Kırkgeçit Formasyonu’nun Alatarla Köyü İstifinin İri Bentik Foraminiferlerinin Duraylı İzotop Verileriyle Yorumlanması, Elazığ, Türkiye

Öz

Bu çalışma Kırkgeçit Formasyonu’nun Elazığ il merkezinin yaklaşık 21 km kuzeybatısında yer alan Alatarla köyündeki yüzeylemesinde gerçekleştirilmiştir. Alatarla 1 ve Alatarla 2 olarak adlandırılan iki ölçülü stratigrafik kesit boyunca alınan örneklerden hazırlanan ince kesitlerde Sphaerogypsina globulus, Asterigerina rotula, Gyroidinella magna, Halkyardia minima, Fabiania cassis, Chapmanina gassinensis, Silvestrella tetraedra, Nummulites sp., Assilina sp., Heterostegina sp., Operculina sp., Alveolina sp., Gypsina sp. ve orthophragminid gibi iri bentik foraminiferler tayin edilmiştir. Belirlenen bu iri bentik foraminiferlere göre birime geç Bartoniyen-erken Priyaboniyen yaşı verilmiştir. 13 bentik foraminifer kavkısı ve 2 kayaç örneğinden duraylı izotop analizleri (&13C ve &18O) yaptırılmış olup bu analiz sonuçlarına göre δ13C değerleri 0,35 ile 2,60 arasında iken, δ18O değerleri ise -1,79 ile -3,76 arasındadır. δ18O değerleri esas alınarak paleosıcaklık değeri 18-27 0C arasında değişmekte olup ortalama sıcaklık 21,69 0C olarak hesaplanmıştır. δ18O değerlerindeki azalış ortamın sığlaştığını ve paleosıcaklık değerinin arttığını göstermektedir. Düşük 13C değerleri yüksek besin gelimini işaret etmektedir. Kayaç örnekleri ile tane örneklerindeki duraylı izotop değerleri kıyaslandığında, kayaç örneklerindeki değerlerde diyajenez etkisinin varlığı belirlendiğinden, hesaplamalarda bu değerler dikkate alınmamıştır. İri bentik foraminifer içeriği ve duraylı izotop analiz bulguları esas alınarak birimin sığ ve sıcak bir ortamda çökeldiği değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• İri bentik foraminifer
• Kırkgeçit Formasyonu
• Elazığ
• Alatarla
• duraylı izotop analizi

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK ve FÜBAP

Proje Numarası

TÜBİTAK-BİDEP 1919B012321663 ve FÜBAP MF.24.77 numaralı proje

Etik Beyan

Yazarlar bu çalışmanın etik ilkelere uygun olduğunu beyan etmektedir.

Teşekkür

Bu çalışma, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) Bilim İnsanı Destek Programları (BİDEB) tarafından 2209A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destek Programı 1919B012321663 numaralı proje ve Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (FÜBAP) MF.24.77 numaralı proje ile desteklenmiştir. Projeye verdiği destekten ötürü TÜBİTAK’a ve FÜBAP’a teşekkürlerimizi sunarız.

Interpretation of Larger Benthic Foraminifera of the Alatarla Village Sequence of the Kırkgeçit Formation Using Stable Isotope Data, Elazığ, Türkiye

Öz

This study was conducted on the outcropping of the Kırkgeçit Formation in Alatarla village, located approximately 21 km northwest of Elazığ city center. In thin sections prepared from samples taken along two measured stratigraphic sections named Alatarla 1 and Alatarla 2 determined larger benthic foraminifera such as Sphaerogypsina globulus, Asterigerina rotula, Gyroidinella magna, Halkyardia minima, Fabiania cassis, Chapmanina gassinensis, Silvestrella tetraedra, Nummulites sp., Assilina sp., Heterostegina sp., Operculina sp., Alveolina sp., Gypsina sp., and orthophragminid. Based on the larger benthic foraminifera identified, the unit has been dated to late Bartonian-early Priabonian. Stable isotope analyses (δ13C and δ18O) were performed on 13 benthic foraminifera and 2 rock samples. According to these analysis results, δ13C values ranged from 0,35 to 2,60, while δ18O values ranged from -1,79 to -3,76. Based on δ18O values, the paleotemperature ranges between 18-27 °C, and the average temperature is calculated as 21,69°C. The decrease in δ18O values indicates that the environment is becoming shallower and the paleotemperature is increasing. Low 13C values indicate high nutrient uptake. When stable isotope values in rock samples and loose samples were compared, the presence of diagenesis effects was determined in the rock samples; therefore, these values were not taken into account in the calculations. Based on the larger benthic foraminifera content and stable isotope analysis findings, it has been assessed that the unit was deposited in a shallow and warm environment.

Anahtar Kelimeler

• Larger benthic foraminifera
• Kırkgeçit Formation
• Elazığ
• Alatarla
• stable isotope analysis

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK ve FÜBAP

Proje Numarası

TÜBİTAK-BİDEP 1919B012321663 ve FÜBAP MF.24.77 numaralı proje

Etik Beyan

The authors declare that this study complies with ethical principles.

Teşekkür

This study was supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBİTAK) Scientist Support Programs (BİDEB) under project number 1919B012321663 (2209A University Students Research Projects Support Program) and by the Fırat University Scientific Research Projects Unit (FÜBAP) under project number MF.24.77. We would like to express our gratitude to TÜBİTAK and FÜBAP for their support of this project.

Kaynakça

1. Perinçek D. The geology of Hazro-Korudağ, Çüngüş-Maden-Ergani-Hazar-Elazığ-Malatya area. The Geological Society of Turkey 1979.
2. Sungurlu O, Perinçek D, Kurt G, Tuna E, Dülger S, Çelikdemir E, Naz H. Geology of the Elazığ-Hazar-Palu area. Turkish Petroleum Corporation 1985.
3. Avşar N. Elazığ yakın kuzeybatısında stratigrafik ve mikropaleontolojik araştırmalar. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 1983.
4. Avşar N. Presence of Nummulites fabianii (prever) group (Nummulites ex. gr. fabianii) and associated foraminifers in the Elazığ region. Bull Min Res Exp 1991; 112: 71-76.
5. Avşar N. Inner platform sediments with Praebullalveolina afyonica Sirel and Acar around Elazığ region (Eastern Turkey). Bull Min Res Exp 1996; 118: 9-14.
6. Kayğılı S. Reassessment of the age and depositional environment of the Kırkgeçit Formation based on larger benthic foraminifera, NW Elazığ, eastern Turkey. Turk J Earth Sci 2021; 45: 580-600.
7. Kayğılı S. Kırkgeçit Formasyonu’nun Bartoniyen-Priyaboniyen iri bentik foraminifer topluluğu ve ortamsal yorumu, Elazığ, Türkiye. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2022; 34 (1): 313-339.
8. Lynch Stieglitz J, Curry WB, Slowey N. A geostrophic transport estimate for the Florida current from the oxygen isotope composition of benthic foraminifera. Paleoceanogr 1999; 14: 360-373.

9. Cramer BS, Miller KG, Barrett PJ, Wright JD. Late Cretaceous-Neogene trends in deep ocean temperature and continental ice volume: Reconciling records of benthic foraminiferal geochemistry (d18O and Mg/Ca) with sea level history. J Geophys Res 2011; 116: C12023.
10. Langer MR, Hottinger L. Biogeography of selected larger foraminifera. Micropaleontol 2000; 46 (1): 105-126.
11. Less Gy, Özcan E. Bartonian-Priabonian larger benthic foraminiferal events in the Western Tethys. Austrian J Earth Sci 2012; 105 (1): 129-140.
12. Cotton LJ, Zakrevskaya EY, Van der Boon A, Asatryan G, Hayrapetyan F, Israyelyan A, Krijgsman W, Less Gy. Integrated stratigraphy of the Priabonian (Upper Eocene) Urtsadzor section, Armenia. Newsl Stratigr 2017; 50 (3): 269-295.
13. Papazzoni CA, Cosovic V, Briguglio A, Drobne K. Towards a calibrated larger foraminifera biostratigraphic zonation: Celebrating 18 years of the application of shallow benthic zones. Palaios 2017; 32: 1-5.
14. Özcan E, Less Gy, Báldi Beke M, Kollányi K, Kertesz B. Biometric analysis of middle and upper Eocene discocyclinidae and orbitoclypeidae (foraminifera) from Turkey and updated orthophragmine zonation in the Western Tethys. Micropaleontol 2006; 52 (6): 485-520.
15. Özcan E, Less Gy, Jovane L, Catanzariti R, Frontalini F, Coccioni R, Giorgioni M, Rodelli D, et al. Integrated biostratigraphy of the middle to upper Eocene Kırkgeçit Formation (Baskil Section, Elazığ, Eastern Turkey): Larger benthic foraminiferal perspective. Mediterr Geosci Rev 2019; 1: 55-90.
16. Sirel E, Metin S, Sözeri B. Palu (KD Elazığ) denizel Oligosen’in stratigrafisi ve mikropaleontolojisi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 1975; 18: 175-180.
17. Sirel E. Biostratigraphy of the middle/upper Eocene/Oligocene boundaries at the eastern Turkey. Ann Mus Civ St Ferrara 2000; 3: 61-70.
18. Sirel E. Foraminiferal description and biostratigraphy of the Bartonian, Priabonian and Oligocene shallow water sediments of the Southern and Eastern Turkey. Rev Paléobiol 2003; 22 (1): 269-339.
19. Sirel E, Deveciler A. Description and some revision of Ranikothalia caudri, Nummulites Lamarck and Assilina D’Orbigny species from Thanetian-early Chattian of Turkey. Ankara, Ankara Üniversitesi Yayınevi 2018.
20. Emiliani C. Pleistocene temperatures. J Geol 1955; 63: 538-578.
21. Shackleton NJ. Attainment of isotopic equilibrium between ocean water and the benthonic foraminifera genus Uvigerina: Isotopic changes in the ocean during the last glacial, England. Colloques Internationaux du C.N.R.S. 1974; 219: 203-209.
22. Shackleton NJ. Fate of fossil fuel CO2 in the oceans. 13C in Uvigerina: Tropical rainforest history and the equatorial Pacific carbonate dissolution cycles. Editors: Anderson N, Malahof A. New York: Plenum 1977.
23. Boyle EA, Keigwin LD. A comparison of paleochemical records from the north Atlantic and north Pacific Ocean: Changes in deep ocean circulation and chemical inventories. Earth Planet Sci Lett 1985; 76: 135-150.
24. Maslin MA, Swann GEA. Isotopes in palaeoenvironmental research. Isotopes in marine sediments. Editor: Leng MJ. Netherlands: Springer 2006.
25. Frijia G, Parente M, Lucia MD, Mutti M. Carbon and strontium isotope stratigraphy of the upper Cretaceous (Cenomanian-Campanian) shallow-water carbonates of southern Italy: Chronostratigraphic calibration of larger foraminifera Biostratigraphy. Cretaceous Res 2015; 53: 110-139.
26. Dinçer F. Eocene benthic foraminiferal assemblages from central Anatolia (Turkey): Biostratigraphy, stable isotope data, paleoenvironmental and paleontological interpretations. J Afr Earth Sci 2016; 114: 143-157.
27. Dinçer F. Lütesiyen-Bartoniyen (Nevşehir Bölgesi) iri bentik foraminiferlerinin biyometrik ve jeokimyasal özellikleri. Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi NEÜBAP15/2F3 nolu proje 2018.
28. Dinçer F. Stratigraphic and paleoenvironmental interpretation of the larger benthic foraminifera assemblages and stable isotope analysis from the middle Eocene of Cappadocia, Turkey. Stratigr 2022; 19 (4): 275-294.
29. Epstein S, Lowenstam HA. Temperature shell growth relations of recent and interglacial Pleistocene shoal water biota from Bermuda. J Geol 1953; 61 (5): 404-438.
30. Varol B. Duraylı izotoplara (d10°O, d13°C) dayalı ortamsal yorumlarda kavkıların kullanılmasına Sinop Miyosen istifinden bir örnek. MTA Dergisi 2004; 128: 125-136.
31. Pearson PN. Oxygen isotopes in foraminifera: Overview and historical review. Paleontol Soc Pap 2012; 18: 1-38.
32. Katz ME, Cramer BS, Franzese A, Honisch B, Miller KG, Rosenthal Y, Wright JD. Traditional and emerging geochemical proxies in foraminifera. J Foraminif Res 2010; 40 (2): 165-192.
33. Miller KG, Lohmann GP. Environmental distribution of recent benthic foraminifera on the northeast United States continental slope. Geol Soc Am Bull 1982; 93: 200-206.
34. Thomas E, Vincent E. Equatorial Pacific deep-sea benthic foraminifera: Faunal changes before the middle Miocene polar cooling. Geol 1987; 15: 1035-1039.
35. Loubere P. Quantitative estimation of surface ocean productivity and bottom water oxygen concentration using benthic foraminifera. Paleoceanogr 1994; 9: 723-116.
36. Rathburn AE, Corliss BH. The ecology of deep-sea benthic foraminifera from the Sulu Sea. Paleoceanogr 1994; 9: 87-150.
37. Jorissen FJ, De Stiger HC, Widmark JGV. A conceptual model explaining benthic foraminiferal microhabitats. Mar Micropaleontol 1995; 26: 3-15.
38. Thomas E, Gooday AJ. Deep-sea benthic foraminifera: tracers for changes in Cenozoic oceanic productivity. Geol 1996; 24: 355-358.
39. Schmiedl G, De Bovee F, Buscail R, Charriere B, Hemleben C, Medernach L, Picon P. Trophic control of benthic foraminiferal abundance and microhabitat in the bathyal Gulf of Lions, western Mediterranean Sea. Mar Micropaleontol 2000; 40: 167-188.
40. Yıldız A, Karahasan G, Demircan H, Toker V. Kalecik (Ankara) güneydoğusu alt Maastrichtiyen-Paleosen biyostratigrafisi ve paleoekolojisi. Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Bülteni 2000; 22: 247-259.
41. D’Onofrio R, Zaky AS, Frontalini F, Luciani V, Catanzariti R, Francescangeli F, Giorgioni M, Coccioni R, et al. Impact of the middle Eocene Climatic Optimum (MECO) on foraminiferal and calcareous nannofossil assemblages in the Neo-Tethyan Baskil Section (Eastern Turkey): Paleoenvironmental and paleoclimatic reconstructions. Appl Sci 2021; 11 (11339): 1-24.