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Aptian carbonate platform development in the Southern Iberian Palaeomargin (Prebetic of Alicante, SE Spain)^☆

Développement des plates-formes carbonatées dans l’Aptien de la marge continentale sud-Ibérique (Prébétique d’Alicante, SE d’Espagne)

¹ The Open University, Milton Keynes, UK
² Centre for Advanced Studies in Earth Sciences, CEACTierra, Department of Geology, Universidad de Jaén, Jaén, Spain

^*  Corresponding author: pwskelto@waitrose.com

Received: 10 August 2018
Accepted: 18 December 2018

Abstract

The Aptian stratigraphic record of the Alicante region consists of: a rudist and coral-rich carbonate platform of earliest Aptian age (Llopis Formation), with a discontinuous siliciclastic member at its top; followed by late Early, to Late Aptian hemipelagic marls and marlstones (Almadich Formation); and then by renewed carbonate platform development of Late Aptian to earliest Albian age (Seguilí Formation). In the Llopis Formation, SW-dipping, massive clinoform beds of bioclastic debris are succeeded by flat-lying platform-top beds. The latter show a cyclically regressive stacking of biofacies, with rudist-dominated floatstone in their lower parts passing upwards to finer-grained, more sparsely fossiliferous bed tops with burrow mottling. Caprinid rudists, with originally almost wholly aragonitic shells, dominate the external platform-top facies, while more internal facies contain a mix of monopleurid, polyconitid and requieniid rudists, all with relatively slightly thicker development of the calcitic outer shell layer, together with caprinids. Biostratigraphic and carbon-isotope data link the termination of the Llopis platform with the onset of OAE1a. The carbonate platform of the Seguilí Formation again contains tabular platform-top beds showing repeated cyclic regression, with dense rudist and/or chondrodont floatstones overlain by sparser floatstones with wackestone matrix and secondarily filled burrows. But caprinids are now absent, while requieniids and polyconitids, some of large size, as well as radiolitids, all with thickened calcitic outer shell layers, accompany the tubular monopleurid, Mathesia, together with a greater development of Chondrodonta biofacies. The same overall pattern of biotic turnover from the Early, to the Late Aptian is confirmed in other parts of Iberia and contiguous regions. Moreover, Iberian platforms of late Early Aptian age outside the present study area reveal a transitional phase with an increasing proportion of polyconitids in the outer platform-top to upper slope facies at the expense of caprinids. The siliciclastic influx at the top of the Llopis Formation implies a climatic shift from arid, to relatively more humid/pluvial conditions through the mid-Early Aptian, as seen in several other Iberian sections. This climatic change was probably forced by the intensified greenhouse conditions at the onset of OAE1a. By contrast with these Iberian platforms, caprinids continued to dominate the outer platform-top zones of some central to southern Tethyan platforms until the close of the Early Aptian. This broad palaeolatitudinal differentiation of rudist associations within the Tethyan belt implies a climatic influence, whether exerted through thermal modulation of seawater pH and/or aragonite saturation, variation in nutrient flux, or any combination of these.

Résumé

L’enregistrement stratigraphique de l’Aptien de la région d’Alicante comprend successivement une plate-forme carbonatée à rudistes et coraux abondants dans l’Aptien basal (Formation de Llopis), un membre silicoclastique discontinu à son sommet, des marnes hémipélagiques jusqu’à l’Aptien supérieur (formation d’Almadich), puis via un développement renouvelé, une plate-forme carbonatée datée de l’Aptien tardif à Albien basal (Formation de Seguilí). Dans la formation de Llopis, des clinoformes massifs à débris bioclastiques, inclinés vers le SW, sont surmontés par des lits horizontaux au toit de la plate-forme. Ces derniers montrent un empilement de biofaciès cycliquement régressifs, comprenant des floatstones dominés par les rudistes dans leur partie inférieure, puis enregistrent vers le haut une diminution de la granulométrie et des macrofossiles et enfin, des marbrures de terriers au sommet. Les rudistes caprinidés, aux coquilles à l’origine presque entièrement aragonitiques, dominent le faciès externe du toit de la plate-forme, tandis que les faciès internes contiennent un mélange de rudistes monopleuridés, polyconitidés et requiéniidés. L’ensemble de ces rudistes montrent un développement relativement plus épais de la couche externe calcitique par rapport à celle des caprinidés. Les données biostratigraphiques et isotopiques établissent un lien entre la fin de la plate-forme Llopis et l’apparition de l’OAE 1a. La plate-forme carbonatée de la formation de Seguilí comprend à nouveau des lits tabulaires à son sommet, correspondant à des régressions cycliques répétées, avec des floatstones denses à rudistes et/ou à chondrodontes, recouverts par des floatstones plus clairsemés à matrice wackestone présentant des terriers secondairement remplis. Il est à noter l’absence des caprinidés. Les requiéniidés et les polyconitidés dont certains sont de grande taille, ainsi que les radiolitidés, tous dotés d’épaisses couches superficielles de calcite, accompagnent le monopleuridé tubulaire Mathesia, ainsi qu’un développement plus important des biofaciès à Chondrodonta. Le même schéma général de renouvellement biotique du début à la fin de l’Aptien est confirmé dans d’autres secteurs de la péninsule ibérique et des régions contiguës. De plus, les plates-formes ibériques du sommet de l’Aptien inférieur, situées en dehors de la zone d’étude, révèlent une phase de transition caractérisée par une proportion croissante de polyconitidés dans le faciès extérieur de la plate-forme et au sommet de la pente supérieure, aux dépens des caprinidés. L’afflux siliciclastique au sommet de la formation de Llopis implique un passage climatique des conditions arides à des conditions relativement plus humides/pluviales à la partie moyenne de l’Aptien inférieur, comme dans plusieurs autres sections ibériques. Ce changement climatique a probablement été forcé par l’intensification des conditions de serre au début de l’OAE1a. Contrairement à ces plates-formes ibériques, les caprinidés ont continué à dominer les zones les plus à l’extérieur des plates-formes de certaines plates-formes du centre au sud de Téthys jusqu’à la fin de l’Aptien inférieur. Cette large différenciation paléolatitudinale d’associations à rudistes au sein de la ceinture téthysienne implique une influence climatique, qu’elle soit exercée par modulation thermique du pH de l’eau de mer et/ou de la saturation en aragonite, soit par la variation du flux d’éléments nutritifs, ou soit par une combinaison de ces facteurs.