This study investigates the three-dimensional nature of some 1cm wide burrows that are similar in cross section to the common trace fossil Phycosiphon. The burrows come from a Cretaceous siltstone from Mexico. The geometry of the burrows was computer-modeled in three dimensions using a series of consecutive images obtained by serial grinding. Phycosiphon is commonly recognised in cross section from cores from petroleum fields through comparison with hypothetical cross sections of bedding-parallel specimens. The 3D morphology of the Phycosiphon-like burrows described herein is compared to pre-existing models for the geometry of Phycosiphon. Observed morphological differences between material from Mexico and typical Phycosiphon suggest that the characteristic biologically produced sedimentary fabric (ichnofabric) that is usually attributed to Phycosiphon (sensu stricto) can be produced by other similar taxa.

Our palaeobiological model for the formation of the studied Phycosiphon-like fossil burrow is fundamentally different to that proposed for Phycosiphon, but produces remarkably similar vertical cross sections. Since Phycosiphon is an important component of shale gas reservoir rocks it is imperative that the components of the sedimentary fabric are fully characterized.

Resumen en Español

RECONSTRUCCIÓN TRIDIMENSIONAL DE MADRIGUERAS “PHYCOSIPHONIFORMES”: IMPLICACIONES PARA LA IDENTIFICACIÓN DE PISTAS FÓSILES EN TESTIGOS

Las pistas fósiles de tipo Phycosiphon son unas de las más comunes e importantes en las icnofábricas de facies marinas. Este estudio está encaminado a la reconstrucción tridimensional (3D) de la morfología de estas pistas, procedentes de turbiditas cretácicas de Méjico, con la finalidad de comprobar la validez de los criterios usados para reconocer tales pistas en secciones verticales, similares a las que se observan en los testigos de los intervalos de los reservorios de hidrocarburos. Se ha obtenido un modelo por ordenador de la geometría de las pistas fósiles mediante una serie de imágenes consecutivas obtenidas a partir de secciones pulidas seriadas. El reconocimiento de Phycosiphon en sección transversal se establece generalmente por comparación con secciones hipotéticas de ejemplares paralelos a la estratificación. Los autores reconsideran críticamente las pistas fósiles de tipo Phycosiphon a la luz de los actuales modelos conceptuales y determinísticos, por comparación con reconstrucciones tridimensionales de este tipo de pistas provenientes de la Formación Rosario del Cretácico de Baja California, Méjico.

Las diferencias morfológicas observadas entre nuestro material y las típicas de Phycosiphon  sugieren que los característicos “huevos de rana” de la icnofábrica atribuida generalmente a Phycosiphon (sensu stricto) podrían ser producidos por otros taxones similares. Nuestro modelo paleobiológico para la formación de las pistas estudiadas es fundamentalmente diferente a las propuestas para Phycosiphon, aunque presenta secciones verticales notablemente similares. Consideramos que la identificación de Phycosiphon incertum en testigos no es posible sin un examen detallado en 3D de la geometría de la madriguera. Proponemos el término “phycosiphoniforme” para este grupo pistas fósiles constituyentes de icnofábricas.

KEY WORDS: madrigueras; icnofósiles; tridimensional; 3D; morfología; ; Phycosiphon; reconstrucción; testigos; halo; secciones transversales.

Traducción: Eduardo Mayoral

Résumé en Français

Reconstruction tridimensionnelle de terriers de “Phycosiphoniformes” : implications pour l’identification des trace fossiles dans les carottages

Les traces fossiles de type Phycosiphon sont parmi les traces ichnologiques les plus communes et les plus importantes dans les faciès marins. Cette étude a été conduite dans le but de reconstruire en trois dimensions (3D) la morphologie des traces de type Phycosiphon provenant des turbidites du crétacées du Mexique, dans le but de tester la validité des critères utilisés pour reconnaître ce type de fossiles dans des coupes verticales similaires à celle observées dans des carottages traversant des réservoirs intervalles d’hydrocarbures. La géométrie des traces fossiles a été modélisée numériquement utilisant des séries d’images consécutives obtenues par polissage séquentiel. L’identification des Phycosiphon en section est généralement basée sur la comparaison avec des sections théoriques de provenant de spécimens positionnés parallèlement. Les auteurs font un réexamen critique des terriers de type  Phycosiphon à la lumière des concepts et des modèles déterministes existants, afin de comparer avec les reconstructions tridimensionnelles des traces fossiles de type Phycosiphon provenant de la Formation crétacée Rosario de Basse Californie, Mexique.

Les différences morphologiques observées entre notre matériel et les Phycosiphon typiques suggèrent que la caractéristique “frogspawn” des ichnofaciès qui est habituellement attribuée à Phycosiphon (sensu stricto) peut être produite par d’autres taxon similaires. Notre modèle paléobiologique pour la formation des traces de type Phycosiphon étudiées est fondamentalement différente de celle proposée pour Phycosiphon, mais produit des sections verticales remarquablement similaires. Nous considérons que l’identification de Phycosiphon incertum dans les carottages n’est pas possible sans un examen détaillé de la géométrie du terrier en 3D. Nous proposons le terme“phycosiphoniforme” pour ce groupe de traces fossiles.

Mots clés: terriers; fabrique ichnologique; ichnofossiles; tridimensionnel; 3D; morphologie; Phycosiphon; reconstruction; traces fossiles; carottage; contour; sections transversales.

Translator: Olivier Maridet

Deutsche Zusammenfassung

Dreidimensionale Rekonstruktion von “phycosiphoniformen“ Grabbauten: Auswirkungen von Spurenfossilienidentifikation im Kern

Phycosiphon-ähnliche Spurenmuster gehören zu den häufigsten und wichtigsten Spurenfossilien in mariner Fazies. Diese Untersuchungen wurden unternommen um die dreidimensionale Morphologie von Phycosiphon-ähnlichen Spurenfossilien aus den kretazischen Turbiditen von Mexiko zu rekonstruieren. Die Gültigkeit von Kriterien soll getestet werden, die genutzt wurden um solche Fossilien in vertikalen Querschnitten zu erkennen, die ähnlich denen sind die man in Kernen während der Kohlenwasserstoffreservoir Intervalle hat. Die Geometrie der Spurenfossilien wurde computermodelliert indem man durch Dünnschliffe eine Serie von aufeinanderfolgenden Bildern erhielt. Man erkennt Phycosiphon im Querschnitt normalerweise  durch Vergleiche mit hypothetischen Querschnitten von schichtparallelen Exemplaren. Die Autoren bewerten Phycosiphon-ähnliche Grabspuren kritisch neu angesichts existierender konzeptioneller und deterministischer Modelle als Vergleich mit dreidimensionalen Rekonstruktionen von Phycosiphon-ähnlichen Spurenfossilien aus der kretazischen Rosario Formation von Baja California, Mexiko. Untersuchte morphologische Unterschiede zwischen unserem Material und typischen Phycosiphon legen nahe, dass das charakteristische „Froschleich“ Spurenmuster das normalerweise mit Phycosiphon in Verbindung gebracht wird auch durch andere ähnliche Taxa produziert werden kann. Unser paläobiologisches Modell zur Formation der untersuchten Phycosiphon-ähnlichen Spurenfossilien unterscheidet sich fundamental von dem welches für Phycosiphon propagiert wird, produziert aber erstaunlich ähnliche Querschnitte. Wir folgern dass die Identifizierung von Phycosiphon incertum im Kern ohne detaillierte 3D Untersuchung der Bautengeometrie nicht möglich ist. Wir schlagen die Bezeichnung “phycosiphoniform” für diese Gruppe von Spurenmuster formenden Spurenfossilien vor.

Schlüsselwörter: Grabbauten; Spuremuster; Ichnofossil; dreidimensional; 3D; Morphologie; Phycosiphon; Rekonstruktion; Spurenfossilien; Kern; Halo; Querschnitte

Translator: Eva Gebauer

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

Trójwymiarowa rekonstrukcja nor typu "phycosiphoniformowego": implikacje dla identyfikacji skamieniałości śladowych w odwiertach 

Phycosiphon-podobne skamieniałości śladowe są jednymi z  najczęstszych i najważniejszych skamieniałości śladowych tworzących ichnofabryki w facjach morskich. Niniejsze badanie przeprowadzono, by zrekonstruować trójwymiarową (3D) morfologię Phycosiphon-podobnych skamieniałości śladowych z kredowych turbidytów Meksyku, celem przetestowania zasadności wydzielanych kryteriów oznaczania takich skamieniałości w pionowych przekrojach, podobnych do tych, jakie uzyskuje się przy odwiertach przez warstwy bogate w węglowodory. Geometrię skamieniałości śladowych uzyskano przy użyciu modelowania komputerowego serii następujących po sobie obrazów otrzymanych przy seryjnych szlifach. Rozpoznanie Phycosiphon w przekrojach opiera się zazwyczaj na porównaniu z hipotetecznymi przekrojami przez okazy ułożone równolegle do warstwowania. Autorzy krytycznie rewidują nory Phycosiphon-podobne, w świetle istniejących modeli konceptualnych i deterministycznych, dla porównania z trójwymiarową rekonstrukcją skamieniałości śladowych Phycosiphon-podobnych z kredowej formacji Rosario z Baja California w Meksyku. Obserwowane różnice morfologiczne pomiędzy naszym materiałem a typowym Phycosiphon sugerują, że charakterystyczna ichnofabryka a'la "żabi skrzek", zazwyczaj przypisywana Phycosiphon (sensu stricto), może zostać wyprodukowana przez inne podobne taksony. Nasz paleobiologiczny model formacji badanych Phycosiphon-podobnych skamieniałości śladowych jest fundamentalnie odmienny od proponowanego dla Phycosiphon, ale daje niesamowicie podobne pionowe przekroje. Uznajemy, że identyfikacja Phycosiphon incertum w odwiercie nie jest możliwa bez dokładnego, trójwymiarowego badania geometrii nory. Proponujemy termin "phycosiphoniformowy" dla tej grupy formujących ichnofabryki skamieniałości śladowych.

Słowa kluczowe: nory, ichnofabryka, ichnoskamieniałość, trójwymiarowy, 3D, morfologia, Phycosiphon, rekonstrukcja, skamieniałości śladowe, odwiert, halo, przekrój

Translators: Dawid Mazurek and Robert Bronowicz

Riassunto in Italiano

RICOSTRUZIONE TRIDIMENSIONALE DI TRACCE “PHYCOSIPHONIFORMI”: IMPLICAZIONI PER L’IDENTIFICAZIONE DI TRACCE FOSSILI NEI CAROTAGGI

Tracce fossili di tipo Phycosiphoniforme sono fra le più importanti nelle facies marine. Questo studio è stato condotto al fine di ricostruire la morfologia tridimensionale (3D) di una traccia Phycosiphoniforme rinvenuta in una torbidite cretacica del Messico, al fine di verificare la validità dei criteri utilizzati per il riconoscimento di tali fossili in sezioni verticali simili a quelle che possono essere visualizzate nei carotaggi attraverso giacimenti di idrocarburi. La geometria dell’icnofossile è stata modellizzata al computer utilizzando una serie di immagini consecutive ottenute per serial grinding. Il riconoscimento di Phycosiphon in sezione è di solito basato su confronti con sezioni trasversali ipotetiche di esemplari orientati parallelamente alla giacitura. Gli autori rivedono criticamente le tracce Phycosifoniformi alla luce degli attuli modelli concettuali e deterministici, e li confrontano con ricostruzioni tridimensionali di tracce Phycosifoniformi della Rosario Formation (Cretacico, Bassa California, Messico). Le differenze morfologiche osservate fra il nostro materiale e Phycosiphon tipico suggerisce che la caratteristica tessitura “frogspawn”, di solito attribuita a Phycosiphon (sensu stricto), può essere prodotta anche da taxa simili. Il nostro modello paleobiologico per la formazione delle tracce fossili Phycosifoniformi studiate è molto differente da quello proposto per Phycosiphon, ma produce sezioni verticali eccezionalmente simili. Riteniamo che l’identificazione di Phycosiphon incertum nei carotaggi non sia possibile senza un dettagliato esame 3D della geometria della traccia. Proponiamo il termine “phycosiphoniforme” per tale gruppo di tracce fossili.

KEY WORDS: tracce; ichnofabric; icnofossile; tridimensionale; 3D; morfologia; Phycosiphon; ricostruzione; tracce fossili; carotaggio; alone; sezioni trasversali

Translator: Chiara Angelone