埃及东部沙漠Galala高原南部地区最晚马斯特里赫特期（Maastrichtian）至塔内期（Thanetian）地层的有孔虫生物地层学、古环境解释及序列地层学研究

《Marine Micropaleontology》：Foraminiferal biostratigraphy, paleoenvironmental interpretation, and sequence stratigraphy of the latest Maastrichtian-Thanetian succession in the Southern Galala Plateau, Eastern Desert, Egypt

最新马斯特里赫特世至 Thanetian 期两个地层剖面整合研究，揭示 K/Pg 边界事件中浮游有孔虫绝灭事件、底栖有孔虫低幅度绝灭（约9%）及后续底水氧化改善的 Danian 期特征。 latest Danian Event（LDE）表现为 South Wadi El-Maheer 剖面棕红色钙质页岩层、高 HOFS% 和低 EBFOI 值。 Danian/Selandian 边界海平面下降与全球信号一致，两剖面序列地层学划分分别为7个和5个三序级沉积序列，证实区域构造活动与全球海平面变化共同控制沉积序列。

　　

Aziz M. Abu Shama|Sherif Farouk|Ahmed Abdelwahhab|Youssef S. Bazeen

埃及卡夫雷勒谢赫大学（Kafrelsheikh University）理学院地质系

摘要

我们对南加拉拉高原（Southern Galala Plateau）的两个地层剖面进行了综合研究，将有孔虫生物地层学与定量古环境指标以及序列地层学分析相结合，涵盖了马斯特里赫特期（Maastrichtian）到塔内蒂安期（Thanetian）的整个阶段。高分辨率的浮游有孔虫分区（马斯特里赫特期的CF2-CF1阶段；古新世的P1c-P4c阶段）显示，在白垩纪/古近纪（K/Pg）界线处存在时间上的间断现象：浮游有孔虫突然灭绝，底栖有孔虫灭绝率较低（约9%），总有孔虫数量（TFN）和底栖水体含氧量（HOFS%）下降，随后底栖生物氧化指数（EBFOI）上升，这反映了丹尼安期（Danian）底部水体氧含量的改善。最新的丹尼安事件（Latest Danian Event，LDE）仅在南瓦迪埃尔马希尔（South Wadi El-Maheer）有记录，其特征是出现棕色结节状钙质页岩、高底栖水体含氧量、低底栖生物氧化指数以及Neoeponides duwi生物群的入侵。丹尼安期/塞兰迪安期（Danian/Selandian，D/S）界线处出现了明显的海平面下降，这与全球趋势一致。由于间断程度的差异，这一现象在两个剖面中的表现不同；在瓦迪拉杰拉（Wadi Ragela）剖面中，间断更为明显，表现为浮游有孔虫组合的突然变化以及P3a和P3b层厚的减少。序列地层学分析显示，瓦迪拉杰拉剖面存在七个三级沉积序列，南瓦迪埃尔马希尔剖面存在五个沉积序列。本研究结果证实，研究区域受到了全球海平面变化和区域构造活动的影响。

引言

马斯特里赫特期到塔内蒂安期是地球历史上最关键的时期之一，这一时期以白垩纪/古近纪（K/Pg）界线的白垩纪大灭绝事件以及随后的早期古近纪气候扰动（如最新的丹尼安事件和丹尼安/塞兰迪安界线事件）为标志（Bazeen等人，2024a；Schmitz等人，1997；Westerhold等人，2008）。这一时期的全球海平面波动、古海洋环境的快速变化以及不同生态系统的剧烈变化，为了解灭绝与恢复过程、古气候演变及序列地层学机制提供了重要线索（Hewaidy等人，2019a；Speijer和Schmitz，1998）。浮游有孔虫因其快速更替、独特的组合变化及全球分布，在生物地层学和年代地层学研究中具有关键作用。同时，底栖有孔虫也能提供关于古环境条件的宝贵信息，包括古水深、底部水体含氧量和营养水平。通过结合定量生态和统计指标（如浮游/底栖有孔虫比例（P/B%）、高有机质通量物种百分比（HOFS%）、底栖有孔虫氧化指数（EBFOI）、总有孔虫数量（TFN）、多样性指数（Shannon H、Fisher’s α和物种丰富度）以及基于底栖有孔虫的古水深数据），可以对古环境进行准确重建（Báldi和Hohenegger，2008；Jorissen等人，2007；Kaiho，1994；Kranner等人，2022；Saraswati和Srinivasan，2015；Van Der Zwaan等人，1990）。

尽管在东北沙漠的南加拉拉地区已经存在初步的岩石和生物地层学框架，但将高分辨率浮游有孔虫生物地层学与底栖和浮游有孔虫指标相结合的综合研究仍较为罕见。以往的研究（Galal和Kamel，2007；Hewaidy等人，2019b；Obaidalla等人，2009；Speijer，2003；Youssef等人，2016）虽然揭示了一些重要信息，但研究范围有限且缺乏多指标的综合分析。因此，马斯特里赫特期到塔内蒂安期期间的沉积动态和古环境演变，尤其是K/Pg界线、最新的丹尼安事件以及丹尼安/塞兰迪安界线附近的状况，仍不够明确。为填补这些空白，我们在南加拉拉高原的两个剖面——瓦迪拉杰拉（Wadi Ragela）和南瓦迪埃尔马希尔（South Wadi El-Maheer）——应用了高分辨率浮游有孔虫生物地层学和一系列定量有孔虫指标。本研究的主要目标包括：

1. 确定瓦迪拉杰拉和南瓦迪埃尔马希尔剖面的浮游有孔虫生物地层，并将其与标准马斯特里赫特期晚期到塔内蒂安期的分区进行对比。

利用定量浮游和底栖有孔虫指标重建研究期间的古环境条件，包括P/B%、TFN、多样性指数、HOFS%和基于底栖有孔虫的古水深估计。

识别研究期间的关键事件（如K/Pg界线事件、最新的丹尼安事件和丹尼安/塞兰迪安界线事件），并评估与之相关的环境和有孔虫组合变化。

划分并比较两个剖面的沉积序列，并将其与区域性和全球性的海平面变化曲线进行对比。

剖面概述

研究地点

本研究详细分析了位于埃及东部沙漠南加拉拉高原的两个地表剖面，这两个剖面沿Ras Gharib-El-Sheikh Fadl公路分布。第一个剖面是瓦迪拉杰拉（Wadi Ragela），位于Ras Gharib-El-Sheikh Fadl公路以北，坐标为28° 21′ 902″ N和32° 13′ 982″ E；第二个剖面是南瓦迪埃尔马希尔（South Wadi El-Maheer），位于公路以南，坐标为28° 10′ 624″ N和32° 14′ 573″ E（图1）。在晚白垩世至古近纪期间，

材料与方法

共采集了116个新鲜样本：瓦迪拉杰拉剖面采集了78个样本，覆盖19.7米的层段；南瓦迪埃尔马希尔剖面采集了38个样本，覆盖17.45米的层段。样本间距在瓦迪拉杰拉为10至60厘米，在南瓦迪埃尔马希尔为10至90厘米，具体取决于岩性变化和与关键地层接触点的距离。在重要过渡带附近采用了更密的采样间距以提高分辨率。

对于有孔虫的研究，

浮游有孔虫生物地层学

根据Li和Keller（1998）提出的晚白垩世框架以及Berggren和Pearson（2005）及Wade等人（2011）提出的古新世框架，通过识别指示物种的基底和顶部出现情况（B和T），确定了研究期间从马斯特里赫特期晚期到古新世的浮游有孔虫分区。

序列地层学

根据有孔虫组合的岩性特征和古病理特征，在瓦迪拉杰拉剖面观察到七个沉积序列，在南瓦迪埃尔马希尔剖面观察到五个沉积序列。这些序列属于三级沉积序列，主要由两种系统组成：侵入系统带（Transgressive Systems Tracts，TST）和高水位系统带（High Stand Systems Tracts，HST）。由于该地区属于大陆架内部环境（Bazeen等人，2021），缺乏陡峭坡度，因此没有出现低水位系统带（Low Stand Systems Tracts，LST）。

结论

本研究采用综合方法，结合了浮游有孔虫生物地层学、序列地层学和古环境分析，对位于埃及东部沙漠南加拉拉高原的瓦迪拉杰拉（Wadi Ragela）和南瓦迪埃尔马希尔（South Wadi El-Maheer）两个剖面进行了研究。两个剖面之间识别出的浮游有孔虫生物地层存在显著差异。所定义的生物分区涵盖了从CF2到CF1的整个阶段。

作者贡献声明

Aziz M. Abu Shama：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、监督、数据整理、概念构思。Sherif Farouk：撰写——审稿与编辑、监督、方法论设计、研究实施、概念构思。Ahmed Abdelwahhab：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法论设计、研究实施、概念构思。Youssef S. Bazeen：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、监督。

资金支持

本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。