Integrated biostratigraphy based on planktonic foraminifera and dinoflagellates across the Cretaceous/Paleogene (K/Pg) transition at the Izeh section (SW Iran)

The present work is based on semi-quantitative study carried on detailed sampling (samples are spaced by 5, 10 and 15 cm close to the boundary) of an essentially continuous and expanded section crossing the Cretaceous–Paleogene (K/Pg) boundary in Iran. By this work, we attempt to detail biostratigraphy based on planktonic foraminifera biozones and correlate biozones and subzones with dinocyst events. The entire Cretaceous–Paleogene interval contains rich, diversified and well-preserved planktonic foraminifera and dinoflagellate cyst assemblages. Four planktonic foraminiferal biozones have been recognized across the Cretaceous–Paleogene transition (K/Pg): Abathomphalus mayaroensis Biozone including Plummerita hantkeninoides Subzone from the Late Maastrichtian and Guembelitria cretacea (including Hedbergella holmdelensis and Parvularugoglobigerina longiapertura subzones), Parvularugoglobigerina eugubina Biozone and Parasubbotina pseudobulloides Biozone belonging to the Early Danian. These biozones have been correlated with four dinocyst biozones: the Manumiella seelandica Biozone belonging to the Late Maastrichtian and the Alisocysta reticulata, Senoniasphaera inornata and Damassadinium californicum biozones from the Early Danian. At this section, like at the El Kef section (GSSP for the K/Pg) and the auxiliary sections, an Ir anomaly is detected indicating the K/Pg boundary. This geochemical anomaly coincides also with mass extinctions of planktonic foraminifera species. The extinct species are in particular the large, complex tropical and subtropical taxa dwelling in subsurface and lower photic water. The mass extinctions at the Izeh section occurred over a succinct period of time similar to the K/Pg type section at El Kef (Tunisia). These sudden mass extinctions indicate a catastrophic pattern event occurring at the Maastrichtian/Danian boundary. In contrast the organic-walled dinocysts were less affected by the mass extinction and most species crossed the K/Pg boundary without showing mass and sudden extinctions. Nevertheless, they showed changes in their assemblages’ structure beyond the K/Pg boundary. Especially, Manumiella seelandica and M. druggii, typical species of Antarctic Maastrichtian dinocysts assemblages, occur in coeval deposits at the Izeh section; they persist through the Lower Danian and, like in Tunisia (e.g., El Kef section, Ellès section) show an obvious increase in relative abundance.

RésuméLe présent travail est basé sur un échantillonnage serré effectué dans la coupe d’Izeh, située dans le bassin de Zagros, dans le Sud-Ouest de l’Iran. Au total, 25 échantillons sont étudiés. Ceux qui ont été prélevés au niveau de la limite Crétacé/Paléogène sont espacés de 5, 10 et 15 cm. Cette coupe contient d’abondants foraminifères planctoniques bien conservés, ainsi que divers kystes de dinoflagellés. L’étude biostratigraphique détaillée des foraminifères planctoniques révèle que cette coupe est bien continue et complète dans son intervalle de passage Crétacé/Paléogène (K/Pg) et que toutes les biozones et sous-zones caractérisant cet intervalle sont développées : la zone à Abathomphalus mayaroensis, y compris la sous-zone à Plummerita hantkeninoides du Maastrichtien terminal ; la zone à Guembelitria cretacea du Danien basal, avec ses deux sous-zones celle à Hedbergella holmdelensis et celle à Parvularugoglobigerina longiapertura ; la zone à Parvularugoglobigerina eugubina et la zone à Parasubbotina pseudobulloides du Danien inférieur. Ces différentes zones et sous-zones ont pu être corrélées avec les différents événements enregistrés de dinokystes : celui déterminant la zone à Manumiella seelandica du Maastrichtian et ceux caractérisant les zones successives à Alisocysta reticulata, à Senoniasphaera inornata et à Damassadinium californicum du début du Danien. L’analyse semi-quantitative des foraminifères planctoniques révèle que ce groupe de foraminifères a subi des extinctions spécifiques en masse à la limite K/Pg, coïncidant avec une anomalie d’iridium (Ir) bien confirmée sur le plan géochimique. Les espèces éteintes sont principalement les globotruncanidés à test caréné et les grands hétérohélicidés. De tels taxa sont caractéristiques des eaux marines photiques intermédiaires des domaines tropical et subtropical. Les extinctions en masse dans cette coupe d’Izeh sont soudaines et de durée succincte. Elles sont similaires à celles de la coupe El Kef en Tunisie (stratotype de la limite K/Pg) et des autres coupes complètes dans leur intervalle de passage Crétacé/Paléogène. De telles extinctions spécifiques étant survenues à une échelle globale à la limite Maastrichtien/Danien déterminent un bioévénement de type catastrophique. En revanche, les dinokystes à paroi organique ont été moins touchés par l’extinction de masse et la plupart des espèces ont traversé la limite K/Pg sans montrer d’extinctions en masse et soudaines. Néanmoins, ils ont montré des changements dans la structure de leurs assemblages au-delà de la limite K/Pg. Surtout, Manumiella seelandica et M. druggii typiques des assemblages maastrichtiens du domaine antarctique sont bien présentes dans la coupe d’Izeh ; elles persistent dans le Danien inférieur et, comme en Tunisie, notamment dans les coupes d’El Kef et d’Ellès, elles ont montré une nette augmentation d’abondance relative.