The Lourinhã Formation: the Upper Jurassic to lower most Cretaceous of the Lusitanian Basin, Portugal – landscapes where dinosaurs walked

Abstract

This work, as a fieldtrip guide, aims to provide a glimpse into the palaeoenvironments, palaeontology, and diagenesis of one of the most productive areas for Late Jurassic dinosaurs and other vertebrates in Europe, namely, the sites of the Lourinhã Formation, which is coeval with the Morrison Formation of the midwest USA. The Late Jurassic rifting phase of the Lusitanian Basin created several sub-basins separated by major crustal faults. In the western and central areas of the basin, the Caldas da Rainha structure separates three sub-basins with different subsidence and infill characteristics (Consolação to the west, Bombarral–Alcobaça to the northeast, and Turcifal to the southeast). The Upper Jurassic–lowermost Cretaceous succession exposed in the coastal cliffs located between Nazaré and Santa Cruz belongs to the Consolação Sub-basin, whereas the coastal outcrops between Santa Cruz and Ericeira show units of the Turcifal Sub-basin. To place the stops into a coherent context, selected units of the fieldtrip area are detailed. The stratigraphy of the Upper Jurassic of the Lusitanian Basin is quite complex, and no fully accepted overall proposal exists. Thus, a review of lithostratigraphy, sedimentology, age and environmental interpretations is presented. Interpretations of palaeoclimate, palaeogeography, and taphonomy contribute to establishing an overview of the landscape where dinosaurs lived and to understanding the conditions for their fossilization and preservation. This trip, which takes place from north to south, focuses on the vertebrate content, sedimentology, and stratigraphy of the deposits. The first stop at Consolação examines the upper Kimmeridgian shallow-marine to deltaic Alcobaça Formation, which underlies the Lourinhã Formation. Further south, the Paimogo fort cape gives a scenic view of the Lourinhã Formation: to the north, the Praia da Amoreira and Porto Novo members (lower coastal plain alluvium, including distal fan and meandering fluvial systems; upper Kimmeridgian), and, to the south, the Praia Azul Member (lower coastal plain alluvium with three brackish–marine faunally distinct transgressive carbonate levels; uppermost Kimmeridgian to lowermost Tithonian). In Paimogo, we visit sites where dinosaur eggs and a sauropod skeleton have been found. The stop at the Museum of Lourinhã allows a visit to one of the most important collections of Late Jurassic vertebrates in Europe. The last fieldtrip stop at Porto da Calada examines the top of the Assenta Member of the Lourinhã Formation (meandering fluvial system with intercalations of shallow-marine lagoonal carbonates; upper Tithonian to lowermost Berriasian) and the Porto da Calada Formation (meandering fluvial system with thin levels of estuarine and intertidal flats carbonates; Berriasian) and thus includes the Jurassic–Cretaceous boundary.

Este trabalho, como um guião de campo, visa dar uma visão sobre os paleoambientes, paleontologia e diagénese de uma das áreas mais produtivas para os dinossauros e outros vertebrados do Jurássico da Europa, nomeadamente para a Formação da Lourinhã, que é contemporânea da Formação de Morrison, no centro-oeste da América do Norte. A fase de rifting jurássico da Bacia Lusitaniana criou várias sub-bacias separados por falhas principais. Na área ocidental e central da bacia, a estrutura de Caldas da Rainha separa três sub- -bacias com diferentes características de subsidência e de enchimento: Consolação a oeste, Bombarral- Alcobaça a noroeste e Turcifal a sudeste. A sucessão do Jurássico Superior à base do Cretáwacico exposta nas arribas costeiras localizadas entre Nazaré e Santa Cruz pertence à Sub-bacia da Consolação, enquanto que os afloramentos costeiros entre Santa Cruz e Ericeira expõe unidades da Sub-bacia do Turcifal. Para enquadrar as paragens num contexto coerente, dá-se destaque e detalhe às unidades da área visitada. A estratigrafia do Jurássico Superior da bacia é bastante complexa e não existe nenhuma proposta totalmente aceita na generalidade, sendo, por isso, apresentada uma revisão de litostratigrafia, sedimentologia, idade e interpretações ambientais. Interpretações sobre o paleoclima, paleogeografia e tafonomia contribuem para uma descrição geral do ambiente onde os dinossauros viveram e para a compreensão das condições para a sua fossilização e preservação. Esta descrição das localidades e horizontes desenrola-se de norte para sul, incidindo sobre os vertebrados, sedimentologia e estratigrafia. A primeira paragem é no Kimmeridgiano superior da Consolação que mostra um paleoambiente marinho pouco profundo a deltaico da Formação de Alcobaça, na qual assenta a Formação da Lourinhã. Mais a sul, o forte de Paimogo permite uma vista panorâmica sobre a Fm. da Lourinhã: para o norte estão os membros Praia da Amoreira - Porto Novo (planície de aluvião costeira inferior, incluindo a parte distal e sistemas fluviais sinuosos; Kimmeridgiano superior) e o Membro Praia Azul para o sul (aluvião e planície costeira, com três níveis de carbonato transgressivo e faunas salobra-marinhas distintas; Kimmeridgiano superior e base do Titoniano). Em Paimogo encontram-se os locais onde ovos de dinossauro terópode e um esqueleto saurópode foram recolhidos. A paragem no Museu da Lourinhã permite visitar uma das mais importantes coleções de vertebrados do Jurássico Superior na Europa. A última paragem, no Porto da Calada, aborda a parte superior do Membro da Assenta da Formação da Lourinhã (sistema fluvial com meandros e com intercalações de carbonatos de origem lagunar e marinha rasa; Titoniano superior à base do Berriasiano) e Formação Porto da Calada (sistema fluvial meandrico com os níveis de finos de carbonatos estuarinos e intertidais; Berriasiano), incluindo assim o limite Jurássico-Cretácico.