N.P.Claranfi A.D'Alessandro M.Marino
Department of Geology and Geophysics，University of Bari，Italy
摘要 在意大利南部巴西利卡塔地区布拉达诺海槽的最南部，有一个出露很好的连续的泥岩和泥质粉砂岩序列，厚约400m；在超微化石生物地层分析和初步的磁性地层学研究的基础上，我们认为它处于下更新统的上部和中更新统的下部。蒙塔尔巴诺－伊奥尼科复合剖面包括“大”Gephyrocapsa带的顶部，“小”Gephyrocapsa带和Pseudoemiliania lacunosa带的下部。上面提到的生物带的界线被认为分别靠近相当于贾拉米洛亚年代亚带上部的地磁反转点的位置和松山期与布容期的界线。从动物群成分和化石埋藏学、沉积学的研究，我们得出：蒙塔尔巴诺－伊奥尼科盆地的水深变化显示了一个总的海退趋势，在P.lacunosa带区间内至少包括5个五级海平面升降旋回。蒙塔尔巴诺－伊奥尼科复合剖面似乎包含着两个可能的，对下－中更新统界线的GSSP有用的区间：①最下部的区间包含有贾拉米洛亚年代带顶端和小Gephyrocapsa与P.lacunosa生物带的界线；②最上部的区间，其中包含有松山期/布容期的界线。
关键词 地层学 海相更新统 意大利南部
1 引言
下－中更新统界线的GSSP从来没有根据国际地层学的标准正式建立过[28]。据Cita和Castradori报道[10,11]，更新统这两个部分的界线应接近于贾拉米洛亚年代亚带的顶部，靠近同位素25期，和（或）小Gephyrocapsa/Pseudoemiliania lacunosa超微化石生物带的分界线；而其他的研究人员[23,25]则建议将这界线放在靠近布容期－松山期的反转处。在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科地区，布拉达诺海槽的西南部，有一个保存很好的、最近代的、在陆地上的第四纪海相沉积。根据超微化石带界线的地层位置[7～9]，我们发现，沉积记录是连续的，并且它好像包含布容期－松山期界线（Channell，个人通讯，1994），以及贾拉米洛亚年代亚带的顶、底部。蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面具有满足下－中更新统GSSP的候选剖面的特征。意大利地层委员会第四纪工作组[10，11]和Van Couvering[31]也提出了同样的观点。
2 地质背景
用来建立海相第四纪层型的所有地层剖面都位于沿亚平宁山脉东部边缘分布的陆上地区（图1a）。这是由特别的地球动力和前渊盆地的古地理演化造成的。在意大利南部，这样的盆地从莫利塞延伸到巴西利卡塔地区并一直伸入现在的塔兰托海湾；它位于亚平宁褶皱冲断带外缘和阿普利亚前陆区内缘之间[3，5，6，22]。
图1
a—意大利南部层型剖面位置；①—Vrica，②—Maria di Catanzaro南部，③—菲卡拉齐，④—蒙塔尔巴诺－伊奥尼科；b—放大图；1—埋藏的外来岩体外部边缘，2—蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面位置
这个盆地很快演化为一个充填海槽，叫布拉达诺海槽（图1b），是意大利主要自然地理单位之一。它形成于上新世早期，在上新世和更新世早期发生剧烈的演化。它的内缘，由于多期强烈的逆冲断层活动而被破坏，并连同亚平宁单元和上新世的前渊单元一起朝着NE方向运动。外缘逐渐扩展覆盖了中—新生代阿普利亚前陆单元[3,5]。
在第四纪时，布拉达诺海槽沿着沉积最厚的地区形成一个厚而连续的沉积序列。在巴西利卡塔南部，沉积作用的持续时间更长，因此，蒙塔尔巴诺－伊奥尼科记录代表了一个目前在意大利陆上的最近代的沉积序列。
3 地层
蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面包括向上变粗属于泥质下亚平宁（Argille subappennine）组的泥质沉积。在野外，通过一些火山碎屑层地层剖面，可以重建一个厚400m以上的综合剖面地层序列（图2、图3）。通过每一火山碎屑层的特殊化石组合，可以作出它们的对比，因而，那些层可以作为一种标志层。而且，磁性地层学的研究和超微植物化石组合生物地层学分析，已经提高了这个序列的再造性[7～9，13，20]。由纯火山灰、富砂的火山灰物质和浮石碎屑组成的火山碎屑层（V1—V9），由一个碱性的未饱和火山作用形成，可能来自于意大利南部的一个火山源[8]。
图2 在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科地区选择的地层剖面
对比的依据是火山碎屑层和化石组合
图3 在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科的复合剖面
a—可能的下－中更新统界线GSSP最低位置。b—可能的下－中更新统界线GSSP最高位置。地磁反转的年龄来自于Shackleton等[29]，微体化石带界线年龄来自于Raffi等[24]和Castradori[4]。占生物群落的生物组合指示了水深的变化。生物群落和它们的相应字母代号：VP—半深海的泥质，DC—海岸碎屑底，VTC—陆源泥，PE—多相生物群落，DL—大陆边缘碎屑底，DE—泥质碎屑底，DCE—DC-DE生态混合群落；sh—浅海相，d—深海相。1—第四级旋回；2—第五级旋回；3—火山碎屑层；4—泥岩；5—砂质粉砂岩；6—粉砂质砂岩；7—砂岩；8—砾岩
由半深海的泥岩组成并包含最低的V1火山碎屑层是序列下部150m的标志性特征。在野外，我们发现的化石主要为Dentaliumagile、Aphorraisuttingerianus、A.serresianus和Nassarius cabrierensis。
包括V2—V4火山碎屑层的泥质沉积，向上厚度约为200m（图3）。它包含有疏散的大化石和骨骼的富集体，富集体主要属原生生物成因，以苔藓动物（V3下面）或双壳类（靠近V2和V4）为主。
序列的上部为约70m厚的粉砂岩和砂岩，其中包括V5—V9火山碎屑岩层。除了生物沉积外，还有众多的簸选和水流沉积。这种近源风暴沉积占据了剖面的上部，代表了海相旋回的最高海退部分。
在这个记录中有假整合，陆架砂岩和砾岩的出露厚度约为10m[18]。陆相砂质砾岩覆盖在海相沉积之上。
4 超微化石生物地层
在复合剖面上（图3），我们选定了两个区段进行详细研究：A段包含贾拉米洛亚年代亚带，B段则包含松山期－布容期界线的初步记录。
我们将每一米的钙质超微化石地层的样品都作了分析。虽然定量的研究局限于A段和B段（图4），但其他的区段也做过定量分析。为了确定每一个样品的有意义组合，并识别重要属种（gephyrocapsids、helicospherids、Reticulofenestra asanoi，Sato et Talcayama）丰度型式。我们用1000倍的光学显微镜对样品的涂片作了分析。平均每个样品研究了400个域（8mm2）。我们遵循Gartner[16]、Rio[26]，Rio等[27]和Raffi等[24]提出的关于Gephyrocapsaspp.的分类标准。正常大小的Gephyrocapsa、大Gephyrocapsa和R.asanoi的丰度按每平方毫米个数计算，而Gephyrocapsasp.3和Helicosphaera sellii的丰度则分别按每8mm2gephyrocapsids（＞4μm）和helicoliths总数的百分数进行计算。建立在20个视野的形态类型的统计基础上的小Gephyrocapsa的丰度，则用每一视野中数量的平均数来表达。
根据Rio等[27]的图表，我们可以识别出三个生物带：大Gephyrocapsa带p.p.、小Gephyrocapsa带和Pseudoeniliania lacunosa带p·p·。
4.1 A段
小Gephyrocapsa/P.lacunosa带的界线定在这个剖面段的上部Gephyrocapsasp.3首次出现的地方，小Gephyrocapsa顶峰期的结束和正常大小的Gephyrocapsa的再现非常接近于这个带的界线。被覆盖的地层间隔（图4）恰好出现在这些生物事件之下，这或许提示小Gephyrocapsat和P.lacunosa带的界线应稍低一些。
图4 在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面中，主要微体化石标志属种的丰度型式
详见正文
小Gephyrocapsa带组合的特征是，正常大小的Gephyrocapsa丰度低、小Gephyrocapsa丰度高。而且，根据几个作者的研究[4，14，19]，在小Gephyrocapsa的地层分布范围内，R.asanoi出现了“底部顶峰期”和“顶部顶峰期”。由于对种的概念理解不同（在文献[20]中讨论），使得R.asanoi的分布可能有轻微的差别。正常大小的Gephyrocapsa的再现主要表现为sp.3的百分比由6%变化到83%。中等大小的Gephyrocapsa的再现似乎在同位素25期[4]和27期[24,23]或28～29期，反映了从低到中到高纬度的一个迁移事件。
对A段的大Gephyrocapsa和H.sellii的几块样品重新做了工作。
4.2 B段
我们对在A段、B段和B段以上采集的几个样品做了定量分析，证实了Gephyrocapsasp.3出现的不连续性；这与地中海地区这一标志性种的分布相一致[4]。在那个地区，同样的种消失在584ka[4]。在定量分析的基础上，我们发现在B段的底部Gephyrocapsasp.3的数量很少甚至消失，而在上段则变为丰富（图4）。蒙塔尔巴诺－伊奥尼科序列中，高的堆积速率和不确定的无机物的加入导致了Gephyrocapsasp.3分布的不连续性的扩大。这使我们对样品的丰度型式不能作出明确的说明，而且也不能直接与一些文献中可利用的定量数据作比较。为了对在B段中观察到的Gephyrocapsasp.3的“再现”的生物地层学意义进行评价，我们仍需做进一步的工作。
5 古群落和海平面变化
自从开始研究以来，我们通过在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面上化石组合的垂向分布，推断出了显著的海平面变化。几乎所有大化石都属于属种仍在扩展的、生活在上斜坡到内陆架的不同生物境的生物群落。我们选择了一些新鲜的露头并进行了详细的研究以识别出原始的底栖生物的古群落，即以往所称的生物群落（biocoenoses）（文献[21]的含义）——这里称为“组合（associations）”——它们与当代的生物群落[2]起着同样的生态作用。生态学的发展，使我们有可能获得随着时间推移主要环境参数首先是海水深度变化的可靠信息。
我们研究的记录可分为两个区间（图3）：以浅半深海化石群落为特征的下部（I）和以潮下古生物群落为特征的上部（ⅡA，ⅡB）——上部地层分布反映了五次（可能六次）海平面的波动。
5.1 区间Ⅰ
这个区间为含少量遗迹化石的纹层状和块状泥岩。遗迹化石主要为Chondrites。三个确认的相当于现代VP生物群落，并且表现了一个海洋变浅的趋势，即从约500m深到过渡带最后形成大陆架（图3）。而且，古群落成分、结构的变化，遗迹化石组合以及化石埋藏特征等因素反映了氧含量和土壤参数的变化[主要是海底的稠浓度（soupiness）]；另外，它们通过再悬浮的泥表现了大量的覆盖事件的发生。
5.2 区间Ⅱ
这一部分几乎被完整地测量过，而且每一米都取了样品，或者有可能的话，还可能研究得更详细些。所有的古群落与现代的、居住在潮下带的生物群落都可比较。在很多情况下，由于一些环境参数，如海洋生物分布、底部的粘结性、沉积速率、氧含量等的变化，使古群落好像发生了相互代替。
为了确定最可靠的变深变浅的旋回，我们选择了一些与深度有关的古群落进行研究[14]（图3）。每一旋回包括一定数量的次级旋回，这些次级旋回通过动物群落和埋藏特征的细微变化，表现了小尺度的海水深度变化。旋回可部分地被移居事件——可能被短期变化过程触发引起——所遮蔽，例如，水能的微许增加（仅能移动一个流动界面或最微小的物质）、搅动和泥质物大量沉积的幕次增加。
亚区间ⅡA是一含少量化石的泥质沉积，其特征是：松散的和紧密的化石堆积交替出现，形成了砾石滩[主要由pectinid壳和（或）蠕虫管组成]、层（主要为苔藓动物化石群）、块（Neopycnodonte或Ditrupa）和薄透镜体。从成因学的观点来看，层和块表现了内在的生物堆积，而砾石滩则主要是由于细小沉积物的移动而引起的沉积上的聚积。
在这个亚区间的底部（图3），沉积上的聚积（Hyatella，还有Glossus、Ditrupa、Paeudamussium是特征性组分）和很少的侵蚀面指示了水底能量呈幕式增加。埋藏特征和生态暗示了微小的位移和由泥质风暴沉积引起的迅速埋藏的骨骼的混合。海底位于靠近最大风暴浪底部。向上，两个古群落（Plagocardium-Turritella和Parvicardium-Abra）——相当于DC生物群落和VTC生物群落的一个浅部相——指示了相似的相对深度较浅的底部。每一旋回的最大深度由Brissopsis-Venus、Bathyarca-Abra和Thyasirids-Rissids古群落所记录。
亚区间ⅡB（图3）由含粉砂质泥和细砂交互出现的砂质粉砂岩组成。均匀分布的动物群化石通常比ⅡA中的多，但原生的生物堆积少。有很好的生物－沉积的混合堆积。这种混合堆积由低于风暴浪基面的底部短期进程所形成。Arctica-Cardiids（DC生物群落）和Neopycn-odonte-Nassarius古群落（DE生物群落）指示了海底由30～40m下降到100m左右的变深趋势。向上，一个SFBC组合（Arctica-Aequipecten古生物群落）标志了最小的深度，证明了海底变浅，向上抬升到10m的深度。最后的海进由大量的Brissopis的出现和Neopycnodonte块的存在所记录。
6 结论
在布拉达诺海槽陆上的最南部，有一个出露完好的连续的泥岩和泥质粉砂岩序列，厚约400m，在超微化石生物地层学和初步的磁性地层学研究的基础上，它被认为属于下更新统的上部和中更统的下部。
根据“界线层型指南”所需的要求，在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科复合剖面中两个潜在的下－中更新统界线的全球层型剖面和点（GSSP），都是可取的[12]；实际上，剖面是具有连续沉积的半深海沉积，其古地理和构造环境已众所周知。不仅露头很好，而且还有几个标志性层位出露（火山碎屑层）；它含有保存很好的各类动物群和植物群组合。岩性也适合进行同位素年代地质和详细的磁性地层学工作。
第一个潜在的界线位于A段（图3）靠近贾洛米洛亚年代亚带（990ka）[29]的顶部，接近小Gephyrocapsa带和Pseudoemilianialacunosa带界线，并能与同位素25期进行对比[4]。在Jaramillo年代亚带的顶上，存在一个覆盖区间，它应低于小Gephyrocapsa带的顶。为了在蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面内精确确定生物地层带的界线位置，对这一覆盖区间更详细的野外工作正在进行。第二个为下－中更新统GSSP建议的位置，位于B段（图5），靠近松山期－布容期的界线（720ka）[29]。
整个蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面沉积在1.24Ma[24]（相当于大Gephyrocapsa的LAD）与不小于600ka（由于在剖面顶部Gephyrocapsasp.3的存在）之间。它可能是一个三级旋回中的海退部分。一个相应的构造脉动似乎是海水总体变浅的主要原因，正脉动与地球动力系统变化的密切关系说明了在布拉达诺海槽演化[5]中填充期的开始。
四级旋回由构造性海平面变化引起。在两个识别出的旋回间的界线可能与“冰期”的更新世之前，即同位素25期之前的最后一次热事件有关。
5次或6次在940ka和约600ka之间的五级旋回似乎与一个海平面升降控制的旋回有关，与一个已知的中更新统旋回性非常吻合。每一个旋回的相似的时间跨度显示了可能存在的天文关系。
由于盆地周围陆地的剥蚀作用、高频率的风暴对再次悬浮的泥质的搬运作用和海底微弱的剥蚀作用，引发了高沉积速率事件，使蒙塔尔巴诺－伊奥尼科剖面有一个很高的堆积平均速度，导致了它有一个大的沉积厚度。
图5 蒙塔尔巴诺－伊奥尼科西部劣地露头
包括Ideale剖面（图2）；V3和V4是两个主要的火山碎屑标志层；b指示了Motuyama-Brunhes期反转地点
致谢 我们非常感激M.B.Cita给我们的建议和鼓励，以及D.Castradori和J.Remane给我们的中肯的评论和启发。非常感谢我们年青的同事P.Maiorano、R.Sarra和D.Soldani对我们在野外和实验室中的帮助。也非常感谢Region Basilicata和Comune di MontalbanoJonico分别提供给我们的经济和设备的帮助。
（王涛译，聂浩刚校）
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