 m, Fig. 3), where 42 dolo-
stone and 103 limestone layers were distinguished and num-
bered. Basal beds of the Fatra Formation were designated as
the “zero interval” (however, later, it was proved that the up-
permost layers of the Carpathian Keuper bear signs of marine
origin  and  the  Bed —5  consists  of  first  limestone  biomicrite).
Samples  were  taken  by  the  bed  by  bed  method,  but  thicker
layers were sampled more densely. The Carpathian Keuper se-
quence  was  numbered  downwards,  thus  in  opposite  order  to
the Fatra Formation, but with a “minus” mark.

From each sample, a thin section has been made for micro-

scopic  study.  Allochem  contents  were  evaluated  from  per-
centages obtained under an optical microscope both with use
of  estimation  tables  (Bacelle  &  Bosellini  1965;  Schäfer
1969;  Soudant  1972;  Michalík  et  al.  2007),  and  of  the
NICON  NIS-Elements  BR  System  for  screen  analysis.  Mi-
crite, sparite, bioclast and lithic clast contents, as well as the
average size of clastic quartz grains were measured (Fig. 4).

Micrite and sparite were compared as antagonistic elements
(as the Reijmer 1968) in Fig. 5.

Total  abundance  of  major  oxides,  several  trace  elements,

and REE were analysed in the ACME Analytical Laborato-
ries,  Ltd  in  Vancouver,  Canada,  in  12  samples.  REE  were
normalized  to  the  Post-Archaean  Australian  Shale = PAAS
(Taylor & McLennan 1985). The Eu/Eu* ratios (Eu anomaly
values)  were  calculated  using  Eu

PAAS

/Sm

PAAS

Gd

PAAS

)

0.5

ratio. The inter-elemental relationship has been evaluated us-
ing the Pearson’s Correlation Factor.

The total organic carbon content (TOC) and total inorganic

carbon  content  (TIC)  was  measured  on  C-MAT  5500
Ströhlein device in the laboratory of the Geological Institute
of the Slovak Academy of Sciences in Banská Bystrica. TIC
content was re-calculated on the content of CaCO

in 35 se-

lected samples.

O and C isotope ratios were analysed in 65 samples in CO

2

after the standard dissolution of samples in 100% phosphoric
acid on the Finigan MAT-2 Mass Spectrometer in the labora-
tories of both the Czech Geological Institute in Prague and the
Institute  of  Paleobiology  of  the  Polish  Academy  of  Sciences
in  Warsaw.  The  results  are  presented  in standard  delta  nota-
tion ( ) in permil (‰) relative to the Vienna International Iso-
topic Standard (VPDB) with 0.01‰ accuracy.

The carbon isotope ratio of C

org 

was analysed after carbon-

ate dissolution in 8 samples enriched to TOC. The 

13

C mea-

surements  were  performed  in  the  Czech  Geological  Survey
Laboratory  in  Prague  by  flash  combustion  in  a  Fisons  1108
Elemental Analyzer coupled with Mat 251 Isotope Ratio Mass
Spectrometer  in  a  continuous  flow  regime.  The  sample  size
was adjusted to contain a sufficient amount of C

org

 to obtain

external reproducibility of 0.15 ‰ for 

13

C

org

 for all types of

samples  with  NBS22  as  the  reference  material.  Isotope  data
are reported in the usual delta ( ) notation relative to VPDB.

Foraminiferal tests were studied in thin sections by optical

microscope. Bivalve molluscs were prepared mechanically by
vibro-tool, they were coated with ammonium chloride prior to
photographying.  Shark  teeth  were  collected  mainly  from  the
upper part of Beds 2.2 and 2.3, single fish teeth and vertebrae
from insoluble residue after dissolving samples 2.3, 3.4, 13/14
and  14  in  diluted  acetic  acid.  Descriptive  terminology  of
Chondrichthyes  is  based  on  Cappetta  (1987)  and  fish  termi-
nology is based on Swift & Martill (1999). The shark and fish
teeth are housed in the Natural Science Museum in Bratislava.
Tooth photographs were taken by JSM-6390 (JEOL) scanning
electron microscope in the Banská Bystrica Department of the
SAS Geological Institute and in the State Geological Institute
of Dionýz Štúr in Bratislava.

Magnetic  susceptibility  (MS)  and  rock  magnetic  studies

were performed in the Paleomagnetic Laboratory of the Polish
Geological  Institute—National  Research  Institute  in  Warsaw.
MS was measured in 143 samples using KLY-2 kappabridge
(AGICO  Brno,  frequency  0.92 kHz),  and  normalized  for
mass.  Rock  magnetic  experiments  on  pilot  collection  of  22
specimens  included  measurements  of  MS  in  low  (0.47 kHz)
and  high  (4.7 kHz)  frequency  using  a  Bartington  MS2  sus-
ceptibility meter (to evaluate the contribution of  the very fine
magnetic  fraction  close  to  superparamagnetic  state),  isother-
mal remanent magnetization (IRM) applied in the field of IT,

Fig. 3. Lower part of the Fatra Formation in the Kardolína section
formed by the “tempestite cycle” (Beds 3 to 10). Right lower cor-
ner: the Bed 4 with loadcasts on the base.

background image

42

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 4. Quartz grain size (left column, average size denoted by thick  line) and percentage content of quartz grains (right column). Each
point was obtained by averaging of 200 measurements in a particular thin section with the use of the NIS system. Right column: Magnetic
susceptibility of the Kardolína section sequence and interpretation of sedimentary environment. Lithological signs same as in Fig. 5.

background image

43

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 5. Lithological composition of the uppermost three cycles of the Carpathian Keuper and the lowermost seven cycles of the Fatra Forma-
tion in the Kardolína section. Left: Lithological log shows numbering of beds in negative numbers down from the Fatra Formation base in the
Carpathian Keuper, but in positive numbers upwards in the Fatra Formation proper. Micrite content (in percent) increases to the left from the
zero axis, antagonistic sparite representation increases to the right. Bioclasts content indicated by asterisks: their content is positively related to
sparite in the lower part of the sequence, but inversely in the upper part, indicating autochthonous occurrence of benthic organisms.

background image

44

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

and  then  antiparallel  in  the  100 mT  field,  by  means  of
MMPM1  pulse  magnetizer.  S-ratio,  calculated  as  a  ratio  of
IRM intensities applied in both fields was indicative for rela-
tive proportions of low and high coercivity minerals.

Results

Lithology and fossils

The Carpathian Keuper

Two  of  the  three  informal  members  recognized  by

Michalík (1977) in the Carpathian Keuper sequence, namely
the  “lower  clastics”  and  the  “main  claystone”  are  covered
below  the  scree  (Rychliński  2008).  The  thirty  meters  thick
sequence of mixed terrigenous, lacustrine, fluvial and eolian
variegated greenish and violet-red dolomitic claystones with
occasional intercalations of pale greenish-grey clayey dolos-
tone, exposed in the Kardolína section, represents the upper-
most  part  of  the  Carpathian  Keuper  (“upper  dolomite
member” of Michalík, l.c.). Bedding planes of rusty weather-
ing  pale  greenish-grey  dolomicrite  layers  (20  to  130 cm
thick) sometimes bear ripple marks. Interbeds of yellow-, vio-
let-,  or  dark  grey  claystone  may  attain  thickness  of  20  to
160 cm, but sometimes they are only few centimeters thick.

 “Unit I” is typical of thinning- and fining upwards ar-

chitecture (65 to 20 cm). Grey biomicrite with raised CaCO

3

content  (Beds —43  to  —41)  contains  dispersed  quartz  grains
(0.005 to 0.2 mm in diameter; Fig. 4) and numerous ostracod
tests (3 to 10 %; Fig. 5). Higher up (in Beds —40 to —38) the
dolomicrosparite  content  increases  (to  9 %),  and  fragments
of  plants  become  abundant.  Dolostone  layers  are  followed
by a 330 cm thick brown claystone interval.

 Dolomicrite layers (14 to 65 cm thick) of the “unit II”

of lumpy texture contain dispersed tiny dolomite crystal nu-
clei  becoming  abundant  upwards,  where  dolomicrosparite
and  even  dolosparite  prevails.  Claystone  interbeds  are  2  to
60 cm thick. Grey claystone lense in basal part (interbed be-
tween  Beds —35  and  —34)  contains  rich  and  relatively  large
carbonized fragments of plants.

 “Unit III” forms an eminent rock step of thick (20 to

130 cm)  dolostone  layers.  Dolomicrosparite  on  the  base
(Bed —23) contains small plant fragments. Dolomicrite beds
(Beds —22 to —16) are of lumpy structure, with an admixture of
eolian  quartz  silt  (0.02 mm),  larger  quartz  grains  (0.04  to
0.05 mm)  are  rare,  tiny  plant  fragments  occur  occasionally.
Dolomicrosparite beds (Beds —15 to —11) contain sparry crys-
tallites, dolomicrite occurs in irregular nests and lumps. Lumps,
pellets, phytoclasts and tiny shell fragments occur in dolomi-
crite in the upper part (Beds —10 to —6). Biodetritus (ostracods,
foraminifers, bivalve shell fragments, fish teeth and scales) be-
come frequent in the uppermost layers (Beds —7 and —6).

The Fatra Formation

The  Fatra  Formation  attains  a  thickness  of  96  m  here,  in

contrast  to  other  places  where  it  does  not  exceed  25  to  53
meters. Michalík (1978), Michalík et al. (1979), Gaździcki et

al. (1979) divided the sequence into two biostromal members,
separated from each other by a “barren interval”, from the un-
derlying  Carpathian  Keuper  by  “basal  beds”,  and  from  the
overlying  Kopieniec  Formation  by  “transitional  beds”.  How-
ever, detailed study of the Kardolína section shows that the ar-
chitecture of the Fatra Formation is much more complex.

  Transgressional  “unit IV”  (Figs. 4—5):  Each  of  five

palustrine  (shallowing  upwards)  cycles  (Beds —5  to  2.3;
Fig. 5) starts with grey dolostone or even with dark organo-
detrital  limestone  and  intercalation  of  dark  brown  to  black-
grey shale. The sequence was reduced by condensation and
resedimentation  (pale  dolostone  clasts  dispersed  in  clayey
matrix, dark crusts, erosion on bed surfaces).

Dark  to  black-grey  argillites  (70—120 cm  thick)  contain

small  pieces  of  carbonized  wood,  ooids,  bone  fragments,
shark teeth, linguloid brachiopods, bivalves and black inter-
layers  of  laminated  bituminous  argillitic  lime  dolostone.
Wavy  (flaser)  and  parallel  lamination  appears  in  dolostone
intercalations  in  the  middle  of  black  shales.  Black  ferrugi-
nous/phosphate crusts enriched by dispersed tiny rock clasts,
fish  teeth  and  bone  fragments  occur  on  upper  bedding
planes.

Fine clastic laminae in Beds —4, —3 and in the “zero beds”

(0.1 to 0.8) contain numerous foraminiferal tests (Agatham-
mina  austroalpina  
Kristan-Tollmann  &  Tollmann;  Figs. 4
and 6a—b; 15 to 60 in one thin section), indicating deposition
in a low-energy environment, most likely on tidal flats.

U-shaped  spreiten-burrows  (with  diameter  of  35  to

40 mm)  of  Rhizocorallium  jenense  Zenker,  parallel  or  ob-
lique  to  bedding  plane  occur  on  the  base  of  the  dark  marl-
stones  of  Bed 0.2  (Fig. 6c).  Their  limbs  are  more-or-less
parallel.  The  tube  ornamented  by  scratchy  bioglyphes  is
5 mm wide, its length is greater than 150 mm. Spreite lamel-
lae of coarser sediment with rounded litho- and bioclasts (1 to
2 mm) usually attain diameters of > 1 : 5 .

The oldest bivalve molluscs (Modiolus minutus Lamarck)

appear in the Bed —3.2. Higher levels of the “zero beds” (0.3
and  0.4)  contain  more  diverse  bivalve  fauna:  Bakevellia
praecursor  
(Quenstedt),  Isocyprina  ewaldi  (Bornemann),
Modiolus minutusNeoschizodus? sp., Pleuromya? sp.

The  yellowish  weathering  fine-organodetrital  limestone

layer (Bed 1) contains a lot of broken shells correlatable with
water  turbulence,  rather  than  with  micrite  content.  Clastic
quartz  grains  are  rare  and  rather  small,  bearing  signs  of
wind-  not  of  riverine  transport.  Biodetrital  limestone  is  fol-
lowed  by  brown  claystone  intercalated  by  dolostone  layers
with  bone-bed  type  surfaces.  Condensation  occurs  near  the
top  of  individual  layers,  sometimes  connected  with  enrich-
ment  of  phosphatic  matter,  fine  breccia  and  teeth  and  bone
fragments (“bonebeds” 2.1 and 2.2; Fig. 7).

A  shark  tooth  of  Hybodus  minor  Agassiz  and  another  23

teeth  belonging  to  Lissodus  minimus  Agassiz  were  collected
in Beds 0.4 and 2.1. The symmetrical tooth of the first species
is  1.5 mm  high.  High,  upright  central  cusp  flanked  by  up  to
four pairs of lateral cusplets with fairly wide base is lingually
inclined in lateral view. Fairly coarse vertical ridges descend
cusps from apices, occasionally bifurcate basally. Lateral cut-
ting edges of cusps are sharp. Shallow root lingually projects
in  so-called  “lingual  torus”,  roughly  semicircular  in  basal

background image

45

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 6.  a  –  Foraminifer  Agathammina   microfacies  (the  best  preserved  specimens  are  arrowed),  Kardolína  section,  Fatra  Formation  base
(Bed 0.3). b – Agathammina austroalpina Kristan-Tollmann & Tollmann, 1964, layer 0.4. c – Rhizocorallium jenense, Bed 0.2. d – spreite
lamellae bordered with U-tube. –scratches inside the U-tube.

view  and  perforated  by  numerous  vascular  foramina.  Labial
face attains less than one-fifth of total tooth height.

Teeth of Lissodus minimus are up to 4 mm long. Low crown

with stubby central cusp is flanked by up to five pairs of very
low lateral cusplets and ornamented by series of often bifurcat-
ing  vertical  ridges  descending  from  cusp  apices  on  labial  and
lingual faces. Longitudinal ridge surrounds tooth along surface

of  crown  shoulder.  Lateral  margins  of  crown  extend  well  be-
yond  crown/root  junction.  Distinctive  peg-like  expansion  of
central cusp is situated low down on labial side. Pressure scar
resulting from tooth to tooth contact in the jaw often developed
in corresponding position on lingual side of central cusp. Root
is of approximately same height as crown and projects slightly
lingually from crown undersurface. Its upper face on labial side

background image

46

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 7. Shark and fish teeth and vertebrae from bonebeds in transitional cycles of the Fatra Formation in the Kardolína section. A – Hybodus
minor
 Agassiz, 1837; B – molariform tooth of Sargodon tomicus Plieninger, 1847; C – fish vertebra; D – Lissodus minimus Agassiz, 1839;
E – fish vertebra; F1, 2 – incisiform tooth of Sargodon tomicus Plieninger, 1847; G – vertebral spine?; H, I – Severnichthys acuminatus
(Agassiz, 1835), H – tooth of “Saurichthys longidens” type; I – tooth of “Birgeria acuminata” type.

Fig. 8. Rhaetian bivalves from basal part of the Fatra Formation, Kardolína section. White scale bars = 1 cm.  A, B – Placunopsis?  alpina
(Winkler, 1859). Two left valves with xenomorphic sculpture. Specimen on the left side was originally attached to the closed ventral margin of
another, probably “pectinid” species, Bed 8; B – Left valve (coll. 5.1/94), Bed 5.1v; C – Bakevellia praecursor (Quenstedt, 1856). Internal
mould of right valve, Bed 2.3; D, G – Rhaetavicula contorta (Portlock, 1843), D – right valve, G – left valve, Bed 2.3; E – Palaeocardita
austriaca 
(von Hauer, 1853), right valve, Bed 8; F – Gervillaria inflata (Schafhäutl, 1851), right valve, Bed 5.1 (coll. 5.1/72); H – Elegan-
tinia emmrichi 
(Winkler, 1859), right valve, Bed 5.1 (coll. No. 5.1/61); I, J – Entolium (Entolium) aff. lunare (Roemer, 1839), I – External
mould of the dorsal part of right valve. Byssal notch is developed below the anterior auricle, J – left valve, 10; K – Propeamussium (Par-
vamussium
) schafhaeutli (Winkler, 1859), left valve. Impressions of internal radial ribs are visible in the central part of the discus, Bed 10;

Continued on the next page

background image

47

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

L – Plicatula archiaci (Stoppani, 1861), left valve, Bed 5.1v (coll. 5.1/94); M – “Permophorus” elongatus (Moore, 1861). Internal mould of
the left valve, Bed 5.1v; N – Atreta intusstriata”. Right valve cemented on the surface in the umbonal part of the Propeamussium (Parva-
mussium
) schafhaeutli (Winkler, 1859), left valve, Bed 10; O – Nuculana (Nuculana) deffneri (Oppel, 1856), left valve, Bed 5.1 (coll. 5.1/3);
P – Botulopis faba (Winkler, 1859), right valve, Bed 5.1.

Continued from the previous page

background image

48

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

is very shallow, bearing a longitudinal row of tiny vascular fo-
ramina. Labial face of root is concave, containing much larger,
randomly distributed foramina in its lower portion.

Fish  are  represented  by  four  molariform  and  incisiform

teeth  of  Sargodon  tomicus  Plieninger  (Fig. 7)  and  conical
teeth  of  Severnichthys  acuminatus  (Agassiz),  a  “primitive”
basal actinopterygians. Two tooth types are recognized within
the latter species, each of which has previously been assigned
to a separate taxon: “Birgeria acuminatus” type (4 teeth) and
Saurichthys longidens” type (2 teeth).

  Tempestite  “unit  V”.  This  four  and  half  meters  thick

limestone  sequence  (Beds 3—7)  consists  of  bedded  (10—
30 cm)  grey  biomicrites  to  calcarenites  with  wavy  bedding
planes.  They  contain  frequent  mollusc  and  brachiopod
shells, sometimes with distorted geopetal fillings. Loadcasts
and  erosional  marks  on  the  layer  bases,  and  gradation  of
clasts occur frequently, indicating origin in distal tempestite
lobes  laid  on  a  soft  marly  bottom.  Intensive  storm  activity
seems to be a typical feature of the environment during sedi-
mentation of this cycle.

Between  loadcasts,  deformed  tubular  bodies  with  typical

Y-shaped structure and ramification attributable to Thalassi-
noides
 sp. occur. These traces were produced by crustaceans
(Bromley 1996) indicating omission surfaces due to sudden
erosive events (Mikuláš 2006).

Foraminiferal diversity increases upwards (Aulotortus friedli,

Aulotortus,  Frondicularia,  Planinvoluta,  Ophthalmidium,
Nodosaria).  They  are  accompanied  by  other  marine  organ-
isms  (Aciculella,  Theelia,  solenoporaceans,  ostracods).  The
first brachiopods appear in Bed 5.4.

The  preservation  of  originally  aragonite  shells  (recrystal-

lized or as internal or composite moulds) of four bivalve as-
sociations recognized within this cycle proves that the fossil
record was not depleted and it represents the original compo-
sition.

a. The Rhaetavicula contorta association (Bed 2.3; Figs. 8,

9,  11c)  characterized  by  dominance  of  epifaunal  byssate-
(46 %), semi-infaunal byssate- (30 %) and cementing bivalve
types  (18 %)  is  composed  of  suspension  feeders.  Pectenids
like Propeamussium  (Parvamussium)  schafhaeutli  (Stur)  and
Chlamys mayeri (Winkler) were present among these first bi-
valve colonizers. Right valves of Rhaetavicula contorta (Port-
lock) occur rarely (Fig. 8; similarly to statements of Pflücker
& Rico 1868; Cox 1961; Ivimey-Cook et al. 1999). Relatively
small shell size and lack of infaunal molluscs points to nutri-
ent-poor  and  dysoxic  substrate,  their  preservation  (left  and
right valves together, no fragmentation but post-mortem disar-
ticulation  only)  indicates  low  water  energy  above  a  soft  but
stable  substrate.  A  possible  epifaunal  character  of  these  ani-
mals attached to sea plants can be considered, too.

The mixed Rhaetavicula contorta and Placunopsis alpina

association (Bed 4; Fig. 8; 34 % of byssate epifauna, 25 % of
byssate  semi-infauna)  reflects  diversification  within  a  quiet,
nutrient poor environment on a firm and stable substrate in a
carbonate  regime.  Increase  of  cementing  bivalves  (“Pla-
cunopsis
  alpina:  up  to  30 %)  could  have  been  associated
with a firmer substrate (abundant bioclasts, shell fragments).

b. The  tempestite  coquina  of  5.1 Bed  contains  accumula-

tions of large dissarticulated convex down (both right and left)

Gervillaria inflata (Schafhäutl) and “Permophorus elongates
(Moore) valves with soft body imprints (Figs. 8—10, 11b). The
association is composed of byssate semi-infauna (50 %), shal-
low  infauna,  mobile-  (34 %),  or  byssate  epifauna  (14 %),
which, with the exception of one detritus eater (Nuculana sp.),
were suspension feeders. This fact indicates a firm and stable
substrate in a high energy environment, supplied with food in
suspension.  Despite  reworking  and  mixing,  right  and  left
valve  ratio  does  not  indicate  any  significant  sorting  (Fig. 9).
Shell accumulation of the “Corbula alpina association domi-
nated by shallow infaunal suspension feeders (93 %) occur at
the  base  of  Bed 7b  (Figs. 9,  10).  The  composition  of  this
storm  shell  accumulation  is  identical  to  that  of  soft-bottom
bivalve  association  of  the  underlying  marlstone.  Lack  of
epifauna  could  be  associated  with  the  scarcity  of  attachment
opportunities. On the upper bedding plane of this bed, clusters
of  Rhaetavicula  contorta,  rarely  of  Modiolus  minutus  occur.
Shallow  infaunal  suspension  feeders  are  dominant  (96 %)  in
the association from the Bed 9.3 (Fig. 11). This 1.5 cm thick
accumulation  resembles  that  of  the  Bed 7b.  However,  while
the former association occurs on the tempestite base, the latter
one is situated in the upper part of the bed as a result of ero-
sion  of  fine  mud  by  bottom  currents.  Convex-up  and  down
and  also  articulated  shells  occur.  The  underlying  marlstone
contains the same species composition which indicates condi-
tions similar to Bed 7b.

c. Sorting due to storm activity formed temporary firm sub-

strate  for  cementing  larvae  of  “Placunopsis  alpina,  of  large
Plicatula sp. and of attached Atreta intusstriata forming shell
accumulation (Figs. 8—11a). Epifaunal cementing bivalves are
dominant  (65 %)  in  this  association  (Beds 5.1v,  and  8b;
Fig. 9), followed by epifaunal byssate (30 %) and semi-infau-
nal byssate bivalves (10 %). In spite of some redeposition, bi-
valve  composition  indicates  a  firm  and  stable  substrate.  The
Placunopsis alpina shells are exclusively left upper valves.
While Triassic “Placunopsis” shells cemented to the substrate
(Seilacher  1954;  Hölder  1990;  Hautmann  2001),  Jurassic
forms attributed to different taxa were byssus-attached (Todd
& Palmer 2002). Secondary texture patterns (Fig. 8a,b) devel-
oped on left valves copying the surface of the substrate of their
right  valves.  However,  the  texture  resembles  radially  ribbed
bivalves, which are not common in the association (although
Paleocardita austriaca could be one possible candidate).

d.  The  Propeamussium  (Parvamussium)  schafhaeutli  and

Entolium  sp.  association  (Bed 10;  Fig. 9)  is  dominated
(42 %) by epifaunal byssate pectinid bivalves (Entolium sp.
and  Chlamys  mayeri).  Epifaunal  free-lying/vagile  morpho-
type  is  represented  by  radially  ornamented  left  valves  of
Propeamussium  (Parvamussium)  schafhaeutli  (32 %)  only.
No  right  (smooth  and  thin-shelled)  valves  were  found,  al-
though both equally smooth and thin valves of Entolium sp.
are common. Microstructure of both species shows aragonite
shell mineralogy. Long exposure before their burial could be
indicated by common cementing of Atreta richthofeni on both
outer  and  inner  surfaces.  Hence,  less  resistant  right  valves
were broken and dissolved. The association lived on a stable
detrital  substrate  with  medium  water  energy  near  the  maxi-
mum storm wave base. Protected shelters under empty bivalve
shells were often inhabited by ostracod populations (Fig. 12).

background image

49

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 9. Histograms showing percentual representation of species in bivalve assemblages from individual beds in basal part of the Fatra For-
mation, Kardolína section.

background image

50

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

 “Unit VI” – eolianites. Thick limestone layers (Beds 8

and 9) form the base of the sixth, 12 m thick unit. It is formed
by dark brown aleuritic marl with intercalations of dark grey
fine  detrital  argillaceous  limestone  (fining  and  thinning  up-
wards  cycle).  Abundant  quartz  grains  attaining  diameters  of
0.02 to 0.03 mm indicate eolian transport. Burrows of infaunal
organisms occur in the uppermost parts of the layers.

Fig. 10. Rhaetian bivalves from basal part of the Fatra Formation, Kardolína section. White scale bars = 1 cm. A – “Permophorus” elongatus
(Moore, 1861). Storm accumulation of shells, Bed 5.1 (coll. No. 5.1/2); B – Chlamys mayeri (Winkler, 1861), left valve, Bed 8; C – Ger-
villaria inflata 
(Schafhäutl, 1851). Stormy shell accumulation on the lower bedding plane, Bed 5.1; D – Corbula alpina Winkler, 1859. Shell
accumulation on the lower bedding plane, Bed 7; E – Protocardia rhaetica (Merian, 1853). Moulds of the right (upper left corner of photo)
and left valves (in the middle of the photo), Bed 7.

Two types of isolated fish teeth from Beds 13/14 and 14 be-

long  to  Sargodon  tomicus  Plieninger,  1847.  The  molariform
type is characterized by a hemispherical crown up to 4 mm in
diameter, circular to oval in occlusal view, often heavily worn.
Wearing  reveals  characteristic  pattern  of  underlying  dentine,
consisting  of  radial  network  of  large  cavities  with  finely
branching  canaliculi  at  their  ends.  Molariform  teeth  were

background image

51

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 11.  Graphic  reconstructions  of  three  Rhaetian  bivalve  assem-
blages  from  the  lowermost  part  of  the  Fatra  Formation,  Kardolína
section. a – “Placunopsis alpina assemblage, Bed 5.1v; b – Rhae-
tavicula contorta
 assemblage, Beds 2.3 and 4; c – “Corbula alpina
assemblage, Bed 5.1.

Fig. 12. Valve of Placunopsis alpina with cluster of ostracods im-
mediately inside. Scale bar is equal to 10 mm.

arranged in longitudinal rows on both upper and lower jaws,
with the smallest teeth in front and at sides of dentitional pave-
ment. Incisiform teeth up to 14 mm long comprise chisel-like
crown surmounting a deep root. Lingual face of crown is di-
vided  into  two  by  a  wear  facet  in  centre  produced  by  func-
tional  ante-mortem  contact  abrasion.  As  in  all  bifid  crowns,
highest cusp is located closest to midline of mouth. Incisiform

teeth were used to pluck bivalves from the substrate, and the
battery  of  molariform  teeth  provided  an  effective  mill  for
breaking their shells (Swift & Martill 1999). Teeth of Birgeria
acuminata 
(Agassiz) were found between Beds 13 and 14.

  “Unit VII”.  The    seventh  unit  is  about  10 m  thick;  it

starts with sandy organodetrital limestone (Beds 15 and 16)
with  nodular  appearance  (flaser  texture).  Intercalations  of
black  marls  are  rich  in  coprolites,  fish  teeth,  pectenids  and
other  bivalve  shells,  and  crinoids.  Layer 19  contains  large
megalontid  bivalve  shells.  Higher  up,  the  clay  content  in-
creases.

  “Unit VIII”.  Thick-bedded  limestones  (Beds 20—24)

contain  debris  of  corals  transported  down  the  submarine
slope. Other organic fragments (bivalve shells, crinoids, oss-
icles) are less frequent. Intercalations of grey marl with bra-
chiopods  Rhaetina  gregaria  (Suess)  in  situ  appear  in  the
upper part of this unit.

  “Unit IX”.  The  ninth  unit  starts  with  detrital  lime-

stone. Thick algal dololaminite layer (Bed 29) preserved fine
record  of  dolostone  rhythms.  Marls  increase  in  the  higher
part of the thinning upwards cycle.

 “Unit X”. The tenth unit consists of thick-bedded fine

organodetrital  limestones  of  slope  facies.  This  lithology
records the start of a general deepening of the basin.

Magnetic susceptibility and rock magnetic properties

MS values are moderately high for carbonate rocks, mostly

in  the  range  between  5  and  20 10

—8

 m

3

/kg,  with  a  single

maximum above 30 10

—8

 m

3

/kg (Fig. 4). An increasing trend

was observed from the bottom (Carpathian Keuper facies) up
to  the  middle  part  of  the  section,  with  maximum  values  in

background image

52

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

the  lower  part  of  the  Fatra  Formation,  at  the  bottom  of  the
VI-th cycle (Fig. 4), followed by a decreasing trend in the up-
per part of the Fatra Formation. All pilot samples studied re-
vealed significant MS frequency dependence (Fig. 13a) which
accounts for contribution of ultrafine magnetic particles, close
to superparamagnetic to single domain state to MS (Forster et
al. 1994; Grabowski et al. 2009). As there is also a very good
correlation between MS and IRM intensity acquired in the 1 T
field (Fig. 13b), it is necessary to conclude, that MS is based
mostly on ferromagnetic minerals. Magnetite seems to be the
most important magnetic, as inferred from predominantly low
coercivities  –  samples  are  almost  saturated  in  the  field  of
300 mT (Fig. 13c) and maximum unblocking temperatures of
low and medium coercivity fraction (0.1 T and 0.4 T respec-
tively;  Fig. 13d)  between  500  and  550 °C.  Subordinate
amounts of hematite occur as well, as is indicated by slightly
increasing IRM intensity above 500 mT (Fig. 13c), and max-
imum  unblocking  temperatures  around  650 °C  for  the  high
coercivity (1.4 T) fraction (Fig. 13d).

Geochemistry

Major elements

Total  rock  analyses  of  12  samples  were  performed  (Ta-

ble 1) in order to obtain a more precise idea of the origin of
the  source  material  and  to  determine  chemical  changes  po-
tentially  forced  by  hydrological,  climatic  and  other  factors.
The chemical composition of the samples is given mainly by
the proportion of carbonate (represented by CaO, MgO) and
silicates (represented by SiO

2

, Al

2

O

3

; Table 1). The dolomite

non-carbonate content is higher (approximately 20 to 30 %)
than in limestones (approximately 5 to 15 %; Fig. 16). Sam-
ples —34, —3.2 and 14 can be designated as argillites, as their
carbonate content is low ( < 5 to about 30 %; Fig. 6).

The composition of major elements in argillites is close to

the Post-Archean Australian Shale (PAAS) composition and
could indicate that (weathered) felsic rocks were the proba-
ble  source  of  our  sediments  (German  et  al.  1991;  Condie
1993; Bau & Dulski 1996). These characteristics are in line
with the mineral composition of samples analysed. Illite with
only very low content of smectite dominates in the clay size
fraction of samples 32, —3.2, 14, 19G. The clay composition
of  samples  both  from  the  Carpathian  Keuper  or  from  the
Fatra  Formation  is  almost  identical  (Biroň  in  the  Środoń  et
al. 2006, or in Michalík et al. 2010).

In spite of relatively low values, P

2

O

5

, MnO, and S

tot

 con-

tents are higher in the Fatra Formation limestone than in the
Carpathian Keuper dolostone: they document a shift in sedi-
mentary  and  diagenetic  conditions  associated  with  marine
transgression.  P

2

O

5

  enrichment  was  probably  related  to  in-

creased  bioproductivity  in  the  marine  basin  indicated  by
bonebed occurrence.

Trace elements and REE

Low  silicate  admixture  complicates  the  interpretation  of

large ion lithophile elements (LILE: Rb, Cs, Ba), with the ex-
ception of Sr. The LILE substituting K are accumulated in the

phyllosilicates in both parts of the sequence. High Sr content
in carbonate (495—861 ppm) in comparison with the argillites
(135—228 ppm) and high correlation of Sr vs. Ca (r  > 0.9) doc-
uments Ca vs. Sr substitution, typical of biogenic aragonite or
of a phase precipitated from evaporated marine water or brine
(Rosen  et  al.  1989;  Garcia  del  Cura  et  al.  2001;  Korte  et  al.
2005).  Carpathian  Keuper  dolostones  are  enriched  in  Sr  but
more depleted in total sulphur (S

tot

~

~ 0.02 %) than limestones

(0.02  to  0.55 %)  of  the  Fatra  Formation  (Table 1).  In  accor-
dance with the facies scheme presented, it is possible that do-
lomite comes from the sulphate-free fluvial/lacustrine waters
(Warren 2000; Garcia del Cura et al. 2001 and their references).
However, low S content could result from diagenetic leaching
of sulphate. By analogy, higher S

tot

 content and pyrite grains

observed in thin sections of limestone document a marine-water
environment.  Framboidal  aggregates  represent  a  typical  dia-
genetic  pattern  of  pyrite:  they  indicate  more  O-depleted  dia-
genetic conditions than those of limestone accumulation. Low
C

org 

content was connected with balanced productivity and, lo-

cally, with higher input of terrestrial organic debris, as indicated
by the quality of the organic matter and by C-isotope analyses.

The  compositional  pattern  between  the  incompatible  ele-

ments Th and Y and the compatible Sc, Cr, V and Ni indicates
that the sediment is more likely to have originated from a fel-
sic  than  from  a  mafic  source  (Fig. 14;  Table 1).  Incompati-
bility of Th and Y results in their higher concentration in well
differentiated  felsic  rocks  (Condie  1993;  Cullers  2000).  The
Th/Sc ratios are generally similar to the ratio reported for the
PAAS (0.91). The Y/Ni ratios of sediment studied are higher
than these of the PAAS (0.49). In spite of high Cr/Th and Cr/V
ratios (PAAS = 7.53; 0.73 respectively), the samples are closer
to the felsic source and point to local enrichment of Cr-miner-
als rather than to origin from a mafic source. This conclusion
fits with the interpretation of major elements and with mineral
composition.

The total rare earth elements (TREE) contents in the argillite

samples are similar to those of PAAS (Condie 1993; Cullers
2000). The samples —32 and 14 display flat PAAS-normalized
REE  pattern  with  little  depletion  of  heavy  REE  (HREE;
Fig. 15).  The  sample  —3.2  (IV-th  cycle)  reveals  weak  HREE
enrichment  expressed  by  ratios  Gd

N

/Yb

N

= 0.8  and  La

N

/

Yb

N

=0.69. All three samples show weak negative Eu anomaly

(Eu/Eu* = 0.82, 0.77 and 0.94; Table 1) whereas Ce/Ce* ratios
are close to unity and record very weak negative Ce anomaly.

Dolostones  of  the  Carpathian  Keuper  are  depleted  of  REE

relative  to  PAAS  (0.2  to  0.4)  and  show  slight  positive  Eu
anomaly  (Fig. 15;  Table 1).  Fatra  Formation  limestones  are
depleted relatively to PAAS but the elements from Sm to Ho
(middle  –  MREE;  Ounis  et  al.  2008)  relatively  increased  to
0.5—0.6 content of PAAS. The Eu values reach PAAS level and
show positive Eu anomaly. Increased content of the MREE doc-
uments  different  fractionation  of  REE  in  the  Fatra  Formation
limestones  in  comparison  with  the  Carpathian  Keuper  dolos-
tones and can be interpreted in line with sedimentary evolution.

C and O isotopes

The  results  of  C-isotopic  analyses  indicate  two  individual

terrestrial vs. marine sources of organic matter. Less negative

background image

53

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 13. Rock magnetism and its correlation with geochemistry: a – Diagram of frequency dependence of magnetic susceptibility: difference
between low frequency MS (

lf

) and high frequency MS (

hf

) plotted as a function of 

lf. 

b – Correlation between volume magnetic suscepti-

bility (k) and intensity of isothermal remanent magnetization acquired in the field of 1 T (IRM

1 T

). c – Stepwise acquisition of IRM, sample 13.

d – Thermal demagnetization of 3 axes IRM acquired in the fields of 0.1 T, 0.4 T and 1.4 T. e – Correlation between mass normalized MS ( )
and Al

2

O

3

 content, Fatra Formation. f – Correlation between mass normalized MS ( ) and Al

2

O

3

 content, Carpathian Keuper.

values (—24.63 to —24.45 ‰ VPBD) occur in Beds —34/1, —34/2
and 19G, 19F with higher content of plant debris, in contrast
with more negative ones (—27.27 to —25.64 ‰ VPDB) coming
from the Beds —5 to +13 containing organic matter with more
marine character (Fig. 16, see palm tree marks).

The C and O isotope data demonstrated in plots (Figs. 16, 17)

document different character of two carbonate production sys-
tems represented by Carpathian Keuper dolostones and Fatra
Formation limestones in the Kardolína section. The values of
both  carbon  and  oxygen  isotopic  ratios  achieved  relatively

background image

54

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Element Unit 

Beds 

 

 

   25.1     19.1     14 

   10.3       5.5       2.3A       0.8     –3.2   –22 

 –15 

 –23 

 –34 

SiO

2

 

     3.43       5.51     53.35       8.61       9.19     11.90       6.60     56.1     17.07     14.47     20.90     62.54 

Al

2

O

3

 

     0.87       0.97     13.30       1.32       2.26       2.84       1.70     16.67       5.36       5.95       3.63     15.58 

Fe

2

O

3

 

     1.12       1.97       4.92       2.07       2.34       2.70       0.45       4.72       2.05       2.05       2.71       1.80 

MgO 

     1.42       1.63       1.98       1.05       1.66       1.52       1.30       1.97       9.37     14.34     16.09       3.07 

CaO 

   51.02     49.39       9.44     47.76     45.42     43.51     48.39       4.01     28.26     23.22     21.51       2.28 

Na

2

     0.07       0.11       0.7       0.17       0.15       0.06       0.4       0.18       0.12       0.18       0.06       0.43 

K

2

     0.1       0.14       2.41       0.15       0.39       0.31       0.22       4.10       1.35       1.81       0.23       4.37 

TiO

2

 

     0.04       0.04       0.74       0.07       0.12       0.11       0.07       0.94       0.27       0.23       0.13       1.01 

P

2

O

5

 

     0.01       0.08       0.06       0.19       0.11       0.08       0.02       0.12       0.02       0.04       0.03       0.12 

MnO 

     0.04       0.08       0.04       0.14       0.09       0.17       0.05       0.08       0.05       0.05       0.08       0.02 

S

tot

 

     0.21       0.55       0.02       0.41       0.30       0.13       0.03       0.02       0.02       0.07       0.02       0.00 

LOI 

   41.8     40 

   12.9     38.4     37.7     36.7     40.7     10.9     35.8     37.3     34.3       8.60 

Ba  

ppm 

     8 

   13 

 165 

   15 

   28 

   52 

   20 

 259 

 214 

 108 

   45 

 218 

Co 

ppm 

     0.8       3.5       9.5       2.7       4.2       2.0     <0.2     38.8       2.6       3.7       5.9       6.4 

Cs 

ppm 

     0.2       0.4       7.3       0.3       0.9       0.7       0.4       8.5       2.4       3.5       0.4       7.2 

Cr 

ppm 

< d.l. 

< d.l.   108.8 

< d.l.     95.2     13.6     20.4   142.8     40.8     40.8     27.2   122.4 

Hf 

ppm 

     0.2       0.3       8.3       0.4       1.0       0.4       0.3       9.6       1.3       1.1       0.7       9.5 

Nb 

ppm 

     0.7       0.9     15.9       1.4       2.4       2.1       1.6     22.3       5.6       4.7       2.5     20.7 

Ni 

ppm 

     5.4       9.5     26.9       7.1       9.5       9.4       1.5   106.4     11.9     12.1     32.7     14.7 

Rb 

ppm 

     3.8       5.7   109.1       5.7     15.5     12.7       7.3   180.8     57.2     77.5       9.4   174 

Sc 

ppm 

     0.9       2 

   12 

     2 

     3 

     3 

     2 

   16 

     6 

     6 

     3 

   15 

Sr 

ppm 

 711 

 530 

 229 

 689 

 532 

 494 

 582 

 119 

 861 

 430 

 547 

 136 

Th 

ppm 

     0.6       2.1     12.1       1.6       2.4       2.2       1.1     17.7       4.3       3.9       2.3     18.4 

ppm 

     1.3       0.7       2.5       1.7       1.4       0.9       3.2     12 

     1 

     1.5       1.4       9 

ppm 

   11 

   16 

 111 

   22 

   21 

   23 

   17 

 127 

   33 

   41 

   25 

 104 

Zr 

ppm 

     6.9     13.8   298.9     15.9     34 

   16.2     11.1   354.1     51.8     36.3     23.3   320.1 

ppm 

     3.8     11.6     27.4     11 

   13.9     14.9       5.2     24.5     10.7       9.7       5.3     25.3 

TREE 

ppm 

   23.36     61.72   190.65     61.12     88.73     71.78     24.84   155.21     67.88     56.09     35.42   211.64 

La 

ppm 

     4.7     12.1     39.2     11.4     17.1     13.3       5.0     29.9     12.6     10.8       6.9     38.7 

Ce 

ppm 

     9.7     22.9     81.5     24.0     33.4     26.5       9.8     64.4     28.7     22.8     14.7     91.5 

Pr 

ppm 

     1.15       3.07       9.15       3.06       4.47       3.37       1.22       7.67       3.38       2.73       1.75     10.91 

Nd 

ppm 

     4.6     13.3     35.1     13.4     20.0     15.4       4.8     29.5     13.2     10.8       7.0     43.1 

Sm 

ppm 

     0.78       2.53       6.00       2.35       3.76       3.49       0.93       5.21       2.52       2.09       1.25       7.57 

Eu 

ppm 

     0.26       0.62       1.11       0.84       1.18       0.90       0.23       0.79       0.56       0.46       0.28       1.15 

Gd 

ppm 

     0.75       2.49       5.00       2.26       3.54       3.24       0.92       4.29       2.24       1.88       1.12       5.66 

Tb 

ppm 

     0.12       0.38       0.85       0.33       0.47       0.47       0.15       0.77       0.34       0.31       0.17       0.88 

Dy 

ppm 

     0.61       2.04       4.89       1.57       2.31       2.28       0.79       4.61       1.78       1.68       0.95       4.66 

Ho 

ppm 

     0.11       0.37       1.04       0.30       0.41       0.43       0.15       0.99       0.37       0.34       0.18       0.96 

Er 

ppm 

     0.29       0.92       3.06       0.83       0.98       1.17       0.4       2.92       1.00       1.02       0.51       2.80 

Tm 

ppm 

     0.04       0.13       0.46       0.10       0.14       0.16       0.06       0.48       0.15       0.15       0.08       0.45 

Yb 

ppm 

     0.22       0.77       2.85       0.59       0.85       0.94       0.34       3.2       0.9       0.89       0.46       2.85 

Lu  

ppm 

     0.03       0.10       0.44       0.09       0.12       0.13       0.05       0.48       0.14       0.14       0.07       0.45 

LaN/YbN 

 

     1.57       1.15       1.01       1.43       1.48       1.04       1.08       0.68       1.03       0.89       1.10       1.00 

Gd N/YbN  

 

     2.03       1.93       1.05       2.28       2.48       2.05       1.61       0.80       1.48       1.26       1.45       1.18 

EuN/EuN* 

 

     1.58       1.15       0.94       1.67       1.51       1.25       1.16       0.78       1.10       1.08       1.10       0.82 

CeN/CeN* 

 

     0.96       0.86       0.99       0.93       0.88       0.91       0.91       0.98       1.01       0.96       0.97       1.02 

 

 

LOI (Lost of Ignition)  

 

Eu/Eu* Eu-anomaly 
Ce/Ce* Ce-anomaly 
N-normalised to PASS 

 

 

 

Table 1

wide ranges: 

13

C from —5.04 to +2.63 ‰ VPDB, 

18

O from

—7.03 to +2.49 ‰ VPDB associated both with facies and with
environmental variability of the sequence.

The 

18

O vs. 

13

C variation chart documents the polymodal

type  of  the  data  set  but  two  main  limestones  and  dolostones
subgroups  are  distinctly  separated  (Fig. 17).  The  position  of
other  points  in  the  chart  indicates  more  complex  processes,
mainly in the “transitional beds”. The low 

18

O vs. 

13

C data

covariance of the whole set and/or separated subgroups docu-
ments  quite  well  preserved  isotopic  records  of  the  carbonate
beds and detects a transgression regime of sedimentation.

Discussion

REE distribution during transgression

The  typical  seawater  REE  pattern  shows  HREE  enrich-

ment,  often  also  with  negative  Ce  anomaly  (Hannigan  &
Sholkovitz 2001; Haley et al. 2004; Ounis et al. 2008). The
REE  (III)  –  carbonate  ion  complexes  are  the  dominant  dis-
solved REE species in seawater: their ability to form carbon-
ate  complexes  increases  from  light  REE  (LREE)  to  heavy
REE (HREE). Increased REE accumulation could be more ef-

background image

55

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 14. Felsic/mafic sources of clastic material.

fective in the occurrence of biogenic apatite (like bonebed ap-
atite)  where  Eu

2+

  or  trivalent  REE  ions  substitute  Ca

2+

.  The

REE released from iron oxides, from particulated organic mat-
ter  (POC)  and  potentially  from  other  active  surfaces  (clays)
served as alternative source of REE in the carbonates precipi-
tated  (Haley  et  al.  2004;  Shield  &  Webb  2004).  Observed
changes in REE content (or pattern; Table 1, Fig. 15) indicated
a  restoration  of  marine  water  composition  during  the  trans-
gression.  However,  the  REE  distribution  in  sediments  could
change due to fluctuation of redox and pH condition. Different
dissolved species can be introduced or removed from the sea-
water and cause variation in the water and sediments (Ounis et
al. 2008; Sheldon & Tabor 2009). The distribution of REE can
also  indicate  weathering  process,  because  their  leaching  be-
haviour varies according the regional humidity and increased
acidity, as documented in paleosoils (Sheldon & Tabor 2009).
Eu  and  Ce  anomalies  in  REE  distribution  pattern  commonly
identify  redox  proxies,  because  Eu

2+ 

separates  from  other

REE

3+

 under reducing condition and Ce

4+

  divides  into oxide

under oxidizing conditions (Cao et al. 2012).

The  different  REE  distribution  patterns  in  the  sample  set

studied indicate variability of the siliclastic source or unstable

Fig. 15. REE contents in argillites, limestones and dolomites of the Kardolína section.

transport by wind and water flow during Carpathian Keuper
dolostone and Fatra Formation limestone sedimentation. Eu
enrichment in other REE indicates more reductive conditions
during  biogenic  limestone  precipitation  or  during  early  di-
agenesis, as relative increase of C

org 

contents (Fig. 16) indi-

cates.  However,  biogenic  carbonates  are  also  enriched  in
phosphate,  in  which  REE  accumulated.  The  “bell-shaped”
MREE-pattern  could  indicate  that  weathering  of  biogenic
phosphates in freshwater could mobilize MREE and relatively
increase  its  content  in  the  limestone  rock  (Hannigan  &
Sholkovitz  2001;  Ounis  et  al.  2008).  Local  bone-beds  oc-
curred  in  the  basal  part  (Beds 0.4,  2.1,  2.2;  Fig. 5)  of  the
Fatra Formation.

Carbon isotope distribution during transgression

Negative 

13

C  values  in  the  Carpathian  Keuper  sequence

(Beds —43  to  0)  and  also  in  the  first  two  sedimentary  cycles
(IV/V)  of  the  Fatra  Formation  (Beds  + 1  to  + 7:  —3.25  to
—0.59 ‰;  Fig. 16)  fluctuate  between  —0.05  and  —5.0 ‰,  but
mostly in the range from —2 to —5 ‰. Later, in the sixth cycle,

13

C values continually increase to positive 

13

C range (from

background image

56

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 16. Contents of organic carbon (TOC) and 

18

O and 

13

C curves in the lowermost part of the Kardolína section.

—0.05 to  + 1.22 ‰). These three cycles locate a span of tempo-
ral  sedimentation  and  indicate  continuing  carbonate  produc-
tion and accumulation within marine transgression. Increased

13

C (from 1.84 to 2.69 ‰) value fall into the typical interval

of marine limestone documented earlier (Michalík et al. 2007)
in the higher part of the Kardolína section. Positive 

13

C val-

ues  in  limestone  could  indicate  balanced  marine  conditions,
where  “biological  pump”  supported  effective  carbonate  pro-
duction without increase of accumulation and/or burial of or-
ganic  carbon  as  documented  by  low  content  of  total  organic
matter in the samples (Fig. 16).

Negative 

13

C values in dolomite generally document C en-

richment  by  light 

12

C  isotope  in  comparison  with  common

marine carbonates. Such isotopically light C could have been
produced by specific production or by biotic extinction in the

water column or by release from methane buried in sediment.
Negative C-isotope event could indicate regional or global cli-
mate  change  as  documented  in  the  T/J  boundary  beds  else-
where (Pálfy et al. 2001, 2007; Ward et al. 2007; Michalík et
al. 2007, 2010; Preto et al. 2010). As 

13

C negative values are

associated  with  dolostones,  they  must  have  been  connected
with  dolomite  precipitation  (Masaryk  &  Lintnerová  1997;
Warren 2000; Garcia del Cura et al. 2001; Berra et al. 2010).

Carpathian  Keuper 

18

O  values  fall  in  the  range  —7.03  to

+ 2.49 ‰ and are associated with facies differences (Fig. 17).
Negative to positive 

18

O values in the range —1 to  + 3 ‰ are

typical  of  massive  dolostones  of  the  third  cycle.  Samples
with  more  negative  values  in  the  interval  from  —3  to  —1 ‰
are  discontinually  located  in  certain  parts  of  the  cycle  and
probably indicate climatic/hydrologic changes and copy os-

background image

57

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

cillation pattern in sediments. However, as the cyclostratig-
raphy study indicates, the isotope sample set is too small to
verify this dependence.

Sharp  negative 

18

O  excursions  occur  in  the  basal  part  of

the dolostone sequence (Beds —43 to —40: from —5.02 to —4.74)
and in the first cycle of the Fatra Formation (from —7.05 to
+ 2.03). In both parts, mixture of calcite/dolomite mineralogy
occurs.  These 

18

O  changes  can  be  either  connected  with

sedimentary facies, or they reflect composition of lake/basi-
nal  water.  Local  climatic/hydrological  changes  controlled
the amount of fresh or meteoric water input to the Carpathian
Keuper’s brackish lake and decreased 

18

O values. The 

18

O

pattern of the Beds —4 to  + 2 (cycle IV) indicates more com-
plex  process  induced  by  marine  transgression,  where  short
saline to freshwater floods occurred.

Although  post-sedimentary  alteration  of  this  part  cannot

be  entirely  excluded,  continual  increase  to  more  positive

13

C values documents continual restoration of marine ramp

and  does  not  indicate  any  important  diagenetic  substitution
of carbonate phases.

Limestone 

18

O  values  are  relatively  similar  to  each  other

and fall in the range from —4.33 to —6.23 ‰, as a common fea-
ture of uppermost Triassic marine limestones (Michalík et al.
2007).  A  more  positive 

18

O  excursion  (—0.66 ‰)  in  Bed 29

was  associated  with  early  diagenetic  dolomitization  of  algal
mats (Fig. 16). It reflected a salinity increase rather than fresh-
water influx. This supposition is underlined by slight response
of 

13

C values to this episodic dolomitization.

Dolomitization model

As  mentioned  above, 

18

O  and 

13

C  variation  (Fig. 17)

simply indicates heterogeneity of the sample set. In compari-
son  with  diagenetic  marine  dolostone  (Smith  &  Dorobek
1993; Warren 2000; Wacey et al. 2007), dolostone data fall
into unusual area of the plot because of negative 

13

C (—4 to

—3 ‰ VPDB) and more positive 

18

O (in range from —1.5 to

+ 1.0). Relatively positive 

18

O data indicate either freshwa-

ter  or  saline  reservoir  waters  (or  dolomite-forming  fluids)
and  negative 

13

C  values  reflect  input  or  generation  of  car-

phates and producers of CO

2

 enriched to light 

12

C. However,

study of the Coorong dolostone did not confirm regular oc-
currence  of  isotopically  light  C  (Wacey  et  al.  2007).  Nega-
tive 

13

C  values  also  occur  in  soil  carbonates  where  the

influence of meteoric waters which are in chemical equilibri-
um with atmospheric CO

2

 (—7 ‰ PDB) cannot be excluded

at  all  (Warren  2000).  Model  with  equilibrated  soil-water  or
water-atmospheric  CO

2

  could  be  alternatively  applied  to  the

isotope composition of limestone/dolomite mixed mineralogy
(—43 to —41 or —6 to —1) where negative 

13

C (—4 to —3 ‰)

values are attached to negative 

18

O (—4 to —5 ‰). A similar

mixed marine-meteoric model of the Carnian to Norian Keu-
per dolostone generation was presented by Rychliński (2008)
and Jaglarz (2010). A relatively high content of Sr in carbon-
ates came more probably from brine water. This interpretation
is  in  line  with  the  facies  character  of  the  Carpathian  Keuper
dolostones as climatically induced sediments.

Cyclostratigraphic remarks

The  thickness  of  the  Fatra  Formation  sequence  in  the

Kardolína  section  (107  meters)  is  three  times  greater  than  in
other  sections.  This  gives  a  reason  to  suppose  that  the  se-
quence is more complete, formed by a more rapid sedimentary
rate (60 mm/kyr) on a gentle submarine slope. 18 sedimentary
cycles  were  distinguished  in  the  Fatra  Formation,  which  are
attributable to short eccentricity (100 kyr) cycles, taking into
consideration  the  2 Myr  duration  of  the  Rhaetian;  and  three
cycles have been discerned in the uppermost part of the Car-
pathian  Keuper.  The  dominance  of  eccentricity  cycles  was
stated during the Late Permian (cf. Legler & Scheider 2008);
or during the Late Triassic/Early Jurassic (Haas et al. 2010).
Both the geometry and lithological composition of the majori-
ty of the Fatra Formation cycles indicate a shallowing upward
trend:  however,  this  phenomenon  was  often  combined  with
the  effect  of  freshwater  influx  bringing  coarse  sedimentary
particles (Fig. 18) in conditions of raised humidity trend at the
end of the Triassic (Ahlberg et al. 2002; Preto et al. 2010).

Fine  lamination  preserved  in  the  “zero  interval”  of  the

transitional  (IV)  cycle  between  the  Carpathian  Keuper  and

Fig. 17.  Grouping  of  C  and  O  isotopes  in  carbonates  of  the  Kardolína  section  compared
with typical composition of the Coorong dolomite.

bon  enriched  to  light  C,  probable  iso-
topically fractionated in biogenic/meta-
bolic process (Pálfy et al. 2001). If we
accept the sedimentary and microfacies
character of the dolostone studied, then
the C and O isotope and Sr contents in-
dicate that Keuper fine-crystalline dolo-
mite  precipitated  from  brine  or  from
pore  water  and  can  be  compared  with
type B of the Coorong dolostone (Rosen
et  al.  1989;  Warren  2000;  Garcia  del
Cura  et  al.  2001;  Wacey  et  al.  2007).
Brine with optimal Mg/Ca ratio can be
generated  by  microbial  processes  in
specific climate and hydrology. The life
activity of S reducing (SRB) and photo-
synthesizing  bacteria  was  frequently
discussed as a source of organic matter
(Bechtel et al. 2007), consumers of sul-

background image

58

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Fig. 18.  Schematic  illustration  of  cyclostratigraphic  division  of  the  Carpathian  Keuper  sequence  in  the  Kardolína  section  based  on  bed
thickness.

background image

59

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

the Fatra Formation deserves special attention. Beds 0.3, 0.4,
0.5, 0.6 and 0.9 consist of argillite to marly mudstone. Detri-
tal  quartz  forms  0.4  to  2.3 mm  thick  laminae.  Individual
laminae  are  arranged  in  a  regular  pattern  (Fig. 19):  two
thicker  bands  are  usually  followed  by  seven  thinner  ones.
Considering  the  average  sedimentary  rate,  influx  events
bringing quartz detritus must have repeated in rhythms of ap-
proximately 20 years (solar Hale cycles?).

The close-up view on the dololaminite in Bed 29 (Fig. 19)

is even more surprising. Laminae are well preserved, show-
ing  details  of  a  fine  stratification  pattern.  Several  laminae
show  stromatolitic  character  of  former  algal  mats.  Planar
laminae  are  very  thin  (0.2  to  0.8 mm),  in  bundles  of  7  to  9
( = Hale  rhythm?).  In  closer  view,  series  of  thinner  laminae
are visible between them, in groups of 5.

Magnetic susceptibility

According to Ellwood et al. (2000) and Crick et al. (2001),

the MS record in most marine rocks is of detrital origin and re-
lated to the influx of lithogenic fraction to a basin, controlled
by  both:  climate  variations  (e.g.  humidity)  and  eustatic  sea-
level changes. MS highs and lows are related to regressive and

transgressive intervals, respectively. The model seems to work
in  rather  open  marine  environments  (Whalen  &  Day  2010).
However, in the carbonate platform settings an inverse corre-
lation  might  also  be  observed  (Da  Silva  et  al.  2009).  In  the
Kardolína section the lowest sea-level is postulated at the tran-
sition interval between the Carpathian Keuper and Fatra For-
mation.  It  corresponds  well  to  MS  trends  observed  in  the
Kardolína section. The Carpathian Keuper with increasing MS
trend would correspond to the regressive interval, while step-
wise  decrease  of  MS  in  the  Fatra  Formation  might  be  inter-
preted as a transgressive trend. This interpretation alone would
be not sufficient because it might be possible that the decreas-
ing MS trend is related to dilution of ferromagnetic particles in
carbonate matrix, and thus to a possibly higher sedimentation
rate.  However,  as  the  same  trend  is  also  inferred  from  sedi-
mentological  analysis  (see  above)  and  MS  correlates  quite
well  with  some  sedimentological  features,  like  quartz  grain
size (Fig. 4), it might be accepted as a quite likely model.

The primary nature of the MS record might also be tested,

correlating  the  MS  values  with  Al

2

O

3

.  Al  is  regarded  as  a

predominantly lithogenic element which might be used as a
proxy  for  fine  detrital  clay  input  into  the  basin  (Calvert  &
Pedersen 1993; Śliwiński et al. 2010). The correlation graphs

Fig. 19. Lamination in Beds 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.9 and 29, in the Kardolína section. Scale bars are 10 mm long.

background image

60

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

(see  Fig. 13e—f)  reveal  a  moderate  positive  correlation  be-
tween MS and Al content – this might be treated as prelimi-
nary  confirmation  that  MS  contains  a  significant  detrital
component.  However,  both  MS  and  geochemical  data  were
available from only 9 samples. Moreover, it seems that MS
carriers are different in the Fatra Formation and Carpathian
Keuper:  the  MS  correlates  with  Al

2

O

3

  within  a  lithostrati-

graphic unit, but when the entire dataset is considered (Fatra
Formation+Carpathian Keuper) – the correlation is not sig-
nificant! It cannot be excluded that a part of the SP magne-
tite  is  of  authigenic  origin  and  not  directly  related  to  other
erosion – derived components (Jackson 1993; Grabowski et
al. 2009; Devleeschouwer et al. 2010).

Paleocommunities

The  lowermost  sedimentary  cycles  contain  sporadic  fos-

sils, mostly plant fragments and ostracods, inhabiting tempo-
ral  water  reservoirs.  The  third  cycle  represents  swampy
environments  which  contained  much  more  diverse  mixed
marine and brackish organisms: foraminifers (Agathammina),
bivalve  molluscs  (Rhaetavicula  community),  linguloid  bra-
chiopods,  sharks,  fish,  amphibians  (?)  and  burrowing  ani-
mals producing Rhizocorallium burrows.

The  fifth  cycle  recorded  stabilization  of  marine  environ-

ments (and communities, cf. Michalík & Jendrejáková 1978;
Gaździcki  1983)  affected  by  storm  activity.  Inhabitants  of
shallow lagoons (Corbula and Gervillaria community) were
periodically washed out by stormy turbulent waters from the
soft bottom, killed and their broken shells were accumulated
in  tempestite  layers.  Shell  accumulations  formed  temporary
firm ground for an oyster (Placunopsis) community. During
continuing  deepening  and  accumulation  of  fine  mud,  the
bottom  was  inhabited  by  an  infaunal  Propeamussium  and
Entolium community.

Fine quartz dust transported by eolian activity accumulated

in a marine bay. Deteriorating oxygenation enabled deposition
of  shaly  beds  rich  in  coprolites,  crinoid  ossicles,  pectinid  bi-
valves  and  fish  teeth.  Megalodon  limestone  indicates  settle-
ment of pachyodont bivalves during shallowing events.

Conclusions

The Kardolína section yields an almost complete record of

the Rhaetian marine transgression into the Zliechov Basin. A
comprehensive  study  of  mineralogy,  lithology,  lithostratig-
raphy,  cyclostratigraphy,  fossils,  geochemistry  including  C
and O stable isotopes and rock magnetism has provided de-
tailed information about environmental changes at the end of
the Triassic.

The  sequence  consists  of  distinct  cycles  of  100 kyr  eccen-

tricity  and  40 kyr  obliquity  character,  but  some  laminated
layers  also  bear  signs  of  much  finer  rhythmicity,  including
repetition  in  100,  20  and  even  in  4(?)  year  cycles  of  events.
Rhythmically repeating detrital laminae were formed by al-
ternation  of  climatic  parameters  (monsoon-like  periods).
Analysis of clastic quartz grain size and content shows that
both fluvial input and eolian activity were involved in their or-

igin.  On  the  other  side,  high  concentrations  of  foraminifers
(Agathammina) in some of these laminae indicates rather in-
tensification of marine influence.

The sequence stratigraphic and cyclostratigraphic division

fits well with magnetic susceptibility which reflects the dis-
tribution  of  authigenic  and  detrital  constituents  in  the  rock
sequence.  The  good  preservation  of  the  primary  magnetic
record is promising from the point of view of magnetostrati-
graphic study which will be performed in the near future.

The  integrated  geochemical  data  are  consistent  with  the

character  and  time  span  of  sedimentary  facies  evolution.  C
and  O  isotope  curves  responded  selectively  to  changes  of
eustacy  and  climate  and  tightly  followed  restoration  of  ma-
rine carbonate ramp during the Rhaetian.

A wide range of 

18

O values (—7.0 to  + 2.7) by itself is not

anomalous in the Triassic carbonates but combination of these
data with negative 

13

C values resulted in an unusual distri-

bution  of  dolostone  data  in  the  plot  (Fig. 15,  Table 1).  It
documents either dolomite precipitation from brackish or hy-
persaline lake water or its derivation from pore water compa-
rable to the Recent Coorong B dolostone. Less positive 

18

O

values indicate level of diagenetic/thermal fractionation of the
oxygen isotope. Negative C values indicate water enrichment
to light C (HCO

3

) induced by microbial productivity.

Stabilization of benthic communities in the Fatra Formation

basin  was  not  straightforward  since  it  was  strictly  controlled
by physical environmental factors. Although foraminifers, bi-
valves and sharks appeared shortly after the start of the trans-
gression,  bivalve  mollusc  biostromes  were  repetitively
destroyed  by  storms  and  temporary  firm  bottoms  were  colo-
nized  by  oysters  and  burrowers.  Bottom  colonization  by
pachyodont  bivalves,  brachiopods  and  corals  was  possible
much later, in highstand conditions.

Acknowledgments:  The  authors  acknowledge  help  from
three reviewers, namely Prof. József Pálfy for valuable dis-
cussion,  inspiring  comments  and  thorough  corrections,  but
also  Prof.  Ján  Soták  and  Dr.  Tomasz  Rychliński  who  sub-
stantially  contributed  to  the  scientific  level  of  the  manu-
script.  Field  works  could  not  have  been  done  without  the
painstaking  help  of  our  young  co-workers,  namely  Jakub
Rantuch,  Martin  Závacký,  Štefan  Szalma,  Mgr.  Zuzana
Weissová, Dr. Peter Ledvák, Dr. Martina Martincová, Mgr.
Peter  Klepsatel,  Mgr.  Ján  Čatloš,  and  Mgr.  Hanna  Nizin-
kiewicz. We always met with friendly support from the Tatra
National  Park  State  Forests  administration  and  its  Research
Station in Tatranská Lomnica (Dr. Stanislav Pavlarčík), and
from  the  Spišská  Belá  municipality,  as  well.  Field  research
was  also  supported  by  direction  and  workers  of  the  Aca-
demia Hotel in Stará Lesná, where we always had our home
base.  Thanks  for  financial  support  go  to  0065/12  VEGA
Project.  SEM  photographs  were  provided  by  Dr.  I.  Holický
(State  Geological  Institute  of  Dionýz  Štúr,  Bratislava)  and
by  Mgr.  N.  Halašiová  (Geological  Institute  SAS,  Banská
Bystrica). MS and rock magnetic experiments were performed
within a Project No. 61.2301.0902.00.0 of the PGI-NRI, as a
part  of  the  IGCP  580  Project.  Isotope  analyses  were  done
mostly by Dr. K. Małkowski (Polish Academy of Sciences,
Warszawa).

background image

61

RHAETIAN TRANSGRESSION AND MARINE BIOTA COLONIZATION IN THE FATRIC UNIT PALEOENVIRONMENTS

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

References

Ahlberg  A.,  Arndorf  L.  &  Ohlson  D.  2002:  Onshore  climatic

change during the Late Triassic marine inundation of the Cen-
tral European Basin. Terra Nova 14, 241—248.

 Al-Juboury A.I. & Ďurovič V. 1992: Paleoenvironment interpreta-

tion of the Carpathian Keuper rocks as revealed by clay mineral
analysis. Geol. Carpathica, Clays 2, 73—76.

Al-Juboury  A.I.  &  Ďurovič  V.  1996:  Supratidal  origin  of  Car-

pathian Keuper dolostones. Miner. Slovaca 28, 12—20.

Allasinaz A. 1972: Revisione dei Pettinidi triassici. Riv. Ital. Paleont.

Stratigr. 78, 2, 189—428.

Bacelle L. & Bosellini A. 1965: Diagrammi per la stima visiva della

composizione percentuale nelle rocce sedimentarie. Ann. Univ.
Ferrara, N. S., sez. IX., Sci. Geol. Paleont
. 1, 3, 59—62.

Bau M. & Dulski P. 1996: Distribution of yttrium and rare-earth el-

ements in the Penge and Kuruman Iron-Formations, Transvaal
Supergroup, South Africa. Precambrian Res. 79, 37—55.

Bechtel A., Gawlick H.-J., Gratzer R., Tomaselli M. & Pűttmann W.

2007: Molecular indicators of palaeosalinity and depositional en-
vironment of small-scale basins within carbonate platforms. The
Late  Triassic  Hauptdolomit  Wiestalausee  section  near  Hallein
(N Calcareous Alps, Austria). Organic Geochem. 38, 92—111.

Berra F., Jadoul F. & Anelli A. 2010: Environmental control on the

end of the Dolomia Principale (Hauptdolomit) depositional sys-
tem in the Central Alps: coupling sea-level and climate change.
Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 290, 138—150.

Borza  K.  1959:  Geological  and  petrographical  relationships  of  the

Mesozoic sequences of the Belianske Tatry Mts and the Široká
mountains group. Geol. Sborn. SAV 10, 133—182 (in Slovak).

Bromley R.G. 1996: Trace fossils, biology, taphonomy and applica-

tions. Second edition. Chapman and Hall, 1—361.

Cao  J.,  Wu  M.,  Chen  Y.,  Hu  K.,  Bian  L.,  Wang  L.  &  Zhang  Y.

2012:  Trace  and  rare  element  geochemistry  of  Jurassic  mud-
stone in the northern Qaidam Basin, northwest China. Chemie
der Erde
., doi: 101016/j.chemer.2011.12.002

Cappetta H. 1987: Chondrichthyes II. Mesozoic and Cenozoic Elas-

mobranchii. Handbook of Paleoichthyology 3B, 1—193.

Condie K., Calvert S.E. & Pedersen T.F. 1993: Chemical composi-

tion and evolution of the upper continental crust: contrasting re-
sults from surface samples and shales. Chem. Geol. 104, 1—37.

Cox L.R. 1961: New genera and subgenera of Mesozoic Bivalvia.

Paleontology 4, 4, 592—598.

Crick  R.E.,  Ellwood  B.B.,  Hassani  A.E.,  Hladil  J.,  Hrouda  F.  &

Chlupáč I. 2001: Magnetosusceptibility event and cyclostratig-
raphy  (MSEC)  of  the  Pridoli  –  Lochkovian  GSSP  (Klonk,
Czech Republic) and coeval sequences in the Anti-Atlas, Mo-
rocco. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 167, 73—100.

Cullers R.L. 2000: The geochemistry of shales, siltstones and sand-

stones of Pennsylvanian-Permian age, Colorado, USA: impli-
cations  for  provenance  and  metamorphic  studies.  Lithos  51,
181—203.

Da  Silva  A.-C.,  Mabille  C.  &  Boulvain  F.  2009:  Influence  of  sedi-

mentary setting on the use of magnetic susceptibility: examples
from the Devonian of Belgium. Sedimentology 56, 1292—1306.

Devleeschouwer X., Petitclerc E., Spassov S. & Préat A. 2010: The

Givetian-Frasnian  boundary  at  Nismes  parastratotype  (Bel-
gium):  the  magnetic  susceptibility  signal  controlled  by  ferro-
magnetic minerals. Geol. Belgica 13, 351—366.

Duffin  C.J.  &  Gaździcki  A.  1977:  Rhaetian  fish  remains  from  the

Tatra Mountains. Acta Geol. Pol. 27, 3, 333—348.

Ellwood  B.B.,  Crick  R.E.,  Hassani  A.E.,  Benoist  S.L.  &  Young

R.H. 2000: Magnetosusceptibility event and cyclostratigraphy
method  applied  to  marine  rocks:  detrital  input  vs.  carbonate
productivity. Geology 28, 1135—1138.

Forster  Th.,  Evans  M.E.  &  Heller  F.  1994:  The  frequency  depen-

dence of low field susceptibility in loess sediments. Geophys.
J. Int.
 118, 636—642.

Garcia  del  Cura  M.A.,  Calvo  J.P.,  Ordón

~ez Jones B.F. & Can~averas

J.C. 2001: Petrographic and geochemical evidence for the for-
mation of primary bacterially induced lacustrine dolomites: La
Roda  “white  earth”  (Pliocene,  central  Spain).  Sedimentology
48, 897—915.

Gaździcki  A.  1974:  Rhaetian  microfacies,  stratigraphy  and  facial

development in the Tatra Mts. Acta Geol. Pol. 24, 1, 17—96.

Gaździcki A. 1983: Foraminifers and biostratigraphy of Upper Trias-

sic  and  Lower  Jurassic  of  the  Slovakian  and  Polish  Car-
pathians. Paleont. Pol. 44, 109—169.

Gaździcki A. & Iwanow A. 1976: The diachronism of the Rhaetic

and “Gresten” Beds in the Tatra Mts (West Carpathians). Bull.
Acad. Pol. Sci., Sér. Sci. de la Terre
 24, 2, 117—122.

Gaździcki  A.,  Michalík  J.,  Planderová  E.  &  Sýkora  M.  1979:  An

Upper Triassic—Lower Jurassic sequence in the Krížna Nappe
(West Tatra Mts, Western Carpathians, Czechoslovakia). Západ.
Karpaty, Geol. 
5, 119—148.

German C.R., Holiday B.P. & Elderfield H. 1991: Redox cycling of

rare  earth  elements  in  the  suboxic  zone  of  the  Black  Sea.
Geochim. Cosmochim. Acta 55, 3553—3558.

Golebiowski  R.  1991:  Becken  und  Riffe  der  Alpinen  Obertrias-

Lithostratigraphie  und  Biofazies  der  Kössener  Formation.
Exkursionen  Jungpaläozoikum  und  Mesozoikum  Österreichs,
Österr. Paläont. Gesell.
, 79—119.

Grabowski  J.,  Michalík  J.,  Szaniawski  R.  &  Grotek  I.  2009:  Syn-

thrusting remagnetization of the Krížna nappe: high resolution
palaeo-  and  rock  magnetic  study  in  the  Strážovce  section,
Strážovské  vrchy  Mts,  Central  West  Carpathians  (Slovakia).
Acta Geol. Pol. 59, 2, 137—155.

Haas J., Götz A.E. & Pálfy J. 2010: Late Triassic to Early Jurassic

paleogeography  and  eustatic  history  of  the  NW  Tethyan
Realm:  new  insights  from  sedimentary  and  organic  facies  of
the  Csövár  Basin  (Hungary).  Palaeogeogr.  Palaeoclimatol.
Palaeoecol. 
291, 456—468.

Haley A.B., Klinkhammer P.G. & Mc Manus S.J. 2004: Rare earth

elements  in  pore  waters  of  marine  sediments.  Geochim.  Cos-
mochim. Acta
 68, 1265—1279.

Hallam A. 1981: The end-Triassic bivalve extinction event. Palaeo-

geogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 35, 1—44.

Hannigan E.R. & Sholkowitz R.E. 2001: The development of mid-

dle rare earth in freshwater: weathering of phosphate minerals.
Chem. Geol. 175, 495—508.

Hautmann  M.  2001:  Die  Muschelfauna  der  Nayband-Formation

(Obertrias, Nor-Rhät) des östlichen Zentraliran. Beringeria H.
29, 3—181.

Hölder H. 1990: Über die Muschelgattung Placunopsis (Pectinacea,

Placunopsidae) in Trias und Jura. Stuttgarter Beitr. Naturkunde,
Serie B, Geol. Paläont. 
165, 1—63.

Ivimey-Cook  H.C.,  Hodges  P.,  Swift  A.  &  Radley  J.D.  1999:  Bi-

valves. In: Swift A. & Martill D.M. (Eds.): Fossils of the Rhaetian
Penarth Group. Palaeont. Assoc., London, 83—127.

Jackson M., Rochette P., Fillion G., Banerjee S. & Marvin J. 1993:

Rock magnetism of remagnetized Paleozoic carbonates: Lowe
Temperature  behaviour  and  susceptibility  characteristics.  J.
Geophys. Res.
 98, B4, 6217—6225.

Jaglarz P. 2010: Facies and sedimentary environment of the carbon-

ate-dominated Carpathian Keuper from the Tatricum Domain:
Results from the Dolina Smytnia Valley (Tatra Mts, Southern
Poland). Ann. Soc. Geol. Pol.  80, 147—161.

Kollárová-Andrusovová V. & Kochanová M. 1973: Molluskenfauna

des  Bleskový  prameň  bei  Drnava  (Nor,  Westkarpaten).  Vydav.
SAV, Bratislava
, 1—215.

Korte  C.,  Kozur  H.W.  &  Veizer  J.  2005: 

13

C and 

18

O  values  of

background image

62

MICHALÍK, LINTNEROVÁ, WÓJCIK-TABOL, GAŹDZICKI, GRABOWSKI, GOLEJ, ŠIMO and ZAHRADNÍKOVÁ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2013, 64, 1, 39—62

Triassic brachiopods and carbonate rock as proxies for coeval
seawater and paleotemperature. Palaeogeogr. Palaeoclimatol.
Palaeoecol.
 226, 287—306.

Legler B. & Schneider J. 2008: Marine ingression into the Middle/

Late Permian saline lake of the southern Permian Basin (Rotlie-
gend,  N  Germany),  possible  linked  to  sea-level  highstands  in
the Arctic Rift System. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeo-
ecol.
 207, 102—114.

Limanowski M. 1903: Continental Permian and Triassic sediments

in  the  Tatra  Mts.  Pamietnik  Towarzystwa  Tatrzańskiego  24,
140—176 (in Polish).

Masaryk P. & Lintnerová O. 1997: Diagenesis and porosity of the

Upper  Triassic  carbonates  of  the  pre-Neogene  Vienna  Basin
basement. Geol. Carpathica 48, 6, 371—386.

Michalík J. 1975: Genus Rhaetina Waagen, 1882 (Brachiopoda) in

the  uppermost  Triassic  of  the  West  Carpathians.  Geol.  Zbor.
Geol. Carpath. 
26, 1, 47—76.

Michalík  J.  1977:  Paläogeographische  Untersuchungen  der  Fatra-

Schichten  (Kössen  Formation)  des  N  Teiles  des  Fatrikums  in
den Westkarpaten. Geol. Zbor. Geol. Carpath. 28, 1, 71—94.

Michalík J. 1978: To the paleogeographic, paleotectonic and paleocli-

matic development of the West Carpathian area in the uppermost
Triassic. In: Vozár J. (Ed.): Paleogeographic development of the
Western Carpathians. D. Štúr’s Geol. Inst., Bratislava, 189—211.

Michalík J. 1979: Paleobiogeography of the Fatra Formation of the

uppermost Triassic of the Western Carpathians. Paleont. Konf.
Univerzita Karlova,
 Praha 1978, 25—39.

Michalík J. 1980: A paleoenvironmental and paleoecological analysis

of the northern Tethyan nearshore region in the latest Triassic
time. Riv. Ital. Paleont. Stratigr. 85, 3—4, 1047—1064.

Michalík  J.  1982:  Uppermost  Triassic  short-lived  bioherm  com-

plexes in the Fatric, Western Carpathians. Facies 6, 129—146.

Michalík J. & Jendrejáková O. 1978: Organism communities and bio-

facies of the Fatra Formation (uppermost Triassic, Fatric) in the
West Carpathians. Geol. Zbor. Geol. Carpath. 29, 1, 113—137.

Michalík J., Jendrejáková O. & Borza K. 1979: Some new Foramin-

ifera species of the Fatra Formation (uppermost Triassic) in the
West Carpathians. Geol. Zbor. Geol. Carpath. 30, 1, 61—91.

Michalík J., Lintnerová O., Gaździcki A. & Soták J. 2007: Record

of environmental changes in the Triassic-Jurassic boundary in-
terval  in  the  Zliechov  Basin,  Western  Carpathians.  Palaeo-
geogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 
244, 71—88.

Michalík  J.,  Biroň  A.,  Lintnerová  O.,  Götz  A.E.  &  Ruckwied  K.

2010: Climatic change at the T/J boundary in the NW Tethyan
Realm (Tatra Mts., Slovakia). Acta Geol. Pol.  60, 535—548.

Mikuláš  R.  2006:  Ichnofabric  and  substrate  consistency  in  Upper

Turonian carbonates of the Bohemian Cretaceous Basin (Czech
Republic). Geol. Carpathica 57, 2, 79—90.

Ounis A., Kocsis L., Chaabani F. & Pheifer H.-R. 2008: Rare earth

elements  and  stable  isotope  geochemistry  (

13

C  and 

18

O)  of

phosphorite deposits in the Gafsa Basin, Tunisia. Palaeogeogr.
Palaeoclimatol. Palaeoecol. 
268, 1—18.

Pálfy J., Demény A., Haas J., Hetényi M., Orchard M.J. & Vetö I.

2001: Carbon isotope anomaly and other geochemical changes
at  the  Triassic/Jurassic  boundary  from  a marine  section  in
Hungary. Geology 29, 11, 1047—1050.

Pálfy  J.,  Demény  A.,  Haas  J.,  Carter  E.S.,  Görög  Á.,  Halász  D.,

Oravecz-Scheffer  A.,  Hetényi  M.,  Márton  E.,  Orchard  M.J.,
Ozsvárt P., Vető I. & Zajzon N. 2007: Triassic—Jurassic bound-
ary  events  inferred  from  integrated  stratigraphy  of  the  Csővár
section,  Hungary.  Palaeogeogr.  Palaeoclimatol.  Palaeoecol.

244, 1, 11—33.

Preto N., Kustatscher E. & Wignall P.B. 2010: Triassic climate –

state  of  the  art  and  the  perspectives.  Palaeogeogr.  Palaeocli-
matol. Palaeoecol. 
290, 1—10.

Reijmer  J.J.G.  1998:  Compositional  variations  during  phases  of

progradation  and  retrogradation  of  a  Triassic  carbonate  plat-
form (Picco di Vallandro/Dürrenstein, Dolomites, Italy). Geol.
Rdsch.
 87, 436—448.

Roniewicz E. & Michalík J. 1998: Rhaetian scleractinian corals in

the Western Carpathians. Geol. Carpathica 53, 3, 149—157.

Rosen M.R., Miser D.E., Starcher M.A. & Warren J.K. 1989: For-

mation  of  dolomite  in  the  Coorong  region,  South  Australia.
Geochim. Cosmochim. Acta 53, 661—669.

Ruckwied K. & Götz A.E. 2009: Climate change at the Triassic/Juras-

sic boundary: palynological evidence from the Furkaska section
(Tatra Mountains, Slovakia). Geol. Carpathica 60, 2, 139—149.

Rychliński T. 2008: Facies development and sedimentary environ-

ments of the Carpathian Keuper deposits from the Tatra Mts.,
Poland and Slovakia. Ann. Soc. Geol. Pol. 78, 1—18.

Seilacher A. 1954: Ökologie der triassischen Muschel Lima lineata

(Schloth.) und ihrer Epöken. Neu. Jb. Geol. Paläont., Monat-
shefte
, 4, 163—183.

Sheldon N.D. & Tabor N.J. 2009: Quantitative paleoenvironmental

and  paleoclimatic  reconstruction  using  paleosols.  Earth  Sci.
Rev.
 95, 1—52.

Shields G.A. & Webb G.E. 2004: Has the REE composition of sea-

water changed over geological time? Chem. Geol. 204, 103—107.

Smith T.-M. & Dorobek S.L. 1993: Alteration of early-formed do-

lomite  during  shallow  to  deep  burial:  Mississippian  Mission
Canyon  Formation,  central  to  southwestern  Montana.  Geol.
Soc. Amer. Bull.
 105, 1389—1399.

Swift  A.  &  Martill  D.M.  1999:  Fossils  of  the  Rhaetian  Penarth

Group. Palaeont. Assoc., London, 1—312.

Środoń J., Kotarba M., Biroň A., Such P., Clauer N. & Wójtowicz

A. 2006: Diagenetic history of the Podhale – Orava Basin and
the  underlying  Tatra  sedimentary  structural  units  (Western
Carpathians): Evidence from XRD and K-Ar of illite—smectite.
Clay Miner. 41, 751—774.

Todd J.A. & Palmer T.J. 2002: The Jurassic bivalve genus Placunop-

sis: New evidence on anatomy and affinities. Palaeontology   45,
3, 487—510.

Turnau-Morawska  M.  1953:  Carpathian  Keuper,  its  petrography

and sedimentology. Acta Geol. Pol. 3, 33—102 (in Polish).

Wacey D., Wright D.T. & Boyce A.J. 2007: A stable isotope study

of microbial dolomite formation in the Coorong region, South
Australia. Chem. Geol.  244, 155—174.

Ward  P.D.,  Garrison  G.H.,  Williford  K.H.,  Kring  K.H.,  Goodwin

D., Beattie M. & McRoberts C. 2007: The organic carbon iso-
topic  and  paleontological  record  across  the  Triassic-Jurassic
boundary  at  the  candidate  GSSP  section  at  Fergusson  Hill,
Muller  Canyon,  Nevada,  USA.  Palaeogeogr.  Palaeoclimatol.
Palaeoecol.
 244, 281—289.

Warren J. 2000: Dolomite: occurrence, evolution and economically

important association. Earth Sci. Rew. 52, 1—81.

Whalen M.T. & Day J.E. 2010: Cross-basin variations in magnetic

susceptibility  influenced  by  changing  sea  level,  paleogeogra-
phy, and paleoclimate; Upper Devonian, Western Canada Sedi-
mentary Basin. J. Sed. Res. 80, 1109—1127.

Winkler G.G. 1859: Die Schichten der Avicula contorta inner- und

ausserhalb  der  Alpen:  Paläontologisch-geognostische  Studie.
Johann Palm Hofbuchhandlung, Munchen, 1—51, 2 plates.