Palynostratigraphy and palaeoclimatic analysis of Lower-Middle Jurassic (Pliensbachian - Bathonian) of the Inner Hebrides, NW Scotland

Abstract

A palynostratigraphic investigation of partly ammonite dated, Pliensbachian to Bathonian (Early – Middle Jurassic)
strata on the Isles of Skye and Raasay, Inner Hebrides in Northwest Scotland, has recovered a diverse but not always
well preserved miospore flora and a less diverse dinoflagellate cysts flora. The studied interval has been subdivided
into five biozones, A - E, based on the first occurrence, common occurrence, first common occurrence, and
relative abundance of pollen and spore key taxa. Biozone A (Pliensbachian) is defined by the co-occurrence of several
long ranging taxa, e.g. Corollina spp. and Cerebropollenites spp., as well as the presence of rare Spheripollenites
subgranulatus. Biozone B (late Toarcian-early Aalenian) is defined by abundant presence of Spheripollenites
subgranulatus. Biozones A and B are separated by a large hiatus. The lower boundary of Biozone C (late
Aalenian - early Bajocian) is marked by the first co-occurrence of Callialasporites dampieri, C. turbatus and C.
minus. The lower boundary of Biozone D (middle Bajocian - early Bathonian) is defined by the first occurrence of
Neoraistrickia gristhorpensis, while the uppermost zone, Biozone E (middle/late Bathonian), is marked by a significant
increase in the abundance of Perinopollenites elatoides and Araucariacites australis. The erected biozones
correlate well with other biostratigraphic zonations and palynological results from Northwest Europe. Existing
spore-pollen zonations from NW Europe often lack independent stratigraphic dating. Hence, the results from this
study provide, for the first time, biostratigraphical constraints on some important spore-pollen events during the
Early - Middle Jurassic.
The depositional environments are interpreted as marine during the Pliensbachian – Toarcian (Early Jurassic), marine
near shore in Aalenian – Bajocian (Middle Jurassic) and brackish/lagoonal to terrestrial in Bathonian (Middle
Jurassic). This is consistent with previous interpretations of the depositional environment in the Inner Hebrides Basin
during this time interval.
An environmental interpretation based on ecological and climatological preferences of the probable parent plants
has also been performed for the Toarcian – Bathonian interval. The results indicate a warm and humid climate in
Late Toarcian, followed by a cooling period in Early Aalenian. In the late Aalenian/Early Bajocian the conditions
become warm and dry, after which the climate becomes gradually cooler and more humid during the mid Bajocian
– middle/late Bathonian. This interpretation correlates well with other climatic interpretations over the interval.

Abstract (Swedish)

Vid en palynostratigrafisk undersökning av delvis ammonitdaterade sektioner av tidig – mellan jurassisk ålder
(pliensbach – bathon), på öarna Skye och Raasay, inre Hebriderna i nordvästra Skottland, har en artrik, men inte
alltid välbevarad pollen och spor flora och en mindre divers marin mikroplankton flora påvisats. Det studerade intervallet
har indelats i fem biozoner, A - E, baserat på första uppträdandet, vanliga uppträdandet och första vanliga
uppträdandet samt den relativa kvantiteten av olika nyckeltaxa av pollen och sporer. Biozon A (pliensbach) är definierad
av förekomsten av ett flertal taxa med lång stratigrafisk utbredning tillsammans med sällsynta Spheripollenites
subgranulatus, medan biozon B (sen toarc – tidig aalen) definieras av en betydande mängd av S. psilatus.
Biozon C (sen aalen - tidig bajoce) definieras av det första samtida uppträdandet av Callialasporites dampieri, C.
turbatus och C. minus, och biozon D (mellan bajoce – tidig bathon) av det första uppträdandet av Neoraistrickia
gristhorpensis. Den översta zonen, biozon E (mellan/sen bathon) definieras av en signifikant ökning i förekomsten
av Perinopollenites elatoides och Araucariacites australis.
De häri upprättade biozonerna korrelerar bra med andra biostratigrafiska zoneringar och palynologiska resultat i
nordvästra Europa, men tidigare spor-pollen zoneringar saknar ofta andra stratigrafiska dateringar. Denna studie
möjliggör därför, för första gången, en noggrann stratigrafisk datering av några viktiga spor-pollen händelser.
Avsättningsmiljön har här tolkats som marin under pliensbach – toarc (tidig jura), kustnära till marin i intervallet
aalen – bajoce (mellan jura) och slutligen brackvatten/lagun till terrestrisk i bathonian (mellan jura). Detta är konsekvent
med tidigare tolkningar av avsättningsmiljö inom detta intervall i området.
En ekologisk och klimatologisk tolkning baserad på de sannolika källväxternas ekologiska och klimatiska preferenser,
har utförts i intervallet toarc – bathon. Resultatet indikerar ett varmt och fuktigt klimat under sen toarcian, följt
av en kallare period under tidig aalen, med ett efterföljande varmt och torrt klimat under sen aalen/tidig bajoce.
Därefter blir klimatet gradvis svalare och fuktigare under mellan bajoce – mellan/tidig bathon. Detta resultat överrensstämmer
med andra klimat tolkningar i intervallet.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig samanfattning: Vid en palynologisk undersökning studeras syraresistenta mikrofossil, såsom pollen, sporer och vissa marina mikroplankton. Dessa används främst för att datera sedimentära bergarter men man kan även använda dem för att tolka miljö, vegetation och klimat under olika tidsavsnitt i jordens historia. Pollen och sporer är mycket beständiga mikrofossil och finns i lagerföljder avsatta i en rad olika miljöer. De är därför väldigt användbara för åldersbestämning och miljörekonstruktioner.

I denna studie har jag undersökt material från sektioner med sedimentära bergarter på öarna Skye och Raasay (Inre Hebriderna) i nordvästra Skottland. Dessa sektioner är sedan tidigare daterade med hjälp av ammoniter, en grupp utdöda bläckfiskar med ett oftast spiralformat yttre skal, till tidig och mellersta jura, för ca 190–165 miljoner år sedan. De palynologiska proverna innehåller en artrik, men inte alltid välbevarad, pollen- och sporflora samt en mindre artrik marin mikrofossilflora. Det studerade intervallet har delats upp i fem biozoner, A–E, vilka i regel är baserade på första uppträdandet, första vanliga uppträdandet eller den relativa mängden av olika viktiga pollen och sporer. De upprättade biozonerna, som kan dateras med hjälp av den befintliga ammonitzoneringen, kan korreleras med andra palynologiskt baserade biozoner i nordvästra Europa och möjliggör för första gången noggrannare datering av viktiga händelser inom spor-pollen-biostratigrafin.

Avsättningsmiljön har tolkats som marin under tidig jura och som kustnära till marin under tidig mellanjura. Under resten av mellersta jura skedde avsättningen i en brackvatten- och/eller lagunmiljö till landmiljö. Detta stämmer väl överens med tidigare undersökningar i området.

Genom att tolka vilka slags växter fossila pollen och sporerna troligen tillhörde kan man få viktig information om ekologi och klimatförändringar. En sådan ekologisk-klimatologisk undersökning har även utförts. Resultatet visar att klimatet var varmt och fuktigt under den senaste delen av tidig jura (för ca 180 miljoner år sedan) och att denna värmeperiod följdes av en kallare period i början av mellersta jura (för ca 175 miljoner år sedan). Klimatet blev därefter varmt och torrt runt 170 miljoner år sedan, för att sedan bli gradvis svalare och fuktigare under resten av mellersta jura (för ca 170–165 miljoner år sedan). Denna tolkning stämmer väl överrens med andra paleoklimatologiska tolkningar som gjorts inom detta tidsintervall.

• author: Stefanowicz, Sissa
• supervisor: Sofie Lindström
• organization: Department of Geology
• alternative title: Palynostratigrafisk och paleoklimatisk analys av tidig-mellan jura (pliensbach - bathon) på inre Hebriderna, NV Skottland
• year: 2008
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: palynologi, jura, miospor, paleoklimat, Inre Hebriderna, Skottland, palynology, Jurassic, miospore, palaeoclimate, Inner Hebrides, Scotland
• publication/series: Dissertations in Geology at Lund University
• report number: 223
• language: English
• id: 2333596
• date added to LUP: 2012-01-30 13:06:40
• date last changed: 2013-02-06 15:33:44