Characterization of green clay concretions from the Tonggao Formation, South China: Mineralogy, petrogenesis and paleoenvironmental implications

Enigmatic millimetre-scale micro-concretions with pseudocrystal faces and dominated by green clay minerals occur in unfossiliferous siliciclastic mudstone of the Lower Ordovician (479.0-466.0 Ma) Tonggao Formation, South China. The fossil-free mudstone unit is associated with local biodiversity decline. The mineralogy and mineral chemistry of these concretions were unknown previously, and this study comprises a preliminary investigation. The concretions are dominated by Fe-rich phyllosilicate minerals including glauconite and clinochlore, with minor quartz and traces of magnetite. The textural relations between the micro-concretions and the surrounding matrix, and the preservation of original mudstone laminations within the concretions, point to an origin during early diagenesis. The mineralogy and chemistry of these concretions are consistent with an origin in a restricted, hypersaline, relatively deep-water environment, in accordance with stratigraphical and paleonotological data. These micro-concretions provide clues for a stressed environment with poor water circulation and anomalies of salinity and oxygen. Des micro-concretions enigmatiques d'echelle millimetrique, avec des faces pseudocristallines et dominees par des mineraux argileux verts, se trouvent dans des mudstones siliclastiques non fossiliferes de la Formation de Tonggao de l'Ordovicien inferieur (479,0-166,0 Ma), dans le sud de la Chine. L'unite mudstone sans fossile est associee a un declin de la biodiversite locale. La mineralogie et la chimie des mineraux de ces concretions n' etaient pas connues anterieurement et la presente etude comprend une investigation preliminaire. Les concretions sont dominees par des mineraux phyllosilicates riches en Fe, incluant la glauconite et le clinochlore, avec un peu de quartz et des traces de magnetite. Les relations texturales entre les micro-concretions et la matrice environnante ainsi que la preservation des laminations originales du mudstone a l'interieur des concretions signalent une origine au debut d'une diagenese. La mineralogie et la chimie de ces concretions correspondent a une origine dans un environnement aqueux limite, hypersalin et relativement profond, ce qui concorde avec les donnees stratigraphiques et paleontologiques. Ces micro-concretions fournissent des indices qu'il s'agissait d'un environnement perturbe avec une mauvaise circulation d' eau et des teneurs anormales en sel et en oxygene. [Traduit par la Redaction]
Introduction The Lower Ordovician (479.0-466.0 Ma) Tonggao Formation in Guizhou, South China (Fig. 1), contains abundant microconcretions of clay minerals, which occur in the largely unfossiliferous units of siliciclastic deposits [...]