捷克布尔诺碳酸盐台地中-上侏罗统边界北极菊石的生物地层学:高分辨率年代框架与古生物地理学意义

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Geobios 1.6

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  本研究针对捷克布尔诺碳酸盐台地中-上侏罗统(Callovian-Oxfordian)边界地层学长期未更新的问题,通过系统采集北极菊石(Cardioceratidae)标本,首次建立高分辨率生物地层框架,证实"北极扩散事件"(Boreal Spread)高峰期经摩拉维亚通道(Moravian Gate)的迁移路径,为古特提斯洋北缘古地理重建提供关键证据。

  

在侏罗纪中期至晚期,欧洲大陆被浅海覆盖,形成以菊石为标志的生物地理分区格局。其中,北极菊石科(Cardioceratidae)在Callovian-Oxfordian过渡期发生的"北极扩散事件"(Boreal Spread)尤为特殊——这类典型北方生物区系的菊石竟向南扩散至北纬20-30°的古特提斯洋北缘。这一现象自19世纪被Reuss和Uhlig在捷克奥洛穆恰尼地区发现后,其生物地层学意义和古地理机制长期存在争议。捷克布尔诺碳酸盐台地作为特提斯洋北缘的关键地质记录,其菊石生物地层框架已有90年未更新,制约着对该地区古环境演变的理解。

为解决这一问题,捷克研究人员对布尔诺-哈迪和奥洛穆恰尼地区的剖面展开系统研究。通过采集23件北极菊石标本,结合经典地层划分方法,首次建立该地区Callovian-Oxfordian过渡期的高分辨率生物地层框架。研究发现这些标本主要来自Cardioceratidae科,其生存时限集中在Callovian最晚期Lamberti带至Oxfordian早期Cordatum带,与"北极扩散事件"高峰期完全吻合。更关键的是,通过对比区域地层特征,证实这些北极菊石是通过连接波兰盆地的摩拉维亚通道(Moravian Gate)迁入研究区。这一发现不仅更新了布尔诺碳酸盐台地的年代地层标准,还为理解侏罗纪海平面变化与生物迁移机制提供了实证。

研究采用的关键技术包括:1)野外剖面实测与采样,重点采集含菊石的凝缩段(condensed section)灰岩;2)经典生物地层学方法,依据菊石带(ammonite zone)建立年代框架;3)古生物地理学分析,对比北极与特提斯生物区系特征;4)结合区域地质资料重建古海洋通道。

【地质背景】
布尔诺碳酸盐台地位于波西米亚地块南缘,作为特提斯洋北缘的浅水沉积记录,其Callovian-Oxfordian过渡期地层以凝缩的叠层石灰岩和海绿石灰岩为标志。研究区可划分为三个非正式岩性单元:代表上Callovian的"Lamberti层"、下Oxfordian的"Cordatus层"和中Oxfordian的"Transversarius层"。

【材料与方法】
研究材料来自哈迪-2和奥洛穆恰尼主剖面,采用系统采样策略获取菊石化石。通过对比历史标本与新建采集层位,重新评估了Reuss(1854)原始材料的层位归属问题,确认其最可能产自第二成员底部而非传统认为的第一成员。

【地层学】
在奥洛穆恰尼剖面,第一成员中发现的Quenstedtoceras lamberti证实其属于上Callovian Lamberti带,而第二成员底部的Praechetaites属则指示下Oxfordian Mariae亚带。哈迪剖面虽缺失典型标志层,但通过Cardioceratid菊石的组合特征,仍可识别出Callovian-Oxfordian过渡带。

【结论】
该研究首次证实布尔诺碳酸盐台地保存完好的Callovian-Oxfordian过渡层,其凝缩段可作为区域对比的标志层。北极菊石的分布模式表明,摩拉维亚通道是连接北方生物区与特提斯北缘的关键路径。这些发现不仅完善了中-上侏罗统边界的地层标准,还为理解"北极扩散事件"的驱动机制(如海平面变化与古洋流重组)提供了新的约束条件。

论文的创新性体现在:1)建立捷克地区首个高分辨率Callovian-Oxfordian生物地层序列;2)修正历史标本的层位归属;3)提出摩拉维亚通道在生物迁移中的枢纽作用。这些成果为后续开展多指标古环境重建研究奠定了年代学基础,对理解侏罗纪重大生物-环境协同演化事件具有重要启示。

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