Radiolarian faunal turnover through the Paleocene-Eocene transition, Mead Stream, New Zealand

Abstract

The Mead Stream section, northern Clarence Valley, is the most complete Paleocene- early Eocene record of pelagic sedimentation in the mid-latitude (~55° S paleolatitude) Pacific Ocean. Integrated studies of sediments, siliceous and calcareous microfossils and carbon isotopes have shown that major global climate events are recorded by distinct changes in lithofacies and biofacies. The consistent and often abundant occurrence of siliceous microfossils in the section provides a rare opportunity to undertake quantitative analysis of highlatitude radiolarian population changes through the late Paleocene and early Eocene. Late Paleocene assemblages are dominated by spumellarians, although the nassellarian species Buryella tetradica is the most abundant species. The Paleocene-Eocene boundary (= base of Paleocene-Eocene thermal maximum) in the Mead Stream section is marked by major faunal turnover, including an abrupt decrease in B. tetradica, first occurrences of several low-latitude species (e.g. Amphicraspedum prolixum s.s., Lychnocanium auxilla, Podocyrtis papalis, Phormocyrtis turgida, Theocorys? phyzella) and increased abundance of large, robust spumellarians relative to small actinommids. Above an 18-m thick, lowermost Eocene interval in which radiolarians are abundant to common, radiolarian abundance declines progressively, falling to <10 individuals per gram in the marl-dominated unit that is correlated with the early Eocene climatic optimum. These trends in siliceous microfossil populations signal major changes in watermass characteristics along the northeastern New Zealand margin in the earliest Eocene. Assemblages typical of cool, eutrophic, watermasses that dominated the Marlborough Paleocene were replaced in the early Eocene by assemblages more characteristic of oligotrophic, stratified, subtropical-tropical watermasses.

Zusammenfassung

Das Mead Stream Profil, nödliches Clarence Tal, ist die vollständigste Paläozän-Früh Eozän Aufzeichnung pelagischer Sedimentation in mittleren Breiten (~55° S Paläobreite) des Pazifischen Ozeans. Integrierte Studien von Sedimenten, kieseligen und kalkigen Mikrofossilien und Kohlenstoffisotopen haben gezeigt, dass bedeutende globale Klimaereignisse durch deutliche Veränderungen in Litho- und Biofazies gekennzeichnet sind. Das beständige und oft sehr häufige Vorkommen kieseliger Mikrofossilien im Profil bietet eine seltene Gelegenheit, quantitative Studien von Veränderungen innerhalb von Radiolarienpopulationen hoher Breiten während des späten Paläozäns und frühen Eozäns durchzuführen Spätpaläozäne Vergesellschaftungen werden von Spumellarien dominiert, obwohl die Nassellarienart Buryella tetradica die häufigste Art ist. Die Paläozän-Eozän Grenze (=Basis des Paläozän Eozän Wärmemaximums) im Mead Stream Profil ist durch bedeutende faunistische Erneuerungen gekennzeichnet, einschließlich der abrupten Abnahme von B. tetradica, dem ersten Auftreten zahlreicher Arten niederer Breiten (z. B. Amphicraspedum prolixum s.s., Lychnocanium auxilla, Podocyrtis papalis, Phormocyrtis turgida, Theocorys? phyzella) und der zunehmenden Häufigkeit von großen, robusten Spumellarien im Verhältnis zu kleinen Actinommida. Oberhalb eines 18 Meter mächtigen Intervals des untersten Eozäns, in dem Radiolarien sehr zahlreich bis häufig sind, nimmt die Radiolarienhäufigkeit progressive ab, bis auf eine Anzahl von weniger als zehn Individuen pro Gramm innerhalb der Mergel-dominierten Einheit, die dem früheozänen Klimaoptimum entspricht. Diese Trends innerhalb von Populationen kieseliger Mikrofossilien signalisieren bedeutende Veränderungen in Wassermassencharakteristika entlang des nordöstlichen neuseeländischen Kontinentalrandes im frühen Eozän Vergesellschaftungen typisch für kühle, eutrophische Wassermassen, die das Marlborough Paläozän dominierten, wurden im frühen Eozän durch Vergesellschaftungen ersetzt, die eher für oligotrophische, stratifizierte, subtropische-tropische Wassermassen charakteristisch sind.