Taphonomic effects on the paleoecological record of the lower Pleistocene shallow benthic foraminifera assemblages (Western Emilia, Italy)

Taphonomic and paleoecological quantitative analyses are drawn from benthic foraminiferal assemblages from four lower Pleistocenemarine sections (Western Emilia). Then, the data are used to perform the Cluster Analysis (by means SPPS Program) in order to groupsamples and benthic foraminifera on the basis of their taphonomic and paleoecological similarities.The sections are arranged in meter to tens-of-meters thick sedimentary cycles. The lower part of each cycle represents the sedimentologicaltransport of shelly material from shallow sandy bottoms to slightly deeper settings (20-40m depth range) due to catastrophic floodingevents. The upper part of the cycles represents the return to normal, muddy deposition in an inner shelf setting.For the taphonomic analysis, foraminifera specimens are classified into taphonomic categories on the basis of their state of preservation:(1) fresh tests, (2) opaque tests, (3) light orange to dark brown iron-stained tests, (4) black or black-striped tests filled with or replacedby pyrite (including partial dissolution of the tests), (5) breakage of the tests.In both the lithological intervals of the cycles, the high number of specimens grouped into “breakage tests” category leads to supposethe destruction of the tests as the principal taphonomic process affecting the foraminiferal assemblages. In the mudstone partings of thesandstone interval, the mechanism that caused the destruction of the tests is the transport in a shallow-high hydrodynamic settingwhere benthic foraminifera are put into suspension in water and collide each other and/or with sediment grains. In the same interval,paleoecological results points out that the specimens grouped into “fresh tests” category belong to displaced taxa coming from shallowsediments due to the transport. As a consequence, a correct paleoecological interpretation from the assemblages of the lower part ofthe cycles is not possible.In the high-bioturbated mudstones, the “breakage tests” category consists in fragments of hyaline specimens. In these lithological intervalsof the cycles, the destruction of the tests may well be due to a strong dissolution activity that causes, in the typical dissolutionsequence of pore-boaring species, the corrosion and amplification of the pores and, then, the destruction of the chambers. Though thetaphonomic activity, a paleoecological interpretation is possible. It reconstructs a sedimentary deposition in a shallow-quite environmentand changes in oxygen bottom-water content.

Due analisi quantitative, una tafonomica e una paleoecologica, sono state condotte su associazioni a foraminiferi bentonici di quattro sezioni marine. I dati ottenuti sono stati successivamente utilizzati per effettuare l’ Analisi Cluster (mediante programma SPSS) per raggrupparei campioni ed i foraminiferi sulla base delle loro analogie tafonomiche e paleoecologiche.Le sezioni in esame, affioranti nella parte occidentale dell’Emilia Romagna, si sono depositate nel Pleistocene inferiore e consistono incicli sedimentari di alcune decine di metri di spessore. La parte inferiore di ciascun ciclo (sabbiosa) rappresenta il trasporto di materiale conchigliare proveniente da aree superficiali e depositatosi in aree profonde (20-40 metri di profondità), in seguito a piene fluviali. Laparte sommitale di ciascun ciclo (argillosa) rappresenta, invece, la deposizione di sedimenti in regime marino di maggiore tranquillità. Per l’analisi tafonomica, i foraminiferi sono stati raggruppati in categorie sulla base dello stato di preservazione dei gusci: 1) gusci intatti,2) gusci opachi, 3) gusci ossidati, 4) gusci piritizzati (inclusa la parziale dissoluzione del guscio), 5) gusci rotti. In entrambi gli intervalli litologici dei cicli, la categoria “gusci rotti” raggruppa un numero alto di individui suggerendo, così, la distruzionedei gusci come il principale processo tafonomico che ha interessato le associazioni a foraminiferi. Nella porzione basale dei cicli, la distruzione dei gusci è causata dal trasporto in un ambiente poco profondo e di alta energia. In un simile ambiente, i foraminiferi, portati in sospensione e urtandosi l’uno con l’altro e/o con le particelle di sedimento, si distruggono. Nellostesso intervallo, l’analisi paleoecologica ha evidenziato che le specie raggruppate nella categoria “gusci intatti” appartengono a foraminiferialloctoni, trasportati da un ambiente più superficiale a causa di eventi di trasporto. Di conseguenza, per questi intervalli, una correttainterpretazione paleoecologica sulla base delle associazioni esaminate non è stata possibile.Negli intervalli sommatali e bioturbati dei cicli, la categoria “gusci rotti” raggruppa frammenti di gusci di forme ialine. Si ipotizza, quindi,che la distruzione dei gusci possa essere causata da un forte processo di dissoluzione. Nella tipica sequenza, la dissoluzione dei gusciporosi comporta la graduale corrosione e allargamento dei pori ed, infine, la rottura delle camere. Per questi intervalli l’analisi paleoecologicaha ricostruito un ambiente di deposizione tranquillo e superficiale, nel quale ci sono state variazione del contenuto di ossigeno al fondo.