STRATIGRAPHY AND SEDIMENTARY ENVIRONMENTS OF THE CRETACEOUS-PALEOGENE FLYSCH DEPOSITS OF THE DUKLA NAPPE (UKRAINIAN CARPATHIANS) BY STUDY OF SMALL FORAMINIFERS AND SEDIMENTOLOGICAL DATA
Keywords:
stratigraphy, foraminifera, Cretaceous, Paleogene, turbidites, Ukrainian Carpathians, sedimentological featuresAbstract
The article aim is to generalize the stratigraphy and to reconstruct the depths and some processes of sedimentation of the deposits located in the southwestern part of the Ukrainian Carpathians in the Dukla tectonic Unit (Nappe) according to the analysis of the small foraminifera and sedimentological data. This is an actual both theoretical and practical problem, as it allows to improve the prognosis of the flysch lithofacies location as the potential hydrocarbon reservoirs. The presented work describes the stratigraphy of the Dukla Unit deposits, which form a continuous stratigraphic succession from the Albian to the Oligocene. Cenomanian-Turonian, Cretaceous-Paleogene (Maastrichtian-Danian) and Eocene-Oligocene boundaries are proved micropaleontologically in the Dukla sedimentary succession. The boundary between Cenomanian and Turonian is expressed lithologically by the lower boundary of the cherry-red mudstones with the green rocks. The Maastrichtian - Danian boundary is marked in the uniform flysch by the disappearance of the Cretaceous Globotruncanita, Abathomphalus and the appearance of the Paleogene Globoconusa, Parasubbotina Globanomalina, Praemurica, which corresponds to global changes at the Cretaceous-Paleogene boundary. The Eocene – Oligocene boundary is fixed into the “Globigerina Marl”. The Dukla sedimentary succession is a typical flysch which had been accumulated by the catastrophic turbidite and other gravitational flows and by the (hemi)pelagic “particle by particle” clay sedimentation, as our research has shown. The clay sediments were enriched with the buried in situ benthic and planktonic microfauna, the analysis of which allowed us to reconstruct the changes in the paleobathymetry of the flysch basin. Bulk of the Cretaceous and Paleocene-Eocene (up to latest Eocene) Dukla flysch succession is enriched with agglutinated foraminifers of the genera Silicobathysiphon, Nothia, Rhabdammina, Hyperammina, Ammodiscus, Reophax, Subreophax, Hormosina, Caudammina, Haplophragmoides, Recurvoides, Trochamminoides, Paratrochamminoides, Reticulophragmium, Karrerulina, belonging to the deep-water agglutinated foraminifera (DWAF) and indicating the bathyalabyssal depths below the CCD according to the taxonomic composition and morphological features. Admixture of planktonic and/or calcareous benthic foraminifera in some sediments of this age may indicate both the fluctuations in the CCD level (Albian-Cenomanian boundary) and the changes in seabed relief (Paleocene-Eocene). Hemipelagic clay-carbonate deposits of the “Globigerina Marl” (late Late Eocene-Early Oligocene) are enriched with planktonic foraminifera and contain calcareous benthos from the genera Nodosaria, Cibicidoides, Oridorsalis, Gyroidina Heterolepa, Bolivina indicating paleobasin shallowing. Oligocene deposits are characterized by planktonic and calcareous benthic foraminifera, which identify the open shelf and upper bathyal depths. The turn from the bathyal-abyssal depth to the upper bathyal-sublittoral depth, which took place at the turn of the Eocene and Oligocene, could be caused by synsynsedimentary tectonic movements - decollement of the flysch masses from its sedimentary substratum and thrusting in the platform direction. The horizontal component of the thrust movements led to shallowing and, subsequently, to the cessation of the sedimentation in the Dukla subbasin at the Oligocene.
References
Андреева-Григорович А. С. Наннопланктон и диноцисты пограничных эоценолигоценовых отложений Карпат / Андреева-Григорович А. С // Палеонтол. сборник. – 1987. – № 24. – С. 76–83.
Андреева-Григорович А. С. Объяснительная записка к региональной стратиграфической схеме палеогеновых отложений Украинских Карпат / Андреева-Григорович А. С., Вялов О. С., Гавура С. П. [и др.]. – Киев, 1984. – 50 с. – (Препринт АН УССР, Ин-т. геол. Наук ; № 84–19).
Андреева-Григорович А. С. Опорные разрезы пограничных слоев эоцена иолигоцена Дуклянской и Мармарошской зон / Андреева-Григорович А. С., Грузман А. Д., Лозыняк П. Ю., Смирнов С. Е. // Палеонтол. сборник – 1987. – № 24. – С. 33–38.
Венглинский И. В. К биостратиграфии меловых и палеогеновых отложений Дуклянской зоны Украинских Карпат / Венглинский И. В., Розумейко С. В., Смолинская Н. И. // Сборник статей по законченым научно-исследовательским работам ИГГГИ АН УССР. – 1977 – Вып.
– С. 2 – 8.
Вялов О. С. Объяснительная записка к региональной стратиграфической схеме меловых отложений Украинских Карпат / Вялов О. С., Андреева-Григорович А. С., Гавура С. П. [и др.]. – Львов, 1989. – 51 с.
Вялов О. С. История геологического развития Украинских Карпат / Вялов О. С., Гавура С. П., Даныш В. В. [и др.]. – Киев : Наук, думка, 1981. – 180 с.
Вялов О .С. Стратотипы меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат / Вялов О .С., Гавура С. П., Даныш В .В. [и др.]. – Киев : Наук, думка, 1988. – 204 с.
Глушко В. В. Геологическое строение и горючие ископаемые Украинских Карпат / Глушко В. В., Круглов С. С. (Ред.). – Москва : Недра, 1971. – 389 с.
Гнилко О. М. Стратиграфія та умови седиментації еоценового флішу Кросненського (Сілезького) покриву Українських Карпат / Гнилко О. М., Гнилко С. Р. // Геол. журнал. – 2011. – № 2. – С. 12–24.
Гнилко О. М. Тектоно-седиментаційна еволюція південно-західної частини Українських Флішевих Карпат / Гнилко О. М., Гнилко С. Р., Генералова Л. В. // Науковий вісник Національного гірничого університету – 2015. – № 2 – С. 5–13.
Гнилко С., Гнилко О. Ранньоеоценові аглютиновані форамініфери і седиментологічні особливості формування флішу Монастирецького та Скибового покривів Українських Карпат / Гнилко С., Гнилко О. // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2010. – № 1 (150). – С. 43–59.
Гнилко С. Р. Стратиграфія за форамініферами палеоценово-еоценових відкладів внутрішніх флішевих покривів Зовнішніх Українських Карпат / Гнилко С. Р. // Геол. журнал. – 2015. – № 3. – С. 87–100.
Гнилко С. Р. Форамініфери і стратиграфія палеоцен-еоценових відкладів Українських Карпат : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. геол. наук за спеціальністю 04.00.09 – палеонтологія і стратиграфія. – Інститут геологічних наук НАН України, Київ, 2017.
Гнилко О. Стратиграфія палеоценово-еоценового флішу Свидовецького покриву Українських Карпат / Гнилко О. Гнилко С. // Геол. журнал. – 2012. – № 3. – С. 59–67.
Гнилко О. М. Про седиментаційні процеси формування флішевих відкладів Українських Карпат / Гнилко О. М. // Збірник наукових праць Інститу геологічних наук НАН України. – Київ, 2010. – Вип. 3. – С. 32–37.
Даниш В. В. Геологія західної частини південного схилу Українських Карпат / Даниш В. В. – Киев : Наук, думка, 1973. – 116 с.
Даныш В. В. Сопоставление разрезов палеогена Дуклянской зоны Восточных и Западных Карпат / Даныш В. В., Пономарева Л. Д. // Геология Советских Карпат: Сб. науч. тр. Киев : Наук. думка, 1989. С. 57–65.
Державна геологічна карта України масштабу 1: 200 000. Карпатська серія. Ужгородська група аркушів: M–34–XXIX (Сніна); M–34–XXV (Ужгород), L–34–V(Сату-Маре). Геологічна карта дочетвертинних утворень / Мацьків Б. В., Ковальов Ю. В., Пукач Б. Д. – Київ : Міністерство екології і природних ресурсів України, державне підприємство “Західукргеологія”, 2003. – 2 листи.
Иваник М. М. Кремнистые микроорганизмы и их использование для расчленения палеогенових отложений Предкарпатья / Иваник М. М., Маслун Н. В. – Киев : Наук. думка, 1977. 118 с.
Маслакова Н. И. Стратиграфия и фауна мелких фораминифер палеогеновых отложений Восточных Карпат / Маслакова Н. И. // Материалы по биостратиграфии западных областей Украинской ССР – Москва : Госгеолиздат, 1955. – С. 5–132.
Мятлюк Е. В. Фораминиферы флишевых отложений Восточных Карпат (мелпалеоген) / Мятлюк Е. В. – Ленинград : Недра, 1970. – 360 с.
Пономарева Л. Д. Известковые бентосные фораминиферы из шешорского горизонта Украинских Карпат / Пономарева Л. Д. // Палеонтол. сборник – 1987. –№24. – С. 60–65.
Пономарьова Л. Д. Деякі аспекти відтворення умов осадонагромадженя у Карпатському басейні на основі вивчення форамініфер / Пономарьова Л. Д., Гнилко С. Р., Лемішко О. Д. [і ін.] // Звіт про НДР: Тектонічне районування Українських Карпат в світлі сучасних геологічних концепцій (Інститут геології і геохімії горючих копалин НАНУ, № держреєстрації 0106U002035) – 2010. – С. 75–97.
Розумейко С. В. О комплексах фораминифер нижнемеловых отложений Дуклянской зоны Карпат / Розумейко С. В. // Палеонтол. сборник. – 1980. – № 17. –C. 21–26.
Романив А. М. Известковый наннопланктон меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат / Романив А. М. – Киев : Наук. думка, 1991. – 148 с.
Сеньковський Ю. Геологічна палеоокеанографія океану Тетіс / Сеньковський Ю., Григорчук К., Гнідець В., Колтун Ю. – Киев : Наук. думка, 2004. – 172 с.
Совчик Я. В. Материалы к палеогеографии палеогенового бассейна Карпат / Совчик Я. В. // Геол. журнал. – 1979. – Вып. 39. – № 5. – С. 36–48.
Стратиграфія верхнього протерозою та фанерозою України у двох томах. Т.1: Стратиграфія верхнього протерозою, палеозою та мезозою України / головний ред. Гожик П. Ф. – Киев : ІГН НАН України. – Логос, 2013. – 637 с.
Субботина Н. Н. Пелагические фораминиферы палеогена юга СССР / Субботина Н. Н. // Палеогеновые отложения юга Европейской части СССР. – Москва : Изд-во АН СССР, 1960. – С. 24–36.
Bubik M. Cretaceous to Paleogene agglutinated foraminifera of the Bile Karpaty unit (West Carpathians, Czech Republik) / Bubik M. // Grzybowski Foundation Special Publication. – 1995. – № 3. P. 71–116.
Dabagian N. V. Foraminifera from the transition beds between Lower and Upper Cretaceous in the Ukrainian Carpathians / Dabagian N. V. // Rocznik Polskiego Towarystwa Geologicznego. – 1969. – Vol. XXXIX, Zeszyt 1–3. Krakow, – P. 213–223.
Einsele G. Sedimentary Basins: evolution, facies and sediment budget / Einsele G. –Berlin : Springer Verlag, 1992. – 615 p.
Golonka J. The Western Outer Carpathians: Origin and evolution / Golonka J., Waśkowska A., Ślączka A. // Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft f?r
Geowissenschaften. – 2019. – No. 170 (3–4). – P. 229–254.DOI: 10.1127/zdgg/2019/0193
Gradstein F. M. Flysch-type agglutinated foraminifera and the Maastrichtian to Paleogene history of the Labrador and North Seas / Gradstein F. M., Berggren W. A. // Marine Micropaleont. – 1981. Vol. 6. P. 211–268.
Haigh D. W. Global distribution patterns for mid-Cretaceous foraminiferids / Haigh, D. W. // Journal of Forest Research. – 1979. – No. 9. – P. 29–40.
Hnylko S. Foraminiferal stratigraphy and palaeobathymetry of Paleocene–lowermostOligocene deposits (Vezhany and Monastyrets nappes, Ukrainian Carpathians) / Hnylko S., Hnylko O. // Geological Quarterly. – 2016. – Vol. 60. – No. 1 – P. 75–103. DOI: http://dx.doi.org/10.7306/gq.1247
Hu X. Upper Cretaceous oceanic red beds (CORBs) in the Tethys: occurrences, lithofacies, age, and environments/ Hu X., Jansa L., Wang C. [et al.] // Cretaceous Research. –2005. – No. 26 – P. 3–20.
Jenkyns H. C. Cretaceous anoxic events: from continents to oceans. / Jenkyns H. C. //Geol. Soc. London. – 1980.– Vol. 137 (2). – P.171–188.
Kaminski M. A. Atlas of Paleogene cosmopolitan deep-water agglutinated foraminifera / Kaminski M. A., Gradstein F. M. // Grzybowski Foundation Special Publication. – 2005. – No. 10. – 547 p.
Kaminski M. A. Flysch-type agglutinated foraminiferal assemblages from Trinidad: Taxonomy, stratigraphy ?nd paleobathymetry / Kaminski M. A., Gradstein F. M., Berggren W. A. // Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt. – 1988. – No. 41. –P. 155–227.
Kováč M. Neogene palaeogeography and basin evolution of the Western Carpathians,Northern Pannonian domain and adjoining areas / Kováč M., Márton E., Oszczypko N.[et al.] // Global and Planetary Change. – 2017. – No. 155. – P. 133–154. http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2017.07.004
Kováč M. Paleogene palaeogeography and basin evolution of theWestern Carpathians, Northern Pannonian domain and adjoining areas / Kováč M., Plašienka D., Sotak J. [et al.] // Global and Planetary Change. – 2016. – No. 140. – P. 9–27. http://dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.03.007
Krasheninnikov V. A. Upper Cretaceous benthonic agglutinated foraminifera, Leg 27, DSDP / V.A. Krasheninnikov // Initial Reports of the Deep See Driling Project. – 1974. –Vol. 27. – P. 63–661.
Kuhnt W. Upper Cretaceous deep-water agglutinated benthic foraminiferal assemblages from the western Mediterranean and adjacent areas / Kuhnt W., Kaminski M. //Cretaceous of thewestern Tethys. Proceedings 3rd International Cretaceous Symposium, Tubingen. – Stuttgart: Schweizerbart‟sche Verlagsbuchhandlung, 1989. – P. 91–120.
Murray J. W. A method of determining proximity of marginal seas to an ocean / Murray J. W. // Marine Geology. – 1976. – No. 22. – P. 256–284.
Olszewska B. A paleoecological interpretation of the Cretaceous and Paleogene foraminifers of the Polish Outer Carpathians / Olszewska B. // Biuletyn InstytutuGeologicznego. – 1984. – Vol. 346. – P. 7–62. (in Polish).
Olszewska B. Foraminiferal biostratigraphy of the Polish Outer Carpathians: a record ofbasin geohistory / Olszewska B. // Annales Societatis Geologorum Poloniae. – 1997. –Vol. 67. – P. 325–337.
Oszczypko N. Rozwój paleotektoniczny basenów Karpat zewnętrznych i Pienińskiego pasa skałkowego / Oszczypko N., Uchman A. & Malata E. (Red.). – Kraków : Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytetu Jagiellońskiego. – 2006. – 199 s.
Oszczypko N. Late Jurassic–Miocene evolution of the Outer Carpathian fold-and-thrust belt and its foredeep basin (Western Carpathians, Poland) / Oszczypko N. // Geological Quarterly. – 2006. – Vol. 50, No. 1. – P. 169–194.
Picha F. J. Carpathian and their foreland: Geology and hydrocarbon resources / Picha F. J., Golonka J. (Eds.). // AAPG Memory. – 2005. – Vol. 84.
Ponomaryova L. D. Foraminifera and sedimentary paleoenvironment of the Lower Cretaceous Black Shale formation (Ukrainian Carpathians) / Ponomaryova L. D., Gnylko O. M. // Mineralia Slovaca. – 1997. – No. 4 – 5 (29). – P. 333.
The Geologic Time Scale 2012 / F. M. Gradstein J. G. Ogg, M. D. Schmitz, G. M. Ogg. Boston, USA, Elsevier, 2012. – 1144 p.
Wagreich, M. Cretaceous Oceanic Red Beds (Corbs) in the Austrian Eastern Alps: passive-margin Vs. active-margin depositional settings / Wagreich,M., Neuhuber, S., Egger, H. [et al.] // SEPM (Society for Sedimentary Geology). – 2009. – No. 91. – P. 73–88.
