Original paper

Emsian Ammonoidea and the age of the Hunsrück Slate (Rhenish Mountains, Western Germany)

De Baets, Kenneth; Klug, Christian; Korn, Dieter; Bartels, Christoph; Poschmann, Markus

Abstract

The ammonoids from the well-studied German Fossillagerstätte of the Hunsrück Slate have the reputation of being the oldest known representatives of this cephalopod group. This material is of great interest not only because of the global scarcity of the earliest ammonoids, but also because it includes the first record of stratigraphically-controlled specimens, which could be assigned to the middle Kaub Formation in the Bundenbach/Gemünden area. Accordingly, some of the Hunsrück Slate ammonoids are indeed the stratigraphically oldest ammonoids because they are associated with the index dacryoconarid Nowakia praecursor and thus derive from the Nowakia zlichovensis Biozone of the early Emsian (Zlíchovian), while younger dacryoconarids and other ammonoid samples (Mimagoniatites fecundus, Mimosphinctes tripartitus) indicate the Nowakia barrandei to N. elegans biozones. In spite of this special importance, these Early Devonian cephalopods have never been revised comprehensively. Our study includes more than 300 Hunsrück Slate specimens from both public and private collections. For the first time, ammonoids from the Altlay Hunsrück Slate in the Northern Hunsrück/Mosel region are reported, while all the materials from older collections derive from the middle Kaub Formation of the Central Hunsrück Basin (central Hunsrück, Taunus). These early ammonoids thus prove to be a valuable source of information for biostratigraphic correlation within the Hunsrück Slate and with early Emsian occurrences in other regions. Based on conch characters (geometry, ornament, suture lines) and ontogenetic traits, we describe the species Metabactrites fuchsi n. sp., Ivoites hunsrueckianus (Erben 1960), Ivoites schindewolfi n. sp., ?Ivoites sp., Ivoites opitzi n. sp., Anetoceras mittmeyeri n. sp., Erbenoceras advolvens (Erben 1960), Erbenoceras solitarium (Barrande 1865), Chebbites sp., Mimosphinctes primigenitus (Erben 1965), Mimosphinctes tripartitus Eichenberg, 1931, Gyroceratites heinricherbeni n. sp., ?Teicherticeras sp., and Mimagoniatites fecundus (Barrande 1865). Supposedly endemic species of the Hunsrück Slate such as “Anetoceras recticostatum Erben, 1962” and “Mimagoniatites falcistria (Fuchs 1915)” are here synonymized with the widely distributed species Erbenoceras solitarium and Mimagoniatites fecundus, both known to occur also outside Europe. Furthermore, we studied their taphonomy and assigned them to seven groups of preservation. The results of this taphonomic study corroborate previous interpretations of the depositional environment and diagenesis. We also discuss the evolution of the shell in the earliest ammonoids and their closest relatives as well as structures (“Opitzian pits”) possibly caused by parasitic infestations of these early Emsian ammonoids.

Kurzfassung

Die Ammonoideen der gut erforschten deutschen Fossillagerstätte des Hunsrückschiefers genießen den Ruf, zu den ältesten Vertretern dieser Cephalopoden zu gehören. Dieses umfangreiche Material ist von großer Bedeutung, nicht nur wegen der Seltenheit dieser frühen Ammonoideen sondern auch weil es die ersten Exemplare enthält, die stratigraphisch eindeutig eingeordnet werden können. Diese entstammen der mittleren Kaub Formation des Bundenbach/Gemünden-Gebietes. Dementsprechend sind manche der Formen des Hunsrückschiefers tatsächlich die stratigraphisch ältesten Ammonoideen, weil sie mit dem Leit-Dacryoconariden Nowakia praecursor vergesellschaftet sind und deshalb aus der Nowakia zlichovensis Biozone des Frühen Emsium (Zlíchovium) stammen. Andere Ammonoideen (Mimagoniatites fecundus, Mimosphinctes tripartitus) und stratigraphisch jüngere Dacryoconariden weisen auf die Nowakia barrandei und N. elegans Biozone hin. Trotz dieser besonderen Bedeutung wurden diese Kopffüßer des Frühen Devons nie umfassend revidiert. Unsere Untersuchung umfasst über 300 Exemplare aus dem Hunsrückschiefer aus öffentlichen und privaten Sammlungen. Erstmalig berichten wir von Ammonoideen aus dem Altlayer Hunsrückschiefer aus der nördlichen Hunsrück/Mosel Region. Im Gegensatz dazu stammt das gesamte Material aus älteren Sammlungen aus der mittleren Kaub Formation des zentralen Hunsrück-Beckens (zentraler Hunsrück, Taunus). Folglich erwiesen sich diese frühen Ammonoideen als eine wertvolle Informations-Quelle für die biostratigraphische Korrelation sowohl innerhalb des Hunsrückschiefers als auch mit Vorkommen des Frühen Emsium in anderen Regionen. Basierend auf Gehäuseparametern (Geometrie, Ornament, Lobenlinien) sowie ontogenetischer Merkmale beschreiben wir hier die Arten Metabactrites fuchsi n. sp., Metabactrites fuchsi n. sp., Ivoites hunsrueckianus (Erben 1960), Ivoites schindewolfi n. sp., ?Ivoites sp., Ivoites opitzi n. sp., Anetoceras mittmeyeri n. sp., Erbenoceras advolvens (Erben 1960), Erbenoceras solitarium (Barrande 1865), Chebbites sp., Mimosphinctes primigenitus (Erben 1965), Mimosphinctes tripartitus Eichenberg, 1931, Gyroceratites heinricherbeni n. sp., ?Teicherticeras sp. und Mimagoniatites fecundus (Barrande 1865). Angeblich endemische Arten wie „Anetoceras recticostatum Erben, 1962“ und „Mimagoniatites falcistria (Fuchs 1915)“ werden hier synonymisiert mit den weit verbreiteten Arten Erbenoceras solitarium und Mimagoniatites fecundus, welche beide auch außerhalb von Europa vorkommen. Weiterhin haben wir die Taphonomie dieser Ammonoideen untersucht und ihre Erhaltungszustände in sieben Gruppen unterteilt. Die Ergebnisse der taphonomischen Untersuchung bestätigen frühere Interpretationen des Ablagerungsmilieus und der Diagenese. Es wird auch die Evolution der Schale in den frühesten Ammonoideen und ihren nächsten Verwandten, sowie Strukturen („Opitzian pits“) welche möglicherweise durch parasitären Befall während des Unterems verursacht wurden, diskutiert.

Keywords

AmmonoideaHunsrück SlateEarly DevoniansystematicsbiostratigraphytaphonomymacroevolutionpaleoecologyparasitepearlHunsrückschieferUnterdevonSystematikBiostratigraphieTaphonomieMakroevolutionPaläoökologieParasitPerle