解码晚渐新世 – 早中新世尼罗河三角洲离岸区的海洋生物历史：浮游有孔虫生物地层学、层序地层学与古生态学

《Journal of African Earth Sciences》：Decoding the marine biohistory of the Late Oligocene – Early Miocene offshore Nile Delta: planktonic foraminiferal biostratigraphy, sequence stratigraphy, and paleoecology

　　

摘要

本研究提出了对尼罗河三角洲海域（东地中海）浮游有孔虫生物地层学、古生态学和序列地层学的综合分析。基于在 PFDM-2R (BIS) 井中鉴定的 54 个物种，建立了八个生物带（O5–O7, M1–M5a），提供了详细的年代地层学框架。对于中新世层段，生物带与全球低纬度分区及地中海新近纪浮游有孔虫分区进行了对比，为东地中海次盆地提供了区域校准的年代地层学锚点。始新世 - 中新世（恰提阶 - 阿奎坦阶）界线由Paragloborotalia kugleri的首现（LO）定义，这近似于全球 Mi1 冰期事件，将这一局部地层过渡置于新生代气候变化的更广阔背景中。古生态分析表明上层水柱分层和生物生产力发生了深刻变化，可能与洋流波动或尼罗河输入有关。古水深重建揭示了三个主要的海侵 - 海退旋回，与全球海平面变化曲线显示出高度同步性（～85%）。序列地层学解释划分了三个三级沉积序列（DS1–DS3），每个序列包含海侵体系和高位体系组。这些结果表明全球海平面变化控制了区域沉积，并为理解东地中海过去和未来的海洋变化提供了可靠的类似物。精细化的序列地层学模型也为识别这一高产烃源区的潜在储层和盖层单位提供了预测框架。

引言

晚始新世至早中新世的过渡是地球历史中的一个关键时期，以重大气候变迁为标志，包括 Mi1 冰期事件（Miller et al., 1991; Zachos et al., 2001）、全球海平面变化（Miller et al., 2020）以及全球海洋环流重组（P?like et al., 2006）。然而，尼罗河三角洲海域的地层框架和海平面历史仍然约束不足。该地区先前的研究通常依赖于碎片化的数据集，导致高分辨率序列构造及其与生态变化的联系定义不清。

该区域的地层重要性源于其独特的古地理位置：地中海东南次盆地在晚始新世 - 早中新世期间作为特提斯洋和大西洋水体环流的关键纽带（R?gl, 1999; Hüsing et al., 2010）。然而，记录始新世 - 中新世界线的深水钻井点仍高度集中在大西洋和太平洋，导致东地中海在全球生物地层学综合中严重代表性不足（Wade et al., 2011）。因此，PFDM-2R (BIS) 井填补了实质性的地理空白，在一个具有重大沉积和经济意义的盆地中提供了这一全球重要边界的连续、高分辨率档案（Dolson et al., 2005）。解决这一边界的地方表现推进了全球重建，并有助于测试地中海生物事件是否与全球信号同步。

本研究分析的 PFDM-2R (BIS) 井提供了这一关键时期的稀有连续记录。该井由贝莱伊姆石油公司于 2008 年在东地中海次盆地南部的尼罗河三角洲海域东部钻探（图 1），钻穿了约 236 米晚始新世至早中新世沉积地层。尽管古近纪和新近纪有孔虫记录在全球范围内有广泛记录，但关于尼罗河三角洲海域东部始新世 - 中新世有孔虫群落的详细研究仍然稀缺。因此，这一全球重要边界在一个具有重大沉积和经济意义的地区仍未得到良好解决。先前的区域研究，如 Sallam (2013)、Hewaidy et al. (2014) 和 Zakaria et al. (2019) 的工作，为生物地层学和古环境解释的重要进展奠定了基础。然而，他们的工作未能完全将微古生物学代用指标与高分辨率序列地层学模型相结合，以解码海平面变化的节奏和机制。

为此，我们进行了高分辨率有孔虫分析，以建立稳健的生物地层学框架，并测试局部海侵 - 海退旋回是否反映全球全球海平面曲线的假设。在 236 米层段（深度 3686–3450 米）以约 9 米的平均间距收集的 26 个岩屑样品，为所研究的晚始新世 - 早中新世层序（～26.5–16.5 Ma）提供了约 0.2–0.4 Myr 的时间分辨率。分析了古生态和古水深指标以重建海平面波动，并为晚始新世 - 早中新世层段开发序列地层学模型， delineating 记录了周期性海侵和海退的沉积序列和体系组。

本研究旨在通过检查生物事件、建立年代地层学框架以及基于生物地层学数据评估海平面波动，来改善对晚始新世 - 早中新世层序的理解。最终，它寻求完善区域生物地层学，并评估这一地中海边缘记录全球海平面变化的程度，这对盆地资源分布和古海洋学阈值具有重要意义。

章节摘要

地质背景与岩石地层学

尼罗河三角洲海域是一个地质活动活跃区域，在始新世和中新世期间经历了复杂的沉积和构造活动。构造的演变主要受广泛的 Temsah 断层系统影响，该系统塑造了新生代的沉积构造。与其他地中海井位（如位于亚得里亚海和黎凡特盆地的井）相比，PFDM-2R (BIS) 钻孔因其位于最...之一的位置而显得卓越。

材料、样品制备与微古生物学分析

在本研究中，取自 PFDM-2R (BIS) 井的 26 个岩屑样品（深度范围从 3686 米到 3450 米）作为主要数据集。这些样品代表 Tineh 组的上部和 Qantara 组的最下部。为了进行微动物分析，每个样品约 150 克在 60 °C 下烤箱干燥，然后用 10% 过氧化氢溶液通过浸泡和 Gentle boiling（ gentle boiling）处理以促进 disaggregation（ disaggregation）。随后将材料煮沸在

生物地层学

对井中浮游有孔虫的微古生物学分析被用于建立特定的生物地层学带和年代地层学亚区。

研究的大多数晚始新世至早中新世层序包含中等保存良好的浮游和底栖有孔虫。然而，有一些层段，特别是浅水始新世相，产生的有孔虫很少。属于 16 个属、4 个

讨论

我们对尼罗河三角洲海域的生物地层学、古生态学和古水深数据的综合分析揭示了东地中海次盆地在晚始新世 - 早中新世过渡期间的古环境和沉积演化。以下部分在区域和全球尺度上解释这些发现，从生物带对比开始，进而通过生态变化、海平面变化和序列构造。

结论

我们对尼罗河三角洲海域晚始新世 - 早中新世层序的综合分析产生了一个具有重大意义的区域地质和古海洋学高分辨率框架。识别出的八个浮游有孔虫生物带与全球分区和地中海新近纪分区进行了对比，为跨东地中海关联地下序列提供了一个强大的新工具。

我们的三个...之间的强同步性（～85%）

CRediT 作者贡献声明

Abdalla Shahin: 写作 - 审查与编辑，写作 - 初稿，监督，资源，项目管理，方法论，调查，形式分析，数据整理，概念化。Banan Shahin: 写作 - 审查与编辑，写作 - 初稿，可视化，验证，软件，资源，方法论，调查，形式分析，数据整理，概念化。Haitham M. Ayyad: 写作 - 审查与编辑，写作 - 初稿，可视化，验证，

未引用参考文献

Berggren et al., 1995; Khaled, 2017; P?like et al., 2006; pforams, 2025。

利益冲突声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。该研究是作为第一作者在曼苏拉大学的博士论文的一部分进行的，本研究的具体作者署名或发表没有外部资金支持。

数据可用性

应通讯作者要求提供数据。

竞争利益声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。我们衷心感谢贝莱伊姆石油公司（埃及）提供地下数据并许可发表本研究。请注意，这项研究是作为第一作者在曼苏拉大学博士论文的一部分进行的，没有为本文的作者署名或发表提供具体的外部资金支持。

致谢

作者还想感谢贝莱伊姆石油公司（埃及）提供所需数据并许可发表本研究。

Banan Shahin|Abdalla Shahin|Haitham M. Ayyad

埃及曼苏拉大学科学学院地质系，曼苏拉，埃及