Middle Givetian echinoderms from the Schlade Valley (Rhenish Massif, Germany): habitats, taxonomy and ecostratigraphy

Abstract

Crinoids and ophiocistioids from classical fossil localities of the National Geosite “Schlade Valley”, NE of Bergisch Gladbach (Germany) are reported for the first time. The fossils were derived from the reefal Büchel Formation (lowermost Middle Givetian, Middle Devonian) at the northern flank of the Bergisch Gladbach-Paffrath Syncline (eastern Rhenish Massif). From the abandoned quarry “Im Grubenfeld”, skeletal elements of holothuroids, ophiocistioids and crinoids are documented from a bituminous marly shale horizon in the middle Büchel Formation. The finely bedded shales suffocated an already stressed, muddy “reefal” fauna, which followed on top of a massive Actinostroma stromatoporoid biostrome. The shales characterise an apparently regionally occurring event, herein denominated as “Schlade Event”. It is considered to represent the climax of the transgressive Lower pumilio Event. The autochthonous and vagile epibenthic echinoderm fauna on top of the “Schlade Event Layer” is low diverse. It is regarded, herein, as post disaster fauna, recolonising the dysaerobic softground/soupground together with the well-adapted trilobite Goldius. The cupressocrinitids Halocrinites and Procupressocrinus were recognised from a younger stratum of the upper Büchel Formation within the abandoned “Zimmermann Quarry” near-by. The crinoids settled in high-energy environments of a reef flat in association with characteristic brachiopods (Uncites, Stringocephalus) and bivalves (Eomegalodon) and were swept by storms into reef flat pools. In those exceptional fossil lagerstätten, which are marl-filled obrution deposits, they were parautochthonously preserved together with an autochthonous fauna composed mostly of gastropods and extremely rare allochthonous biota from the open marine realm. Published biozonations of the Büchel Formation, especially on ammonoids, are evaluated, partly corrected and supplemented by ecostratigraphic associations of rugose corals and crinoids. Schlade Event below and Taghanic Event above are major factors controlling biozonation. Taxonomic notes concern revision of the holothuroids from the Schlade Valley and discussion of taxonomic attribution of ophiocistoids and crinoids. All species formerly included in “Abbreviatocrinites” are transferred to genus Halocrinites, which has priority.

Kurzfassung

Erstmals werden Crinoiden und Ophiocistioiden aus den historischen Fossilfundstellen des Nationalen Geotops „Schlade-Tal” nordöstlich von Bergisch Gladbach beschrieben. Die Funde stammen aus der in Riff- und riffnaher Fazies entwickelten Büchel-Formation (unteres Mittel-Givetium, Mittel-Devon) von der Nordflanke der Bergisch Gladbach-Paffrather Kalkmulde (östliches Rheinisches Schiefergebirge). Aus dem aufgelassenen Steinbruch „Im Grubenfeld” werden Skelettelemente von Holothurien, Ophiocistioiden und Crinoiden dokumentiert. Die Fossilien stammen aus einer bituminösen, feinschichtigen Mergelschieferlage aus dem mittleren Bereich der Büchel-Formation. Diese Lage erstickte eine bereits gestresste, schlammreiche, riffoide Fauna, welche ein massives Actinostroma-Stromatoporenbiostrom überlagert. Sie charakterisiert ein offenbar regionalgeologisches Event. Es wird hier als „Schlade-Event” eingeführt und als Höhepunkt des transgressiven Unteren pumilio-Events betrachtet. Die niedrig-diverse, vagile epibenthische Echinodermen-Fauna wird als post-Disaster-Fauna interpretiert, welche gemeinsam mit dem spezialisierten Trilobiten Goldius den dysaeroben, weitgehend wassergesättigten Weichboden wiederbesiedelte. Aus dem Hangenden (obere Büchel-Formation) des nahe gelegenen, aufgelassenen „Steinbruch Zimmermann” stammen die Cupressocrinitiden Halocrinites und Procupressocrinus. Die Crinoiden siedelten gemeinsam mit entsprechend adaptierten Brachiopoden (Uncites, Stringocephalus) and Bivalven (Eomegalodon) im hochenergetischen Habitat eines Reef-Flats und wurden durch Stürme in Reef Flat-Pools eingeschwemmt. In diesen außergewöhnlichen, mergelgefüllten Verschüttungslagerstätten sind sie parautochthon gemeinsam mit einer autochthonen, überwiegend aus Gastropoden bestehenden Fauna und extrem seltenen allochthonen Organismen des offenen Meeres erhalten. Die publizierten Biozonierungen der Büchel-Formation, insbesondere die Ammonoideen-Sukzession, werden evaluiert, teilweise korrigiert und durch ökostratigraphische Rugosen- und Crinoiden-Assoziationen ergänzt. Schlade-Event und folgendes Taghanic-Event sind wesentliche Kontrollfaktoren für die Biozonierung. Im systematischen Teil werden die aus dem Schlade-Tal bekannten Holothurien revidiert sowie die Taxonomie der Ophiocistioiden und Crinoiden diskutiert. Sämtliche vormals “Abbreviatocrinites” zugeordnete Arten werden der Gattung Halocrinites zugewiesen, welche Priorität besitzt.