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该研究通过塞尔维亚喀尔巴阡山脉Danubian Unit的三个露头剖面，结合生物地层学、微岩性及碳同位素分析，揭示了早侏罗世同沉积硅质碎屑岩向中侏罗世被动大陆边缘泥岩的沉积演化，证实了该区域作为阿尔卑斯-大西洋南部被动陆缘的关键地位，并与罗马尼亚、多瑙河西部喀尔巴阡等地层进行对比。
尼文卡·杰里奇（Nevenka Djeri?）、雷娜塔·雅赫（Renata Jach）、什佩拉·戈里昌（?pela Gori?an）、丹妮拉·雷哈科娃（Daniela Reháková）、阿尔弗雷德·乌赫曼（Alfred Uchman）、汉斯-于尔根·加维利克（Hans-Jürgen Gawlick）、扬·施洛格尔（Ján Schl?gl）、乌罗斯·斯托亚迪诺维奇（Uros Stojadinovic）
塞尔维亚贝尔格莱德大学，矿业与地质学院
摘要
本研究基于塞尔维亚喀尔巴阡山脉中多瑙河单元（Danubian Unit）三个出露良好的地层序列，重建了阿尔卑斯-大西洋（Alpine Atlantic）最东段从侏罗纪到早白垩纪的沉积演化过程。通过放射虫、钙质虫、甲藻和菊石等生物地层学数据，结合微相分析和碳同位素研究，记录了从早侏罗纪裂谷同裂沉积向中晚侏罗纪被动大陆边缘半远洋沉积的转变过程。大陆裂解及沿裂谷边缘的差异沉降导致了明显的地垒-地堑构造分界。结构高地的浓缩罗索菊石相（Bajocian至Tithonian早期）与富含放射虫的盆地地层形成对比。晚侏罗纪的碳酸盐重力流沉积同时出现在这两种环境中，且向上延伸时显示出更接近大陆边缘的沉积特征，这与?tramberk型碳酸盐平台的晚牛津期至晚Tithonian期的扩张有关。在Berriasian至Valanginian期间，Biancone型半远洋石灰岩广泛分布。与罗马尼亚（南部喀尔巴阡山脉）、蒂萨河（Tisza）、西部喀尔巴阡山脉、南部和东部阿尔卑斯山脉以及亚平宁山脉的地层对比表明，多瑙河单元代表了阿尔卑斯-大西洋南部被动边缘的一个连续组成部分，为阿尔卑斯-喀尔巴阡地区中生代古地理格局的研究提供了新的证据。
引言
裂谷大陆边缘是重建板块构造演化的重要档案，它们保存了大陆分裂、岩石圈变薄以及从活跃裂谷向热沉降被动边缘过渡的构造和沉积记录（Favre和Stampfli，1992；Wilson等人，2001；Sapin等人，2021）。其形成过程包括伸展作用的逐步定位、地壳颈缩以及最终的超伸展，某些情况下还伴随着裂谷中心的不对称变形和迁移（Brune等人，2014；Le Breton等人，2021；Pérez-Gussinyé等人，2023）。这些演化模式在众多显生宙裂谷系统中都有记录，为理解古代海洋-大陆转换及后期造山带中的沉积记录提供了基本参考框架（Manatschal等人，2007；Mohn等人，2012；Frizon de Lamotte等人，2015）。东南欧的阿尔卑斯-喀尔巴阡-迪纳里克造山系统（图1a）反映了两个中生代海洋及其相关裂谷大陆边缘的地质动力学演化过程，即阿尔卑斯-大西洋/阿尔卑斯特提斯洋（Alpine Atlantic/Alpine Tethys）和新生特提斯洋（Neotethys）（Schmid等人，2008；Gawlick和Missoni，2019；Van Hinsbergen等人，2020）。尽管阿尔卑斯-大西洋洋在遗传上与泛大陆Pangaea的更大规模分裂有关，但它与较老的新生特提斯洋沿不同的裂谷系统演化，这些系统在起始年龄、几何形态和岩石圈结构上存在差异。阿尔卑斯-大西洋洋的形成始于晚侏罗世，是中央大西洋海底扩张的结果（Favre和Stampfli，1992）。相比之下，新生特提斯洋包括了阿尔卑斯-大西洋东南部的所有海洋域（图2），形成于三叠纪时期（例如Stampfli和Borel，2004；Schmid等人，2008；Schmid等人，2020）。
塞尔维亚喀尔巴阡-巴尔干地区（图1）处于这两个中生代海洋分支的相邻位置，这是由于较新的构造运动所致：瓦尔达尔洋（Vardar Ocean）属于新生特提斯洋，而Ceahl?u–Severin洋属于阿尔卑斯-大西洋（图2；Dimitrijevi?，1997；Csontos和V?r?s，2004）。Ceahl?u–Severin洋通常被视为阿尔卑斯-大西洋的最东部分支（Missoni和Gawlick，2011；Gawlick和Missoni，2019），或者在另一种命名体系中属于阿尔卑斯特提斯洋（Stampfli和Kozur，2006；Schmid等人，2008；Schmid等人，2020）。
尽管该地区具有重要的地质意义，但裂谷形成的确切时间及其相邻大陆单元的古地理关系仍存在争议。一种观点认为，中侏罗世的裂谷作用将Dacia Mega单元的最东部分——Getic单元与源自莫西亚前陆（Moesian foreland）的多瑙河单元（Danubian Unit）分隔开来（Seghedi等人，2005；Schmid等人，2008及参考文献）。另有观点认为，自晚侏罗世以来，Getic单元与多瑙河单元之间的过渡带作为被动大陆边缘在Ceahl?u–Severin洋向西俯冲作用下形成。相反，最近的重建认为Ceahl?u–Severin洋是早-中侏罗世期间北部莫西亚边缘（南部喀尔巴阡山脉，Median Dacides）与欧洲之间的裂谷作用产物（Ple?等人，2024及参考文献）。从早/中侏罗世边界开始，Getic单元和多瑙河单元通常被认为是阿尔卑斯-大西洋南部被动大陆边缘的一部分，这三个单元（Getic、Danubian和Moesia）在古地理上均位于Ceahl?u–Severin洋的南部。Le Breton等人（2021）提出另一种观点，认为阿尔卑斯-大西洋在晚侏罗世时期发生了分裂，这与皮埃蒙特-利古里亚洋（Piemont-Liguria Ocean）的现有中侏罗世地层数据相反（Bill等人，2001；Bernoulli等人，2003）。在这种解释中，北佩尼尼库斯洋（North Penninic Ocean）或瓦利斯洋（Wallis Ocean）的裂谷作用持续到了晚侏罗世，与阿尔卑斯-大西洋系统最终分裂的位置一致。这些不同的地质动力学和古地理解释反映了由于生物地层学控制有限、沉积学和微相特征描述不足，以及塞尔维亚喀尔巴阡山脉侏罗纪-早白垩纪地层序列的综合盆地分析研究稀缺而导致的持续不确定性。
多瑙河单元（图1b）保存了喀尔巴阡-巴尔干地区最完整的侏罗纪-早白垩纪沉积记录之一，但与阿尔卑斯-大西洋边缘的相应地层相比仍研究不足。全球裂谷边缘的研究表明，从裂谷同裂状态到被动边缘状态的转变通常会产生明显的地形特征，即裂谷解体不整合。这种解体不整合体现在沉积特征上，如断层控制的碎屑楔形体、地形高地上的浓缩半远洋碳酸盐地层、陡坡附近的角砾岩沉积，以及盆地中的各种深水沉积物（包括放射虫）。在以碳酸盐为主的被动边缘环境中，随后会形成平台或斜坡系统，记录了逐渐沉降的过程。这些演化模式在南部和东部阿尔卑斯山脉的阿尔卑斯-大西洋边缘有详细记录，为解释破碎或经过构造改造的地层提供了关键参考。因此，确定多瑙河单元是否具有与相邻区域相似的地层和微相特征对于确定其古地理位置及阐明阿尔卑斯-大西洋最东段的侏罗纪-早白垩纪演化至关重要。
为解决这些不确定性，我们提供了来自塞尔维亚东部多瑙河峡谷右岸三个侏罗纪至早白垩纪地层序列的新综合生物地层学、沉积学和地球化学数据集（图3）。通过对放射虫、钙质虫、甲藻的详细生物地层学分析，结合微相和碳同位素研究，我们获得了精确的年龄信息，并记录了多瑙河单元的沉积和古环境演化过程。这些新数据使我们能够：（1）重建阿尔卑斯-大西洋南部被动大陆边缘最东段的侏罗纪-早白垩纪沉积历史；（2）批判性地评估关于喀尔巴阡-巴尔干地区的各种古地理模型及其与Ceahl?u–Severin区域的联系；（3）将塞尔维亚的地层序列与整个阿尔卑斯-大西洋地区的同期沉积系统进行比较，包括Gresten相及环潘诺尼亚地区的相关单元（Haas等人，2011）。最终，我们的研究为关于中生代西部特提斯地区古地理格局的持续讨论提供了新的论据。
地质概览
迪纳里克-喀尔巴阡过渡带的构造演化非常复杂（图1b），关于喀尔巴阡地块系统的原始古地理格局、中生代海洋的数量和几何形态以及地块侵位的时机，已有许多模型提出（例如S?ndulescu，1984；S?ndulescu，1994；Csontos和V?r?s，2004；Iancu等人，2005a；Seghedi等人，2005；Schmid等人，2008；Schmid等人，2020；Neubauer，2015；Ma?enco，2017；Pla?ienka等）。
材料与方法
在Pesa?a-Greben地区研究了三个地质剖面（图3），其地理坐标如下：T10剖面 – N44°34′04.5″，E22°01′10.4″；T13剖面 – N44°35′01.0″，E22°01′21.4″；T18和T19剖面 – N44°36′19.2″，E22°00′31.7″。这些露头位于34号公路沿线，沿着多瑙河西岸的悬崖，靠近著名的Lepenski Vir考古遗址（图3）。剖面名称来源于附近的隧道编号。
T10剖面
T10剖面由下侏罗世至中侏罗世的碎屑岩、中上侏罗世的浓缩石灰岩以及下白垩世的半远洋斑点石灰岩组成（图4）。
Pesa?a地层
该剖面始于一个15米厚的碎屑岩-碳酸盐地层（图4，图5a）。碎屑岩-碳酸盐地层的陆源物质输入量逐渐减少，CaCO?含量从底部的约10%增加到顶部的70%（图13）。
剖面的底部部分（0–2 ……
基于碳同位素数据的化学地层学
从T10和T18–T19剖面的碳酸盐和生物硅质沉积物中获得的δ13C记录提供了覆盖巴通期（Bathonian）至下白垩世的连续化学地层学框架（图13）。结合生物地层学数据和参考同位素曲线，可以识别出多个区域性和全球性的碳循环事件（Jenkyns等人，2002；Gradstein等人，2020）。
T10剖面形成于远洋高原环境，δ13C含量明显下降。
构造单元的对比
自Kossmat（1924）以来，莫西亚（Moesia）西北角整个区域被归类为“巴尔干沉积序列”和基底岩石。因此，不同的Getic单元、Ceahleau-Severin单元以及多瑙河/西巴尔干单元（图1b）被认为起源于莫西亚周围的同一大陆架区域（Dimitrijevi?，1997；Schmid等人，2008）。然而，多瑙河/西巴尔干单元（图1b）具有不同的沉积历史，尤其是在三叠纪-早侏罗世期间。
结论
塞尔维亚喀尔巴阡山脉中多瑙河单元的侏罗纪-早白垩纪地层为阿尔卑斯-大西洋南部被动大陆边缘的演化提供了新的见解。综合生物地层学、沉积学和化学地层学数据揭示了从早侏罗世裂谷同裂作用到中侏罗世地垒-地堑分界的连续演化过程，表现为浓缩的远洋高原相与厚盆地相之间的显著侧向对比。
CRediT作者贡献声明
尼文卡·杰里奇（Nevenka Djeri?）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，调查，概念化。雷娜塔·雅赫（Renata Jach）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，调查，概念化。什佩拉·戈里昌（?pela Gori?an）：撰写 – 审稿与编辑，调查。丹妮拉·雷哈科娃（Daniela Reháková）：撰写 – 初稿，调查。阿尔弗雷德·乌赫曼（Alfred Uchman）：撰写 – 审稿与编辑，调查。汉斯-于尔根·加维利克（Hans-Jürgen Gawlick）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿。扬·施洛格尔（Ján Schl?gl）：撰写 – 初稿。
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
本研究得到了塞尔维亚共和国科学基金（Science Fund of the Republic of Serbia）的支持，项目编号为TF C1389-YF（“俯冲板块上方的盆地地质动力学：Timok岩浆复合体中的构造、沉积和岩浆作用综合建模研究 – TMCmod（项目编号7461）”。NDj和US感谢塞尔维亚共和国科学技术发展与创新部（Contract no. 451-03-136/2025-03/200126）的支持。RJ和AU也获得了相关资助。
