约旦北部Wadi Umm Ghudran地层中的坎帕尼亚钙质纳米化石及其与巨型磷灰石矿床的关联

《Journal of African Earth Sciences》：Campanian calcareous nannofossils of Wadi Umm Ghudran Formation, North of Jordan, and their link to giant phosphorite deposits

　　钙质纳模化石生物地层学及古环境重建揭示约旦北部坎潘阶Wadi Umm Ghudran Formation沉积序列的生物标志与气候生产力演变，发现三个低温期对应高营养输入环境，并建立磷酸盐沉积的关联。

　　在研究了约旦北部乌姆·古德兰（Umm Ghudran）组白垩纪坎帕阶（Campanian）石灰岩中的钙质超微化石组合后，科学家们发现这些化石不仅对确定地层年代具有重要意义，还能够揭示当时的古环境条件。通过对80个样本的系统分析，研究人员发现这些组合具有高度的多样性，其中某些特定的物种如Watznaueria spp.和Arkhangelskiella spp.表现出良好的保存状态，这为古环境的重建提供了可靠的依据。这些钙质超微化石组合被归入UC14d和UC15b生物带，标志着该区域在坎帕阶期间经历了重要的地质和环境变化。

研究区域位于约旦北部，该地区在白垩纪时期属于新特提斯洋（Neo-Tethys Ocean）南部大陆架的一部分。这一时期的海洋环境以广泛的碳酸盐沉积为主，特别是在沉积盆地中。随着阿拉伯板块与欧亚板块的碰撞，上白垩纪至下始新世的贝尔卡组（Belqa Group）被广泛沉积在约旦的北部和中部地区，其中乌姆·古德兰组便是该组的重要组成部分。该组主要由石灰岩组成，其上部覆盖着硅化石灰岩序列，而下部则与桑顿阶（Santonian）石灰岩不整合接触。这种地质结构为研究该区域的古环境和古气候提供了良好的背景。

钙质超微化石作为微体古生物的重要组成部分，能够反映海洋环境的变化。它们的分布和丰度可以用来指示海表温度和营养盐的供给情况，从而帮助科学家重建当时的海洋生态系统。在乌姆·古德兰组中，研究人员发现钙质超微化石组合具有显著的多样性，其中某些冷水物种如Arkhangelskiella confusa、Eiffellithus turriseiffelii和Zeugrhabdotus erectus的丰度较高，这表明在该时期可能经历了较为寒冷的气候条件。同时，这些冷水物种的分布还与高营养盐环境密切相关，某些高营养盐物种的出现可能与当时海洋生产力的增强有关。

在坎帕阶期间，新特提斯洋经历了显著的气候变化。根据研究，这一时期最热的阶段出现在最晚的森诺曼阶至最早托恩阶之间，随后海水温度逐渐下降，特别是在中坎帕阶期间，出现了明显的降温趋势。到了马斯特里赫特阶早期，这种降温现象达到顶峰，形成了一个强烈的冷却事件。这一气候变化模式不仅影响了海洋生态系统，还对沉积环境产生了深远的影响。通过研究钙质超微化石组合，科学家们能够更准确地识别这些气候和环境变化的特征，并进一步探讨它们之间的相互关系。

钙质超微化石的丰度和多样性变化可以作为古环境变化的指示器。在乌姆·古德兰组的研究中，研究人员发现钙质超微化石的丰度在不同样本之间存在显著波动，某些物种的丰度在向下沉积的过程中增加，而另一些则减少。这种变化可能反映了当时的海洋生产力和营养盐供给的变化。例如，某些高营养盐物种的出现可能与海洋生产力的提高有关，而冷水物种的丰度增加则可能表明海水温度的下降。通过分析这些变化，研究人员能够重建坎帕阶期间的海洋环境条件，并进一步探讨这些条件如何影响钙质超微化石的分布和丰度。

此外，研究还发现乌姆·古德兰组的下部在约旦北部地区经历了侵蚀作用，这可能是由于当时海洋环境的变化所导致的。这种侵蚀作用使得该区域的钙质超微化石组合缺乏UC14生物带的底部特征，从而为研究该时期的生物地层学提供了新的视角。通过对这些组合的详细分析，研究人员能够更好地理解新特提斯洋在坎帕阶期间的沉积环境和生物演化过程。

在方法上，研究采用了系统化的钙质超微化石分析方法。通过对80个样本的处理，研究人员制备了80张薄片，并在每张薄片上记录了不同物种的数量和分布情况。这些样本通过偏光显微镜进行观察，并使用1500倍放大倍率的相机进行记录。每个样本在20个视野范围内进行了钙质超微化石的统计和分类，从而获得了较为精确的生物地层数据。这种方法不仅提高了研究的准确性，还为后续的古环境重建提供了坚实的基础。

研究结果表明，乌姆·古德兰组的钙质超微化石组合不仅能够帮助确定该区域的地层年代，还能够揭示当时的海洋环境变化。通过对这些组合的分析，研究人员发现该区域在坎帕阶期间经历了从温暖到寒冷的气候转变，并且这种转变与海洋生产力的变化密切相关。同时，这些组合还能够反映海洋营养盐供给的变化，为理解当时的海洋生态系统提供了重要的线索。

此外，研究还强调了钙质超微化石在生物地层学中的重要性。由于钙质超微化石对成岩作用（diagenesis）极为敏感，因此在沉积过程中可能会受到溶解和蚀刻等过程的影响。这种影响可能导致某些物种的消失或减少，从而对生物地层的识别造成困难。然而，通过系统的样本分析和对比，研究人员能够克服这些挑战，并建立较为准确的生物地层框架。

总的来说，乌姆·古德兰组的钙质超微化石研究不仅为约旦北部地区的地质历史提供了新的认识，还为理解新特提斯洋在坎帕阶期间的古环境和古气候变化提供了重要的依据。这些研究结果有助于揭示该时期海洋生态系统的变化，并进一步探讨这些变化对全球古环境的影响。通过分析钙质超微化石的分布和丰度，研究人员能够更全面地理解坎帕阶期间的海洋环境特征，并为未来的地质和古环境研究提供参考。