《Journal of African Earth Sciences》:Palynological insights into the Eocene-Oligocene biostratigraphy, palaeoenvironment, and palaeoclimates of the Kwanza Basin, Angola
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研究安哥拉Kwanza盆地Cabo de S?o Brás剖面Cunga和Quifangondo组沉积中,通过硅藻类微化石开展地层划分与古环境重建,揭示晚始新世至渐新时代古海洋环境从外缘近海到开阔海洋的动态变化,以及气候波动对水生生态的影响。
作者:Zélia Pereira、Márcia Mendes、Cristina Rodrigues、Pedro Claude Nsungani
机构:LNEG,地址:Rua da Amieira, 4465-965, S. Mamede de Infesta, 葡萄牙
摘要
来自Kwanza盆地Cabo de S?o Brás的新生物地层学和古环境数据揭示了超过40米的海洋沉积物(Cunga组和Quifangondo组),这些沉积物跨越了始新世到渐新世的过渡期。这些沉积物中保存完好的甲藻囊壳提供了精确的年龄测定和古环境信息。Cunga组从晚始新世延续到渐新世,其特征是出现了多种甲藻,如
、、 cf. speciosa>、、和。其上层的沉积物属于Rupelian期,包含和 cfpseudooceanicum>。Cunga组的最上部标志着的出现频率最低,而的出现频率最高(属于Chattian期)。与现有的地质图不同,基于和的共同出现,以及属的显著富集,表明Quifangondo组的形成是一个连续的过程。古环境分析表明,该地区经历了生产力高低不一的海洋环境变化:从Cunga组底部(晚始新世-渐新世、晚Rupelian期-早Chattian期)的外围 neritic环境逐渐过渡到海洋环境。在晚渐新世,尽管有大量的陆源物质输入,但孢粉学数据仍显示Cunga组顶部和Quifangondo组底部主要为内围至外围 neritic环境。甲藻囊壳数量的波动反映了水温的变化,为了解始新世-渐新世过渡期的气候变化提供了重要线索,也为未来的古气候研究提供了宝贵的框架。
引言
在始新世到渐新世期间,地球经历了剧烈的气候变化、海平面波动和构造活动,这些因素导致了全球沉积环境的广泛改变。这一时期从温室效应状态转变为冰室效应状态,表现为温度下降、全球海洋环流的变化以及生物多样性的显著变化(Zachos等人,2001;Van Simaeys,2004;Zachos等人,2008;Fenero等人,2013;Awad和Oboh-Ikuenobe,2018;O’Brien等人,2020)。
特别是始新世到渐新世期间全球海洋温度的升高和随后降低导致了海洋环境的显著变化,影响了甲藻囊壳(dinocysts)的多样性和生产力(Bijl,2023)。这些微化石对于重建过去的环境至关重要,在生物地层学中起着关键作用,并有助于确定沉积层的年代。此外,甲藻囊壳组合可以提供关于古环境条件的宝贵信息,因为它们对气候和海平面变化非常敏感(Bijl,2023)。
位于非洲西南边缘的Kwanza盆地是研究始新世-渐新世过渡期的关键区域,因为它保存了丰富的含化石地层,记录了低纬度地区的过去气候变化。尽管已有大量研究关注该盆地的构造演化和碳氢化合物潜力,但甲藻囊壳记录及其古环境意义仍尚未得到充分探索。本研究旨在通过对该盆地始新世-渐新世沉积物进行全面的孢粉学分析,以建立该地区的详细生物地层框架,识别甲藻囊壳组合中的关键地层标志,并解释这一动态时期内的古环境条件。通过增进我们对气候、海平面变化和构造过程如何影响Kwanza盆地沉积和海洋生态系统的理解,本研究将有助于更广泛地重建过去的全球气候变化及其对海洋环境的影响。
安哥拉近海的第一次孢粉学研究由Willumsen等人(2005, 2014)进行,他们确定Quifangondo组的年龄范围为晚渐新世至晚中新世。这些研究利用了海洋甲藻囊壳、淡水群体藻类和陆地孢粉化石来完善地层模型,尤其是在缺乏钙质化石的区域。最近的贡献包括Steeman等人(2020)对Landana剖面的研究,该剖面涵盖了中古新世到晚始新世/早渐新世。这项研究通过将甲藻囊壳的出现与新修订的有孔虫分布范围进行对比,提高了对卡宾达省地层的认识。
Rodrigues等人(2017, 2021)、Pereira等人(2021)和Mendes等人(2022)进一步提供了Kwanza盆地陆上地区的详细孢粉地层分析,确定了Quifangondo组的年龄范围,从Aquitanian期延伸到Middle Tortonian期。
地质背景
中新生代Kwanza盆地是一个被动边缘盆地,位于安哥拉西海岸(图1),由冈瓦纳大陆的分裂形成(Brognon和Verrier,1966;Hudec和Jackson,2002, 2004)。Kwanza盆地的沉积序列不整合地沉积在前寒武纪基底上,基底主要由变质岩和火山沉积岩组成(Brognon和Verrier,1966;Total-Sonangol,1987;Brownfield和Charpentier,2006;Giraud等人,
研究剖面描述
所选的Cabo de S?o Brás剖面厚度为40米,暴露出了Cunga组和Quifangondo组,这两组在Kwanza盆地的地质图中均被标记为Cunga组(图1)。图1和图2展示了岩石地层解释的总结以及本研究中使用的样本位置。
地层序列的下部属于Cunga组,主要由高度生物扰动的黑色泥灰岩组成
结果
在分析的六十六个样本中,有三十六个样本适用于孢粉地层学研究(三十个样本无孢粉;表S1–S3)。其中二十九个样本来自Cunga组,七个样本来自Quifangondo组。
研究结果表明甲藻囊壳占主导地位(约75%),保存状况从较差到中等不等。真菌残留物较为罕见到常见,有孔虫壳的数量从少量到丰富不等
解释
在安哥拉所在的南半球,关于始新世-渐新世甲藻囊壳的记录非常有限。由于现有的关于甲藻囊壳的研究仅来自Steeman等人(2020)的论文,因此进行局部对比较为困难。尽管Steeman及其同事对安哥拉卡宾达省的Landana参考剖面进行了详细研究,但他们的研究主要集中在早古新世。
讨论
在低纬度赤道地区,尤其是在西非次赤道地区,记录始新世-渐新世甲藻囊壳的资料极为匮乏。这种数据不足阻碍了精确的年龄测定以及古环境和古气候的对比分析。
尽管Steeman等人(2020)对安哥拉卡宾达省的Landana参考剖面进行了详细研究,但他们的主要关注点还是早古新世。他们在研究过程中遇到了困难
结论
对安哥拉Kwanza盆地Cabo de S?o Brás剖面的综合孢粉地层学和有机相分析为Cunga组和Quifangondo组提供了新的见解,确定该剖面的年龄范围为晚始新世至最晚渐新世。
主要发现包括:
Cunga组的孢粉学年龄范围为晚始新世(Priabonian)至渐新世(Chattian)。Quifangondo组的年龄为最晚渐新世,具体为最晚Chattian期。作者贡献声明
Pedro Claude Nsungani:负责写作、审稿与编辑、资金筹集、概念构思。
Márcia Mendes:负责写作、审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、方法论设计、调查实施、数据分析、数据整理、概念构思。
Cristina Rodrigues:负责写作、审稿与编辑、资源协调、项目管理、资金筹集、概念构思。
Zélia Pereira:负责写作、审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法论设计、调查实施、数据分析。
未引用参考文献
Charollais等人,1980;D’Argenio等人,1998;Drugg和Stover,1975;Gersonde,2001;Gotch,1955;Gotch,1969;Jelen等人,1980;Powell,1992;Pross,1997;?liwińska,2019;Soliman和Slimani,2019;Van Couvering等人,1981;Van Mourik和Brinkhuis,2005;Williams和Bujak,1985。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本文是LNEG(葡萄牙)、Fernando Pessoa大学(葡萄牙)、MARE-Centro de Ciência do Mar e Ambiente/URI Coimbra(葡萄牙)以及Agostinho Neto大学(安哥拉)合作的成果。我们感谢LNEG的技术员Irene Sousa提供的宝贵实验室支持和样品制备帮助。同时,我们也非常感谢众多审稿人的修改和建议,这些工作极大地提升了手稿的质量。