PRIMIJENJENA PALEONTOLOGIJA

MIKROFOSILI i

MIKROFACIJESI

doc. dr. sc. Karmen Fio Firi

karmen.fio@geol.pmf.hr

Mikropaleontologija

• Mikrofosili < 2 mm

• Podjele prema predmetu proučavanja i mineralnom sastavu skeleta:

• Vapnenački mikrofosili: kokoliti, foraminifere, kalpionelidi

• Fosfatni: dijelovi kralježnjaka, konodonti• Silikatni: radiolarije, dijatomeje, silikoflagelati• Organski: polen, spore (palinologija), akritarhe,

dinoflagelate

• Primjena u: biostratigrafiji, paleoekologiji, paleooceanografiji, proučavanju klimatskih promjena, naftnoj industriji, arheologiji, zooarheologiji, forenzici…

Priprema uzoraka

• Izrada izbrusaka / preparata

• Sijanje / šlemanje / muljenje• Često uz otapanje u kiselinama

• Acetatne folije

• Maceracija

Način promatranja

• (terenska) lupa

• Stereoskopska (lupa) mikroskop – dva okulara idva objektiva, uvećanje obično do 100x (i do 3000x)

• Skenirajući elektronski mikroskop (SEM) –stvaranje slike pomoću snopa elektrona, uvid u mikrostrukturu uzorka, povećanja do 100 000x

• Kamera fotomikrografije

• Mjerilo – grafičko

Mikrofosili…

Foraminifere

• Jednostanični organizmi s promjerom kućica od 0,02 do 19 cm

• Kućice različitog oblika, ovisno o načinu života

• Stijenka kućice (teka) građena od različitog materijala (najčešće vapnenačke)

• Mogu se sastojati od jedne komorice (monotalamične) ili od više komorica (politalamične)

• Početna komorica = prolokulus (protokonh)

• Komorice su međusobno odjeljene pregradama (septama) koje su izbušene (foramen) za prolaz protoplazme

• Karakteristična ušća (aperture)

• Različite ornamentacije izvana na kućici

• Pseudopodiji (lažne nožice) – za pokretanje i pribavljanje hrane

• Razmnožavanje je spolno i nespolno, ili se izmjenjuju spolna i nespolna generacija (spolna generacija ima malu kućicu, ali ima veliku početnu klijetku – megalosferična generacija)

• Većina živi u moru normalnog saliniteta; bentički (vagilni, sesilni bentos), manji broj je planktonski

Foraminifere

• Proučavanje u različitim presjecima:• osni ili aksijalni (duž osi namatanja komorica) • medijalni ili ekvatorijalni presjek (okomito na os savijanja komorica)• tangencijalni presjek građa stijenke

• orijentirani presjeci kod „izvađenih” formi

• ALLOGROMIINA – Cm–rec.

• TEXTULARIINA – Cm–rec.

• FUSULININA – izumrla skupina! S–P

• MILIOLINA – C–rec.

• ROTALIINA – P–rec.

FORAMINIFERIDA

FORAMINIFERIDA

• ALLOGROMIINA

• stijenke od organskog materijala, tektina

• rijetko se sačuvaju

• Cm–rec.

• danas žive u slatkim vodama

• TEXTULARIINA

• sljepljuju kućice od okolnog materijala (aglutinirane)

• bentički organizmi

• Cm–rec.

• danas indikator dubljih okoliša

• Textularia (J–rec.)

• Orbitolina (K)

• Orbitopsella (J)

FORAMINIFERIDA

• FUSULININA

• kućice od mikrokristala kalcita

• složen sustav pregrada, često valovito borani septi

• indikator plitkog potplimnog okoliša

• izumrla skupina S–P

• Fusulina

• Schwagerina

• Triticites

FORAMINIFERIDA

• MILIOLINA

• kućice od kompaktnog kalcita, porculanastogsjaja izvana

• indikator zaštićenih okoliša

• tolerantni na promjene saliniteta

• C–rec.

• različite miliolide (K–rec.)

• Alveolina (Pc3–E3)

Izgled u presjeku (preparat) – crna stjenka!

Izgled izvađene miliolide – bijela!

FORAMINIFERIDA

• ROTALIINA

• staklasta (hijalina) stijenka, najnaprednija

• u prolaznom svijetlu prozirne

• P–rec.

• Nummulites (Pg)

• Elphidium (Pg–rec.)

• Globigerina (E3–rec.)

• Globotruncana (K2)

FORAMINIFERIDA

RADIOLARIA

Planktonski protozoa sa šupljikavim skeletom, najčešće od amorfnog kremena

Kućice u obliku šuplje kugle (Spumellaria) ili zvona (Nassellaria)

Žive na otvorenoj pučini, češće u hladnim morima

Pseudopodiji izlaze kroz mnogobrojne šupljine skeleta – povećavaju površinu tijela i olakšavaju plutanje (uz kapljice masti)

Kućice im se talože na velikim dubinama, i >5000 m radiolarijski muljevi

Dobri indikatori dubine

Cm–rec.

micro.magnet.fsu.edu

Radiolarije u preparatu. Mjerilo: 100 μm(Yang et al., 2012).

Izvađene radiolarije. Mjerilo: 100 μm(Longridge et al., 2007).

CALPIONELLIDA

• Planktonski trepetljikaši nježnih kućica (lorika) u obliku vrča

• Vapnenačka stijenka

• Proučavaju se u presjecima, ne mogu se izvaditi iz sedimenta

• Česti u pelagičkim sedimentima gornje jure i donje krede dobri facijesni i provodni fosili

• Sličnost s trepetljikašima reda Tintinnida koji se rijeđe fosilno sačuvaju zbog hitinske ili aglutinirane stijenke

Konodonti

https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2016.10.013

• Cm–Tr3 – dobri provodni fosili

• Skeletni elementi životinja svrstanih u Conodontophora

• Chordata (svitkovci)

• Izdužen oblika tijela, veličine do 40 cm

• Velike oči

Ostrakodi

• CRUSTACEA (raci) OSTRACODA (škrgorepci, dvoljušturci)

• Cm–rec.

• meko tijelo zaštićeno dvjema kalcificiranim ljušturama (carapax)

• Morski i slatkovodni, uglavnom bentos; tolerantni –eurihalini Paratethys

https://singapore.biodiversity.online/taxon/A-Arth-Crus-Ostracoda

DOI: 10.5772/55329

Izgled u preparatu, i izvađeni oklopi (SEM snimke)…

https://en.wikipedia.org/wiki/Ostracod#/media/File:PermianOstracod.jpg

ALGE

RHODOPHYTA (crvene alge)

• Složeno građeni, višeslojni talusi

• Corallinaceae: unutarnji skelet, od magnezijskog kalcita impregniranog u opnu stanice

• Žive u morima od pola do tropa

• Fosilno poznate od paleozoika, najčešće se sačuvaju taksoni koji proizvode karbonatne skelete, a to su pripadnici familija:

SOLENOPORACEAE

GYMNOCODIACEAE

Gymnocodium (perm)

Permocalculus (perm) – izdužen, ponekad člankovit talus

CORALLINACEAE

Lithothamnium (jura–rec.) – koraste i grumenaste forme

CARSTVO PLANTAE

1. CHROMISTA – ALGE

2. BRYOPHYTA – MAHOVINE

3. TRACHEOPHYTA – VASKULARNE BILJKE (STABLAŠICE)

CORMOPHYTA

CHLOROPHYTA (zelene alge), Cm–rec.

• 90% današnjih zelenih algi živi kao plankton ili bentos u slatkoj vodi, manji dio je morski

• CODIACEAE • DASYCLADACEAE • CHARACEAE

ALGE

CHLOROPHYTA (zelene alge)

CODIACEAE

• dugačke cijevolike stanice s većim brojem jezgara

• mineralni sastav: aragonit

• Cayeuxia

www.freshwaterlife.org

CHLOROPHYTA (zelene alge)

DASYCLADACEAE• cijevast, često člankovit, aragonitni vanjski skelet (mineralni

omotač) fosilizacija• isključivo morski oblici

Mizzia (paleozoik) Diplopora (trijas) Clypeina (jura) Acetabularia (rec.)

CHLOROPHYTA (zelene alge)

CHARACEAE• razgranjene, pršljenaste steljke• česti nalazi ženskih rasplodnih stanica – nukula (oogonij) – kalcitne po sastavu• Chara

https://www.southampton.ac.uk/~imw/purbfac.htm

PHAEOPHYTA (smeđe alge)

• Višestanične alge, najčešće su marinske,

i to stanovnici hladnih mora

• Ne izlučuju mineralni skelet, rijetko sačuvanje

• Rod Fucus, živi i danas u priobalju Jadrana

Protista (praživi)Diatomeae (Chrysophta – zlatnosmeđe alge)

• Alge kremenjašice

• Silicificirani dvodjelni skeleti (epiteka i hipoteka) cjelovita kućica – frustula

• Kućice različite simetrije: radijalna i bilateralna

• Veličine najčešće do 0,3 mm

Iz diplomskog rada Ive Olić, 2018.

Protista (praživi) Coccolithophoridaceae (Chrysophta – zlatnosmeđe alge)

• Kalcificirani skeleti, najčešće kuglasti (kokosfere, rabdosfere), građene od pločica –kokolita, ili štapića – rabdolita

• Planktonski organizmi

• Morski i slatkovodni

• Pz?, J–rec.

Iz diplomskog rada Ive Olić, 2018.

Protista (praživi) Coccolithophoridaceae(Chrysophta – zlatnosmeđe alge)

Mikrofoto: Šimun AščićDictyococcites

Discoaster

• Skelet od kremenih stupića (šupljih)

• Planktonski organizmi, isključivo morski

• K–rec.

Protista (praživi) Silicoflagellatae (Chrysophta – zlatnosmeđe alge)

Mikrofoto: Šimun Aščić

Stijene…

Stijene

Sastavni dio litosfere (kora + gornji dio plašta Zemlje), određenog načina pojavljivanja, teksture, strukture i mineralnog sastava.

Tekstura = način slaganja čestica/klasta u stijeni (nastao prilikom sedimentacije ili nakon) –laminacija, erozijske teksture, teksture tečenja, graduiranje

Struktura = veličina zrna, međusobni odnos, raspored i oblik zrna, itd.

Prema postanku:

- MAGMATSKE (ERUPTIVNE)

- METAMORFNE

- SEDIMENTNE (TALOŽNE)

- mehanička sedimentacija klastične stijene

- djelatnošću organizama biogene stijene

- kemijska kemogene stijene

Sedimentne stijene

• nastaju taloženjem/sedimentacijom materijala na kopnu ili u vodenim sredinama (češće)

Klastične sedimentne stijene

• Nastaju mehaničkom sedimentacijom detritusa nastalog mehaničkim ili kemijskim razaranjem bilo koje vrste stijena

• Sastoje se od klasta različite veličine koji se mogu nalaziti u vezivu/matriksu

dimenzije čestica nevezano (rahlo) vezano (očvrsuto)

> 2 mm

ruditi ili krupnozrnate

klastične stijene

blokovi

kršje

šljunak

breča

konglomerat

0,065 - 2 mm

areniti ili srednjozrnate

klastične stijene

pijesak pješčenjak

prah (silt), mulj i

glina (< 0,004 mm)

muljnjak,

šejl, glinjak

prapor ili les< 0,065 mm

lutiti ili sitnozrnate

klastične stijene

Krupnozrnati klastiti – ruditi

• Konglomerat/valutičnjak čvrsto vezana stijena koja se uglavnom sastoji od dobro zaobljenih valutica i veziva

• Breča/kršnikmanje ili više čvrsto vezana stijena koja se sastoji od uglatog do poluzaobljenog stijenskog kršja i veziva (cementa ili matriksa)

• Prijelazni oblici…

Srednjozrnati klastiti – areniti

• Pijesci i pješčenjaci – naziv po glavnom sastojku

• Ishodišni materijal sve vrste stijena

Sitnozrnati klastiti – lutiti

• Prapor ili les – slabo litificirana, homogena stijena, ne pokazuje slojevitost

• lesne zaravni nastajutaloženjem eolskog materijala

• Šejl – tankolaminirana ili lisnata tekstura

• najzastupljenija sedimentna stijena u Zemljinoj kori

Biogene sedimentne stijene

• Nastaju djelatnošću organizama koji iz otopine vežu razne mineralne sastojke potrebne za izmjenu tvari ili ih ugrađuju u svoje skelete, od kojih kasnije nastaju organogeni sedimenti

• Skeletni vapnenci – foraminiferski, koraljni, algalni

• Bitumen i nafta nastaju dugotrajnim raspadanjem organskih ostataka u reduktivnimuvjetima

Koraljni vapnenac

• Ugljen nastaje karbonizacijom iz biljnih ostataka

• Treset nastaje karbonizacijom biljnih i životinjskih ostataka

Kemogene sedimentne stijene

• Nastaju anorganskim taloženjem tvari iz vodene otopine u određenim fizičko-kemijskim uvjetima

• Najčešće nastaju u vodenim sredinama, djelomično ili potpuno odijeljenim od mora (lagunama, jezerima, morskim zaljevima), gdje bez dotoka slatke vode i zbog isparavanja dolazi do povećanja koncentracije soli i taloženja/precipitacije evaporita npr. gipsa, anhidrita, halita i dr.

• evaporiti, karbonati (vapnenci i dolomiti)

Naslage gipsa, okolica Sinja

Solana, otok Pag

Dolomiti – kemogene sedimente stijene

• Dolomit - najčešće nastaje pretvorbom (dijagenezom) netom istaloženog vapnenačkog sedimenta u plitkoj vodi (ranodijagenetskidolomit) ili može nastati dijagenezom već očvrsnutog vapnenca (kasnodijagenetskidolomit)

• rijetko nastaje izravno iz morske vode

• sastavljen od dolomita CaMg(CO3)2

Sedra – kemogena* sedimentna stijena

• Sedra - po mineralnom sastavu kalcit;kemijski proces izlučivanja kalcita je isti, alipri izlučivanju sudjeluju mahovine i alge ilibakterije koje uzimaju CO2 iz vode prilikomtaloženja CaCO3

• Sedrene barijere na krškim rijekama

39

BIOGENA:

mnogi organizmi koriste kalcit i aragonit za izgradnju svojih skeleta (oba minerala su po kemijskom sastavu CaCO3) Akumulacijom takvih organizama, npr. puževa, školjkaša, spužvi, koralja, algi, foraminifera… nastat će biogeni vapnenac; npr. foraminiferski, algalni, koraljni vapnenac, ...

Vapnenac kao biogena, kemogena i klastična stijena

koraljni vapnenac

KEMOGENA: nastaje anorganskim putem precipitacijom CaCO3 u toplim i plitkim morima iz vode prezasićene kalcij-hidrogenkarbonatom:Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

Precipitaciju pospješuje odstranjivanje CO2

(isparavanjem, prskanjem vode, valovima, odstranjivanjem djelatnošću biljaka) i H2O (evapotranspiracijom).

ooidni vapnenac (preparat)

KLASTIČNA:nastaje mehaničkim taloženjem vapnenačkog detritusa, koji može biti različitih dimenzija pa se kod nazivanja stijene koriste nazivi lutit, arenit i rudit koji nam ukazuju na dimenziju čestica, tj. vapnence tada klasificiramo s obzirom na veličinu čestica, kao i klastite.Ako su klasti dijelovi skeleta organizama, tj. ako se radi o bioklastima stijenu ćemo zvati bioklastičnim vapnencem.

bioklastičan vapnenac (biokalkrudit)

Mikrofacijesi…

Mikrofacijes

• Mikroskopske karakteristike stijena: veličina, vrsta i način slaganja čestica, vezivo

• Prema tipu i veličini čestica, vrsti veziva, fosilnim ostacima… može se odrediti kojoj sredini i energiji okoliša pripadaju

• Klasifikacije ovisno o tipu naslaga: klastični i karbonatni sedimenti

• Mjerilo!

bioklastični pekston-grejnston (Martinuš et al., 2012 )

Tip zrna, klasta, čestica

• Alokemi – različite čestice, dijelimo ih najosnovnije na:

• Skeletne – organski ostaci, dijelovi skeleta različitih organizama

• Ne-skeletne – anorganske, nastale kemijskom precipitacijom (ooidi, peloidi/ peleti, intraklasti, grapestone)

Tip veziva

• Muljno vezivo (mikrit = mikrokristalinični kalcit = litificirani vapnenački mulj)

• Zrnato vezivo (sparit)

Određivanje taložnih okoliša temeljem prisutnih ostataka

http://www.sepmstrata.org/page.aspx?pageid=88

• Klasifikacije prema Dunhamu (1962) i Folku(1959, 1962), s obzirom na udio, veličinu i tip čestica, vrstu veziva

• Klasifikacija prema Dunhamu (1962), dopunjeno po Embry & Clovan (1971)

klastične, organogene i kemogene karbonatne stijene

velič

ina

zrn

a!AUTOHTONIALOHTONI

Klasifikacija prema Folku (1962)

Mudstone / madston

Iz: Flügel (2004)

< 10% čestica

Wackestone / vekston

Iz: Flügel (2004)

> 10% čestica, muljna potpora

Packstone / pekston

Iz: Flügel (2004)

> 10% čestica koje su međusobno u dodiru (zrnska potpora)

Grainstone / grejnston

Iz: Flügel (2004)

• Različite čestice – skeletne i ne-skeletne

• Nema mulja

Floatstone / floatston

• Veličina čestica!

• Ekvivalent vekstonu

Iz: Flügel (2004)Sremac (2005)

Rudstone / radston

• Veličina čestica!

• Ekvivalent pekstonu do grejnstonu

Iz: Flügel (2004)

Organogene karbonatne stijene

• Autohtoni biolititi:

• Bafflestone(sedimentne zamke)

Iz: Flügel (2004)Wesenberg Lauridsen et al., 2014

Organogene karbonatne stijene

• Autohtoni biolititi:

• Bindstone(sljepljeni sedimenti)

Iz: Flügel (2004)https://www.wisegeek.com/what-is-boundstone.htm

Organogene karbonatne stijene

• Autohtoni biolititi:

• Framestone (grebenski sedimenti)

Iz: Flügel (2004)DOI: 10.1007/s10347-010-0247-8

Sremac (2005)

Geopetalno punjenje• Pomaže u određivanju položaja naslaga u vrijeme taloženja (podina, krovina)

i/ili naknadne promjene vezano uz same naslage (položaj, nagib…)

Flügel (2004)

Geopetalno punjenje i graduiranje

Sremac (2005) Iz: Flügel (2004)