来自波兰Brzostówka地区最上部侏罗纪(提托尼亚阶)地层的综合孢粉学与菊石学数据及其生物地层学与古环境学意义

《Review of Palaeobotany and Palynology》:Integrated palynological and ammonoid data from the uppermost Jurassic (Tithonian) deposits of Brzostówka, Poland, and its biostratigraphical and paleoenvironmental implications

【字体: 时间:2026年01月16日 来源:Review of Palaeobotany and Palynology 1.7

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  本研究通过整合波兰Brzostówka地区晚侏罗世箭石和孢粉数据,确定地层为下提通阶上部,揭示海洋近岸针叶林与淡水湿地蕨类苔藓共生的古环境,提升该区地层分辨率并验证古气候模型。

  
Iván R. Barreiro | Artai A. Santos | Sreepat Jain | Mariusz A. Salamon | José B. Diez
南蒂罗尔自然博物馆,意大利博尔扎诺,39100

摘要

在晚侏罗世期间,地球经历了重大的环境变化,这些变化影响了海洋和陆地生态系统。本研究结合了来自波兰中部Brzostówka地层的新孢粉学和菊石学数据。该研究旨在通过基于菊石的年代测定方法提高地层分辨率,并解释晚侏罗世时期海洋和陆地群落的古环境和古生态学特征。在新的孢粉组合中发现了菊石Blaschkeiceras sp.和Ernstbrunnia sp.,这些菊石属于标准的特提斯海Fallauxi带。研究中记录了海洋(更为丰富)和陆地的孢粉化石。共鉴定出42种形态类型,关键分类单元如Cicatricosisporites sp.、Wrevittia diutinaPilosidinium myriatrichumDingodinium jurassicumDingodinium minutum>被用于确定年代,这些年代与下提托尼亚期的上部相对应,与菊石的生物分区一致。菊石的存在以及海洋孢粉化石的优势表明该地区具有海洋或近海沉积环境,可能位于浅海带。孢粉组合中的海洋成分以Gonyaulacales类为主,表明该环境营养物质匮乏。植物群落可能位于沉积地点附近的沿海地区,以Cheirolepidiaceae科的针叶植物为主,表明气候较为温暖。此外,其他裸子植物的花粉以及多种蕨类和苔藓植物的孢子表明该地区存在多种植物群落,其中一些蕨类和苔藓生长在靠近淡水源的潮湿环境中。

引言

在陆地上,植被群落多样且受气候和地理因素的影响。根据Rees等人的研究(2000年、2004年),侏罗世期间赤道地区的植物多样性较低,向中纬度地区逐渐增加,然后向两极递减。Vakhrameev(1991年)根据化石植物的分布和古纬度气候特征确定了中生代的主要植物区系分布,其中波兰在晚侏罗世属于北半球的亚热带带。波兰最上部的侏罗纪地层,尤其是提托尼亚期的地层,对多个生物的古地理学研究具有重要意义(例如Poulsen,1994年、1996年;Kutek和Zeiss,1997年)。尽管这些主要是海洋沉积物,但其中也经常含有陆地遗迹(如孢粉化石)。孢粉化石不仅提供了关于不同植物区系之间(如北方、亚北方和地中海地区)生物交流的见解,还为分析浮游植物(如甲藻囊)或植物群落(如花粉和孢子)的古生态响应提供了详细的地层信息。
尽管关于波兰中部晚侏罗世地层已有大量研究(见地质背景部分),但迄今为止菊石和孢粉数据大多被独立处理。在这项研究中,我们结合了Brzostówka地层的菊石生物地层学和孢粉学数据,基于新记录的菊石分布和孢粉地层学研究进行了综合分析。这种方法实现了菊石分区和关键孢粉标志物的独立交叉校准,从而更精确地确定了研究区间的年代,并为该地区提供了更可靠的古环境解释框架,因为该地区连续的提托尼亚期记录较为罕见(Kutek,1994年)。
Brzostówka地层是进行菊石和孢粉学联合古生物学研究的理想地点。本研究的主要目标是:1)识别并描述Brzostówka地层提托尼亚期沉积物中的新菊石和孢粉组合;2)利用基于菊石的年代测定方法提高地层分辨率,并校准关键孢粉化石;3)解释晚侏罗世时期Brzostówka地区海洋和陆地群落的古环境和古生态学特征。

地质背景

Brzostówka地层(图1)非常重要,因为它是波兰克拉通地区为数不多的几乎完全被白垩纪、第三纪和/或第四纪沉积物覆盖的沃尔加纪沉积层之一。沃尔加纪地层的最佳露头位于Brzostówka(北纬51°31′14.5″;东经20°01′28.1″)地区,该村庄属于Tomaszów Mazowiecki镇的行政范围(图1)。Tomaszów Mazowiecki地区的沃尔加纪沉积层呈缓倾斜状。

材料与方法

孢粉样本采集自波兰中部Brzostówka地层的一层暗色泥岩中(图3;GPS坐标:北纬51°30′54.3″,东经20°01′35.9″)(见图1)。采集的沉积物在维戈大学海洋地球科学和区域规划系的孢粉学实验室使用标准HCl-HF-HCl酸处理方法进行了分析。大约10–15克沉积物被粉碎并用10%的盐酸处理。

结果

Brzostówka地层的孢粉化石保存状况中等,大多数情况下能够被成功鉴定(见表1、图5、图6、图7、图8)。该组合中同时发现了海洋和陆地孢粉化石(见表1)。
陆地孢粉化石包括花粉、孢子以及维管植物的木质部和角质层残余(见表1)。这一组合成分较为复杂,其中Cheirolepidiaceae科植物略占优势。

菊石组合

Kutek(1994年)首次研究了Brzostówka地区(图1),并记录了6个地层层位,分别标记为a1至a4和b1至b2(图2A)。在a1层位(即灰白色石灰岩)中发现了Blaschkeiceras Zeiss(图4A–B)和Ernstbrunnia Zeiss(图4C)的碎片化石,这些菊石是Tenuicostata带的特征物种(图2B)。Tenuicostata带与下提托尼亚期的Fallauxi带相对应(见Hesselbo等,2020年,收录于Gradstein等,2020年)。

结论

本研究采用的综合菊石和孢粉学方法为Brzostówka地层的生物地层学提供了直接校准的框架,增强了研究区间的年代确定精度,并提高了基于孢粉化石的古环境解释的可靠性。
Brzostówka地层(波兰中部)的1a层位属于标准的Fallauxi带,即下提托尼亚期的上部。

未引用的参考文献

Haq, 2018
Haq等人,1988
Holz, 2015
Noto和Grossman, 2010
Price, 1999
Ross等人,1992
Rowley, 1992
Sellwood和Valdes, 2008
Veevers, 2004
Wierzbowski等人,2013
Wood等人,2016

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本研究由加利西亚政府通过竞争性研究计划(GRC-ED431C 2025/52)资助。Artai Santos获得了瑞典研究委员会(VR 2022-03920)提供的奖学金支持,目前还获得了AkerBP阿伯丁大学的资助。Sreepat Jain感谢Guenter Schweigert(德国)在菊石鉴定和文献研究方面的帮助,并感谢他的快速支持。
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