阿根廷中部Cuyania地块下奥陶纪碳酸盐岩平台南端的古环境与锥形牙石

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Palaeoenvironment and conodonts from the southern end of the Lower Ordovician carbonate platform of the Cuyania terrane, Central Argentina

本文研究阿根廷拉潘帕省拉斯马特拉斯组下奥陶统碳酸盐台地沉积岩与牙形石组合，揭示其微生物层、潮汐周期沉积特征及牙形石生物地层对比，确定地层时代为中特雷多奇安期，并探讨其古地理环境与巴尔特斯坎迪亚及北美序列的关联。

　　这篇研究主要聚焦于阿根廷拉帕马省南部地区，属于库亚尼亚地块的最南端，对下寒武统碳酸盐台地的沉积学特征和笔石动物群进行了系统分析。库亚尼亚地块作为一个复合地块，被认为是从劳伦大陆分离出来并最终与冈瓦纳大陆拼接的地质单元，其历史背景复杂且存在争议。部分学者提出库亚尼亚地块可能具有冈瓦纳大陆的边缘起源，而非完全源自劳伦大陆。这种关于其地质来源的争论，为研究其沉积环境和生物地层学提供了重要的背景。

研究区域位于拉帕马省西南部，属于拉马特拉斯块，该地区地质构造上以低起伏的山丘为主，这些山丘主要由中元古代至早三叠纪的地层组成，其中下寒武统的碳酸盐岩尤为显著。碳酸盐台地的沉积特征显示，其主要由石灰岩构成，次要有白云岩，形成了一系列不同的沉积岩相。研究者通过详细的地质调查和沉积学分析，识别了多种岩相类型，包括微生物页岩、叠层石、以及具有层理结构的泥岩和砾岩等。这些岩相的存在，表明该地区曾经历从浅水到潮间带的沉积环境变化，形成了一系列米级的浅水向上沉积旋回。

在生物地层学方面，研究团队在该碳酸盐台地的沉积岩中发现了丰富的笔石化石。这些笔石化石主要包括12个物种，其中以*Cordylodus angulatus*和*Ventricodus spurius*作为关键指示种。通过对这些笔石化石的分析，研究者将其与北欧的*Paltodus pristinus*亚带以及北美的*Ventricodus spurius*亚带进行了对比，认为这些笔石组合具有中寒武统特马多克期的特征。这一结论不仅为该地区的地层年代提供了重要依据，也为进一步的区域和大陆间对比研究奠定了基础。

此外，研究还发现该地区的碳酸盐岩中存在一些独特的特征，例如微生物岩（包括叠层石和菌礁）的普遍分布，以及米级浅水向上沉积旋回的发育。这些沉积特征与拉锡拉形成（La Silla Formation）存在显著差异，后者在阿根廷前寒武纪褶皱带中较为常见，但缺少微生物岩和特定的沉积结构。同时，该地区发现的火山岩层（火山灰层）具有不同的成分和年代，表明其可能更接近冈瓦纳大陆西南边缘的地质环境。

研究过程中，采用了多种方法对样本进行分析。包括对两个剖面的详细测量，采用标准的沉积学技术进行观察和记录。研究团队还制作了24个标准尺寸的薄片（约22?×?40?mm），并使用红茜素染色法对石灰岩薄片进行处理，以增强微化石的可见性。通过对34个选定的石灰岩样本进行笔石分析，研究者发现了5个具有丰富笔石化石的样本，其中大部分来自微生物页岩岩相。这些样本共提供了88个笔石化石，其中一些具有独特的形态特征，如*Acodus bransoni*和*Acanthodus lineatus*等。

在沉积环境的重建方面，研究者结合多种沉积学特征，如微生物页岩中的波纹结构、叠层石的发育、潮汐裂隙和蘑菇状构造等，认为该碳酸盐台地主要形成于潮间带环境。这一环境特征与中寒武统特马多克期的地质背景相吻合，表明该地区的沉积环境可能受到海平面变化的影响。同时，研究还发现该地区存在一些特殊的沉积结构，如微粒砾岩和含叠层石的粗粒沉积，这些结构进一步支持了其潮间带沉积环境的判断。

研究的另一个重要发现是，该地区的火山岩层（火山灰层）比阿根廷前寒武纪褶皱带中记录的火山岩层更古老，且成分不同。这一发现表明，该地区可能位于冈瓦纳大陆西南边缘附近，而非更偏北的区域。这种地理位置的差异，可能对碳酸盐台地的沉积环境和生物群落的形成产生重要影响。

在区域对比方面，研究团队将拉马特拉斯块的碳酸盐台地与阿根廷前寒武纪褶皱带的拉锡拉形成进行了比较。尽管两者都属于库亚尼亚地块，但拉锡拉形成在沉积岩相和生物地层学特征上与拉马特拉斯块的碳酸盐台地存在明显差异。例如，拉锡拉形成中较少见到微生物岩，而拉马特拉斯块的碳酸盐台地则广泛分布着这类沉积结构。此外，拉锡拉形成中存在较多的球粒岩相，而拉马特拉斯块的碳酸盐台地则缺少这一特征。这些差异进一步支持了拉马特拉斯块碳酸盐台地可能形成于冈瓦纳大陆西南边缘的假设。

本研究不仅填补了对拉马特拉斯块碳酸盐台地沉积学和生物地层学特征的空白，也为理解库亚尼亚地块的地质演化提供了新的视角。通过详细的沉积学和生物地层学分析，研究者揭示了该地区碳酸盐台地的形成环境、沉积模式以及可能的古地理位置。这些信息对于进一步研究冈瓦纳大陆的边缘演化、库亚尼亚地块的构造历史以及全球寒武纪地层的对比具有重要意义。

此外，研究还强调了对拉马特拉斯块碳酸盐台地进行更深入研究的必要性。尽管已有部分研究对该地区的地质特征进行了初步探讨，但缺乏系统性的沉积学和生物地层学分析。因此，未来的研究应更加关注该地区的沉积环境、生物群落演化以及与其他地质单元的对比关系。通过进一步的地质调查和分析，可以更全面地理解库亚尼亚地块的地质演化过程，以及其在全球古地理格局中的位置。

本研究的成果还可能对古环境重建和古生态学研究产生积极影响。通过对碳酸盐台地沉积岩相的分析，可以推断出该地区在中寒武统特马多克期的气候条件、海平面变化以及生物演化趋势。这些信息对于理解当时的海洋生态系统和生物多样性具有重要意义。同时，研究中发现的笔石化石为古生物演化研究提供了宝贵的材料，有助于进一步探讨寒武纪早期生物群落的分布和演化。

在方法论上，本研究采用了多种沉积学和古生物学技术，包括薄片分析、岩石薄片染色、剖面测量等。这些方法的综合应用，使得研究团队能够更准确地识别沉积岩相和生物化石，并对其形成环境和年代进行科学推断。同时，研究还强调了对化石材料进行系统记录和保存的重要性，以避免因化石的流失而影响后续研究。

总体而言，本研究通过对阿根廷拉帕马省南部地区下寒武统碳酸盐台地的沉积学和生物地层学分析，揭示了该地区的地质特征和古地理背景。研究结果表明，该碳酸盐台地可能形成于冈瓦纳大陆西南边缘，其沉积环境和生物群落特征与拉锡拉形成存在显著差异。这些发现不仅有助于理解库亚尼亚地块的地质演化，也为进一步研究冈瓦纳大陆边缘的古地理格局提供了新的证据。未来的研究应继续关注该地区的地质特征，以期获得更全面和深入的认识。