An evaluation of inoceramid single-prism sclerochronology
An evaluation of inoceramid single-prism sclerochronology
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吲哚神经酰胺单棱镜硬化年代学的评价
DOI：
10.1016/j.palaeo.2020.109690
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Schöne BR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Walliser EO;Fröhlich L;Vonhof H;Schöne BR
Inoceramid prism是在晚白垩世地层中发现的最常见的微体化石之一。由于这些生物矿物单元是由双壳类外壳层中的连续增生形成的，因此它们可能作为短期（大约每年一次）古水温波动的档案。在本研究中，我们测试了单个云母棱镜的棱镜内稳定同位素变化在多大程度上反映了亚年度δ 13 C和δ 18 O模式。我们从从沉积物中回收的棱柱和从横截面的inoceramid壳碎片中获得了多个碳酸盐样品，并将来自这些样品的数据与来自经典硬年代学采样的数据进行了比较（即，顺序钻孔）。分析的贝壳材料属于来自Smoky Hill Chalk Member（Niobrara Formation，堪萨斯，美国）的Platyceramus platinus种。扫描电子显微镜（SEM）被用来评估所研究的棱镜的成岩蚀变，并允许确定合适的材料进行稳定同位素分析。钻取的碳酸盐岩样品的δ 18 O值（δ 18 ODrill）和棱柱体样品的δ 18 O值（δ 18 OIP）在时间上对齐时（R2= 0.98）相互比较非常好。然而，稳定碳同位素值（δ 13 CDrill; δ 13 CIP）的一致性较差（R2= 0.28），这可能是由于样品的时间平均值不同。我们讨论了如何确定最合适的棱镜分年度的古温度重建从脱节的材料使用微生长模式和几何特征的棱镜作为代理不断变化的增长率。最后，我们将新的采样策略应用于沉积物中天然存在的脱节棱柱体，并将其棱柱体内同位素值（δ 13 CIP和δ 18 OIPS）与沉积物中批量分析的棱柱体碎片（δ 13 CBP和δ 18 OBPS）进行比较。对沉积物中棱柱体的硬化年代学分析表明，δ 18 OIP值波动为1.89‰，与贝壳剖面中棱柱体的δ 18 OIP值（1.90‰）基本一致。δ 18 OIP和δ 18 OIPS值的总体变化范围相同（2.60‰），很好地反映了由δ 18 ODrill值（2.61‰）得出的稳定氧同位素季节性振荡。δ 18 OIPS数据的范围是δ 18 OBPS值（1.19‰）的2倍，表明时间平均对整体分析棱柱体碎片的稳定氧同位素数据有很强的影响。根据我们的新统计模型，δ 18 OBPS数据的分辨率可以通过优先分析短（ca. 300 μm）单个棱柱碎片（至少n = 20）。
Inoceramid prisms are among the most common microfossils that can be found in Late Cretaceous strata. Since these biomineral units were formed by sequential accretion in the outer shell layer of the bivalves, they potentially serve as archives of short-term (circa-annual) paleowater temperature fluctuations. In the present study, we tested to what extent intra-prismatic stable isotope variations of individual inoceramid prisms reflect sub-annual δ13C and the δ18O patterns. We obtained multiple carbonate samples from prisms recovered from the sediment and from a cross-sectioned inoceramid shell fragment and compared data from these samples to data from classical sclerochronological sampling (i.e., sequential drilling). The analyzed shell material belonged to the speciesPlatyceramus platinusfrom the Smoky Hill Chalk Member (Niobrara Formation, Kansas, USA). Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate the diagenetic alteration of the studied prisms and allowed to identify suitable material for stable isotope analyses. The δ18O values of drilled carbonate samples (δ18ODrill) and of prisms (δ18OIP) compare very well to each other when temporally aligned (R2= 0.98). The stable carbon isotope values (δ13CDrill; δ13CIP), however, show less agreement (R2= 0.28), which is likely attributable to different time-averaging of the samples. We discuss how to identify the most suitable prisms for sub-annual paleotemperature reconstructions from disarticulated material using microgrowth patterns and geometrical features of the prisms as proxies for changing growth rates. Finally, we apply the novel sampling strategy to naturally occurring disarticulated prisms from the sediment and compare their intra-prismatic isotope values (δ13CIPSand δ18OIPS) to those of bulk-analyzed prism fragments from the sediment (δ13CBPSand δ18OBPS). Sclerochronological analysis of the prisms from the sediment yields δ18OIPSfluctuations of 1.89‰, virtually identical to the δ18OIPchronologies of the prisms extracted from the shell cross-section (1.90‰). The overall ranges of the δ18OIPand δ18OIPSvalues are identical (2.60‰) and capture very well the expected seasonal stable oxygen isotope oscillation derived from the δ18ODrillvalues (2.61‰). The range of the δ18OIPSdata is two-fold larger than that of the δ18OBPSvalues (1.19‰), suggesting a strong effect of time-averaging on the stable oxygen isotope data of the bulk-analyzed prisms fragments. According to our novel statistical model, the resolution of δ18OBPSdata can be increased by preferentially analyzing short (ca. 300 μm) individual prisms fragments (at least n = 20).
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