ASGP (1997), vol. 67: 367-427

ORIGIN OF THE SUB-MENILITE GLOBIGERINA MARL (EOCENE-OLIGOCENE TRANSITION) IN THE POLISH OUTER CARPATHIANS

Stanisław LESZCZYŃSKI

Institute of Geological Sciences, Jagiellonian University, Oleandry 2a, 30-063 Kraków, Poland; e-mail: stan at ing.uj.edu.pl

Leszczyński, S., 1997. Origin of the Sub-Menilite Globigerina Marl (Eocene-Oligocene transition) in the Polish Outer Carpathians. Ann. Soc. Geol. Polon., 67: 367-427.

Abstract: Sediment features, including foraminifera and nannoplankton content, d18O, d13C and d34S signals, TOC and kerogen type, together with sequence patterns, were analysed to interpret the origin of the Sub-Menilite globigerina marl sequence (SMGMS) in the Polish Carpathians. Hemipelagites and fine-grained turbidites are shown to represent the dominant deposits of the SMGMS. The entire unit is interpreted to have originated primarily from increased calcareous nannoplankton and foraminifera production and consequently lowered calcite compensation depth (CCD) due to climate evolution within one long eccentrcity cycle (414 ky). Climatic changes forced by the obliquity (41 ky) and the short eccentricity cycles (ca. 100 ky) are suggested to be of the primary responsibility for the distinctive vertical fluctuation of the CaCO3 content in the fine-grained deposits of the SMGMS. Lateral changes in the fluctuation patterns are interpreted as due to the highly contrasted morphology of the seafloor relative to the CCD. This factor, together with the regionally varying supply of terrigenous material, were responsible for the lateral sequence changes. The clastic supply was controlled by the orbitally forced climate changes and varied tectonic activity in the area. The SMGMS was not formed in areas typified by high terrigenous input.
Enhanced resedimentation of organic and siliciclastic material and oceanographic changes that lowered carbonate production, were the main factors responsible for the retreat of the SMGM facies and the onset of the Menilite beds.

Abstrakt: Praca prezentuje wyniki badań cech osadów, w tym analizy zróżnicowania zespołów otwornic i nanoplanktonu, sygnałów d18O, d13C i d34S, całkowitej zawartości węgla organicznego i typów kerogenu oraz analizy wzorów sekwencji podmenilitowych margli globigerynowych (SMGMS) w Karpatach Polskich. Wykazano, że SMGMS zbudowana jest w przewadze z hemipelagitów i turbidytów drobnoziarnistych. Cała sekwencja jest interpretowana jako efekt wzmożonej produkcji nanoplanktonu wapiennego i otwornic i w konsekwencji obniżonej głębokości kompensacji kalcytu. Procesy te były spowodowane zasadniczo zmianami klimatu w ramach jednego długiego cyklu ekscentryczności orbity Ziemi (414 tys. lat). Łączne wpływy różnych czynników zewnętrznych i wewnątrzbasenowych są wskazywane jako odpowiedzialne za cechy osadów i wzory SMGMS. Okresowe zmiany produkcji CaCO3, kontrolowane przez sterowane orbitalnie zmiany klimatu w ramach krótkiego cyklu ekscentryczności (100 tys. lat) oraz cyklu skośności (41 tys. lat) są wskazywane jako główne czynniki odpowiedzialne za wyraźną pionową fluktuację zawartości CaCO3 w osadach drobnoziarnistych. Lateralne różnice we wzorach fluktuacji są interpretowane jako efekt silnego zróżnicowania batymetrii basenów sedymentacji fliszu względem CCD oraz regionalnie zróżnicowanej dostawy materiału terygenicznego. Dostawa materiału terygenicznego była kontrolowana przez orbitalnie sterowane zmiany klimatu oraz zróżnicowaną aktywność tektoniczną obszaru.
Wzmożona resedymentacja materiału organicznego i silikoklastycznego oraz zmiany oceanograficzne, które spowodowały zmniejszenie produkcji węglanów, są wskazywane jako odpowiedzialne za ustąpienie facji podmenilitowych margli globigerynowych i rozwój sedymentacji warstw menilitowych.