《Journal of Asian Earth Sciences》:Extinction and evolution of calcareous nannofossils and planktic foraminifera at the Lurestan–Khuzestan border, eastern Tethys, Iran: A biostratigraphic and isotopic approach
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摘要马斯特里赫特期—丹尼期之交记录了重大的生物群和环境变化,但其在东部特提斯的精确时限和层序对比尚未完全解决。我们采用综合有孔虫和颗石藻生物地层学、微相分析以及稳定同位素(δ13C 和 δ18O)方法,研究了伊朗西部恰雷哈背斜的古尔皮组。颗石藻划分出11个生物带,马斯特里赫特
摘要
马斯特里赫特期—丹尼期之交记录了重大的生物群和环境变化,但其在东部特提斯的精确时限和层序对比尚未完全解决。我们采用综合有孔虫和颗石藻生物地层学、微相分析以及稳定同位素(δ13C 和 δ18O)方法,研究了伊朗西部恰雷哈背斜的古尔皮组。颗石藻划分出11个生物带,马斯特里赫特期类群的末次出现和丹尼期种属的首次出现限定了K/Pg界线。颗石藻多样性的显著下降、微相从泻湖环境向陆棚坡外环境的转变,以及δ13C负漂移与重大生物更替相吻合。综合记录为识别K/Pg界线以及将东部特提斯层序与全球UC–CC分带方案进行对比提供了可靠的框架。
引言
马斯特里赫特期—丹尼期之交代表了地球历史上生物和环境变化的重大区间,涵盖了显著的进化更替、古环境波动和地球化学扰动。坎帕尼期—马斯特里赫特期之交(CMT)标志着坎帕尼期与马斯特里赫特期之间的界线,其特征为海洋浮游生物群、古环境条件和化学地层信号的变化,为区域地层对比提供了重要工具。在生物地层学上,该过渡期与若干长延续性坎帕尼期浮游有孔虫和颗石藻的减少相关联,同时马斯特里赫特期标志类群开始出现并多样化。这些变化反映了与海洋学和气候条件更广泛变化相关的生态重组。全球性降温、海平面波动和海洋环流变化可能影响了碳酸盐生产力、营养盐分布和水团分层,导致海洋环境从相对温暖贫营养状态向环境压力更大的海洋环境过渡。因此,Globotruncanid有孔虫和颗石藻群提供了宝贵的、高分辨率的生物地层记录,用于在低纬度和中纬度海洋层序中识别CMT。
随后的白垩纪/古近纪(K/Pg)界线代表了另一个生物和环境更替的重大事件,对于理解白垩纪末灭绝事件以及古近纪浮游生物群落的后续建立尤为重要。特提斯区,包括扎格罗斯盆地,保存了记录该过渡期重要生物、环境和地球化学变化的海相及边缘海相层序。上马斯特里赫特期浮游有孔虫群通常显示长延续类群的减少,包括Globotruncanita和Globotruncana属的成员,随后在K/Pg界线处或接近该界线处消失。同样,白垩纪颗石藻群也经历了显著减少,并被古近纪早期类群所取代。因此,这些浮游类群为在特提斯陆架和斜坡环境中识别和对比K/Pg界线提供了互补的生物地层标志。然而,基于单一化石群的对比可能无法完全解决生物更替、沉积变化和同时期环境扰动之间的关系。因此,采用整合方法,将多个生物地层群与沉积学和地球化学代用指标相结合,对于建立可靠的地层和古环境框架非常重要。
白垩纪晚期阿拉伯板块东北缘的造山运动导致了东部特提斯扎格罗斯盆地的形成,涵盖法尔斯、胡齐斯坦和洛雷斯坦地区。该盆地含有厚的白垩纪上部—古近纪沉积层序,构成了一个高产的石油系统。在该层序中,古尔皮组尤为重要,因为它在局部充当烃源岩和储层,并在页岩—泥灰岩—石灰岩层序中保存了K/Pg界线(James and Wynd, 1965, Ghasemi-Nejad et al., 2006, Alavi, 2007, Beiranvand and Ghasemi-Nejat, 2013, Farshi et al., 2019, Ezampanah et al., 2022)。该组还富含颗石藻和浮游有孔虫,使其成为扎格罗斯盆地内区域生物地层对比的重要层位。在洛雷斯坦,厚的沉积层序在 Dezful凹地附近积累,而含有放射虫的硅质沉积则堆积在盆地域内相对深水的环境中。其现今分布在盆地边缘附近反映了随后的构造变形以及与扎格罗斯褶皱冲断带相关的冲断位移。
此前对古尔皮组的研究在很大程度上依赖于浮游有孔虫进行时代确定和生物地层解释。然而,颗石藻可以提供更高的生物地层分辨率,并允许与已建立的全区分带方案进行更详细的对比(Alavi, 2004, Homke et al., 2009, Esfandyari Bayat and Rameh, 2016, Senemari, 2007, Senemari, 2017)。尽管伊朗特提斯层序中已有生物地层学研究成果,但将颗石藻和浮游有孔虫生物事件与微相和稳定同位素变化整合起来仍然不足以充分解决坎帕尼期—丹尼期区间内浮游生物更替、沉积环境变化和地球化学扰动之间的关系。这一局限性在洛雷斯坦—胡齐斯坦地区尤为相关,在该地区,整合记录可以贡献于区域对比并改善对CMT和K/Pg界线的识别。
因此,本研究通过整合颗石藻和浮游有孔虫生物地层学、微相分析以及稳定碳和氧同位素数据,研究了伊朗西部洛雷斯坦—胡齐斯坦界面上的坎帕尼期—丹尼期层序。主要目标是建立整合的生物地层框架,利用诊断性生物事件识别坎帕尼期/马斯特里赫特期和K/Pg界线,评估沉积和古生态条件的变化,并评价生物更替与同位素变化之间的关系。该整合方法旨在改善古尔皮组与区域和全部分带方案的对比,并为坎帕尼期—丹尼期区间东部特提斯的生物和环境演变提供新的认识。
各节摘要
地理位置和地质位置
扎格罗斯山脉是阿尔卑斯—喜马拉雅造山带的一部分,形成于新特提斯洋晚白垩纪—新生代闭合期间,创造了一个前陆盆地,其中堆积了古尔皮组远洋沉积物(晚康尼亚克期—早丹尼期)。在洛雷斯坦,构造作用使沉积延续至古近纪,过渡到下帕布德组,相带受构造、气候和基准面因素的制约。恰恩扎尔剖面(东经48°10′,北纬32°50′),位于洛雷斯坦—胡齐斯坦
材料与方法
2023年春季,在恰恩扎尔剖面中一个194米厚的层序中采集了约103个样品;一个初始样品属于伊拉姆组,而最后6个样品(最后6米)属于帕布德组的底部(紫色页岩)(图2)。在恰恩扎尔地层剖面的古尔皮组的坎帕尼期/马斯特里赫特期和K/Pg界线处以较短的间距进行采样,以建立详细的生物地层框架并识别
岩石地层学
上白垩统班加斯坦群,包括Kazhdomi组、Sarvak组、Surgah组和伊拉姆组(阿尔布期—坎帕尼期),沿背斜轴部延伸。Sarvak组由厚层至块状浅海相石灰岩组成,构成一个致密的构造单元,在背斜核部局部出露。相比之下,上覆的古尔皮组以页岩和泥灰岩为主,沉积于较深水环境中,通常充当区域盖层(图3)。
主要
坎帕尼期—马斯特里赫特期之交(CMT)
研究剖面中的坎帕尼期/马斯特里赫特期界线确定在颗石藻CC23生物带内。全球范围内,马斯特里赫特期底部以法国Tercis-les-Bains的全界线层型剖面和层型点(GSSP)定义,使用的是18个生物地层事件的综合平均位置,包括菊石 Pachydiscus neubergicus 的首次出现(Odin and Lamaurelle, 2001)。在CC23生物带内,Aspidolithus parcus 的末次出现是
环境解释
本文研究了恰恩扎尔剖面(伊朗西南部,东部特提斯)K/Pg区间内两组化石多样性的变化。从深渊到泻湖环境的化石组合包括37个有孔虫种和41个颗石藻种。
有孔虫和颗石藻组合表明,晚马斯特里赫特期的古环境特征为物种多样性和丰度降低,反映出升高的
结论
本研究综合了同位素、微相和化石数据,确定了洛雷斯坦恰雷哈背斜古尔皮组(东部特提斯)的K/Pg界线。晚马斯特里赫特期末次出现(如 Globotruncanita elevata, Contusotruncana contusa)和丹尼期首次出现使得全球对比成为可能。微相揭示了从泻湖到陆棚坡外的转变,突显了该组作为马斯特里赫特期—丹尼期环境和生物更替连续记录的重要性。
十一个颗石藻
CRediT作者贡献声明
Orabi H. Orabi:撰写—审稿与编辑,监督,软件。Saeedeh Senemari:撰写—审稿与编辑,撰写—初稿,监督,方法学。
未引用参考文献
Bown, 1998, Bown and Young, 1997, Farmani et al., 2020, Goodarzi, 2007, Hemmati-Nasab, 2008, Maghfouri Moghaddam and Afrozeh, 2022, Mobasheri, 2022, Moradi, 2010, Saura et al., 2014, Senemari and Foroughi, 2019, Shahriyary, 2018, Stocklin and Setudehnia, 1971, Ziegler, 2001.
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢手稿审稿人的仔细审阅、建设性意见和有益建议。同时,感谢期刊主编的评语,这些评语提高了手稿的质量。我们非常感谢资助本研究的机构。
Orabi H. Orabi|Saeedeh Senemari