Fossilien im Dünnschliff
Das Erkennen von Fossilien in Dünnschliffen ist eine Voraussetzung für paläoökologische Rekonstruktionen. Hier finden sich Beispiele für typische Fossilien, die in Karbonatgesteinen vorkommen können.
Cyanobakterien
Cyanobakterien sind photoautotrophe Prokaryoten, die als einzelne Zellen vorkommen oder in Kolonien organisiert sein können. Einige coccoidale und filamentöse moderne Cyanobakterien kalzifizieren durch Karbonateinlagerungen in der extrazellulären Hülle oder durch Karbonatverkrustungen auf dieser. Ähnliche Prozesse in fossilen Cyanobakterien könnten dazu geführt haben, dass diese im Fossilbericht überliefert werden konnten.
Beispiele kalzifizierender Cyanobakterien sind die Epiphyton-, Girvanella- und Hedstroemia-Gruppen. Letztere tritt vom Kambrium bis zur Kreide auf und ist durch verzweigte Bündel von Röhren charakterisiert, die im Längsschnitt eine fächerförmige Anordnung aufweisen. Cayeuxia ist ein Vertreter der Hedstroemia-Gruppe und kommt in Karbonatgesteinen der Trias, des Juras und der Kreide vor.
Foraminiferen
Foraminiferen sind heterotrophe, einzellige Eukaryoten mit gekammertem Gehäuse, die seit dem Kambrium im Fossilbericht auftauchen. Das Gehäuse der Foraminiferen kann aus einer einzigen Kammer (unilocular) oder mehreren Kammern (multilocular) bestehen. Ja nach Anschnitt im Dünnschliff können Foraminiferen derselben Art sehr verschieden aussehen. Anhand der Wandstruktur unterscheidet man in agglutinierende Foraminiferen, Fusulinina, Miliolina (Porzellanschaler) und Rotaliina (Hyalinschaler).
Die agglutinierenden Foraminiferen bauen ihr Gehäuse aus Komponenten verschiedenen Ursprungs (z.B. Schalenfragmente) und zementieren diese. Fusulinina starben im späten Perm aus, die größeren Vertreter dieser Gruppe sind an ihrer differenzierten, oft mehrlagigen Wandstruktur erkennbar. Sowohl Miliolina als auch Rotaliina bilden ihr Gehäuse mit Kalziumkarbonat, allerdings weisen die der Rotaliina Poren auf, die der Miliolina nicht.
Rot- und Grünalgen
Das Wort "Alge" ist ein informeller Begriff für eine polyphyletische Gruppe (kein direkter, gemeinsamer Vorfahre) aquatischer, Fotosynthese betreibender Organismen. Im Fossilbericht erhalten sind neben den Cyanobakterien vor allem die Rot- und Grünalgen. Die Zellwände der Rotalgen (Rodophyta) sind verkalkt, sodass diese besonders gut fossil erhaltungsfähig sind, und oft ein charakteristisches polygonales oder netzartiges Muster bilden. Teilweise ist die Färbung der Rotalgen als Gelbstich im Dünnschliff erkennbar. Anders als die Rotalgen verkalken die Grünalgen (Chlorophyta) vor allem extrazellulär. Bei den Dasycladaceen findet man im Gestein deshalb den Aragonitmantel, der sich um den Stamm und zwischen den Seitenästen gebildet hat, und im Dünnschliff ein charakteristisches Porenmuster erzeugt. Darüber hinaus eignen sich Dasycladaceen als exzellente Faziesfossilien, da sie hauptsächlich im Flachwasser und bei niedriger Wasserenergie gedeihen.
Porifera und Cnidaria
Porifera (Schwämme) und die zu den Cnidaria (Nesseltiere) zählenden Korallen sind durch das Phanerozoikum hinweg wichtige Riff- und Gesteins-bildende Organismen. Für die Bestimmung verschiedener Schwammgruppen werden ihre Skelettnadeln (Spicula) herangezogen. Diese können aus Kalk oder Silica bestehen. Die Spicula können einachsig (Monaxone), dreiachsig (Triaxone), vierachsig (Tetraxone) und vielachsig (Polyaxone) sein, sowie wurzelartige Formen (Desmone) ausbilden. Desmone kommen nur bei den Demospongiae vor, während das hexactinellide, aus Triaxonen gebildete Gitter charakteristisch für die Hexactinellida ist.
Die häufigsten Vetreter der Korallen im Gesteinsbericht sind die Ordnungen Rugosa, Tabulata und Scleractinia. Tabulate und rugose Korallen sind im Silur und Devon neben den Stromatoporoidea (Porifera) häufig am Riffbau beteiligt, sterben aber am Ende des Perms aus. Seit der mittleren Trias dominieren die scleractinen Korallen, deren Corallite eine sechsstrahlige Radiärsymmetrie aufweisen.
Brachiopoden
Brachiopoden (Armfüßer) sind marine, Filtrierende Organismen mit zweiklappiger Schale. Anders als bei den Muscheln liegen die Symmetrie- und die Kommissurebene bei den Brachiopoden nicht parallel (bzw. in derselben Ebene), sondern senkrecht zueinander. Zwischen Brachiopoden und Muscheln im Dünnschliff zu unterscheiden ist oft nicht einfach, da je nach Anschnitt diagnostische Merkmale oft nicht sichtbar sind. Wenn aber ein Foramen (Stielloch) oder Armgerüst sichtbar ist, handelt es sich eindeutig um einen Vertreter der Brachiopoden.
Hinzu kommt der Aufbau der kalzitischen Schale, deren Mikrostruktur häufig erhalten ist. Außen gibt es eine organische Schicht, das Periostrakum, welches nicht erhalten wird. Darunter liegt die feinkörnige Primärschicht, welche ebenfalls oft nicht erhalten ist. Innen liegt die dickere, aus faserigem Kalzit aufgebaute Sekundärschicht. Die Schale kann Poren aufweisen (punktat), ohne Poren sein (impunktat) oder konische Einbuchten in der Sekundärschicht ausbilden (pseudopunktat).
Bryozoen
Bryozoen sind kolonial lebende Tiere, die seit dem mittleren Ordovizium im Gesteinsbericht auftauchen. Sie kommen von der Gezeitenzone (Intertidal) bis zum Bathyal (bis 4000 m Wassertiefe) vor, sind aber am häufigsten zwischen Intertidal und ca. 80 m Wassertiefe anzutreffen. Die Wuchsformen der Bryozoen reichen von Matten bis zu verzweigten (dendritischen) Formen und dienen als Anzeiger für Wasserenergie. Im Paläozoikum dominiert die Gruppe der Stenolaemata, deren Zooide (Individuen) in zylindrischen Zooecien (Gehäuse der Zooide) leben. Ab der späten Kreide lösen die Gymnolaemata die Stenolaemata als diverseste Gruppe der Bryozoen ab. Diese Gruppe ist durch boxförmige Zooecien charakterisiert, die je nach Funktion unterschiedliche Größen aufweisen können (Polymorphismus, z.B. Brutkammern).
Mollusken
Der Stamm der Molluska (Weichtiere) umfasst unter anderem die Schnecken (Gastropoda), Muscheln (Bivalvia) und die Kopffüßer (Cephalopoda). Gastropoden biomineralisieren meist mit Aragonit, sodass ihre Gehäuse häufig vollständig oder partiell gelöst, mit Kalkzement verfüllt oder/und rekristallisiert vorliegen.
Die Schale der Muscheln besteht aus einem dünnen Perisotrakum (äußere organische Schicht), der darunterliegenden Prismenschicht und der Perlmuttschicht. Sofern erhalten, eignen sich die Mikrostrukturen der Kalkschichten manchmal zur Bestimmung der Muscheln. Im Unterschied zu den Brachiopoden verdicken sich die Schalen der Muscheln im Schlossbereich. Außerdem sind Muschelschalen häufiger einklappig erhalten.
Echinodermaten
Echinodermaten (Stachelhäuter) sind stenohaline, fast ausschließlich marine Organismen, deren Körperbau durch eine pentamere (fünfstrahlige) Symmetrie gekennzeichnet ist. Zu den Echinodermaten zählen unter anderem Seesterne (Asteroidea), Seeigel (Echinoidea) und Seelilien (Crinoidea). Das Skelett der Echinodermaten besteht aus einer Vielzahl kalzitischer Plättchen (Ossikel), die wiederum eine Maschenwerk-Struktur (Stereom) aufweisen. Während der Diagenese wandelt sich das Stereom der Ossikel häufig zu Kalzit-Einkristallen um.