Controls of mud mound formation: The Early Devonian Kess-Kess carbonates of the Hamar Laghdad,Antiatlas, Morocco

The origin and development of Early Devonian (late Pragian to late Zlichovian; predominantly uppermost Zlichovian as indicated by conodont faunas) mud mounds of the Hamar Laghdad area in the eastern Antiatlas, Morocco, are controlled by extrinsic and intrinsic factors. Extrinsic factors include the existence of a paleohigh (Lochkovian volcaniclastics), unidirectional currents and repeated storm events as well as sea level fluctuations. Intrinsic, biologically induced factors are the preferred growth of organisms on the top and the flanks of the mounds because of more favourable ecological conditions, and a rapid synsedimentary lithification of the steep mound flanks by interskeletal cementation of auloporid tabulate corals.The mounds developed in an epicontinental basin below the wave base but within the range of storms.The formation of the mounds started within the uppermost part of the bedded crinoid facies of the Kess-Kess Formation with the hydrological accumulation of a bioclastic pile. This elevation became settled by crinoids and high-diverse tabulate corals producing bioclastic sediment. Binding activities of the organisms were missing, calcareous algae and stromatoporoids are completely absent. Baffling by thamnoporid tabulate corals might have occurred locally but was not important for the development of the mounds.Steep slopes to the north and less steep slopes to the south may be the result of north-northwest to south-southeast trending currents, derived from orientation patterns of orthocone nautiloids in the uppermost beds of the Kess-Kess Formation.A synsedimentary cementation of the flanks, possibly triggered by submarine interskeletal cementation of patchily distributed auloporid colonies, protected the bioclastic sediment against redistribution by frequent storms (indicated by densely spaced eventstone intervals and partly also by the common »Stromatactis«-like structures within the mound facies).Accumulation of more parautochthonous bioclastic sediment within the mounds as compared to the intermound area, therefore, is caused by a selfsustaining system of hydrologic piling of sediment triggered by storms, preferred settlement of organisms upon these piles, producing bioclastic sediment and coeval biocementation of the growing mound flanks.This model differs from existing mud mound models in the lack or only minor significance of binding and baffling, in the lack of mound facies sequences and in the greater importance of extrinsic control factors.

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Zusammenfassung Die Bildung der unterdevonischen Mud Mounds (oberes Prag bis Zlichov; nach Conodonten-Faunen überwiegend Grenzbereich Zlichov/Daleje) im Hamar Laghdad im östlichen Antiatlas (Marokko) wurde durch exogene und biologische Faktoren kontrolliert: Exogene Faktoren umfassen die Existenz eines im Zeitbereich Lochkov bis unteres Prag gebildeten Hochgebietes (Vulkanschwelle), die Auswirkungen von Meeresspiegelschwankungen sowie die Existenz von gerichteten Bodenströmungen und von häufig auftretenden Großstürmen. Biologisch induzierte Faktoren sind das bevorzugte Wachstum sessiler Organismen (Crinoiden, tabulate Korallen) am Top und am Hang der Mounds und die durch die synsedimentäre Zementation von Auloporiden-Kolonien ausgelöste rasche Lithifizierung der steilen Mound-Flanken.Die Mounds entstanden unterhalb der Wellenbasis, aber oberhalb der Sturmwellenbasis. Die Mound-Bildung begann im obersten Abschnitt der Kess-Kess-Formation mit der durch Stürme verstärkten Anhäufung von bioklastischem Sediment. Die derart entstandenen flachen Hügelstrukturen wurden durch Crinoiden und tabulate Korallen (Auloporiden, Favositiden/Thamnoporen) besiedelt, die neues bioklastisches Sediment lieferten. Sedimentbindende Organismen wie Kalkalgen oder Stromatoporen fehlen. Die Rolle der tabulaten Korallen als Sedimentfänger war gering (Thamnoporen).NNW-SSE gerichtete Strömungen (abgeleitet aus der Einregelung von orthoconen Nautiloideen) dürften für die Ausbildung von steilen Nord- und weniger steilen Südflanken der Mounds verantwortlich gewesen sein.Die synsedimentäre Biozementation schützte die wachsenden Mounds gegen Zerstörung durch die in relativ kurzen Abständen auftretenden Stürme, deren Wirkung durch eng aufeinanderfolgende Eventstone-Lagen und durch Stromatactis-ähnliche Hohlraumstrukturen angezeigt wird.Die Mound-Bildung entspricht daher einem sich selbst verstärkenden System, bestehend aus einer durch Stürme induzierten Sedimentanhäufung auf einer Tiefschwelle, bevorzugter Besiedlung der derart gebildeten lokalen Kalksand- und Schlammbänke durch bioklastisches Sediment liefernde Crinoiden und tabulate Korallen und gleichzeitiger rascher Zementation der Mound-Flanken.Das Modell unterscheidet sich von üblichen Mud Mound Modellen durch die geringe bis fehlende Bedeutung der Sedimentbildung durch sedimentbindende oder sedimentfangende Organismen, durch das Fehlen von deutlichen Fazies-Folgen innerhalb der Mounds und durch die größere Rolle von exogenen Steuerungsfaktoren.

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Résumé Les mud mounds de la région de Hamar Laghdad (Anti-Atlas oriental, Maroc), s'étendent du Praguien supérieur au Zlichovien supérieur, avec prédominance au Zlichovien tardif d'après les faunes à conodontes. Leur origine et leur développement sont régis par des facteurs externes et internes. Les facteurs externes comprennent: l'existence du Lochkovien au Praguien inférieur d'un paléorelief d'origine volcanique, la présence de courants de fond orientés, l'occurrence de tempêtes répétées ainsi que des fluctuations du niveau de la mer. Les facteurs internes, d'origine biologique, sont: la croissance des organismes qui, en raison des conditions écologiques plus favorables, s'effectue de préférence sur le sommet et les flancs des mounds, ainsi qu'une lithification rapide synsédimentaire sur les flancs raides due à la cimentation par des coraux tabulés auloporides.Les mounds se sont développés dans un bassin épicontinental à une profondeur inférieure à la base des vagues, mais atteinte par l'agitation des tempêtes.La formation des mounds a commencé dans la partie supérieure de la Formation de Kess-Kess, avec l'accumulation par les tempêtes d'un sédiment bioclastique. Les légers bombements ainsi engendrés ont été alors occupés par des crinoïdes et divers coraux tabulés qui ont engendré de nouveaux sédiments bioclastiques. Les organismes susceptibles de fixer les sédiments, comme les algues ou les stromatopores, font défaut. Le rôle des tabulés comme capteurs de sédiments était subordonné.La présence de pentes raides sur les flancs nord et plus modérées sur les flancs sud est attribuée à des courants de tempête, dirigés du NNW au SSE, dont témoignent l'orientation de Nautiloïdes orthocones dans les couches supérieures de la Formation de Kess-Kess.Les mud-mounds en voie de croissance ont été protégés de la destruction par les tempêtes répétées grâce à une biocimentation synsédimentaire, dont témoignent des niveaux serrés d'eventstone ainsi que les structures fréquentes de type «Stromatactis».De la sorte, l'accumulation préférentielle de sédiments bioclastiques sur les mounds, par rapport aux aires voisines, résulte d'un système auto-entretenu, comportant l'accumulation par l'action de tempêtes de sédiments en amas surbaissés, l'occupation préférentielle de ces reliefs par des organismes producteurs de bioclastites et la cimentation concomitante des flancs des mounds en formation. Ce modèle se distingue de ceux qui sont habituellement proposés par l'absence d'organismes fixateurs de sédiments, par l'absence de séquences de faciès dans les mounds et par le rôle important joué par les facteurs externes.

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/Mud Mounds/ ( / , . . / ) Hamar Laghdad () : ( ), , . (, ), . , . Kess-Kess . , (Ailoporiden, Favositiden/Thamnoporen, . , , - , , . , (Thamnoporen)., NNW-SSE, , , . , , Evenstones , . , , , , . , , , , , , , .