Nuevas aportaciones a la palinoestratigrafía pérmica del dominio peritético occidental

Abstract

The definition of a palynostratigraphic framework for the late Carboniferous-Permian interval is conditioned by the intense environmental changes resulting from the last phases of the assemblage of Pangea and the formation of the Variscan Belt. During Upper Pennsylvanian – early Permian interval, a geological and climatic transition is observed due to the global warming produced by the glacial retreat. In Western Europe (which during this period was located in low latitudes of the Euramerica Province), this climatic development is shown as a transition from a tropical climate, to sub-humid during most of the Cisuralian (lower Permian) becoming semi-arid at the end of this period. This progressive aridification reaches its peak around the Kungurian-Roadian transit (lower-upper Permian transit) and remains until the Permian-Triassic Boundary. This climatic change produced an increase of the extinction rates on land plants. There was a replacement of hydrophilic floras (“Stephanian floras”) to mesophytic-xerophytic floras (“Autunian floras”) that tolerated dry or seasonally dry environments. This replacement was not isochronous, and autunian floras have been recorded in upper Carboniferous sediments, Stephanian floras in Permian sediments and even mixtures of these floras with other elements of more than one phytogeographical provinces. This “chaotic scene” affects the palynostratigraphy, making the different biostratigraphical schemes differ across Pangea. To date, the correlation between flora assemblages and palynostratigraphic schemes are even now tentative or incomplete. In this context, the results presented in this dissertation provide new information for the resolution of this problem. Materials from upper Carboniferous-upper Permian interval from different points of the Iberian Peninsula, Balearic Islands and France have been studied. The main purpose of these works is to observe the relationship between palynological assemblages and isotopic dating, which allows us to verify the validity of the classical Palynological Zonations of Western Europe (Clayton et al., 1977) and the studies of the Autunian Floras of the French basins: Autun, Blanzy, l’Aumance, Brive and Lodève shown in Doubinger (1974). The works carried out are the following: - Study and palynological characterisation of Grey Unit (Gisbert, 1981) of the Catalan Pyrenees. Kasimovian – Gzelian age (307.4 ± 1.4 Ma – 302.6 ± 2.6 Ma, Pereira et al., 2014). - Palynological study of Autunian stratotype, Autun, France. Asselian age (298.57±0.38 – 298.05±0.39 Ma, Pellenard et al., 2017) - Palynological study of Usclas and Tuilièries-Loiras formations, Lodève. Tuilièries-Loiras Formation is dated as Sakmarian (293.94 ± 0.08 – 293.85 ± 0.10 Ma, Michel et al., 2015). - Palynology of Sotres Formation, Asturias, Spain. Kungurian age. Comparison with the flora shown in Tregiovo Basin, Italy (276.5±1.1 – 274.1 ± 1.6 Ma; Marocchi et al., 2008). - Review of the late Permian microflora from the Iberian Peninsula and the Balearic Islands. Joint study and new data. At the same time, a re-study of the classical chemical analysis for palynological samples was necessary, due to the complexity of the French materials, achieving significant advances. These samples are characterised by a large amount of organic matter and variable maturation, causing the classical treatment of HCl-HF-HCl was ineffective. Therefore, the viability of the use of different chemical substances, for the palynomorphs separation, was studied and an action protocol was proposed. Finally, to improve the efficiency of this process (saving time and costs) a rotor was designed that allows that the samples be in continuous movement and the chemical attack be homogeneous at any time.

La definición de un marco palinoestratigráfico para el intervalo Carbonífero superior y Pérmico está condicionada por los intensos cambios ambientales consecuentes de las últimas fases de ensamblaje de Pangea y de la formación de la Cordillera Varisca. Durante el intervalo Pensilvaniense superior – Pérmico inferior se observa una transición geológica y climática debido al calentamiento global producido por el retroceso glacial. En Europa Occidental (que durante este periodo de tiempo estaba situada en bajas latitudes de la Provincia de Euramérica) este desarrollo climático se muestra como una transición de un clima tropical, a sub-húmedo durante la mayor parte del Cisuraliense (Pérmico Inferior) volviéndose semi-árido al final de este periodo. Esta progresiva aridificación alcanza su punto máximo alrededor del tránsito Kunguriense-Roadiense (tránsito Pérmico inferior-superior) y se mantiene hasta el Límite Pérmico-Triásico. Este cambio climático produjo un incremento de la ratio de extinción en plantas terrestres. Se produjo un reemplazo de floras hidrófilas (“floras Estefanienses”) a mesófilas – xerófilas (“floras Autunienses”) que toleraban ambientes secos o estacionalmente secos. Este reemplazo no fue isócrono y se han registrado floras autunienses en sedimentos del carbonífero superior, floras estefanienses en sedimentos pérmicos e incluso mezclas de estas floras con otros elementos de más de una provincia fitogeográfica. Este “escenario caótico” afecta a la palinoestratigrafía, haciendo que los distintos cuadros bioestratigráficos difieran en todo Pangea. A día de hoy, la correlación entre asociaciones y cuadros palinoestratigráficos están incompletos. En este contexto, los resultados presentados en esta tesis doctoral proporcionan nueva información para la resolución de este problema. Se han estudiado materiales del intervalo Carbonífero superior - Pérmico superior de distintos puntos de la Península Ibérica, Islas Baleares y Francia. El sentido principal de estos trabajos es observar la relación entre asociaciones palinológicas junto a dataciones isotópicas, lo que nos permite verificar la validez de las Zonaciones Palinológicas clásicas de Europa Occidental (Clayton et al., 1977) y los estudios de la flora autuniense de las cuencas francesas de Autun, Blanzy, l’Aumance, Brive y Lodève presentados en Doubinger (1974). Los trabajos realizados son los siguientes: - Estudio y caracterización palinológica de la Unidad Gris (Gisbert, 1981) de los Pirineos Catalanes. Edad Kasimoviense – Gzeliense (307.4 ± 1.4 Ma – 302.6 ± 2.6 Ma, Pereira et al., 2014). - Estudio palinológico del estratotipo del Autuniense, Autun, Francia. Edad Asseliense (298.57±0.38 – 298.05±0.39 Ma, Pellenard et al., 2017) - Estudio palinológico de las formaciones Usclas y Tuilièries-Loiras, Lodève. La formación Tuilièries-Loiras está datada como Sakmariense (293.94 ± 0.08 – 293.85 ± 0.10 Ma, Michel et al., 2015). - Palinología de la formación Sotres, Asturias, España. Edad Kunguriense. Comparación con la flora presentada en la cuenca de Tregiovo, Italia (276.5±1.1 – 274.1 ± 1.6 Ma; Marocchi et al., 2008). - Revisión de toda la microflora del Pérmico Superior de la Península Ibérica e Islas Baleares. Estudio en conjunto y nuevos datos. A su vez, fue necesario un reestudio del método clásico de tratamiento químico de las muestras palinológicas, debido a la complejidad de los materiales procedentes de Francia, consiguiendo avances significativos. Estas muestras se caracterizan por su gran cantidad de materia orgánica y maduración variable ocasionando que el tratamiento clásico de HCl-HF-HCl no sea eficaz. Por tanto, se estudió la viabilidad del uso de distintas sustancias químicas para la separación de palinomorfos y se planteó un protocolo de actuación. Finalmente, para mejorar la eficiencia del proceso (ahorrando tiempo y costes), se ideó un rotor que permite que las muestras estén en continuo movimiento y que el ataque químico sea homogéneo en todo momen

A definición dun marco palinoestratigráfico para o intervalo Carbonífero superior e Pérmico está condicionada polos intensos cambios ambientais consecuentes das últimas fases de ensamblaxe de Panxea e da formación da Cordilleira Varisca. Durante o intervalo Pensilvaniense superior-Pérmico inferior obsérvase unha transición xeolóxica e climática debido ao quentamento global producido polo retroceso glacial. En Europa Occidental (que durante este período de tempo situábase en baixas latitudes da Provincia de Euramérica) este desenvolvemento climático móstrase coma unha transición dun clima tropical, a sub-húmido durante a maior parte do Cisuraliense (Pérmico inferior) volvéndose semi-árido ao final deste período. Esta progresiva aridificación alcanza o seu punto máximo ao redor do tránsito Kunguriense-Roadiense (transito Pérmico inferior-superior) e mantense ata o límite Pérmico-Triásico. Este cambio climático produciu un incremento dos ratios de extinción das plantas terrestres. Se produciu unha substitución das floras hidrófilas (“floras Estefanienses”) a mesófilas – xerófilas (“floras Autunienses”) que toleraban ambientes secos ou estacionalmente secos. Esta substitución non foi isócrono e rexistráronse floras autunienses en sedimentos do carbonífero superior, floras estefanienses en sedimentos pérmicos e incluso a mestura de estas floras con outros elementos de mais dunha provincia fitoxeográfica. Este “escenario caótico” afecta á palinoestratigrafía facendo que os diferentes cadros bioestratigráficos difiran en todo Panxea. A dia de hoxe, a correlación entre asociacións e cadros palinoestratigráficos están incompletos. Neste contexto, os resultados presentados nesta tese de doutoramento proporcionan una nova información para a resolución deste problema. Estudiáronse materiais do intervalo Carbonífero superior – Pérmico superior de distintos puntos da Península Ibérica, Illas Baleares e Francia. O sentido principal destes traballos é observar a relación entre asociación palinolóxicas xunto a datacións isotópicas, o que nos permite verificar a validez das Zonacións Palinolóxicas clásicas de Europa Occidental (Clayton et al., 1977) e os estudos de flora autuniense das cuncas francesas de Autun, Blanzy, l’Aumace, Brive e Lodève, presentados en Doubinger (1974). Os traballos realizados son os seguintes: - Estudo e caracterización palinolóxica da Unidade Gris (Gisbert, 1981) dos Pirineos Cataláns. Idade Kasimoviense – Gzeliense (307.4 ± 1.4 Ma – 302.6 ± 2.6 Ma, Pereira et al., 2014). - Estudo palinolóxico del estratotipo del Autuniense, Autun, Francia. Idade Asseliense (298.57±0.38 – 298.05±0.39 Ma, Pellenard et al., 2017) - Estudo palinolóxico das formacións Usclas e Tuilièries-Loiras, Lodève. A formación Tuilièries-Loiras está datada como Sakmariense (293.94 ± 0.08 – 293.85 ± 0.10 Ma, Michel et al., 2015). - Palinoloxía da formación Sotres, Asturias, España. Idade Kunguriense. Comparación coa flora presentada na cunca de Tregiovo, Italia (276.5±1.1 – 274.1 ± 1.6 Ma; Marocchi et al., 2008). - Revisión de toda a microflora do Pérmico Superior da Península Ibérica e Illas Baleares. Estudo en conxunto e novos datos. Á súa vez, foi necesario un reestudo do método clásico do tratamento químico das mostras palinolóxicas, debido á complexidade dos materiais procedentes de Francia, conseguindo avances significativos. Estas mostras caracterízanse pola súa gran cantidade de materia orgánica e maduración variable ocasionando que o tratamento clásico de HCl-HF-HCl non sexa eficaz. Polo tanto, estudiouse a viabilidade do uso de diferentes substancias químicas para a separación dos palinomorfos e planeouse un protocolo de actuación. Finalmente, para a mellora da eficiencia do proceso (aforrando tempo e custos) ideouse un rotor que permite que as mostras estean en continuo movemento e que o ataque químico sexa homoxéneo en todo momento.