塞卡层:意大利中部翁布里亚-马尔凯盆地马约利卡地层中的下巴列米亚期(白垩纪早期)岩石地层标志

《Cretaceous Research》:THE CECCA LEVEL: A LOWER BARREMIAN (LOWER CRETACEOUS) LITHOSTRATIGRAPHIC MARKER OF THE MAIOLICA FORMATION IN THE UMBRIA-MARCHE BASIN (CENTRAL ITALY)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月16日 来源:Cretaceous Research 1.8

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  •已识别出五个分布在整个盆地的富含黑色页岩的层段•不同区域的地层具有相似的堆叠模式•将Cecca层定义为全盆地范围的岩性地层标志•存在潜在的区域对比可能性引言位于意大利中央阿佩尼尼山脉的翁布里亚-马尔凯盆地具有极高的地质研究价值。该地区的白垩纪海洋沉积物是特提斯海域中研究最为深入

  
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    已识别出五个分布在整个盆地的富含黑色页岩的层段
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    不同区域的地层具有相似的堆叠模式
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    将Cecca层定义为全盆地范围的岩性地层标志
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    存在潜在的区域对比可能性

引言

位于意大利中央阿佩尼尼山脉的翁布里亚-马尔凯盆地具有极高的地质研究价值。该地区的白垩纪海洋沉积物是特提斯海域中研究最为深入的沉积物之一,为构建完善的综合地层框架提供了重要依据(例如Lowrie & Alvarez, 1984; Bralower, 1987; Coccioni等人,1992、2006年;Cecca等人,1994年;Baudin等人,1998年;Sprovieri等人,2006年;Stein等人,2011年;Li等人,2016年)。
在白垩纪时期,该研究区域处于深水环境之中,主要沉积由球石藻(钙质纳米化石)和有孔虫构成的钙质泥岩,以及由放射虫软泥构成的硅质泥岩(Sprovieri等人,2006年)。古海洋学和气候因素对这些沉积物的形成有着重要影响(例如Erba, 2004年;Erba & Tremolada, 2004年;Tremolada等人,2009年)。白垩纪期间多次严重的全球性环境压力事件也深刻影响了海洋生物的多样性与生存状况,这些事件表现为海洋温度上升、营养物质输入增加以及海洋酸化(Erba等人,2019年)。导致这些变化的主要因素包括冈瓦纳超级大陆快速分裂为非洲板块和南美板块(Larson, 1991年;Tarduno等人,1991年;Arthur等人,1991年;Bralower等人,1994年;Larson & Erba, 1999年),以及轨道变化引发的气候波动(例如Giorgioni等人,2012年;Moiroud等人,2012年;Armstrong等人,2016年)。因此,海洋环流(Weissert, 1981a年;Robertson & Bliefnick, 1982年;Bersezio, 1994年)、浮游生物群落组成(Coccioni等人,1992年;O'Dogherty, 1994年;Erba, 1994年)以及全球碳循环都发生了重大变化,这一点可从δ13C数值的波动中看出来(Weissert等人,1979年、1998年;Weissert, 1989年;Weissert & Lini, 1991年;Lini等人,1992年;Menegatti等人,1998年;Erba等人,1999年),这些变化有时会导致富含有机物的沉积物形成(Jin等人,2023年)。
在翁布里亚-马尔凯盆地的沉积序列中,黑色页岩主要出现在Maiolica组的上部(上提通期至最下阿普第期)、Marne a Fucoidi组(最下阿普第期至上阿尔比期)以及Scaglia Bianca组(上阿尔比期至最下土伦期)(Hu等人,2006年)。有一些富含黑色页岩的层段在全世界范围内都能被识别出来,它们正是所谓“海洋缺氧事件”的岩性体现(OAEs,Schlanger & Jenkyns, 1976年)。
以Maiolica组为例,黑色页岩出现在特定的地层层段中:上瓦朗吉尼亚期、上奥泰里维期、巴雷米期的上下边界附近,以及巴雷米期上部,例如Cecca等人,1995年;Sprovieri等人,2006年;Menichetti & Coccioni, 2013年。其中一些黑色页岩与超区域乃至全球性的环境扰动有关,比如:1)在Chiaserna剖面上记录的三个上瓦朗吉尼亚期的黑色页岩层,对应于Weissert事件的碳同位素正偏移现象(Erba, 2004年);2)在上奥泰里维期广泛出现的四个主要黑色页岩层,与Faraoni事件有关(Baudin, 2005年);3)巴雷米期上下边界附近的黑色页岩,与巴雷米期中期的碳同位素正偏移事件有关(MBE,Coccioni等人,2003年;Sprovieri等人,2006年);4)Gorgo a Cerbara剖面上记录的最上巴雷米期的富含黑色页岩的层段,与Taxy事件相关(Charbonnier等人,2018年)。而其他一些黑色页岩的出现,比如在巴雷米期上部、作为向Marne a Fucoidi组过渡的那些层段,似乎与突然的环境扰动无关,因为没有在稳定的碳同位素记录中发现明显的短期变化(Stein等人,2011年)。相反,这一层段的δ13C数值呈现长期上升趋势,说明其变化较为缓慢,地理意义也相对有限。总体而言,要在不同剖面之间建立Maiolica组中单个黑色页岩层段之间的对比关系十分困难。一个显著的例外是与Faraoni事件相关的上奥泰里维期的黑色页岩层段(Baudin, 2005年;Baudin & Riquier, 2014年),它是一种覆盖整个盆地的岩性地层标志,具有非常明确的岩性特征(Faraoni层,Cecca等人,1994年)。
在本文中,我们对翁布里亚-马尔凯盆地的五个相距较远的剖面进行了全面的岩性、生物和化学地层分析(见图1),旨在探究是否能在整个盆地范围内识别出一种具有独特堆叠模式的、富含黑色页岩的重复出现层段,并将其作为可靠的岩性地层标志。具体而言,我们研究了这一层段的地层意义,以及其在全盆地范围和区域尺度上的对比潜力。

剖面概述

地质背景

翁布里亚-马尔凯阿佩尼尼山脉属于北阿佩尼尼山脉的东南部分,而北阿佩尼尼山脉则属于阿尔卑斯山脉的环地中海系列。这一地区保存着几乎连续的侏罗纪至渐新世的远洋沉积序列(见图1A),这些沉积物全部形成于阿德里亚微板块的陆地上。在早白垩世时期,翁布里亚-马尔凯地区属于西特提斯海(见图1B)。最晚的提通期至最早的阿普第期层段

研究的剖面

我们选择了五个Maiolica组剖面——Gorgo a Cerbara、Foce di Frontone、Arcevia、Valdorbia和Gola del Fiastrone(见图1C)——选择这些剖面的原因是它们具有较好的地层连续性、暴露条件良好,而且在这些剖面中能够反复发现一个特殊的岩性层段,该层段厚度约为36厘米,位于Faraoni层之上、Selli层之下(根据Coccioni等人,1987年的研究,这是翁布里亚-马尔凯盆地中-1a层的岩性表现形式)。
由于最北端的(Gorgo a Cerbara)和最南端的

材料与方法

我们对所研究的五个Maiolica组剖面中的每一个都进行了详细的岩性描述,每个剖面对应一个岩性层段。在这些层段中,我们又识别出了七层不同的地层,并将其命名为Ce-1至Ce-7(见图3和图4)。我们对每一层地层都通过直观的宏观观察进行了详细的岩性分析,记录了其颜色、质地、成分、沉积结构以及化石含量等信息。针对每一个层段,我们还制作了厘米级的测井曲线。总共发现了88种菊石

岩性地层学分析

本研究的研究对象Ce-1至Ce-7层段,在所有被研究的剖面中都处于相似的地层位置(即都在Faraoni层之上25到29米处,而在有测量数据的剖面中,距离Selli层大约50米,如Gorgo a Cerbara剖面所示)。这些层段之间存在明显的垂直岩性变化,从块状的微晶石灰岩逐渐变为层理较弱的灰色泥岩,最终变为黑色页岩(见图3和图4)。它们总是出现在

全盆地范围内重复出现的岩性地层层段

通过对翁布里亚-马尔凯盆地内相距较远的多个剖面中Maiolica组中五个富含黑色页岩的独立层段进行深入的岩性地层学分析,我们发现所有剖面中的这些层段都具有相似的堆叠模式(见图4),只有轻微的局部差异。由于这些层段的厚度相近,且垂直岩性序列也相似,因此可以认为它们具有相似的沉积模式。不过,不同层段之间也存在一些差异,比如浮石

结论

翁布里亚-马尔凯盆地的Maiolica组的巴雷米期层段包含了五个富含黑色页岩的层段,这些层段分布在地理位置相距较远的剖面中。所有这些层段都可以进一步划分为七层不同的地层(Ce-1至Ce-7),它们的厚度和岩性仅有细微差异,这些差异主要是由当地的沉积过程以及地形因素造成的。通过对这些层段进行综合地层学研究,我们可以确定它们之间是具有对比关系的,因为

作者贡献说明

Gabriele Gambacorta:负责文章撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、方法设计、数据整理以及概念构建工作。Christian Conti:负责文章撰写——初稿编写、研究实施、数据分析、数据整理以及概念构建工作。Alessandra Negri:负责文章撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、项目管理、方法设计、数据整理以及概念构建工作。Caterina Morigi:负责文章撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、项目管理、方法设计,

未引用参考文献

Channell等人,1995年;Channell等人,2000年;d’Orbigny,1840年;d’Orbigny,1841年;d’Orbigny,1850年;Erba与Larson,1998年;F?zy与Janssen,2009年;Godet等人,2008年;Hoedemaeker等人,1993年;Hyatt,1903年;Klein与Va?í?ek,2011年;Larson等人,1993年;Martinez等人,2023年;Matamales-Andreu等人,2019年;Meek,1876年;O’Dogherty,1994年;Roth与Thierstein,1972年;Royo,1945年;Sayn,1891年;Spath,1925年;Zittel,1884年;Zittel,1895年。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

致谢

作者感谢安科纳和佩萨罗乌尔比诺省的考古、艺术与景观保护机构,以及阿斯科利皮切诺、马切拉塔和费尔莫省的考古、艺术与景观保护机构,感谢他们给予的采样许可;同时感谢Mario Sprovieri提供了Gorgo a Cerbara剖面的原始碳同位素数据;还要特别感谢Miguel Company在菊石分类方面给予的帮助;此外也感谢Rodolfo Coccioni提供的支持
Christian Conti|Gabriele Gambacorta|Eduardo Di Marcantonio|Marco Chiari|Giovanni Zanchetta|Caterina Morigi|Alessandra Negri
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