Biostratigrafia integrata a macroforaminiferi e plankton calcareo del Paleogene inferiore

The early Paleogene represented an important time for the larger foraminiferal evolution. In the aftermath of the Cretaceous/Paleogene (K/Pg) mass extinction there was a recovery period in which the benthic foraminifera, rare and small, with a simple test, shortly developed bigger and complex-test taxa, progressively increasing in number. Several genera appeared in the Paleocene later broadly diversified at the specific level, acquiring a great importance from the biostratigraphic point of view, especially in the Eocene. The presence of larger foraminifera (LF) marker species is the criteria on which the main biozonal reference system for shallow-water environments of the Paleocene and the Eocene of the Tethys, the Shallow Benthic (SB) zones, is based. It is currently retained that the beginning of the larger foraminiferal adaptive radiation after the K/Pg boundary corresponds to the base of the SB2 zone. However, the exact position of the SB1-SB2 boundary has not yet been firmly established. This problem affects the evolutionary studies of the group and the understanding of the effects of the paleoenvironmental and paleoclimatic events on its diversity. The correlation of the SB zones with other biozonational schemes is essential in order to achieve a reliable system of biochronozones in a standard chronostratigraphic scale and to better understand the evolution of the LF. In the present thesis three Paleocene sections in Northern Italy (Tabiago and Monte Giglio sections in the Lombardian Basin and Ardo section in the Belluno Basin) have been analyzed to obtain an integrated LF and calcareous nannofossils biostratigraphy. All these sections are composed of hemipelagites intercalated by turbidites from shallow water environments. The results from their analyses indicate that the SB1-SB2 boundary is in the lowermost CNP4. Consequently, the LF radiation after the K/Pg boundary started about 2 Ma earlier than previously thought. Among the most important groups which radiated in the lower Paleogene, there are the families Rotaliidae, Miscellaneidae, Discocyclinidae and Orbitoclypeidae. The obtained integrated biostratigraphy allows to better define the biostratigraphic distributions of the taxa, turning out that the ranges of some Paleocene rotaliids and miscellaneids are different than the ones reported by Hottinger in 2014. However, the first appearance of the orthophragminids (=Discocyclinidae+Orbitoclypeidae) seems to represent the best biostratigraphic event to mark the base of SB3. Furthermore, it should be noticed that this biohorizon, even if close to the environmental perturbation known as Early Late Paleocene Event (ELPE), seems not correlated with the same, being slightly earlier than it. The correlation between calcareous nannofossil zones and SB zones has been applied to the family Alveolinidae as well. In particular, as consequence of ongoing researches in the Bolca Fossil-Lagerstätten (belonging to the shallow-water Lessini Shelf) in Northern Italy, it has been possible to identify and describe a new species, Alveolina postalensis, from the upper Ypresian SB11 of the Monte Postale and the Pesciara. The biometric investigations allow to distinguish this species from the related A. croatica, A. levantina and A. hottingeri and to hypothesize that A. postalensis could be the ancestor of A. croatica and form a phylethic line parallel line to A. levantina-A. hottingeri. This thesis therefore contributes to the knowledge of the larger foraminiferal associations of the lower Paleogene and to the development of a new integrated biostratigraphic scheme for the Western Tethys.

Il Paleogene inferiore rappresentò un importante intervallo per l’evoluzione dei macroforaminiferi. L’estinzione di massa del Cretaceo/Paleogene (K/Pg) ebbe come conseguenza un periodo di recupero in cui i foraminiferi bentonici, da rari e piccoli con guscio semplice, in poco tempo svilupparono taxa dai gusci progressivamente di dimensioni maggiori e complessi, che divennero sempre più numerosi. Successivamente, molti dei generi apparsi nel Paleocene si diversificarono a livello specifico, diventando molto importanti per la biostratigrafia, soprattutto nell’Eocene. La presenza di specie marker di macroforaminiferi è il criterio su cui è basato il principale sistema di biozonazione di riferimento per gli ambienti di acqua-bassa del Paleocene e dell’Eocene della Tetide, le Shallow-Benthic (SB) zones. Attualmente, si ritiene che l’inizio della radiazione adattativa dei macroforaminiferi dopo il limite K/Pg coincida con la base della zona SB2. Tuttavia, l’esatta posizione del limite SB1-SB2 non è ancora stata stabilita con certezza. Questa incertezza influisce sugli studi evolutivi del gruppo e sulla comprensione degli effetti degli eventi paleoambientali e paleoclimatici. La correlazione delle zone SB con altri schemi biozonali è fondamentale per acquisire un sistema di biocronozone affidabile in una scala cronostratigrafica standard e per meglio comprendere l’evoluzione dei macroforaminiferi. Nella presente tesi, tre sezioni paleoceniche del Nord Italia (Tabiago e Monte Giglio, nel Bacino Lombardo, e Ardo, nel Bacino di Belluno) sono state analizzate per ottenere una biostratigrafia integrata a macroforaminiferi e nannofossili calcarei. Tutte queste sezioni sono composte da emipelagiti intercalate a torbiditi provenienti da ambienti di acqua poco profonda. I risultati provenienti dalle analisi di queste sezioni indicano che il limite SB1-SB2 è correlato con la parte più bassa della CNP4: ciò significa che la radiazione dei macroforaminiferi dopo il limite K/Pg iniziò circa 2 Ma prima di quanto pensato finora. Tra i gruppi più importanti di questa radiazione nel Paleogene inferiore, ci sono le famiglie Rotaliidae, Miscellaneidae, Discocyclinidae e Orbitoclypeidae. La biostratigrafia integrata ottenuta chiarisce le distribuzioni biostratigrafiche dei taxa, consentendo di stabilire che i range biostratigrafici di alcuni rotaliidi e miscellaneidi del Paleocene sono diversi rispetto a quanto riportato da Hottinger nel 2014. Al contrario, la prima comparsa degli ortofragminidi sembra essere un ottimo marker per riconoscere la base della zona SB3. Inoltre, si segnala che questo bioorizzonte non sembra essere correlato alla perturbazione ambientale nota come Early Late Paleocene Event (ELPE) poiché, seppur di poco, la precede. La correlazione tra zone a nannofossili calcarei e zone SB è stata applicata anche alla famiglia Alveolinidae. In particolare, come conseguenza di ricerche in corso nei Fossil-Lagerstätten di Bolca (Piattaforma dei Lessini, Italia settentrionale), è stato possibile identificare e descrivere una nuova specie, Alveolina postalensis, dall’Ypresiano superiore del Monte Postale e della Pesciara e assegnarla alla zona SB11. I dati biometrici consentono di distinguere questa specie dalle affini A. croatica, A. levantina e A. hottingeri e di ipotizzare che A. postalensis sia l’antenato di A. croatica e formi una linea filetica parallela a quella di A. levantina-A. hottingeri. La tesi contribuisce pertanto alla conoscenza delle associazioni a macroforaminiferi del Paleogene inferiore e allo sviluppo di un nuovo schema biostratigrafico integrato per la Tetide occidentale.