卡尼期降雨事件作为拉戈内格罗-伊梅雷塞-西卡尼亚盆地(意大利南部)大规模地质关联的关键时期

【字体: 时间:2026年02月14日 来源:Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2.6

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  该研究通过整合古生物学方法,确认了拉戈内戈盆地远端的Sorgente Acero单元与卡尼安降水事件(CPE)相当,揭示了晚三叠世该盆地近端与远端的地层对比规律,为Apennine-Maghrebian构造体系古地理重建提供了关键证据。

  
G. Palladino|G. Prosser|E. Menichetti|Q. Wu|A. Bertinelli|D.E. Catellani|B. Dello Iacovo|F. Olita|M. Rigo
巴西利卡塔大学基础与应用科学系(DISBA),意大利波坦察

摘要

拉戈内格罗-伊梅雷塞-西坎尼亚盆地沉积物形成了厚厚的中新生代地层,这些地层分布在不同的构造单元中。该盆地沿着非洲板块的北部边缘打开,在中生代期间发展成为一个介于同时期的亚平宁(或帕诺尔米德)和阿普利亚碳酸盐平台之间的开阔至半开阔海域。盆地的沉积物主要来自平台边缘和/或硅质/钙质泥浆的沉降。正如预期的那样,来自相邻碳酸盐高地的沉积物供应在盆地近端区域非常丰富,并逐渐向盆地轴向部分减少。鉴于这种紧密的平台-盆地连接,影响平台边缘的气候或构造变化很可能在盆地环境中以独特的地层间隔或地层缺失的形式记录下来,为区域尺度的对比和古地理重建提供了可靠的标志。
卡尼安湿润事件(CPE)发生在上三叠统的卡尔卡里康塞尔切地层(Calcari con Selce Formation)的下部,被认为是整个拉戈内格罗-伊梅雷塞-西坎尼亚盆地的标志层。这一层序在盆地的近端区域已经被识别,但在远端区域之前尚未发现。通过将拉戈内格罗远端区域卡尔卡里康塞尔切地层底部的一个特殊地层单元——索尔琴特阿切罗单元(Sorgente Acero Unit)识别为CPE的对应层序,实现了区域尺度的对比,并重新评估了晚三叠世该盆地的古地理重建。通过对孢粉、放射虫和锥形牙石的综合古生物学研究,确定了索尔琴特阿切罗单元属于CPE。

引言

拉戈内格罗-伊梅雷塞-西坎尼亚盆地(LISB)的沉积物包括浅海到深海的海洋中新生代地层,构成了亚平宁-马格雷布造山系统的重要组成部分(Grasso, 2001)(图1)。LISB分为两个部分:拉戈内格罗盆地和伊梅雷塞/西坎尼亚盆地,分别位于南亚平宁和西西里岛,它们具有相似的构造-地层演化特征。尽管有研究表明两者之间存在地质亲缘关系(Scandone, 1975; Marcoux et al., 1993; Catalano et al., 1995; Iannace and Zamparelli, 2002; Henriquet et al., 2020),但这些区域通常被视为独立的实体,而不是具有共同起源的统一地质单元。这种分裂的观点可能源于两个地区之间数百公里的地理距离,以及介于两者之间的卡拉布里亚弧基底地层的存在。因此,加强这些区域之间的对比依赖于识别能够作为整个盆地可靠标志的关键地层间隔。为了识别这些标志,我们关注了一个富含粘土的三叠纪层序,即卡尼安湿润事件(CPE)。
CPE代表了一个短暂而同步的事件(约1-2百万年),发生在晚三叠世,与一次重大的气候变化相联系(Simms and Ruffell, 1989; Furin et al., 2006)。CPE标志着从干旱/半干旱环境向湿润环境的转变,导致降雨量增加和径流增强,严重影响了陆地和海洋环境。这一事件的主要后果是许多三叠纪生物的灭绝和多样化(Simms and Ruffell, 1989; Furin et al., 2006; Rigo et al., 2007; Dal Corso et al., 2018; Bernardi et al., 2018),以及碳酸盐平台的深刻变化,例如阿尔卑斯地区的低海拔微生物平台的消失(Preto et al., 2010; Dal Corso et al., 2018),以及盆地中碳酸盐补偿深度(CCD)的上升(Rigo et al., 2007; Jin et al., 2020)。另一方面,来自大陆地区的硅质碎屑沉积物向开阔海洋环境的输送显著增强。
在意大利南部(图1a),CPE表现为一个3-6米厚的朱利安/图瓦利安时期(Julian/Tuvalian)粘土至放射虫岩层(绿色粘土放射虫岩层或GCRH)(Rigo et al., 2007),嵌入在拉戈内格罗盆地的深水上三叠统(卡尼安至瑞替安期)碳酸盐地层中。尽管其厚度有限,但CPE可以在上三叠统碳酸盐岩底部接触面上方几十米处轻易识别出来。值得注意的是,GCRH下方的约8米厚的燧石质石灰岩也属于朱利安2期(Rigo et al., 2007, Rigo et al., 2012a, Rigo et al., 2012b; Maron et al., 2017),与CPE的时间一致,因此应被视为该事件的一部分(Maron et al., 2017)。
值得注意的是,CPE的发生严格限于拉戈内格罗盆地(图1a),而在西西里的伊梅雷塞-西坎尼亚盆地南部尚未发现。CPE的另一个特点是,在拉戈内格罗区域,它仅出现在代表该盆地近端地区的地层中,而在盆地的远端区域从未有记录。因此,沿横向(从近端到远端)和纵向(从北到南)的大规模对比受到限制,区域间的联系目前仅是假设性的,没有基于野外和地层证据。这也影响了晚三叠世新特提斯洋古地理的重建。
为了在拉戈内格罗盆地的远端区域寻找CPE的证据,从而可能连接南亚平宁和西西里地区,我们关注了在南亚平宁逆冲带出露的一个被忽视的硅质碎屑单元(图1a),称为索尔琴特阿切罗单元(Sorgente Acero Unit)(Patacca and Scandone, 2007),其地层位置对我们的研究特别有利。
对索尔琴特阿切罗单元的研究始于在阿格里河谷(Agri Valley)东部边缘发现两个先前未记录的、保存完好的地层剖面之后(图1b),这些剖面被选中进行详细的地层和古生物学分析。随后,为了将露头数据与地下具有相似地层位置的沉积物进行对比,并扩大可用数据集,我们采集了在阿格里河谷钻探的不同烃井中截获的岩心样本,这些井穿过了索尔琴特阿切罗单元。这些井属于Eni S.p.A.公司,公司名称和地层信息属于机密,因此我们将其称为W1、W2和W3井。从大量采集的样本中恢复了重要的锥形牙石、孢粉和放射虫组合,用于生物地层学分析。这些新发现首次将索尔琴特阿切罗单元的年龄确定下来,并将其与CPE联系起来。这些结果也对晚三叠世LISB的古地理知识具有广泛的影响。

地层框架

LISB包括中新生代的深海地层,目前暴露在南亚平宁逆冲带的轴向部分和西西里中部至北部(Menardi Noguera and Rea, 2000; Patacca and Scandone, 2007)(图1a)。古地理重建显示,拉戈内格罗盆地位于南亚平宁,与其相关的伊梅雷塞/西坎尼亚盆地位于西西里岛,共同构成了非洲板块北部边缘的一个中新生代海湾。

晚三叠世的拉戈内格罗盆地

拉戈内格罗盆地上三叠统的地层由卡尔卡里康塞尔切地层(Calcari con Selce Formation)代表(Scandone, 1967, Scandone, 1972)(图4)。该地层主要由层理良好的燧石质石灰岩组成,其中夹杂着较少见的页岩层(Rigo et al., 2012a)。它是南亚平宁逆冲带轴向部分最广泛分布且易于绘制的单元之一,通常构成了最高山体的主体。

生物地层学

为了更准确地确定索尔琴特阿切罗单元的年龄,对从井和露头剖面收集的样本进行了系列生物地层学分析。W1和W2井被特别选用于此目的。此外,W3井也被采样用于生物地层学研究,因为它显示了拉戈内格罗II地层的典型特征,对于将地下CCS2地层与露头对应层进行对比至关重要。在W3井中,CCS2地层的厚度达到...

讨论

通过对孢粉、锥形牙石和放射虫的综合研究,结合野外露头(Acqua Grande和Monte San Nicola剖面以及索尔琴特阿切罗的少数分散露头)(图8)和井(W1和W2)(图10)的数据,将索尔琴特阿切罗单元(SAU)的年龄确定为晚朱利安-图瓦利安时期(卡尼安期)(图13)。这一校准对地层和古地理组织具有重要意义。

结论

通过对孢粉、锥形牙石和放射虫的综合研究,确定索尔琴特阿切罗单元(SAU)的年龄为朱利安-图瓦利安时期,这是一个在拉戈内格罗-伊梅雷塞-西坎尼亚盆地拉戈内格罗地层底部出露的混合硅质碎屑-钙质碎屑地层。SAU的年龄和岩石学特征支持其与全球卡尼安湿润事件(CPE)的相关性。SAU被解释为代表...

CRediT作者贡献声明

G. Palladino:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,可视化,监督,软件使用,调查,数据管理,概念化。G. Prosser:撰写 – 审稿与编辑,监督,调查,资金获取,数据管理,概念化。E. Menichetti:撰写 – 审稿与编辑,调查,形式分析,数据管理。Q. Wu:调查,数据管理。A. Bertinelli:撰写 – 审稿与编辑,调查,数据管理。D.E. Catellani:

未引用参考文献

Ciarapica, 2007
Ciarapica et al., 2005
ISPRA, 2010
ISPRA, 2011
ISPRA, 2012
ISPRA, 2014
Martini et al., 1991b
Panzanelli Fratoni, 1991
Trincianti et al., 2015

利益冲突声明

无需要声明的利益冲突。
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