Porifera-microbialites of the Lower Liassic (Northern Calcareous Alps) - Re-settlement strategies on submarine mounds of dead Rhaetian reefs by ancestral benthic communities

Abstract

Nach dem Aussterbeereignis an der Trias/Jura-Grenze wurden einige Hang-Bereiche abgesunkener und abgestorbenen alpiner Rhät-Riffe von nicht-rigiden Kieselschwämmen re-besiedelt. Ähnliche Faunen waren bislang nur aus angrenzenden Beckenbereichen anhand isolierter Skleren vollständig kollabierter Spezies dokumentiert. Dementsprechend sind auch nur wenige Lokalitäten aus den Nördlichen Kalkalpen bekannt, die das Studium über Aufbau und Taphonomie autochthoner Schwamm-Gemeinschaften und solch selten überlieferter Schwamm-Arten erlauben. Die vorliegende Arbeit erfasst Faunen-Zusammensetzung und Erhaltung liassischer Schwämme aus Sedimentgesteinen von 21 Lokalitäten der Nördlichen Kalkalpen. Ein Schwerpunkt liegt dabei in der Beschreibung autochthoner Spikulite aus den zwei Aufschlüssen Adnet/Rot-Grau-Schnöll Bruch und Steinplatte/Plattenkogel .Der untere Hangbereich des abgesunkenen Adnet Riffs (Adnet, SE Salzburg, Österreich) wurde während des Hettangium durch Gemeinschaften überwiegend hexactinellider Schwämme (Hexactinosida und Lyssacinosida) und wenigen Demospongiern besiedelt. Spezielle taphonomische Prozesse führten zu einer hervorragenden Erhaltung der überlieferten Schwammreste, die es erlaubt sowohl Wuchsformen als auch die originale Skelett-Architektur der meist nicht-rigiden Spezies zu studieren. Eingebettet sind die fossilen Reste in biodetritischen Kalken der Schnöll Formation. Orientierung und Verteilung der Schwämme spiegelt eine autochthone Gemeinschaft wieder, die aber vielerorts von, durch lokale Strömungen umgelagerte Individuen, durchmischt ist. Die große Anzahl aufrecht wachsender Arten deutet auf gemässigte Sedimentationsraten und/oder zeitweilige hochenergetische Ereignisse hin. Artenzusammensetzung und Struktur der Schwamm-Assoziationen zeigen Parallelen zu denen Paläozoischer Mud Mounds. Hartgründe, meist geprägt durch Eisen/Mangan-Krusten, blieben stets frei von Schwamm-Besiedlung. Messungen stabiler Kohlenstoff-Isotope in den schwammreichen Abfolgen ergaben eine leichte Negativ-Anomalie, die den Zeitraum vom Unteren Hettangium bis zum Unteren Sinemurium abdeckt.In einer Senke der ehemaligen triassischen Riff-Oberfläche an der Steinplatte (N Waidring, W Lofer, Österreich) entwickelten sich im Lias ebenfalls Spikulit-Matten aus lyssacinosiden Kieselschwämmen. Sie siedelten, während reduzierter Sedimentationsrate, auf detritischen Weich- und Festgründen, deren Substanz sukzessive durch die losen Skleren bereits zerfallener Vorgänger und eingespültem Sediment dominiert wurde. Aufgrund des Zerfalls organischen Schwamm-Materials im Sediment, wurden Skelettreste sowie angrenzende Mikrite durch überwiegend mikrobiell induzierte Karbonatfällung fixiert. Ungleichmässige Kompaktion des Sediments sowie die, mit der Bildung von Mikrobialit einhergehende Volumenreduktion, führten zur Entstehung von syndiagenetischen Stromatactis-Hohlräumen. Der Spikulit wird von allochthonen Sedimenten unterlagert, die Spalten und Senken der ehemaligen Riff-Oberfläche ausfüllen. Um die liassischen Umweltbedingungen genauer zu erfassen, wurden Sedimente und assoziierte Fe/Mn-Krusten per Röntgenfluoreszenzanalyse und ICP-Massenspektrometrie untersucht. Entsprechend der ermittelten Verteilungsmuster von Haupt- und Nebenelementen scheinen die Fe/Mn-Krusten unter Normalbedingungen ausgefällte Präzipitate darzustellen. Hingegen weisen Krusten sowie Spikulit eine negative Cer-Anomalie auf, ein in unterliassischem Krusten-Material der Nördlichen Kalkalpen erstmals beobachtetes Phänomen. Möglicherweise sind die Werte das Ergebnis erhöhter, mikrobiell induzierter Karbonatfällungsraten innerhalb von Bakterienmatten, aber auch ein geringer Einfluß von hydrothermalen Wässern ist nicht auszuschliessen. Weitere Messungen der stabilen Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotope aus derselben Abfolge des Unter-Hettangium bis Unter-Sinemurium weisen, ähnlich den Ergebnissen aus Adnet, eine geringfügig negative δ13Ccarb-Anomalie auf.