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Nick J. Riley, Jonathan C. Claoué-Long, Alan C. Higgins, Bernard Owens, Alan Spears, Linda Taylor & W. John Varker

Geochronometry and geochemistry of the European mid-Carboniferous boundary global stratotype proposal, Stonehead Beck, North Yorkshire, UK

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Résumé

Géochronométrie et géochimie d'un stratotype européen proposé pour la limite globale mi-Carbonifère, à Stonehead Beck, nord Yorkshire, Royaume Uni. Stonehead Beck est le seul stratotype candidat pour la limite mi-Carbonifère, avec une calibration complète de la première apparition du conodonte Declinognathodus noduliferus et de ses conodontes accessoires, par des ammonoïdes et une séquence stratigraphique glacio-eustatique (périodicité moyenne de 65.000 ans). C'est aussi la seule coupe candidate avec une biostratigraphie terrestre puisque les miospores y sont abondants. Les études de minéraux argileux supportent la sédimentologie et la biostratigraphie, qui indiquent un dépôt continu dans un environnement de bassin, semi-pélagique.

Des dates 206Pb/238U de zircons pour les zones d'Ammonoïdes E2a3 et E2b2 de l'Arnsbergien, situées en dessous de la limite mi-Carbonifère, ont été obtenues de K-bentonites du sondage de Harewood, nord du Yorkshire, par analyse SHRIMP. Elles indiquent des âges respectifs de 314,4 ± 4,6 Ma (2σ) et 314,5 ± 4,6 Ma (2σ), qui sont quelques 5,6 à 10,6 Ma plus jeunes que les dates publiées pour la limite Pendleien/Arnsbergien dérivées de l'analyse 40Ar/39Ar. La durée du Namurien était donc courte (envirion 5,5 Ma) et une révision des courbes de subsidence et du "Crustal Stretching Factor" (ß) pour le "Pennine Basin" du nord de l'Angleterre, est nécessaire.

La courbe du Sr de l'eau de mer révisée en fonction de la nouvelle échelle de temps et les valeurs de Sr obtenues dans le stratotype, montrent un accroissement rapide du rapport 87Sr/86Sr au début du Namurien, immédiatement avant l'événement de la limite mi-Carbonifère qui est associé à un brusque remplacement d'espèces et une non conformité globale.

Abstract

Stonehead Beck is the only Mid-Carboniferous Boundary candidate stratotype with a refined, complete ammonoid and glacio-eustatic sequence stratigraphical calibration (65,000 years average periodicity) of the first appearance of the definitive conodont Declinognathodus noduliferus and its accessory conodonts. It is also the only candidate section with a terrestrial biostratigraphy, since miospores are abundant. Clay mineral studies support the sedimentology and biostratigraphy, which indicate continuous deposition in a hemi-pelagic, basinal environment.

Zircon 206Pb/238U dates for the Arnsbergian E2a3 and E2b2 ammonoid zones, from beneath the Mid-Carboniferous Boundary, have been obtained from K-bentonites in the Harewood Borehole, North Yorkshire, using SHRIMP analysis. They indicate respective ages of 314.4 ± 4.6 My (2σ) and 314.5 ± 4.6 My (2σ), some 5.6 to 10.6 My younger than published Pendleian/Arnsbergian dates derived from 40Ar/39Ar analysis. Namurian time was therefore short (around 5.5 My), necessitating revision of subsidence curves and Crustal Stretching Factor (ß) for the Pennine Basin of northern England.

The revised Sr seawater curve plot using the new time scale and Sr values obtained from the stratotype, shows a rapid increase in the 87Sr/86Sr ratio in the early Namurian, immediately prior to the Mid-Carboniferous Boundary event, which is associated with rapid species turnover and global unconformity.

To cite this article

Nick J. Riley, Jonathan C. Claoué-Long, Alan C. Higgins, Bernard Owens, Alan Spears, Linda Taylor & W. John Varker, «Geochronometry and geochemistry of the European mid-Carboniferous boundary global stratotype proposal, Stonehead Beck, North Yorkshire, UK», Annales de la Société géologique de Belgique [En ligne], Volume 116 (1993), Fascicule 2 - Carboniferous biostratigraphy, 275-289 URL : https://popups.ulg.ac.be/0037-9395/index.php?id=1912.

About: Nick J. Riley

British Geological Survey, Keyworth, Nottingham, NG12 5GG, UK.

About: Jonathan C. Claoué-Long

Australian Geological Survey Organisation, GPO Box 378, Canberra, ACT 2601, Australia.

About: Alan C. Higgins

StataData Ltd, 16 Ottershaw Park, Chobham Rd., Ottershaw, Surrey, KT 16 0QG, UK & 9, Treglos Court, Oatlands Drive, Weybridge, Surrey, KT1 9JG, UK.

About: Bernard Owens

British Geological Survey, Keyworth, Nottingham, NG12 5GG, UK.

About: Alan Spears

Dept. of Earth Sciences, Beaumont Building, University of Sheffield, Brookhill, Sheffield, S3 7HF, UK.

About: Linda Taylor

British Geological Survey, Keyworth, Nottingham, NG12 5GG, UK.

About: W. John Varker

Department of Earth Sciences, Dept. of Earth Sciences, University of Leeds, LS2 9JT, UK.