The age of North America’s youngest Paleozoic continental vertebrates: a review of data from the Middle Permian Pease River (Texas) and El Reno (Oklahoma) Groups

L’âge des plus jeunes vertébrés continentaux paléozoïques d’Amérique du Nord : un examen des données des groupes du Permien moyen de Pease River (Texas) et d’El Reno (Oklahoma)

¹ Centre de recherches en paléontologie – Paris (CR2P), CNRS/MNHN/SU, Muséum national d’Histoire naturelle, case postale 50, 57 rue Cuvier 75231 Paris cedex 05, France
² Vertebrate Paleontology Laboratory, Jackson School of Geosciences, The University of Texas, Austin, Texas 78758, USA

^* Corresponding author: michel.laurin@mnhn.fr

Received: 31 January 2022
Accepted: 19 May 2022

Abstract

The youngest Paleozoic vertebrate-bearing continental deposits of North America are Middle Permian (Guadalupian) in age and occur in the Chickasha Formation (El Reno Group) of central Oklahoma and the lithostratigraphically lower San Angelo Formation (Pease River Group) of North-Central Texas. Although regarded originally as Guadalupian, these deposits have been assigned recently to the Early Permian on the basis of marine fossils and questionable lithostratigraphic correlations between marine and continental strata. A review of ammonoid genera recovered from the Blaine Formation, which overlies both the Chickasha and San Angelo in Oklahoma and Texas, shows that they range globally in age from the Early to Late Permian, but most occur in the Guadalupian or Middle Permian. A modest but intensively studied paleobotanical record of compression fossils from the San Angelo, as well as palynomorphs in rocks associated with the Chickasha, presents an unquestionably Middle to Late Permian flora dominated by voltzian conifers. The Chickasha and San Angelo vertebrate assemblages are overwhelmingly dominated by large caseid synapsids and indicate a biostratigraphic signal of early Guadalupian. The occurrence of the tupilakosaurid temnospondyl Slaugenhopia, the parareptile Macroleter, and the eureptile Rothianiscus suggests a Roadian age (lowermost Guadalupian) given the global records of closely related forms. These plant and vertebrate assemblages contrast sharply with those of underlying Cisuralian rocks of the Hennessey Formation of Oklahoma and the Clear Fork Formation of Texas, both of which are much more fossiliferous than those of the Guadalupian in the region. A barren interval of up to 300 m in thickness separates these fossil-bearing intervals. This true void in the late Kungurian was first reported a half century ago but has not been recognized in recent biochronology studies. Our findings, as well as those of other vertebrate paleontologists who have evaluated the San Angelo and Chickasha data by other means, strongly refute the current notion of “Olson’s Gap” as spanning most of the Roadian.

Résumé

Les plus jeunes dépôts continentaux vertébrés paléozoïques de l’Amérique du Nord datent du Permien moyen (Guadalupien) et se trouvent dans la Formation Chickasha (Groupe El Reno) de l’Oklahoma central et dans la Formation San Angelo (Groupe Pease River) lithostratigraphiquement plus basse du Texas central du nord. Bien que considérés à l’origine comme Guadalupiens, ces dépôts ont été récemment assignés au Permien précoce sur la base de fossiles marins et de corrélations lithostratigraphiques douteuses entre strates marines et continentales. Un examen des genres d’ammonoïdes provenant de la formation Blaine, qui recouvre les formations Chickasha et San Angelo en Oklahoma et au Texas, montre que leur âge varie globalement du Permien précoce au Permien tardif, mais que la plupart se trouvent dans le Guadalupien ou le Permien moyen. Un registre paléobotanique modeste mais intensivement étudié de fossiles de compression de San Angelo, ainsi que des palynomorphes dans les roches associées à la Chickasha, présente une flore incontestablement du Permien moyen à tardif dominée par des conifères voltziens. Les assemblages de vertébrés des formations Chickasha et San Angelo sont dominés de façon écrasante par de grands synapsides caséidés et présentent un signal biostratigraphique du Guadalupien précoce. La présence du temnospondyle tupilakosauridé Slaugenhopia, du parareptile Macroleter et de l’eureptile Rothianiscus suggère un âge Roadien (Guadalupien inférieur) étant donné l’âge de formes étroitement apparentées sur d’autres continents. Ces assemblages de plantes et de vertébrés contrastent fortement avec ceux des roches cisuraliennes sous-jacentes de la formation Hennessey de l’Oklahoma et du groupe Clear Fork du Texas, qui sont tous deux beaucoup plus fossilifères que ceux du Guadalupien dans la région. Un intervalle stérile d’une épaisseur pouvant atteindre 300 m sépare ces intervalles fossilifères. Cette véritable lacune dans le Kungurien tardif, signalée pour la première fois il y a un demi-siècle, n’a pas été reconnue dans les études récentes de biochronologie. Nos résultats, ainsi que ceux d’autres paléontologues vertébristes qui ont évalué les données de San Angelo et de Chickasha par d’autres moyens, réfutent fermement la notion de « lacune d’Olson », qui est censée occuper la plus grande partie du Roadien.