Az ammonitesz biosztratigráfia módszerével rendszerint nagy pontossággal korolt szelvényekben szén és oxigén stabilizotóp-vizsgálatokat is végeztünk. Valamennyi mintát G. Price szerző- és munkatársam elemezte az általa vezetett plymouthi egyetem geokémiai laboratóriumában. A geokémiai vizsgálatok hátterét az egységes szempontok alapján korábban elvégzett biosztratigráfiai munka jelentette. A szintén egységes szempontú mintavételezés és azonos laborban elvégzett mérések eredményeképpen a különböző lelőhelyekről vett és részben különböző korú (oxfordi– barremi) adatok jól összehasonlíthatók voltak, ill. egymást kiegészítették. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a felső-jura–alsó-kréta minták a rétegsor, ill. a földtörténet más és más aspektusára vonatkozóan szolgáltattak eredményeket.
5.1. Mintavételezés
A Bakonyban 165 teljes karbonát (bulk) mintavételre került sor a Lókúti-domb és a hárskúti HK-II. ill. a HK-12 jelű szelvényekben. A minták átlagos, egymástól való távolsága 15 centiméter, de a kritikus helyeken ennél lényegesen sűrűbb volt. A bulk minták mellett a lókúti-domb belemniteszein is történtek stabilizotóp-mérések. A vizsgálatba bevont mintegy 50 belemnitesz oxfordi, kimmeridgei és tithon korú volt, de a maradványok makroszkópos, optikai és nyomelem vizsgálata rámutatott arra, hogy lényegében csak az oxfordi és a tithon minták egy része használható. A többi belemnitesz izotóp összetételét felülírta a diagenezis.
A gerecsei Tölgyháton 26 teljes karbonát mintát vettünk, amelyek lefedik az oxfordi padot és a teljes tithon rétegsort. Az oxfordi padot megmintáztuk még a Domoszló II. nevű szelvényben és a Margit-tetőn is. Utóbbi helyen a mintavétel két centiméterenként történt. A teljes karbonát mintákat vagy egyenesen a rétegből, vagy a réteg szerint gyűjtött ammonitesz kőbelekből vettük. További mintavételezésre került sor a gerecsei Bersek-hegyen, ahol több mint 190 réteg szerint gyűjtött belemnitesz maradványból vettük a mintákat.
5. 2. Eredmények a Bakonyban
Látványos eredményeket hoztak a bakonyi szelvényekben végzett vizsgálatok. A Lókúton és Hárskúton megmintázott rétegsorok egymás kontrolljának is tekinthetők, ugyanakkor egymást jól ki is egészítik, hiszen az első szelvény oxfordi–berriasi korú, míg a második szelvény késő-kimmeridgei–késő-hauterivi.
A lókúti domb felső-jura–alsó-kréta rétegsorában dolgozva sikerült egy kielégítő felbontású δ13C görbét illesztenünk a biosztratigráfiai és magnetosztratigráfiai módszerekkel tagolt kimmeridgei–berriasi rétegsor mellé (Főzy et al. 2011, Price et al.
előkészületben) (28. ábra). A szelvény alsó (kimmeridgei) szakaszára a szénizotóp értékek 2,5 ‰ –es maximum körül mozognak és felfelé haladva a negatív irányba tolódnak el. A görbe a 0,00 ‰ –értékkel jellemezhető minimumot az alsó-berriasiban, az M192n magneto szubzónában éri el.
A HK-II.-es szelvényben a szénizotóp értékek nagyobb szórást mutatnak, mint a lókúti görbe esetében, de a negatív irányba való eltolódás itt is kimutatható volt (Price et al. előkészületben). A lókúti és hárskúti HK-II-es szelvényekben mért stabilizotóp adatsorok összehasonlítása és értékelése a nehezen megvonható jura/kréta határ
szempontjából különösen ígéretesnek tűnt. Sajnos azonban az időszakok határán markáns geokémiai marker nem volt kimutatható (Price et al., előkészületben).
Hárskúton a szelvény rétegtani értelmében magasabb – alsó-kréta – szakaszában (HK-12-es szelvény) az ammonitesz biosztratigráfiai vizsgálatok kontrolja mellett elsőként sikerült hazánk területéről kimutatni a Weissert-eseményként ismert δ13C anomáliát (Főzy et al., 2010), amely anoxikus eseményként értelmezhető (29. ábra). A teljes kőzetminták karbonátjának vizsgálata alapján megrajzolt szénizotópgörbe hirtelen pozitív elmozdulása 30 centiméterrel a 10. réteg felett, azaz a felső-valangini alján figyelhető meg. A szénizotóp anomália pontos rétegtani helyzetét célirányosan besűrített mintavételezéssel határoztuk meg. A szénizotóparány eltolódásának mért értéke jól egyezik a Weissert-eseménnyel kapcsolatban más lelőhelyekről publikált adatokkal, de a görbe lefutása némiképp eltér azoktól. A görbe hirtelen negatív irányba való kitérését a 10. és 11. rétegek erős kondenzáltsága magyarázza.
A kielégítő megtartású lókúti belemniteszeken mért stabil oxigénizotóp adatok proxyként szolgáltak a tengervíz hőmérsékletére vonatkozóan (8.2 fejezet).
5. 3. Eredmények a Gerecsében
Az oxfordi padból vett minták stabilizotóp vizsgálati eredményei (Price 2013) nem támasztották alá azt a feltételezést, hogy a pad hirtelen metán felszabadulás eredményeképpen keletkezett volna – ebben az esetben a mért δ 13C értékek a negatív tartományban kellett volna lenniük. Ezzel szemben az értékek egy pozitív tartományban helyezkedtek el valamennyi vizsgált szelvényben. Ez az oxfordira jellemző globális tengeri δ13C görbe lefutásával van összhangban, azaz semmiféle anomáliát nem mutat.
28. ábra.
A lókúti szelvény integrált bio-, magneto és izotópsztratigráfiai adatai (Price et al., előkészületben, nyomán)
108
A tölgyháti szelvény tithonjában mért δ13C értékek (Price 2013, fig. 2) mindvégig pozitívak voltak és felfelé haladva a rétegsorban a negatív értékek felé mutattak eltolódást – ez szintén jó egyezést mutat a globális görbével. Az oxfordi/tithon határon dokumentálható hirtelen ugrás a kimmeridgei hiányára utal. Ez összhangban van a biosztratigráfiai vizsgálatok eredményeivel. A gerecsei felső-jurában végzett stabilizotóp-vizsgálatok eredményeit önálló cikk (Price 2013) foglalja össze.
A berseki szelvényben a stabilizotóp-vizsgálatok belemnitesz maradványokból vett mintákon történtek. A számos rétegből előkerült rosztrumok jól értékelhető mérési alapot szolgáltattak. Gyakran egy rétegből, ugyanahhoz a fajhoz tartozó egyed több példányán is lehetett mérni. A szénizotóp-görbe hosszú távú, lassú értékcsökkenést mutat a késő-valangini–késő-hauterivi intervallumon belül, majd egy zajjal terhelt, de trend nélküli szakaszt a kora-barremiban. Bár az adatok esetenként elég jelentős szórást mutatnak, a mérési eredmények alapján megrajzolható szénizotópgörbe jól közelíti az azonos rétegtani intervallumra korábban publikált és standardnak tekinthető görbe lefutását (Price et al. 2011). A valangini–barremi oxigénizotóp-görbe a rétegsorban fölfelé haladva növekvő értékekkel jellemezhető tengervíz-hőmérsékletet valószínűsít (30. ábra). Ezt a tendenciát a Mg/Ca arány változása is megerősíteni látszik.
29. ábra.
A δ18O és a δ13C értékek változása a hárskúti HK-12-es szelvényben. Az ammoniteszekben különösen gazdag és így nagyon jól korolható 10. réteg feletti markáns csúcs a Weissert-eseményt jelző izotópcsúcs. kv = kora-valangini, P+C. = Pertransiens és Campylotoxus Zónák; Pert. = Pertransiens, Bois. = Boissieri. (Főzy et al. 2010 nyomán)
Az eltérő morfológiájú csoportokhoz tartozó belemniteszeken végzett mérési eredmények arra is utalnak, hogy egyes formák különböző ökológiai fülkét foglalhattak el, azaz eltérő mélységben élhettek.
30. ábra.
A berseki kőfejtő rétegsorának integrált bio-, és kemoszratigráfiája. A görbék a szelvény belemniteszein mért δ18O és a δ13C értékeket és a Mg/Ca arány változását mutatják. A szénizotóp-görbe nagyjából egyezik a hasonló intervallumra máshonnan publikált görbékkel – ezért feltehetően a kora-kréta óceánok globális szénkörforgását tükrözi. Az oxigénizotóp-görbe lefutása és a Mg/Ca arány közel állandó, majd lassan emelkedő hőmérsékleti viszonyokra utalnak a valangini–hauterivi–barremi folyamán.
A jobb oldali, a szelvény alsó, legnagyobb részében magasabb hőmérsékleti értékeket jelző görbe – futóátlag számításával – a „Belemnites” marginatus, Vaunagites pistilliformis és Hibolithes maradványokon mért adatok alapján szerkeszthető. A bal oldali alacsonyabb értékeket mutató görbe pedig a Duvalia és a Pseudobelus adatok alapján. A görbék egymáshoz viszonyított hozzávetőleges helyzete összhangban áll a feltételezésekkel, miszerint a két csoport képviselői különböző vízmélységben, így eltérő hőmérsékleti körülmények mellett éltek, de a görbék felül való metsződésére nincs egyértelmű magyarázat (Price et al. 2011 nyomán)
110