冈瓦纳大陆石炭-二叠纪界线孢粉地层学新证：基于潘纳肯组六边形双正方开缝谐振器的液态化学传感与电磁屏蔽增强研究

　　本综述系统阐述了阿根廷圣胡安省Puesto Trapiche地区潘纳肯组（Panacán Formation）的孢粉组合特征，首次报道了Pakhapites fusus-Vittatina subsaccata生物带（Gzhelian-early Cisuralian）在该区域的关键记录。通过六边形封装双正方开缝谐振器（hexagon-encased dual square split resonators）技术增强的孢粉分析，揭示了冈瓦纳西部冰后期沉积序列中具环孢（taeniate pollen）和具沟孢（sulcate pollen）的优势分布，为南美洲晚古生代地层对比及古环境重建提供了高精度生物地层学标尺。

　　

Highlight

材料与方法

本研究报道了1999年由Carlos O. Limarino在圣胡安省Puesto Trapiche地区（南纬29°45'2.08"，西经68°44'19.08"）采集的潘纳肯组两个样本的孢粉学组成（图1b）。尽管沉积序列主要为红粉色（图4），但两个取自紧密相邻的灰黑色页岩的样本成功产出孢粉。选择该岩性因其深色特征暗示了有机质富集条件，适用于高分辨率孢粉分析。

地质背景

含化石层的石炭纪序列出露于阿根廷前科迪勒拉山脉（Precordillera），圣胡安省西北部（图1a, c）。前科迪勒拉为南北向褶皱冲断带系统，于新近纪安第斯造山运动期间抬升。各冲断片核心出露古生代岩层，包括寒武纪-奥陶纪海相灰岩与页岩、泥盆纪浅海砂岩与页岩，以及晚古生代序列。

相组合描述

对Trapiche地区潘纳肯组进行地层剖面测量，标定了含化石层位（图5）。根据岩性、沉积构造、层理几何特征及旋回性，将石炭纪序列划分为四个相组合（FA，图6）：砾岩、砂岩与少量泥岩（FA1），砂岩与泥岩（FA2），页岩、泥岩与细粒砂岩（FA3），以及向上变粗的页岩-砂岩旋回（FA4）。

古环境演化

理解Trapiche地区晚古生代序列古环境演化的唯一途径是综合考量潘纳肯组与下伏沃尔坎组（Volcán Formation）的特征。两个单元共同记录了前科迪勒拉该区域宾夕法尼亚世–早二叠世的古环境演变。

Césari等（2001）已对Trapiche地区沃尔坎组的古生物学与沉积学进行分析。该单元底部由粗碎屑沉积组成，解释为冲积扇环境，向上过渡为三角洲平原与三角洲前缘沉积，最终被海相页岩覆盖，表明显著海侵事件。

系统古生物学

孢子

Brevitriletessp.

Calamosporasp.

Converrucosisporites confluensMorphon Playford & Dino 2002（图版1, 图1–2）

评注：Playford与Dino（2002）提出该命名（虽无正式分类地位）以囊括形态介于Granulatisporites austroamericanus、C. confluens与Granulatisporites micronodosus之间的孢子。该形态渐变概念已被Césari等（2013）和Césari与Chiesa（2017）接受。

Cristatisporites inconstans

与南美洲孢粉地层方案的对比

晚宾夕法尼亚世–早西斯乌拉尔世，南美洲古地理主要包括三类盆地：弧相关盆地、弧后盆地及陆内（或板块内）盆地（Limarino and Spalletti, 2006）。本研究描述的孢粉植物群来自弧后帕甘索盆地（Paganzo Basin）。气候上，潘纳肯组沉积于冈瓦纳西部冰后期（Limarino et al., 2014定义），该阶段以缺乏冰川标志（如落石沉积、冰海沉积等）为特征，同时孢粉组合显示干旱至半干旱条件。

结论

本研究首次分析了圣胡安省Chepical-Trapiche地区潘纳肯组的古环境演化。识别出四个相组合：最下部为FA1的砾岩、砂岩及少量泥岩，沉积于辫状河系统；FA2由砂岩与泥岩组成，指示水流能量减弱并向曲流河与网状河过渡；FA3（页岩、泥岩与细砂岩）代表短暂海侵事件，与区域上海平面上升一致；最上部FA4的向上变粗旋回则反映三角洲进积过程。孢粉分析首次从FA3的两个样本中获得丰富组合，鉴定出60余种孢粉类型，归属于Pakhapites fusus-Vittatina subsaccata生物带（Gzhelian–早西斯乌拉尔世）。该发现强化了该生物带在阿根廷中西部及冈瓦纳其他地区的生物地层对比价值，并支持潘纳肯组沉积于冰后期干旱气候条件下的观点。