Geochemical gradients within modern and fossil shells of Concholepas concholepas from Northern Chile: An insight into U–Th systematics and diagenetic/authigenic isotopic imprints in mollusk shells.
Concholepas concholepas
Hillaire–Marcel, C., Labonne, M
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016703799003671
Se realizaron mediciones geoquímicas serias a través de conchas de una concholepas moderna, una holocena y dos sangamonianas, de terrazas marinas del norte de Chile, para documentar firmas geoquímicas diagenéticas versus autigénicas, y para interpretar mejor las edades de la serie U en dicho material. Las submuestras se recuperaron perforando desde la capa calcítica exterior hasta la capa aragonítica interior de cada una de las conchas estudiadas. Desafortunadamente, este procedimiento de muestreo induce artefactos, en particular la conversión de hasta ~20% de calcita en aragonito y de hasta ~6% de aragonito en calcita, así como en la epimerización de un pequeño porcentaje de isoleucina en d-aloisoleucina. /l-isoleucina. Se observaron artefactos de muestreo insignificantes para los contenidos de isótopos estables y aminoácidos totales. Los efectos diagenéticos sobre las propiedades geoquímicas de las conchas son particularmente pronunciados en la capa aragonítica interna y más discretos en la capa calcítica externa. La descomposición de la matriz orgánica de la concha, dependiente del tiempo, se ilustra por un contenido total de aminoácidos de un orden de magnitud menor en los especímenes de Sangamonian en comparación con la concha moderna. Por el contrario, los contenidos de U de las conchas sangamonianas aumentan en un factor similar y también parecen ocurrir enriquecimientos de 13C-18O de hasta 2 a 3‰ durante el mismo intervalo de tiempo, posiblemente debido al reemplazo parcial de aragonita por yeso. Se cree que la descomposición de la matriz orgánica de la capa aragonítica de la capa desempeña un papel importante con respecto a los procesos de absorción de U y los cambios de isótopos estables. Sin embargo, las edades asintóticas de 230Th (~100 ka) en las capas internas ricas en U de las conchas sangamonianas, y las proporciones de 234U/238U compatibles con un origen marino del U, sugieren una absorción de U dentro de un intervalo diagenético corto, cuando las aguas marinas eran todavía bañando el sedimento incrustado. Por lo tanto, las edades de la serie U en moluscos fósiles de un ambiente tan hiperárido no deberían diferir mucho de la edad de la deposición de la unidad marina correspondiente. Sin embargo, los enriquecimientos diagenéticos en isótopos estables plantean preocupaciones sobre su uso para reconstrucciones paleoambientales en tales condiciones climáticas.
Seriate geochemical measurements through shells of one modern, one Holocene, and two Sangamonian Concholepas concholepas, from marine terraces of Northern Chile, were performed to document diagenetic vs. authigenic geochemical signatures, and to better interpret U-series ages on such material. Subsamples were recovered by drilling from the outer calcitic layer to the inner aragonitic layer of each of the studied shells. Unfortunately, this sampling procedure induces artifacts, notably the convertion of up to ∼20% of calcite into aragonite, and of up to ∼6% of aragonite into calcite, as well as in the epimerization of a few percent of isoleucine into d-alloisoleucine/l-isoleucine. Negligible sampling artifacts were noticed for stable isotope and total amino acid contents. Diagenetic effects on the geochemical properties of the shells are particularly pronounced in the inner aragonitic layer and more discrete in the outer calcitic layer. The time-dependent decay of the organic matrix of the shell is illustrated by a one order of magnitude lower total amino acid content in the Sangamonian specimens by comparison with the modern shell. Conversely, the Sangamonian shells U contents increase by a similar factor and 13C-18O enrichments as high as 2 to 3‰ seem also to occur through the same time interval possibly due to partial replacement of aragonite by gypsum. The decay of the organic matrix of the aragonitic layer of the shell is thought to play a major role with respect to U-uptake processes and stable isotope shifts. Nevertheless, asymptotic 230Th-ages (∼100 ka) in the inner U-rich layers of the Sangamonian shells, and 234U/238U ratios compatible with a marine origin for U, suggest U-uptake within a short diagenetic interval, when marine waters were still bathing the embedding sediment. Thus, U-series ages on fossil mollusks from such a hyper-arid environment should not differ much from the age of the corresponding marine unit deposition. However, the diagenetic enrichments in stable isotopes raise concerns about their use for paleoenvironmental reconstructions under such climate conditions.
