VOLUME 34 (1-2)/June 2004 IGCP 469 Late Westphalian terrestrial biotas and environments

Three palynological zones and five subzones are recognised in the Makedonka, Krupen and Gurkovo Formations. They are defined by the first appearance of stratigraphically important (but sometimes rare) taxa, and on the high relative frequency of some genera and species: Torispora securis Zone (upper Makedonka Fonnation); Vestispora laevigata Zone (Krupen Fonnation); Thymospora spp. Zone (Gurkovo and Polyantsi Formations). The Thymospora spp. Zone includes two subzones separated by the appearance of the genera Candidispora, and of the species Spinosporites spinosus and S. exiguus. The initial analysis of the palynological data was based on the recognition of changes in distribution of four general morphological groups of palynomorph (Triletes spores, Monoletes spores and Monosaccates and Bisaccates pollen). Although none of these is in any way a natural group, they can largely be taken to represent at least in part the broad habitat-types within the coal swamps. The present study was limited to Bolsovian to early Westphalian D coals of the upper Makedonka and Krupen Fonnations, Dobrudzha Coalfield; and late Westphalian D and early Cantabrian coals of the Polyantsi and Gurkovo Formations, Dobrudzha Coalfield.

Татяна Хр. Димитрова. Микрофлористическая биостратиграфия и изменения растительности в позднем вестфале (Добруджанский бассейн, Северо-Восточная Болгария). В Македонской, Крупенской и Гурковской свитах выделены три палинологические зоны и пять подъзон. Их присутствие определено по первым находкам стратиграфически важных (но иногда – редких) таксонов и по относительно высокому проценту присутствия некоторых родов и видов. Выделены: зона Toriospora sесиris (верхние отделы Македонкой свиты), зона Vеstisроrа Leavigata (Крупенская свита) и зона Thymospora spp. (Гурковская и Полянская свиты). Зона Thymospora spp. представлена двумя подъзонами, разделенными присутствием рода Candidisporа и видов Spinosporites spinosus и S. exiguus. Отправной точкой при анализе палинологических данных было выявление изменений в распределении четырех основных палиноморфических групп: спор Triletes, спор Мonoletes, пыльцы Monosaccates и пыльцы Bisaccates. Несмотря на то, что ни одна из них не является естественной группой, их можно успешно использовать для описания по меньшей мере некоторой части обширного круга обитателей болот, в которых происходило углеобразование. Приведенное исследование охватывает период с больсовиана до раннего вестфаля D (каменные угли Македонской и Крупенской свит), а также угли позднего вестфаля D и раннекантабрийские угли в Полянской и Гурковской свитах Добруджанского бассейна.

Gymnosperm-dominated vegetation replaced pteridophytic, peat-forming lowland rainforests across tropical Euramerica in Late Pennsylvanian times. Some of the gymnosperm elements appear to have evolved in upland environments and expanded down into the lowlands in response to continental-scale changes in edaphic conditions. This paper reviews the cryptic evidence for the composition of Pennsylvanian upland vegetation. Specifically, three datasets are critically analyzed: plant assemblages associated with marine maximum flooding surfaces, plant assemblages hosted in fluvial channels adjacent to basin margins, and the plant assemblages of elevated, intermontane basins. These data show that while peat-forming, pteridophytic ecosystems occupied localized, intermontane basins at altitudes of up to a few hundred metres above sea-level, most higher elevation upland zones were dominated by diverse gymnosperm forests containing conifers, cordaites, and pteridosperms. The principal hypotheses that explain the expansion of these latter gymnospermdominated ecosystems into lowland terrains in Late Pennsylvanian times are discussed in light of these data.

Хауард Ж. Фалкон-Ланг. Высокогорная растuтсльност пенсuльванена и ее роль в уничтожении тропического торфообразующего бuома. В позднепенсильванское время преимущественно гимноспермозая растительность заняла место птеридофитовой торфообразующей растительности тропических лесов Евроамерики, занимавших ниские части палеорельефа в Евроамерике. По всей вероятности некоторые из гимноспермовых элементов эволюировали в высокогорной обстановке и перебросились в ниские части рельефа в ответ на почвеные изменения континентального масштаба. В работе приведен обзор еще неинтерпретированных данных о составе высокогорной лесной пенсильванской растительности. Сделан критический анализ всего систематизированного материала: по растительным ассоциациям в максимально затоплявшихся территориях морского побережья; по растительным ассоциациям флювиальных каналов, которые были непосредственно связяны с окраинами моря и по растительным ассоциациям в межгорных бассейнах. Полученные данные показывают, что торфообразующие птеридофитовые системы занимали изолированные межгорные бассейны, размещенные на высоте более нескольких сот метров над уровнем моря и что разные гимноспермовые леса с кониферами, кордиатами и птеридоспермами доминировали в самых высоких отделах рельефа. На основании приведенных данных в работе обсуждаются основные гипотезы для объяснения пенсильванской экспанзии этихпоздних, преимущественно гимноспермовых экосистем в ниские части палеорельефа.

The general characteristics of the Pennsylvanian climate, palaeogeograrhy, tectonic processes and changes of terrestrial biotas are analysed based on an extensive set of published data. Data are also presented on the geotectonic and ralaeogeographical position, as well as the tectono-sedimentary evolution of the main basins across the Euramerican coal province, and the character of the strata around the Westphalian – Stephanian boundary in these basins. Controls potentially responsible for floristic changes and the decline of the coal measures forests are discussed. Among those which have appeared in the literature, the most important are global climate change, tectonism related to the Variscan Orogeny resulting in a decrease of subsidence rate and onset of basin inversion, palaeogeographical changes related to the formation of Pangea producing orographic barriers that affected precipitation-distribution and continental drift through the latitudinal climate belts. Since all these processes operated simultaneously, the final effect on terrestrial biotas is most probably the result of an interplay of all these controls. In the North America, the most important basins with a more or less complete sedimentary record across the Westphalian – Stephanian boundary are the Western and Eastern Interior Basins, the Appalachian Basin and the Canadian Maritimes Basin, which have been interpreted as cratonic, foreland and strike-slip basins respectively. In Europe, this boundary is recorded from the South Wales and the Upper Silesian Coal Basins in the North Variscan foreland and from adjacent continental basins (Saar-Lorraine, basins of the Bohemian Massif and South Carpathian area, and the Dobrudzha Basin located on the Moesian Platform). Different palaeogeographical and geotectonic positions of the basins provide an excellent platform for comparison of common and specific features in sedimentary and palaeontological records, and consequently the identification of the most important controls operating in each basin. Finally, it may allow us to identify the main mechanism responsible for the decline of tropical mires and the accompanying floristic changes.

Станислав Оnлуштил. Позднекарбонская текmоно-седиментологическая эволюция и связанные с ней сухоземных биотических изменений в Северноварисцийском и Аnалачском форландах и в соседних nаралических и континентальньх бассейнах. Сделана общая характеристика пенсильванского климата, палеогеографии, тектонических процессов и изменений сухоземных биот. Они анализированы на основании многочисленных опубликованных данных. Приведены также данные о геотектонической и палеогеографической позиции и о тектоно-седиментационной эволюции основных бассейнов Евроамериканской угленосной провинции, а также – данные о характере отложений в этих бассейнах в конце вестфаля и начале стефана. Обсуждены возможные контролирующие факторы, которые привели к изменению растительности и к ограничению и исчезновению углеобразующих лесов. Судя по литературным данным среди этих факторов самыми важными являются глобальные климатические изменения и тектонические процессы варисцийского орогенеза, в результате которых уменьшилась скорость погружения и наступила инверсия бассейнов. Важным фактором, который привел к палеогеографическим изменениям, было образование Пангеи и соответствующих орографических баррьеров, которые оказали существенное влияние на процессы ускорения – размещения и на процессы континентального дрейфа поперек экваториальных климатических поясов. Так как перечисленные процессы происходили одновременно, конечный эффект их влияния на сухоземный биоценоз являлся по всей вероятности результатом их комплексного взаимодействия. В Северной Америке самые важные каменноугольные бассейны с более или менее полной геологической записью седиментационных процессов, проходящих через вестфаль-стефанскую границу являются: Западный и Восточный Интериор, Апалачский бассейн и бассейн Канадского побережья. Они были интерпретированы соответственно как бассейны кратона, форланда и как бассейн, обусловленный сдвиговыми движениями. В Европе эту границу можно проследить начиная с Южного Уэльса и угольных бассейнов Верхней Силезии (Северный варисцийский форланд), через соседние континентальные бассейны (Саарско-Лотарингский, Южнокарпатские бассейны и бассейны в Богемском массиве) и в Добруджанском бассейне на Мизийском платформе. Разнообразие в палеографической и геотектонической позиции всех этих бассейнов является великолепнной основой для сравнения общих и специфических особенностей седиментационной и палеонтологической записи, а также – для выявления тех самых важных факторов, которые контролировали развитие каждого из бассейнов в часности. В итоге это дает нам возможность выявить основные механизмы, которые привели к сильному ограничению территорий, занятых тропическими болотами и к соответствующим изменениям растительности.

Studies of Late Carboniferous – Early Permian plant diversity in the Czech Republic have revealed 201 species in the Namurian to Autunian interval of the Intrasudetic Basin (which also extend into Poland) and 306 species in the upper Westphalian and Stephanian of the Central Bohemian Region. Of the 378 species known from both regions, 120 are common to both. The plant biodiversity in the critical studied interval of the Bolsovian, Westphalian D, and Cantabrian is different in the two regions: During the Bolsovian and Westphalian D, the flora of the Intrasudetic Basin decline rapidly due to coarse sedimentation. In contrast, the Bolsovian in the Central Bohemian Region (Radnice Member) represents the highest plant biodiversity, with over 180 species, but then declines to 70 species at the end of the Westphalian D (lower Nýřany Member). During the Cantabrian, there was a decrease in plant diversity in the Central Bohemian Region (upper Nýřany Member), but an increase in the Intrasudetic Basin (Svatoňovice Member), albeit to less than 30 species.

Збиниек Шимунек. Верхневестфалска флора Богемского массива (птеридоспермы кордиаты и внебасейновые элементы). В резултате изучения позднекарбонского – раннепермского растительного разнообразия в Чесшкой Республике установлено 201 видов, характерных для намюрского и отъюнского интервала во Интрасудетском бассейне (он продолжается и на територии Польши) и 306 видов, характерных для интервала, охватывающего верхний вестфаль и стефан Интрасудетского бассейна. Из всех определенных 387 видов 120 являются общими для обоих бассейнов. Выявлены следующие различия в растительном биологическом разнообразии этих двух бассейнов для критического отрезка времени который охватывал больсовиен, вестфаль D и кантабриен. Во время больсовиена и вестфаля D, флора в Интрасудетском бассейне быстро вымирала под влиянием грубой седиментации. Наоборот, больсовиен в Центральнобогемском регионе (член Раднице) отличается наибольшим растительным разнообразием. В нем установлено более 180 видов, которые уменьшаются до 70 видов в конче вестфаля D (Нижний Нирианский член). В кантабрийское время растительное разнообразие в этом районе уменьшается (Верхний Нирианский член), в то время как в Интрасудетском бассейне (Сватоновицский член) его увеличение доходит до около 30 видов.

Eight Lonchopteris species have been identified in the Dobrudzha Coalfield, and namely: L. baurii, L. conjugata, L. eschweileriana, L. karvinense, L. rugosa, L. silesiaca, L. elegans n. sp and L. sp. Most abundant here are L. silesiaca, L. elegans and L. eschweileriana. The Dobrudzha Basin was formed at an altitude of more than 190 meters above sea level.

Янаки Тенчов. Род Lonchopteris Brongniart в Добруджанском карбонском каменноугольном бассейне. В Добруджанском карбонском каменноугольном бассейне установлено восемь видов, принадлежащих к роду Lonchopteris: L. baurii, L. conjugata, L. eschweileriana, L. karvinense, L. rugosa, L. silesiaca, L. elegans n. sp и L. sp. Чаще всего встречаются L. silesiaca, L. elegans и L. Eschweileriana. Отложения Добруджанского бассейна накоплялись на территории, которая находилась висше 190 метров над уровнем моря.