阿根廷门多萨省阿尔托里奥格兰德地区(拉斯塔帕德拉斯和拉斯洛伊卡斯剖面)上侏罗统-下白垩统瓦卡穆埃塔组的年代地层学研究

《Cretaceous Research》:Chronostratigraphy of the Upper Jurassic–Lower Cretaceous Vaca Muerta Formation at the Alto Río Grande area (Las Tapaderas and Las Loicas sections), Mendoza, Argentina

【字体: 时间:2026年07月09日 来源:Cretaceous Research 1.8

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  玛丽亚·保拉·伊格莱西亚·利亚诺斯|贾妮娜·阿劳霍·多·卡莫|达尼埃莱·布兰特|若昂·佩德罗·罗德里格斯·平托|马蒂亚斯·纳塞利|阿纳贝尔·戈麦斯•通过生物地层学、旋回地层学和磁性地层学的整合,对瓦卡穆埃塔地层进行了重新研究。•侏罗纪与白垩纪的边界可能位于S. koeneni带的

  
玛丽亚·保拉·伊格莱西亚·利亚诺斯|贾妮娜·阿劳霍·多·卡莫|达尼埃莱·布兰特|若昂·佩德罗·罗德里格斯·平托|马蒂亚斯·纳塞利|阿纳贝尔·戈麦斯
  • 通过生物地层学、旋回地层学和磁性地层学的整合,对瓦卡穆埃塔地层进行了重新研究。
  • 侏罗纪与白垩纪的边界可能位于S. koeneni带的下部,或者C. alternans带的中间。
  • 拉斯洛伊卡斯段并未露出侏罗纪与白垩纪的边界。
  • 侏罗纪与白垩纪的边界时间大约在1.43亿到1.44亿年之间。

引言

关于如何确定侏罗纪与白垩纪边界的位置,全球学者已争论数十年,但至今仍未达成共识(例如,Hoedemaeker, 1990;Remane, 1991;Wimbledon, 2008;Grabowski, 2011;Michalík和Reháková, 2011;Wimbledon等人,2011、2013、2020a、b;Granier等人,2020、2023;Grabowski等人,2026;Wimbledon等人,2026)。最近,Wimbledon等人(2020a、b)根据1973年召开的“侏罗纪-白垩纪边界研讨会”所制定的标准,提出将法国东南部的特雷马鲁阿段作为贝里亚期的全球界线层型剖面和点。尽管这一提议得到了贝里亚期工作组的支持,但并未得到白垩纪小组委员会的认可。此外,Granier等人(2020)对这一提议提出了强烈质疑,他们建议采用其他方法,比如将贝里亚期与瓦朗吉尼亚期的边界视为侏罗纪与白垩纪的边界。最近,当前的贝里亚期工作组建议将侏罗纪与白垩纪的边界向下调整,从Calpionella带的底部移到M20n.1r和M19r区间内的内乌肯盆地的相关讨论与国际上关于侏罗纪与白垩纪边界的探讨十分相似(例如,Leanza, 1996;Riccardi, 2008、2015;Vennari等人,2014;Iglesia Llanos等人,2017;Kietzmann等人,2018a)。在阿根廷,人们已经对侏罗纪至白垩纪的地层进行了一个多世纪的研究,主要依靠菊石生物地层学。Gerth(1921、1925)最早提出了地层分区方案,后来Leanza(1945、1947、1980)对其进行了完善,这一框架至今仍在使用。然而,在晚侏罗世到早白垩世期间,菊石的区域差异性加剧,使得与特提斯洋地层的对比变得复杂,进而导致了对侏罗纪与白垩纪边界位置的多种不同解读(Leanza, 1980、1996;Riccardi, 2008、2015;Vennari等人,2014;Aguirre-Urreta等人,2019;Leanza等人,2020a)。
在过去的二十年里,人们从内乌肯盆地获得了大量高精度的放射性年龄数据(例如,Tunik等人,2010;Vennari等人,2014;Naipauer等人,2015;Aguirre-Urreta等人,2015、2017、2023;Schwarz等人,2016;De Lena等人,2019;Pellenard等人,2022),但这些数据与最新的《地质时间尺度》中所给出的年龄存在差异(Gradstein等人,2020)。与此同时,人们还在多个提通期到贝里亚期的地层段开展了详细的磁性地层学研究,同时结合了旋回地层学以及钙质甲藻和卡尔皮奥内拉类生物地层学的研究,旨在建立一套可靠的年代地层学框架,以便为这些数据确定准确的年龄。
本研究基于新的磁性地层学数据以及经过修订的拉斯塔帕德拉斯和拉斯洛伊卡斯地层的生物地层学框架,为内乌肯盆地的提通期到贝里亚期构建了一个更为完善的综合时间尺度,同时还为阿尔托里奥格兰德地区建立了经过时间校准的磁性地层学框架。

地层片段

研究地层的地质背景与特征

内乌肯盆地形成于中生代时期,是南美洲太平洋沿岸的一个背弧盆地(见图1A)。其演化受到多种构造机制的影响,这些机制对盆地的演化起着决定性作用(Legarreta和Uliana,1991、1996;Howell等人,2005)。这些构造机制包括:1)晚三叠世到早侏罗世的伸展阶段,这一阶段形成了由大型走滑断层系统包围的狭窄、孤立的沉积中心;2)早侏罗世到晚白垩世

研究方法

在厚度约为60米的拉斯塔帕德拉斯地层段,共采集了50个古地磁层位样本;在厚度约为150米的拉斯洛伊卡斯地层段,则采集了28个样本。样本间的间距是根据旋回地层学分析和菊石地层带得出的最小沉积速率来确定的。每个层位通过便携式钻机钻取的定向岩芯平均可获得8个样本,因此拉斯塔帕德拉斯地层段共获得了341个标准样本,而拉斯洛伊卡斯地层段则获得了110个样本

菊石地层带

在里奥格兰德地区,瓦卡穆埃塔地层从提通期的下部Olcostephanus atherstoni带(Leanza和Hugo,1977;Leanza等人,1977)。拉斯塔帕德拉斯地层段的菊石则从提通期的下部Substeueroceras koeneni带(Kietzmann等人,2016、2019;2021b)。该地层段的顶部已经遭到侵蚀,其上覆盖着洛马地区的上新世到更新世的火山碎屑岩

旋回地层学

在这两个地层段都观察到了层次分明的旋回结构,包括基本旋回、旋回组以及超旋回组,这些结构与瓦卡穆埃塔地层其他地层段中观察到的结构一致(Kietzmann等人,2011、2015;2018b、2020;2021b)。基本旋回的厚度相对均匀,一般在20到40厘米之间,不过也有局部地区记录到厚度高达80厘米的异常值。每个基本旋回由两个厚度相近的半旋回组成,这些半旋回通常由石灰岩或泥灰岩构成

磁性矿物学特征

这些样品的磁化率非常低,仅为几乘10的负6次方SI单位,这一数值与KLY4 – AGICO仪器的噪声水平相当,因此无法确定居里点/尼尔点的位置(见图8A)。尽管信号较弱且存在较大差异,但通过等温剩磁测量和磁滞回线分析,还是为确定这些岩石的磁性矿物学特征提供了重要依据。这些IRM回线的剩磁饱和度在几到几百之间不等

阿尔托里奥格兰德复合磁性地层尺度与地磁极性时间尺度的对比

阿尔托里奥格兰德复合尺度中的第一个菊石地层带是

讨论

从时间维度来看,生物地层带和磁性地层带的分布情况(见图19)表明,阿尔托里奥格兰德复合尺度与GPTS之间存在较好的对应关系。大多数对应线呈水平状态,说明这些磁性地层带的持续时间相近。不过,在地层段的下部和上部,对应线则变为倾斜状态,这反映出两者之间存在时间差异。第一处差异体现在Ar1地层带与M20r地层段的对应关系上。M20r地层段的持续时间为0.671百万年(Gradstein

总结

通过对门多萨省南部两个地点的瓦卡穆埃塔地层样本进行的古地磁分析,发现其中存在两种成分:一种是方向随机的次生成分,另一种则是具有特定剩磁值的成分,这种成分在250到450摄氏度之间会失去磁性。岩石磁学研究显示,起磁性作用的物质是粒径处于SD/PSD范围的钛磁铁矿。这种具有特定剩磁值的成分通过了多项现场测试,包括折叠试验和倒转试验

各作者的贡献说明

玛丽亚·保拉·伊格莱西亚·利亚诺斯:负责撰写初稿、项目监督、数据收集、资金申请以及研究构思。迭戈·A·基茨曼:负责撰写初稿、项目监督、研究方法设计、资金申请以及研究构思。里卡多·I.F.特林达德:负责提供研究资源。贾妮娜·阿劳霍·多·卡莫:负责撰写初稿、结果验证以及研究构思。达尼埃莱·布兰特:负责撰写初稿、结果验证以及研究构思。若昂·佩德罗·罗德里格斯·平托:负责提供研究资源以及数据整理工作。马蒂亚斯·纳塞利:

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了阿根廷国家科学和技术促进局资助的项目PICT 2016–3762、2018–02492以及PICT-2021-I-A-00683的支持。第一作者感谢Víctor A. Ramos、María Beatriz Aguirre-Urreta以及Maximiliano Naipauer,感谢他们参与了早期为确定侏罗纪与白垩纪边界位置而进行的拉斯洛伊卡斯地层的古地磁考察工作,这些工作最终
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