Messinian evaporites in the Polemi Basin (South Cyprus): 87Sr/86Sr, δ34S and δ18O isotope geochemistry

Abstract

The Polemi basin (S Cyprus) records a well exposed Messinian Salinity Crisis (MSC) evaporite succession divided into three lithostratigraphic units: Lower Gypsum, Intermediate Gypsum Breccia, and Upper Gypsum. Sulfate isotope compositions of the Lower Gypsum show values in range with MSC Lower Evaporites outcropping in other Mediterranean basins. However, the Intermediate Gypsum and the Upper Gypsum show an enrichment of ~5‰ in δ18O, with respect to the Lower Gypsum unit, as reported in MSC Upper Evaporites outcropping in Sicily and cored in DSDP-ODP sites. Similarly, 87Sr/86Sr ratios in the Lower Gypsum unit are also in range with MSC Lower Evaporites, while values in the Intermediated and Upper Gypsum units are coincident with those reported for MSC Upper Evaporites of Sicily and of foredeep sites. These geochemical values put into question the currently more accepted MSC chronostratigraphic model in which clastic (resedimented) gypsum is assigned as prior to the Upper Evaporites. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------

La cuenca de Polemi (S Chipre) presenta una sucesión evaporítica de la Crisis de Salinidad Messiniense dividida en tres unidades litostratigráficas: Yeso Inferior, Yeso brechificado Intermedio y Yeso Superior. La composición isotópica del sulfato del Yeso Inferior muestra valores en el rango de las Evaporitas Inferiores aflorantes en otras cuencas Mediterráneas. Sin embargo, el Yeso Intermedio y el Yeso Superior muestran un enriquecimiento del ~5‰ en δ18O, respecto al Yeso Inferior, también ha sido registrado en las Evaporitas Superiores de la MSC solo aflorantes en Sicilia y perforadas en sondeos DSDP-ODP. Las relaciones 87Sr/86Sr en el Yeso Inferior también están en el rango de las Evaporitas Inferiores, mientras que los valores del Yeso Intermedio y del Yeso Superior son coincidentes con las obtenidas en las MSC Evaporitas Superiores de Sicilia y de sondeos profundos. Estos valores geoquímicos ponen en cuestión el actualmente más aceptado modelo cronoestratigráfico de la MSC en el que depósitos de yeso clástico (resedimentado) son asignados como anteriores a las Evaporitas Superiores.