GEOLOGIJA 30, 219-230 (1987), Ljubljana
UDK 550.4:551.761(497.12)=863
Uporaba izotopskih analiz v študiju paleobiologije
karnijske školjčne favne na Lesnem brdu
Application of stable isotope analyses in paleobiological studies
of Karnian bivalves from Lesno brdo
Tadej Dolenec
Fakulteta za naravoslovje in tehnologijo, VTOZD Montanistika,
Aškerčeva 20, 61000 Ljubljana
Bogomir Jelen
Geološki zavod Ljubljana, Parmova 37, 61000 Ljubljana
Kratka vsebina
Vzročnost med biološkimi in nebiološkimi dejavniki v ekosistemu je sodila
med ključna vprašanja študija paleobiologije karnijske školjčne favne na Lesnem
brdu. Indeksi favnistične analize so dali favnistične parametre značilne za
združbe, ki jih ureja močan ekološki pritisk. Sinteza rezultatov primerjalne
izotopske analize, favnistične analize in analize fizikalnega okolja kaže, da sta
bila slanost in ionska sestava vodnega okolja glavna dejavnika v ekosistemu
Lesnega .brda, ki sta izvajala ekološki pritisk in določala zgradbo združbe.
Abstract
One of the major question of the integrated study approach to the paleobiology
of the Karnian bivalves from Lesno brdo was to what extent each of the abiotic
and biotic factors controlled the community structure. Indices obtained from
techniques of faunal analysis have demonstrated that a high stress environment
must have controlled this highly structured community. A synthesis of the results
of the comparative oxygen and carbon stable isotope analysis of bivalve shells and
rock matrix, faunistic analysis and established physical parameters of the envi-
ronment suggests mixohaline conditions as the main community structure con-
trolling factor.
Uvod
Med ključna vprašanja študija paleobiologije karnijske školjčne favne na Lesnem
brdu, je sodila vzročnost med biološkimi in nebiološkimi dejavniki v ekosistemu.
Raziskava nahajališča Lesno brdo je bila sistematsko zastavljena, da naj bi
omogočila celovito strnjeno razumevanje paleobiologije školjčne favne nahajališča.
Sinteza rezultatov tistih delov študije, ki so raziskovali biološke, fizikalne in kemične
220
Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
SI. 1. Položajni skici nahajališč Lesno brdo pri Drenovem griču in Mlinše pri Zagorju (a) ter Log
pod Mangrtom (b) za primerjalno geokemično raziskavo
Fig. 1. Generalized map of the localities Lesno brdo near Drenov grič, Mlinše near Zagorje, and
Log pod Mangrtom selected for the comparative MS analyses of oxygen and carbon
dejavnike v ekosistemu, je pokazala, kaj, kako in v kolikšni meri je urejalo ekosistem
tega najdišča.
Uporabljene metode favnistične analize združbe so omogočile pogled v sestavo in
delovanje združbe Lesnega brda. Biostratinomska raziskava nahajališča je namreč
pokazala, da je najdišče mogoče obravnavati in raziskovati kot nahajališče fosilne
biocenoze. Indeksi analize pa so dali favnistične parametre, značilne za združbe, ki
jih ureja močan ekološki pritisk.
Iz zgradbe združbe nahajališča je bilo razvidno, da ekološki pritisk ni izvajal
biološki, ampak kemični in/ali fizikalni dejavnik. Iz vzporedno potekajočih raziskav,
med katerimi je bila opravljena tudi geokemična analiza nekdanjega biotopa, smo
prišli do sklepa, da glavni ekološki pritisk lahko pripišemo brakičnosti.
V tem prispevku so objavljeni samo rezultati geokemične analize. Rezultati
drugih delov študije so objavljeni v samostojnem članku.
Uporaba izotopskih analiz v študiju paleobiologije...
221
Tabela 1. Bistveni favnistični značilnosti nahajališč za primerjalno masnospektrometrično
analizo izotopske sestave kisika in ogljika
Table 1. Two substantial faunistic characteristics of the localities selected for the comparative
MS analysis of oxygen and carbon
V okviru možnosti izbora operativnih geokemičnih metod smo izbrali masnospek-
trometrično analizo izotopske sestave kisika in ogljika ter kvantitativno atomsko
absorbcijsko spektrometrično analizo natrija in stroncija. Obe analizi sta bili načrto-
vani primerjalno med tremi najdišči z različnimi biofaciesi: Lesno brdo, Mlinše pri
Zagorju in Log pod Mangrtom (si. 1, tab. 1). V času raziskav smo odkrili napako
v pripravi vzorcev za atomsko absorbcijsko spektrometrično analizo. Zato rezultatov
te analize ne navajamo.
Odvzem, mineraloška priprava vzorcev in masnospektrometrično določevanje
Z namenom, da bi dobili čimboljšo predstavo o izotopski sestavi kisika in ogljika
v školjčnih lupinah iz posameznih lokacij, smo kolikor mogoče masnospektrome-
trično analizirali izotopsko sestavo obeh prvin tako v zunanjem kot v notranjem delu
školjčnih lupin. Na ta način smo skušali tudi ugotoviti, ali se zunanji del lupin, ki bi
bil zaradi vpliva meteorske vode lahko nekoliko spremenjen, po izotopski sestavi
razlikuje od notranjega, bolj svežega dela lupin. Nadalje smo vzeli za masnospektro-
metrično analizo tudi prikamnino in vzorce školjčnih jeder. Čistost izbranih drobcev
smo kontrolirali tudi pod binokularnim mikroskopom, pri čemer smo dvomljive
vzorce zavrgli.
Drobce školjčnih lupin, prikamnine in jeder smo najprej zdrobili, nato pa razto-
pili v 100 % H3PO4 pri temperaturi 25° ± 0,5 °C, tako kot navaja M c C r e a (1950). Pri
reakciji med karbonati in H3PO4 je nastal CO2, kateremu smo nato izmerili izotopsko
sestavo kisika in ogljika z masnim spektrometrom VARIAN MAT 250. Izotopsko
sestavo kisika in ogljika podajamo kot relativne vrednosti б^^О in б^^С, izražene
222_Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
v promilih, glede na standard SMOW (Craig, 1961) in standard PDB (Urey et al.,
1951).
Masnospektrometrične analize so bile napravljene na Institutu Jožef Stefan
v Ljubljani. Natančnost meritev tako za ôi®0 kot za b^^C je ± 0,05 %o.
Značilnosti izotopske sestave kisika in ogljika nahajališč
Nahajališče Log pod Mangrtom
Izotopska sestava kisika in ogljika v analiziranih vzorcih iz Loga pod Mangrtom
je zelo homogena. Masnospektrometrična analiza je namreč pokazala, da se giblje
Ô180 od +29,03 %o do +30,09 %o, to je v zelo ozkem razponu, ki doseže le 1,06 %o (tab. 2;
si. 2). Prav tako majhna je variabilnost б^^С. Ta parameter se namreč spreminja, če
izvzamemo vzorca školjčnih jeder (КЗАс in Jc), obogatenih z lahkim ogljikom, od
+3,49 %o do +4,72 %o, medtem ko ima б^^С omenjenih školjčnih jeder vrednost +0,15 %o
in -3,04 %o.
Z masno spektrometrično analizo smo ugotovili, da imajo lupine školjke Schafha-
eutlia astartiformis 6i®0 v območju od +29,04 %o do +29,53 %o, medtem ko niha njihov
б^^С od +3,56 %o do +4,13 %o. Podobna izotopska sestava obeh prvin je značilna tudi za
lupine školjk Myophoriopis richthofeni in Myophoriopis rosthorni (tab. 2, si. 3).
Tudi izotopska sestava kisika in ogljika v prikamnini, pa najsibo to apnenec ali
lapor, je zelo homogena in se bistveno ne razlikuje od izotopske sestave omenjenih
prvin v školjčnih lupinah (tab. 2).
V primerjavi s prikamnino in z lupinami so školjčna jedra nekoliko obogatena
s težkim kisikovim in lahkim ogljikovim izotopom. Kljub temu, da so razlike mini-
malne, izjemo predstavljata le jedri КЗАс in Jc, kažejo, da so se mikrookolja pod
školjčnimi lupinami, kjer so nastajala jedra, nekoliko razlikovala od okolja v sedi-
mentu. Tu se je pri razkrajanju organskih delov školjk najverjetneje tvoril CO2,
obogaten z lahkim izotopom, ki je vplival na izotopsko sestavo ogljika v karbonatih iz
posameznih jeder. Na ta način si namreč lahko razložimo obogatitev prej omenjenih
jeder z lahkim ogljikovim izotopom. Na podoben način razlagata tudi S a ss in
Kolodny (1972) izotopsko sestavo morskih karbonatnih konkrecij, ki vsebujejo
vključke ribjih ostankov in so obogatene z lahkim ogljikovim izotopom glede na
karbonatno prikamnino.
Izotopska sestava kisika in ogljika v vzorcih iz Loga pod Mangrtom se bistveno ne
razlikuje od izotopske sestave omenjenih prvin v recentnih morskih karbonatih.
V recentnih apnencih se namreč spreminja od +28%odo +30 %o (F a ure, 1977),
medtem ko ima kalcit iz recentnih školjčnih lupin б^^О v območju od +30 %o do +32 %o
(Epstein et al., 1950). Podobne vrednosti so značilne tudi za hišice foraminifer in
nekaterih mehkužcev iz Jadranskega morja.
Izotopska sestava ogljika v morskih karbonatih je od kambrija naprej zelo
konstantna in se na PDB skali giblje okrog vrednosti nič. V povprečju niha, kot
navajata Keith in Weber (1964) б^зc od -0,99%o do +2,ll%o, pri čemer se v plitvomor-
skih apnencih spreminja б^^С približno od +2,0%o do +4,3%o (Milliman, 1974).
Na podlagi dobljenih rezultatov sklepamo, da se v geološki zgodovini izotopska
sestava kisika in ogljika v raziskanih vzorcih ni bistveno spremenila. To pomeni, da
vzorci niso pretrpeli večjih sprememb izotopske sestave omenjenih prvin, ki bi jih
lahko povzročili kasnejši postsedimentacijski procesi, pri katerih imajo glavno vlogo
Uporaba izotopskih analiz v študiju paleobiologije...	223
raztopine z dominantno količino meteorske vode. Zato so ti vzorci uporabni za
paleotemperaturno analizo in za ugotavljanje značilnosti sedimentacijskega okolja.
Izotopska sestava kisika in ogljika ter sorazmerno majhna variabilnost б^^О in
ói^C v raziskanih vzorcih iz Loga pod Mangrtom, kažeta, po našem mnenju, na odprto
plitvo morsko okolje, kjer so obstajali pretežno oksidacijski pogoji in so se karbonati
zvečine izločali v izotopskem in kemičnem ravnotežju z atmosferskim CO2. Lokalno
je pri anaerobnem razkrajanju mehkih delov školjk nastajal tudi CO2, v primerjavi
z atmosferskim CO2, obogaten z lahkim ogljikovim izotopom. Ta je vplival na
izotopsko sestavo ogljika v karbonatu iz nekaterih školjčnih jeder.
Nahajališče Lesno brdo
Povsem drugačna izotopska sestava kisika in ogljika je značilna za vzorce z Les-
nega brda. Z masnospektrometrično analizo smo ugotovili, da se giblje njihov б^^О od
+ 23,42 %o do +28,93 %o, medtem ko niha б^^С od -l,93%o do +1,78 %o (tab. 2, si. 2).
Dobljeni podatki povedo, da so vzorci z Lesnega brda obogateni tako z lahkim
kisikovim kot ogljikovim izotopom ter imajo tudi precej variabilnejšo izotopsko
sestavo kisika in ogljika kot vzorci iz Loga pod Mangrtom.
Školjčne lupine imajo б^^О v območju od +23,42 %o do +26,65 %o, medtem ko se
spreminja njihov б1зС od +0,72 %o do +l,63%o. Najmanj težkega kisikovega izotopa
vsebuje lupina školjke Pachycardia rugosa. Nekoliko več težkega kisika ima lupina
školjke Myophoria kefersteini. Največja obogatitev s težkim kisikovim izotopom pa
je značilna za lupine školjke Trigonodus problematicus (si. 3).
Prikamnini črni bituminozni apnenec in črni bituminozni lapor, se po izotopski
sestavi tudi na Lesnem brdu bistveno ne razlikuje od školjčnih lupin. Črni bitumi-
nozni apnenec ima б1®0 v območju od +24,60 %odo +26,04 %o, pri čemer niha njegovб^^C
od -1,93 %o do +0,91 %o. V črnem bituminoznem laporju, podatke imamo le za dva
vzorca, je б180 +24,07% in +28,93 %o, medtem ko ima б1зс vrednost +1,03 %o in 1,78 %o.
Izotopska sestava kisika v raziskanih vzorcih z Lesnega brda ni značilna za prave
morske karbonate. Ti imajo namreč za nekaj %o večji б^^О, kot smo ga izmerili
v vzorcih z Lesnega brda. To lahko pomeni, da je v geološki zgodovini prišlo do
izotopske izmenjave med kisikom iz školjčnih lupin in kisikom iz prikamnine ter med
kisikom iz raztopin z drugačno izotopsko sestavo kisika, kot jo ima morska voda. To
bi lahko povzročilo osiromašenje omenjenih vzorcev s težkim kisikovim izotopom.
Druga možnost, s katero si lahko razložimo dobljene vrednosti, pa predstavlja
hipoteza, da okolje, v katerem so živeli omenjeni organizmi in v katerem sta se
odlagala črni bituminozni apnenec in lapor, ni bilo tipično morsko.
Izotopska sestava kisika in ogljika v vzorcih z Lesnega brda kaže, po našem
mnenju, na sedimentacijsko okolje, v katerem je voda nasploh vsebovala več lahkega
kisikovega in ogljikovega izotopa v primerjavi z vodo iz sedimentacijskega okolja
Log pod Mangrtom, ki je bilo izrazito morsko.
Verjetno je bilo na Lesnem brdu razvito brakično sedimentacijsko okolje. Karbo-
natni skeleti različnih organizmov in karbonatne kamnine, nastale v brakičnem
okolju, vsebujejo nasploh več lahkega kisikovega in ogljikovega izotopa in imajo tudi
večjo variabilnost б'®0 in б^^С. Izotopske raziskave recentnega sedimenta iz Piran-
skega zaliva in koprske luke, ki je nastajal tako v sladkovodnem kot v brakičnem in
v morskem sedimentacijskem okolju, so pokazale, da ima njegov b^^O razpon od
+20,42 %o do +30,34%o, medtem ko se giblje ô^^C od -5,19%o do +l,43%o (Dolenec
224_Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
Uporaba izotopskih analiz v študiju paleobiologije...	225
15 - Geologija 30
226
Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
• Log pod Mangrtom ■ Lesno brdo □ Mlinše pri Zagorju
SI. 2. Diagram izotopske sestave kisika in ogljika v vzorcih z nahajališč Lesno brdo, Mlinše pri
Zagorju in Log pod Mangrtom
Fig. 2. Diagram of isotopie composition of oxygen and carbon in the samples from Lesno brdo,
Mlinše near Zagorje and Log pod Mangrtom
SI. 3. Diagram izotopske sestave kisika in ogljika v školjčnih lupinah z nahajališč Lesno brdo,
Mlinše pri Zagorju in Log pod Mangrtom
Fig. 3. Diagram of isotopie composition of oxygen and carbon in bivalve shells from Lesno brdo,
Mlinše near Zagorje, and Log pod Mangrtom
Uporaba izotopskih analiz v študiju paleobiologije...	227
et al., 1987; Ogo relee et al., 1984). Najmanjši ôi®0 in Ò'^C je značilen za sediment, ki
je nastajal v sladkovodnem sedimentacijskem okolju, največje vrednosti obeh para-
metrov pa so značilne za sediment iz morskega sedimentacijskega okolja. Sediment,
ki je nastajal pri brakičnih pogojih, ima ôi®0 približno v območju od +24 %o do +27 %o.
Podobno kot sediment so tudi skeleti različnih mehkužcev iz brakičnega okolja
Piranskega zaliva obogateni z lahkim kisikovim izotopom - v primerjavi s skeleti
mehkužcev z morskega okolja v Piranskem zalivu.
Mlinše pri Zagorju
Prvi podatki o izotopski sestavi kisika in ogljika v analiziranih vzorcih z nahaja-
lišča Mlinše pri Zagorju povedo, da imajo ti vzorci parametra б^®0 in približno
v območju med vrednostmi ôi®0 in Ò^^C vzorcev iz Loga pod Mangrtom in z Lesnega
brda (si. 2).
Lupina školjke Myophoria kefersteini iz Mlinš vsebuje nekoliko več težkega
kisikovega izotopa v primerjavi z lupino istovrstne školjke z Lesnega brda, medtem
ko imata obe približno enako izotopsko sestavo ogljika. Njen ôi®0 je +28,57 %o, b^^C pa
ima vrednost +1,10 %o. Podobno izotopsko sestavo kisika in ogljika ima tudi sivo
apnenčevo jedro, medtem ko je apnenec, ki tvori prikamnino, obogaten z lahkim
kisikovim izotopom. Njegov б^^О je namreč v istem območju, v katerem se spreminja
б^^О vzorcev z Lesnega brda.
Za kakršnokoli nadrobno interpretacijo značilnosti sedimentacijskega okolja na
tej lokaciji imamo zazdaj še premalo podatkov. Na podlagi prvih podatkov sklepamo,
da je bilo sedimentacijsko okolje najverjetneje morsko, toda nekoliko drugačno kot
na območju Loga pod Mangrtom. Najverjetneje je šlo za bolj ali manj geomorfološko
zaprt biotop, v katerem je bil prisoten tudi ogljik organskega nastanka, ki je izviral iz
razpadajočih organskih komponent. Zato imajo ti vzorci približno za 2 %o do 3 %o
manjši kot vzorci iz Loga pod Mangrtom.
Paleotemperaturna analiza
Temperaturno odvisnost izotopske sestave kisika v kalcitu, ki se izloča v izotop-
skem ravnovesju iz vodnih raztopin, so eksperimentalno določili Epstein in sode-
lavci (1953). Izrazili so jo z enačbo, ki jo je kasneje dopolnil Craig (1965) in ji dal
naslednjo obliko:
To je modificirana Cr a igo v a enačba, ki podaja odvisnost izotopske sestave
kisika v kalcitu od izotopske sestave te prvine v vodi in od temperature. V enačbi
predstavlja k izotopsko sestavo kisika v CO2, ki smo ga dobili pri reakciji med 100 %o
H3PO4 in posameznimi vzorci, v pa je izotopska sestava kisika v vodi, iz katere se je
izločal karbonat. Oba parametra morata biti merjena nasproti istega standarda
(običajno PDB). Če torej poznamo бк in бv, lahko s pomočjo omenjene enačbe
izračunamo temperaturo nastanka kalcita v kateremkoli sistemu kalcit-vodna razto-
pina.
Ker relativno dobro poznamo izotopsko sestavo kisika v morski vodi, po podatkih
Hoefsa (1973) ima le-ta od paleozoika naprej približno konstantno izotopsko
228_Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
sestavo б^^О ~0,0±l%o, lahko s pomočjo enačbe (1) izračunamo temperaturo na-
stanka kalcita, ki tvori školjčne lupine.
Če domnevamo, da je imela morska voda v sedimentaci j skem okolju Loga pod
Mangrtom òi^O okrog 0,0 %o, dobimo za povprečno temperaturo nastanka kalcitnih
lupin školjke Schafhaeutlia astartiformis vrednost 21,2 °C. Podobno temperaturo
20,9 °C dajo tudi lupine školjk Myophoriopis richthofeni in Myophoriopis rosthorni,
medtem ko znaša temperatura nastanka apnenca, ki tvori prikamnino, izračunano
po enačbi (1), približno 21 °C. Dobljene vrednosti so dokaj realne in potrjujejo
domnevo, da se izotopska sestava kisika v raziskanih vzorcih iz nahajališča Log pod
Mangrtom ni bistveno spremenila in da so organizmi živeli v značilnem morskem
okolju.
Za nahajališče Lesno Brdo so na podoben način izračunane temperature nastanka
kalcita previsoke. Ob domnevi, da je tudi tu imela morska voda b^^O okrog 0%o,
dobimo namreč za temperaturo vrednosti med 35,3 °C in 51,2 °C. Kot smo že omenili,
je na območju nahajališča Lesno brdo najverjetneje obstajalo brakično sedimentacij-
sko okolje, v katerem je bila morska voda obogatena z lahkim kisikovim izotopom in
je imela b^^O manjši od 0%o, najverjetneje med približno -4%o in -3%o. Podobno
izotopsko sestavo kisika ima tudi voda v brakičnem sedimentacijskem okolju Piran-
skega zaliva. Njen ôi®0 se namreč giblje od -4,80 %o in +0,21 %o, medtem ko niha
v morskem sedimentaci j skem okolj u Piranskega zaliva od+0,69%odo+l,10%o (Dole-
nec et. al., 1987).
Jadransko morje je zaradi efekta evaporacije nekoliko obogateno s težkim kisiko-
vim izotopom in ima približno v območju od +0,08 %o (Makarska) do +l,74%o
(Piranski rt). Če torej domnevamo, da je bil òi®0 vode iz sedimentacijskega okolja
Lesnega brda med -4 %o in -3 %o, se je izločal kalcit, ki gradi raziskane školjčne lupine
približno v temperaturnem razponu od 21 do 34 °C. Končno si še poglejmo, pri kakšni
temperaturi se je izločal kalcit, ki tvori školjčne lupine v nahajališču Mlinše pri
Zagorju. Ob domnevi, da je morska voda v sedimentacijskem okolju òi8O~0,0%o, je
nastal omenjeni kalcit pri temperaturi 24,7 °C.
Dobljene vrednosti za temperaturo nastanka kalcita školjčnih lupin, ki v bistvu
predstavljajo temperaturo morske vode, so dokaj realne in se večinoma gibljejo
v temperaturnem območju, ki ga za norij navajajo Fabricius in sodelavci (1970).
Sklep
Primerjalna masnospektrometrična analiza izotopske sestave kisika in ogljika
v školjčnih lupinah in prikamnini med nahajališči z različnimi biocenozami in
različnimi normami reakcije zastopanih školjčnih rodov je pojasnila vzročnosti med
biološkimi in nebiološkimi dejavniki v ekosistemu nahajališča Lesno brdo.
Ekstremna organiziranost združbe, visoka dominantnost in prevladujoča prisot-
nost ene ekološke enote, majhna gostota ter raznolikost so jasno kazali na prilagoje-
nost biocenoze nahajališča Lesno brdo na zelo močan ekološki pritisk. Danes so tako
močno kontrolirane biocenoze medplimskega pasu, estuarjev in obalnih lagun. Poka-
zalo se je, da se izotopska sestava kisika in ogljika na nahajališču Log pod Mangrtom,
ki ima školjčno populacijo nedvomno morskega biotopa, zbira pri vrednostih, značil-
nih za morsko okolje. Izotopska sestava na nahajališču Lesno brdo z domnevano
poikilohalino školjčno favno pa je razmeščena v intervalu variabilnosti brakičnega
okolja. Na osnovi strnjenega razumevanja delovanja bioloških, fizikalnih in kemič-
Application of stable isotope analyses in paleobiological studies...	229
nih dejavnikov v ekosistemu Lesnega brda in primerjava dobljenih podatkov s po-
datki za recentne mehkužce in sedimente morskega, brakičnega in sladkovodnega
okolja v Piranskem zalivu ter iz literature domnevamo, da se izotopska sestava
v postsedimentacijskem času ni bistveno spremenila. Razlike v izotopski sestavi med
raziskovalnimi nahajališči moremo obravnavati kot razlike med nekdanjimi biotopi.
Tisti del študije, v katerem smo raziskovali delovanje fizikalnih dejavnikov
v ekosistemu, je pokazal vzročnost med že določeno strukturo združbe in dinamiko
vodnega okolja ter globino vode. Sklepava torej, da sta bila slanost in ionska sestava
vodnega okolja glavna dejavnika v ekosistemu Lesnega brda, ki sta izvajala ekološki
pritisk in določala zgradbo združbe.
Application of stable isotope analyses in paleobiological studies
of Karnian bivalves from Lesno brdo
Summary
Paleobiological studies of the locality Lesno brdo were made by integrated
approach.
Biostratinomical observations provide evidence that the death assemblage at
Lesno brdo could be considered a paleobiocoenosis.
Interaction that once existed among biotic and abiotic factors of the paleoecosy-
stem at Lesno brdo was one of the major questions to be answered. Indices obtained
from techniques of faunal analysis have demostrated that high stress environment
must have controlled this highly structured community. We speculatively forsaw
chemical and/or physical factors in the environment as the possible main community
structure controlling factors. Distinctive differences in biofacieses among the Kar-
nian localities in Slovenia caused by highly differentiated biotopes and the applica-
tion of the mass spectrometry of oxygen and carbon have facilitated the answer to the
raised question.
The study offers indications of differences in isotopie composition of oxygen and
carbon between samples of bivalve shells, as well as between rocks from individual
localities. They are, according to our opinion, a result of differing ecological conditi-
ons in individual areas. It should be emphasized that during the geological history
the isotopie composition of oxygen and carbon in the investigated samples most
probably did not change appreciably.
The isotopie composition of oxygen and carbon, and the extraordinarily small
variability of ôQi® and бС^^ in samples from Log pod Mangrtom suggest, to our
opinion, an open shallow marine depositional environment in which prevailed
oxidation conditions and the sea water having a relatively constant isotopie composi-
tion of oxygen and carbon.
The samples from Drenov grič are enriched with respect to samples from Log pod
Mangrtom with the light oxygen and carbon isotopes, and are, in addition, characte-
rized also by a higher variability of ÔQi® and bC^^ than the aforementioned samples. It
is supposed, on the ground of the isotopie composition of oxygen and carbon, that in
the area of Drenov grič most probably a brackish depositional environment existed in
which the sea water was enriched with the light oxygen and carbon isotopes.
Relatively low values of of the samples from that locality may be in part also
a consequence of the influence of carbon of organic origin which probably did form
230_Tadej Dolenec & Bogomir Jelen
by decay of various organic components. They might have come into the sedimenta-
tion environment in part also from the land.
The first data on the isotopie composition of oxygen and carbon in samples from
Mlinše near Zagorje bear evidence in favor of marine depositional environment
where the conditions differed to a certain degree from those in the area of Log pod
Mangrtom. Probably here existed a relatively restricted marine depositional environ-
ment.
The paleotemperatures calculated on the ground of the results of isotopie analyses
of bivalve shells and of the assumed value of бO^® for sea water fall into the
temperature domain referred to for Norian, with the exception of a single one.
The synthetic understanding of the function of the biological, chemical and
physical factors in the paleoecosystem at Lesno brdo, comparative study of the
isotopie composition of the recent mollusc shells from the normal saline mixohaline
and fresh water environments of the Piran and Koper bays, and data from literature
led us to the assumption that the total salt content of sea water and its ionic
composition (i. e. mixohaline conditions) could be reasonably considered as the main
community structure controlling factors.
Literatura
Craig, H. 1961, Standard for reporting concentrations of deuterium and oxygen -18 in
natural waters. Science 133, 1833-1934.
Craig, H. 1965, The measurement of oxygen isotope paleotemperatures. In: Stable Isotopes
in Oceanographic Studies and Paleotemperatures. Spoleto, July 26-27, 1965, 1-24. Consiglio
Nazionale delle Ricerche, Laboratorio di Geologia Nucleare, Pisa.
Dolenec, T., Pezdič,J., Herlec,U., Faganeli,J., Ogorelec,B. &Mišič,M. 1987,
Isotopie investigation of recent depositional environment in the Northern and Central part of
Adriatic Sea. IAS Regional meeting of sedimentology, 558 e-558 d, Tunis.
Epstein, S., Buchbaum, R., Lowenstam, H. & Urey, H. C. 1950, Revised carbo-
nate-water isotopie temperature scale. Geol. Soc. Amer. Bull. 64, 1315-1326, Boulder.
Epstein, S., Buehbaum, R., Lowenstam, H. & Urey, H. C. 1951, Carbonate-water
isotopie temperature scale. Geol. Soc. Amer. Bull. 62, 417-426, Boulder.
Fabricius, F., Friedrichsen, H. & Jakobshagen, V. 1970,Paläotemperaturenund
Paläoklima in Obertrias und Lias der Alpen. Geol. Rundschau 59, 2, 805-826, Stuttgart.
Faure, E. 1977, Principles of Isotope geology. John Wiley, 464pp., London.
Hoefs, J. 1973, Stable Isotope Geochemistry. Springer-Verlag, 140pp., Berlin.
Keith, M. L. & Weber, J. W. 1964, Carbon and oxygen isotopie composition of selected
limestones and fossils. Geoehim. Cosmochim. Acta 28., 1787-1816, Oxford.
Me Crea, J. M. 1950, On the isotopie chemistry of carbonates and a paleotemperature
scale. Jour. Chem. Phys. 18, 549-857.
Milliman, J. D. 1974, Marine Carbonates. Recent Sedimentary Carbonates, Part 1.
- Springer-Verlag, 375 pp., Berlin.
Ogorelec, B., Mišič, M., Faganeli, J.,Šereelj, A., Cimerman, F., Dolenec, T.
& Pezdič, J. 1984, Kvartarni sediment vrtine V-3 v Koprskem zalivu. Slovensko morje in
zaledje VII, 6-7, 165-186, Koper.
Sass, E. & Kolodny, Y. 1972, Stable isotopes, chemistry and petrology of carbonate
concretions - Mishas formation. Israel Chem. Geol. 10, 261-286.
Urey, H.C., Lowenstam, H. D., Epstein, S. & Kinney, C. R. 1951, Measurement of
paleotemperatures and temperatures of the Upper Cretaceous of England, Denmark, and
Southern United States. Geol. Soc., Am. Bull. 62, 399-416, Boulder.