Wheeler Shale

Der Wheeler Shale, oft auch als Wheeler-Formation bezeichnet, ist eine Gesteinsformation im US-amerikanischen Bundesstaat Utah. Sie entstand im mittleren Kambrium vor zirka 507 Millionen Jahren und enthält eine Konzentratlagerstätte mit außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien.

Weltberühmtheit<ref name="Johnsonetal2007">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref name="Gaines2008">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Namensgebung

Der Wheeler Shale wurde 1908 von Charles Walcott nach seiner Typlokalität benannt, dem Wheeler-Amphitheater, einer halbkreisförmigen Geländevertiefung in der nordöstlichen House Range. Das Wheeler-Amphitheater hatte seinerseits wie viele andere Örtlichkeiten des US-amerikanischen Südwestens seinen Namen zu Ehren des Offiziers und Landvermessers George Montague Wheeler erhalten.

Vorkommen und geologischer Rahmen

Die Wheeler-Formation in West-Utah erstreckt sich vom Höhenzug der House Range (im Millard County) rund 40 Kilometer nach Nordosten bis hin zu den Drum Mountains (im Juab County). Auch die Drum Mountains führen ähnliche Versteinerungen mit vergleichbarem Erhaltungszustand.<ref name="Guntherx2" /> Ein kleineres Vorkommen befindet sich noch in den Canyon Mountains Zentralutahs. Bei den genannten Höhenzügen handelt es sich um herausgehobene Horste, die geologisch zur östlichen Basin and Range gehören. In ihnen treten jetzt die sonst überdeckten kambrischen Sedimentfolgen weitgehend zu Tage. Durch die neogene Dehnungstektonik wurde der Schichtenverband zum Teil verkippt – in der House Range z. B. streichen die Sedimente daher meist Nordnordost bis Nordost und fallen flach (10 bis 20°) nach Osten ein.

Fazies

Die Sedimente des Wheeler Shales sind tropisch-marinen Ursprungs und wurden am rund 300 Kilometer breiten, passiven Kontinentalrand Laurentias in einer Meeresbucht, der House Range Embayment (HRE)<ref name="Rees1986">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Lithologie und Stratigraphie

Der meist oliv- bis dunkelfarbene Wheeler Shale besteht überwiegend aus homogenen, feinkörnigen Schiefertonen (Schwarzschiefersedimente mit Korngrößen unter 50 μm und einem Karbonatgehalt von 17 bis 47 Gewichtsprozent), in die dünnbankige Karbonatlagen eingeschaltet sein können. Er kam unterhalb der Wellenbasis als niedrigenergetisches Sediment unter anoxischen Bedingungen zur Ablagerung. Die Karbonatkomponente lässt sich durch den nahegelegenen Schelfrand erklären.

Das Profil an der Typlokalität in der House Range besteht aus heterogenen Ablagerungen von Kalkmergeln, Mergelkalken, Tonsteinen und dünnbankigen Plattenkalken.<ref name="Guntherx2">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Biostratigraphisch liegt der Wheeler Shale innerhalb der laurentischen Trilobitenzone Bolaspidella. In ihm dokumentiert sich außerdem 62 Meter über seiner Basis das erstmalige Auftreten des Trilobiten Acidusus atavus (Ptychagnostus atavus), der Ptychagnostus gibbus ablöst (Beginn des Drumiums).<ref name="Babcock2007"> Loren E. Babcock, Richard A. Robison, Margaret N. Rees, Shanchi Peng, Matthew R. Saltzman (2007): The Global boundary Stratotype Section and Point (GSSP) of the Drumian Stage (Cambrian) in the Drum Mountains, Utah, USA. Episodes 30 (2): 85–95. PDF bei stratigraphy.org </ref> Zehn Meter höher liegt eine negative Kohlenstoffisotopenanomalie, die mit einem Transgressionshöchststand einhergeht.

Fauna

Die aufgefundene Fauna setzt sich zusammen aus Algen, Ringelwürmern, diversen Gliederfüßern (z. B. Anomalocariden, Emeraldella, Phyllocariden), Brachiopoden, Carpoiden, Chancelloriden, Eocrinoideen, Priapuliden, Quallen, Schwämmen, primitiven Stachelhäutern, Trilobiten und Trilobitenähnlichen.<ref name="Briggsetal1984">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref name="Guntherx2" /><ref>Photos of Wheeler Shale fossils from UC Berkeley</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Seltene Mikrofossilien sind Acritarchen, Conodonten und Radiolarien.

Taphonomie und Biofazies

Eigenartigerweise treten Hartschaler wie Trilobiten und Organismen mit Weichkörpererhaltung nie miteinander in der gleichen Schicht auf.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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</ref> erklären diesen Sachverhalt mit dem Sauerstoffgehalt des Meerwassers in Bodennähe sowie mit dem Grad der Bioturbation. So fand die Weichkörpererhaltung in tieferen, anaeroben Beckenabschnitten unter minimaler Bioturbation statt. Die Hartschaler hingegen finden sich in höher gelegenen dysaeroben Bereichen, die stärker durchwühlt wurden. Das Auftreten von Elrathia kingi(i) kennzeichnet den Übergang. Eine Ausnahme in diesem Schema stellen die Agnostiden dar, die als planktonisch lebende Organismen überall vorkommen können.

Im Einzelnen lassen sich folgende Biofazies unterscheiden (geordnet nach zunehmender Wassertiefe bzw. sinkendem Sauerstoffgehalt oder geringerer Durchwühlung):

Biofazies	Sauerstoffgehalt	Bioturbation	Taphozönose
Bolaspidella	dysaerobisch	einheitlich gut durchwühlt	verarmt – Bolaspidella
Asaphiscus	dysaerobisch	schwach durchwühlt	diverse Trilobiten – Asaphiscus, Alokistocare, Olenoides
Elrathia	exaerobisch	einsetzende Bioturbation	monospezifisch – Elrathia kingii
Proximale Weichkörperfazies	anaerobisch	nicht vorhanden	Metazoa
Distale Weichkörperfazies	anaerobisch	nicht vorhanden	pelagische Algen – Marpolia spissa pelagische Trilobiten – Brachyaspidion microps

Fauna nach Stämmen geordnet

Algen und Cyanobakterien („Blaualgen“)

Margaretia dorus
Marpolia spissa – Cyanobakterie
Morania fragmenta – Cyanobakterie
Yuknessia simplex – Grünalge?

Asaphiscus wheeleri, Mittelkambrium, Wheeler Shale, Utah

Datei:ElrathiakingiUtahWheelerCambrian.jpg

Elrathia kingii, Mittelkambrium, Wheeler Shale, Utah

Baltagnostus eurypyx – Ordnung Agnostida
Hypagnostus parvifrans
Peronopsis amplaxis
Peronopsis bidens
Peronopsis fallax
Peronopsis gaspensis
Peronopsis intermedius
Peronopsis interstrictus
Peronopsis montis
Peronopsis segmentis
Ptychagnostus atavus = Acidusus atavus
Ptychagnostus germanus
Ptychagnostus gibbus
Ptychagnostus intermedius
Ptychagnostus michaeli
Ptychagnostus occultatus
Ptychagnostus seminula
Glyphaspis concavus – Ordnung Asaphida
Bathyuriscus fimbriatus – Ordnung Corynexochida
Kootenia species – sehr selten!
Olenoides expansus
Olenoides nevadensis
Olenoides serratus
Tonkinella breviceps
Zacanthoides divergens
Zacanthoides sp.
Altiocculus harrisi – Ordnung Ptychopariida
Alokistocare sp.
Asaphiscus wheeleri
Bathyocos housensis
Bathyuriscus sp.
Bolaspidella drumensis
Bolaspidella housensis
Bolaspidella sp.
Bolaspidella wellsvillensis
Brachyaspidion microps
Brachyaspidion sulcatum
Cedaria minor
Elrathia kingi(i)
Elrathia sp.
Elrathina wheeleri = Ptychoparella wheeleri
Jenkinsonia varga
Modocia brevispina
Modocia laevinucha
Modocia typicalis
Ptychoparella sp.
Ptychoparella wheeleri
Spencella sp.

Stamm Brachiopoda (Armfüßer)

Acrothele subsidua

Stamm Chordata (Chordatiere)

Hertzina – Conodonta

Stamm Cnidaria (Nesseltiere)

Cambromedusa

Stamm Lobopodia (Lobopoden)

Aysheaia prolata
Hallucigenia

Stamm Mollusca (Weichtiere)

Pelagiella

Stamm Echinodermata (Stachelhäuter)

Castericystis sp. – Carpoidea
Castericystis sprinklei
Cothurnocystis sp.
Ctenocystis sp. – Ctenocystoidea
Gogia spiralis – Eocrinoidea

Stamm Porifera (Schwämme)

Chancelloria pentacta – Chancelloriidae
Choia carteri
Choia utahensis
Crumillospongia
Diagonella

Stamm Priapulida (Priapswürmer)

Selkirkia sp.
Selkirkia willoughbyi

Taxa mit unsicherer Zuordnung

Anomalocaris nathorsti – Anomalocaride
Anomalocaris sp.
Eldonia
Hylolithellus sp – Wurmartiger
Wiwaxia

Galerie

Alalcomenaeus

Alalcomenaeus
Model von Anomalocaris

Model von Anomalocaris
Aysheaia

Aysheaia
Branchiocaris

Branchiocaris
Hallucigenia

Hallucigenia
Ottoia

Ottoia
Wiwaxia

Wiwaxia

Siehe auch

Weblinks

Welcome to U-DIG Fossils. Kommerzieller Steinbruch im Wheeler Shale (Fossiliensammeln gegen Gebühr) mit Bildergalerie.
Geologische Karte des Utah Geological Survey im Maßstab 1:100 000 (PDF-Datei; 18 MB)

Einzelnachweise