Die Spence Shale ist eine bedeutende Fossillagerstätte des mittleren Kambriums (Miaolingium, Wuliium) im Nordosten Utahs und Südosten Idahos (USA).

Sie zählt zu den Burgess-Schiefer-ähnlichen Lagerstätten (Konservat-Lagerstätten) und ist mit einem Alter von ca. 507–506 Millionen Jahren älter als die bekannten Wheeler- und Marjum-Formationen Utahs sowie des Burgess-Schiefers in Kanada.Kimmig et al. 2019, S. 1.Robison & Babcock 2011, S. 2 Die Spence Shale zeichnet sich durch ihre außergewöhnliche Erhaltung sowohl schwach skelettierter als auch weichkörpertragender Organismen aus und bietet einzigartige Einblicke in die marine Biodiversität während der kambrischen Radiation.Robison & Babcock 2011, S. 12–15

Geographische Lage

Die Spence Shale ist Teil der Langston-Formation und erstreckt sich über mehrere Gebirgszüge im Grenzgebiet von Utah und Idaho. Wichtige Fundorte liegen in den Wellsville Mountains (Utah) und der Bear River Range (Idaho), darunter: Miners Hollow (häufigsten Funde von Weichkörperfossilien)Kimmig et al. 2019, S. 2. Antimony Canyon Cataract Canyon Spence Gulch (Typlokalität vom Spence Shale)Kimmig et al. 2019, S. 3.. Oneida Narrows. High Creek Blacksmith Fork (Typlokalität der Langston-Formation).

Geologie

Geologischer Rahmen

Die Spence Shale bildet das mittlere Glied der Langston-Formation (auch „Twin Knobs Formation“ oder „Lead Bell Shale“) und lagert diskordant auf dem unterkambrischen Geertsen Canyon Quartzite der Brigham-Gruppe. Sie wird vom High Creek Limestone überlagert. Abgelagert wurde sie auf einem passiven Kontinentalrand im tropischen Paläo-Laurentia.Robison et al. 2015, S. 2

Entstehungsgeschichte

Die Spence Shale entstand in einem Schelfmeer mit Übergängen von flachmarinen Karbonaten (proximal) zu tieferen, tonig-siliziklastischen Sedimenten (distal). Charakteristisch sind: Karbonat-reiche Schiefer bis silikiklastische Tonsteine mit Millimeter- bis Zentimeter-Laminierung.Kimmig et al. 2019, Box 1. Bioturbation (durchgängig vorhandene Spurenfossilien). Sturmereignisse, erkennbar an scharfkantigen Erosionsbasen und Lag-Ablagerungen mit Bioklasten (z. B. Trilobiten- und Echinodermenreste). Bis zu 8 Para-Sequenzen (Karbonatzyklen), die Meeresspiegelschwankungen widerspiegeln. Die Wellsville Mountains repräsentieren proximale, sauerstoffreichere Ablagerungsbedingungen, während die Lokalitäten in Idaho distalere, tiefermarine Settings anzeigen.Liddell et al. 1997, S. 65–68

Datierung

Die Spence Shale wird in die Albertella- bis Glossopleura-Trilobiten-Biozonen des frühen Wuliuums (Miaolingium, mittleres Kambrium) gestellt. Radiometrische Daten belegen ein Alter von ca. 507,5–506 Millionen Jahren.Robison et al. 2015, S. 5

Taphonomie

Erhaltungszustand

Die Weichteilerhaltung folgt dem "Burgess-Schiefer-Typ": Organismen sind als 2D-mineralisierte Filme (meist Eisenoxide, Phosphate oder Tonminerale) konserviertKimmig et al. 2019, S. 4–5.. Schlüsselfaktoren: Rasche Bedeckung durch Sedimente nach Sturmereignissen. Dynamische Redoxbedingungen: Sauerstoffarme Mikromilieus unter oxischen Gesamtbedingungen.Liddell et al. 1997, S. 70 Dieser Sachverhalt wirft Fragen auf, da Sauerstoffmangel allein, keine Weichteilerhaltung erklären kann. Vielfältige Diagenese-Pfade: Am häufigsten durch Pyritisierung aber auch Kerogenisierung, Aluminosilifizierung und Phosphatisierung spielen eine Rolle. Die Erhaltungsqualität variiert stark zwischen Lokalitäten: Die Wellsville Mountains (v. a. Miners Hollow) zeigen die beste Weichteilerhaltung, während in distalen Bereichen (Idaho) skelettierte Taxa dominieren.Kimmig et al. 2019, S. 4–5. Bis heute sind die verschiedenen taphonomischen Wege der Weichkörpererhaltung noch nicht vollständig ergründet und müssen in Zukunft weiter erforscht werden.

Funde

Flora

Algen: Marpolia spissa (einzige beschriebene Alge, unsichere systematische Stellung). Cyanobakterien?: Morania fragmenta (möglicherweise Kotpellets).Robison et al. 2015, S. 45

Fauna

Wirbellose

Die Spence Shale beherbergt mehr als 87 Arten aus 10 Stämmen, davon zwei Drittel skelettiert.Kimmig et al. 2019, S. 5–8. Dominante Gruppen: Arthropoden: 57 Arten in 40 Gattungen, darunter: Trilobiten und Agnostoide (41 Arten, z. B. Amecephalus, Athabaskia, Ogygopsis; häufigste Fossilien).Robison & Babcock 2011 Weichkörper-Arthropoden: 14 Arten, u. a. Radiodonten (z. B.: Anomalocaris, Hurdia), Bivalve Arthropoden (Tuzoia) (größte zweischalige Arthropode aus dem Spence Shale)Briggs et al. 2008. Lobopoden: Acinocricus stichus (erkennbar an markanten Stacheln und relativ häufig).Robison et al. 2015, S. 78 Scalidophora: Priapuliden (Ottoia, Selkirkia), Palaeoscoleciden (Wronascolex). Hyolithen und Brachiopoden: Haplophrentis (mit Weichteilerhaltung des Lophophors), Micromitra (mit Chaetae). Echinodermen: mindestens 6 Arten, v. a. Ctenocystiden (Ctenocystis utahensis) und Eocrinoide (Gogia). Schwämme: Selten (Vauxia, Protospongia hicksi). Mollusken: Sehr selten (Latouchella arguata, Scenella radians, Wiwaxia herka). Hemichordaten: Margaretia dorus (Enteropneusten-Röhre), Sphenoecium wheelerensis (Pterobranchiat). Problematica: Eldonia ludwigi, Banffia episoma, Siphusauctum lloydguntheri (gestielte Filtrierer).

Wirbeltiere

Von Fischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln sowie Säugetieren sind keine Funde bekannt. Die Spence Shale ist kambrisch. Reptilien, Vögel und Säugetiere entstanden erst später im Paläozoikum/Mesozoikum.

Spurenfossilien (Ichnofossilien)

35 Ichnospezies in den Wellsville Mountains.Kimmig et al. 2019, S. 8. Häufig: Planolites (Wühlgänge), Diplichnites (Gehspuren), Rusophycus (Ruhespuren), Treptichnus (Fressbauten) und Koprolithen.

Forschungsgeschichte

Wissenschaftliche Ausgrabungen 1908: Erstbeschreibung durch Charles D. Walcott (Spence Gulch, Idaho). 1930er–1950er: Systematische Arbeiten von Deiss, Resser und Maxey. Ab 1965: Intensive Sammlung durch Privatsammler (v. a. Familie Gunther, Phil Reese, Paul Jamison), die >75 % der Museumsfunde beisteuerten.Kimmig et al. 2019, S. 4 Seit 1980: Fokus auf Weichkörperbiota durch Dick Robison, Simon Conway Morris und Teams.

Publikationen

Wichtige Studien: Robison (1969, 1991): Erstbeschreibungen weichkörpertragender Taxa. Liddell et al. (1997): Sequenzstratigraphie und Paläoökologie. Robison et al. (2015): Monographie "Exceptional Cambrian Fossils from Utah". Kimmig et al. (2017, 2018): Neue Taxa (Siphusauctum) und taphonomische Analysen.

Literatur/Quellen Primärquelle

Weitere Literatur

Robison, R. A. & Babcock, L. E. (2011). Systematics, paleobiology, and taphonomy of some exceptionally preserved trilobites from Cambrian Lagerstätten of Utah. Paleontological Contributions 5

Einzelnachweise

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