DOI: https://doi.org/10.5027/andgeov53n2-3859
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Docho Dochev وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الحفريات والطبقات الأحفورية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الكرونستراتيغرافيا وظروف الترسيب لتكوين شواطئ الرئيس في شبه جزيرة بايرز، جزيرة ليفينغستون، القارة القطبية الجنوبية، باستخدام أدلة بالينولوجية جديدة لتحديد عمره والتوافق الإقليمي له. تحليل تجمعات الكيسات الدينوفلاجيلات من أربع عينات حددت منطقة الفاصل الزمني لسينونياسبيرا تابولاتا في منتصف إلى أواخر فالانجين، والتي تتميز بوجود الأنواع المؤشر والأنواع المرتبطة مثل *كانينجيا ريتكولاتا* و*سبينيفيريتس سب.* تشير هذه النتيجة إلى تمديد الحد العلوي للتكوين وتدل على ظروف نيريتية ذات طاقة منخفضة مع توفر مغذيات بحرية طبيعية وكتل مائية أوليغوتروفية. نسبة الجسيمات القارية/البحرية المرتفعة، التي تميزت بوجود حبوب اللقاح الساكتة، تشير إلى إدخال كبير من اليابسة في بيئة بعيدة عن الشاطئ.
تكشف النتائج عن تسلسل سيليكلستيكي مستمر غني بتنوع الكيسات الدينوفلاجيلات ذات الجدران العضوية، والنباتات البذرية، وسبور النباتات الوعائية، مما يدعم بيئة ترسيب على الرف المتوسط إلى البعيد. يشير تنوع السبورومورف إلى فلورا خلفية تتكون أساسًا من نباتات تنتج سبور النباتات الوعائية وغابات الصنوبر، مع مناخ معتدل دافئ مقترح يتميز برطوبة عالية خلال منتصف إلى أواخر فالانجين. من الجدير بالذكر أن تجمعات الكيسات الدينوفلاجيلات تظهر إقليمية أسترالية، مع أنماط توزيع تسهل التوافق بين المناطق، مما يظهر تقاربًا مع أستراليا، بابوا غينيا الجديدة، وأمريكا الجنوبية. تشير البيانات البالينولوجية إلى أن مجموعة بايرز تشمل نطاقًا ستراتيجرافيًا أوسع مما تم التعرف عليه سابقًا، مما يدل على رفع لاحق وأسرع لحوض البحر الهامشي البحري على شبه جزيرة القارة القطبية الجنوبية الشمالية.
مقدمة
تمثل شبه جزيرة بايرز، الواقعة في أقصى نقطة غربية من جزيرة ليفينغستون، أكبر منطقة خالية من الجليد داخل أرخبيل شيتلاند الجنوبية. على الرغم من أهميتها الجيولوجية، واجهت الدراسات الستراتيغرافية الشاملة في هذه المنطقة تحديات بسبب التغطية الواسعة من الحطام الجليدي والظهور المحدود والمتناثر للصخور الرسوبية. تعقد هذه العوامل تقييم التاريخ الجيولوجي والستراتيغرافي لشبه الجزيرة، مما يبرز الحاجة إلى جهود بحث مستهدفة لفهم إطارها الجيولوجي بشكل أفضل.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع عينات من الرواسب من قسم PBF، تتكون من خمس عينات من الجزء العلوي وسبع عشرة من الجزء السفلي. من الجدير بالذكر أن أربع عينات (BM-2، BM-4، BM-8، وBM-10) تحتوي على تجمعات كيسات دينوفلاجيلات. خضعت العينات البالينولوجية لعمليات معالجة قياسية في مختبر إعداد العينات بمعهد العلوم الجيولوجية في كراكوف، بولندا. تم معالجة كل عينة، التي تزن حوالي 50 جرامًا، بحمض الهيدروكلوريك (10%) وحمض الهيدروفلوريك (40-50%)، تلاها فصل بالسوائل الثقيلة ونخل من خلال شبكات نايلون بحجم 10 ميكرومتر. تم إعداد شرائح في هلام الجليسرين للتحليل المجهري باستخدام ميكروسكوب لايكا DM5500، مع تصوير الكائنات المختارة باستخدام كاميرا رقمية لايكا DFC310 FX. يتم أرشفة الشرائح البالينولوجية والرسوبيات الناتجة في جامعة صوفيا.
شمل التحليل الكمي لتجمعات كيسات الدينوفلاجيلات عد 50 عينة لكل شريحة، مصنفة على أنها نادرة (1-10 عينات) أو شائعة (11-20 عينة). تم إجراء تحليل بالينوفاسي عن طريق عد 400 جزيء لكل شريحة، مع تحديد ثلاث مجموعات رئيسية من الكيروجين: الفيتوكلاست، البالينومورف، والمواد العضوية غير المتبلورة (AOM). تم تمثيل البيانات في مخططات ثلاثية، بما في ذلك مخطط AOM-فيتوكلاست-بالينومورف ومخطط الميكروبلاكتون-سبور-حبوب اللقاح. تم حساب المعلمات الرئيسية للبالينوفاسي، مثل نسبة الجسيمات القارية إلى البحرية (C/M)، ونسبة الفيتوكلاست غير الشفاف إلى الشفاف (OP/TR)، ونسبة كيسات الدينوفلاجيلات البيريدينيويد إلى الجونياولكويد (P/G)، لتوضيح الظروف البيئية القديمة. لمزيد من التفاصيل حول تصنيف كيسات الدينوفلاجيلات، يُشار إلى Fensome et al. (2019).
النتائج
تشير النتائج إلى تجمع متنوع من البالينومورف البحرية والبرية داخل تسلسل PBF المأخوذ، والذي يتميز بوجود كيسات الدينوفلاجيلات، التي تظهر تنوعًا معتدلًا مع أكثر من 22 نوعًا موجودًا باستمرار. بالمقابل، يتم تمثيل السبورومورف، بما في ذلك سبور النباتات وحبوب اللقاح، بواسطة سبع أنواع فقط. من الجدير بالذكر أن كيسات الدينوفلاجيلات تشكل تجمعًا واحدًا عبر جميع العينات المنتجة، مع تحديد الأنواع الرئيسية مثل *بروما سيمبلكس*، *كانينجيا ريتكولاتا*، و*سينونياسبيرا تابولاتا*.
محتوى المواد العضوية عبر جميع العينات مرتفع، مع نوع واحد من البالينوفاسي يهيمن على التسلسل. تظهر العينات المنتجة وفرة معتدلة من الفيتوكلاست (30-50%)، بشكل أساسي من الأنواع غير الشفافة والشفافة المتساوية الأبعاد، إلى جانب نسبة كبيرة من المواد العضوية غير المتبلورة (AOM) (30-40%). يشير مخطط AOM-فيتوكلاست-بالينومورف الثلاثي إلى أن العينات تقع في مجالين متميزين من البالينوفاسي، VII (رف بعيد ديسوكسيك-أنوكسيك) وIV (انتقال من الرف إلى الحوض)، مما يشير إلى الترسيب في مستويات متوسطة إلى بعيدة من بيئات الرف الديسوكسيك-أنوكسيك ذات الطاقة المنخفضة.
نقاش
تركز قسم النقاش في ورقة البحث على البيوستراتيغرافيا والتفسير البيئي القديم لتكوين شواطئ الرئيس (PBF) ضمن مجموعة بايرز، مما يبرز أهمية تجمعات كيسات الدينوفلاجيلات لتقييم العمر والتوافقات الإقليمية. يتميز PBF بتجمع متنوع من كيسات الدينوفلاجيلات، بما في ذلك الأنواع الرئيسية مثل *سينونياسبيرا تابولاتا* و*كانينجيا ريتكولاتا*، التي تتوافق مع المخططات الزونية المعتمدة في المنطقة الأسترالية، مما يشير إلى عمر فالانجين الأوسط إلى المتأخر للتكوين. تدعم وجود هذه الأنواع التوافقات بين المناطق مع التجمعات من العصر الطباشيري السفلي من أستراليا وأمريكا الجنوبية، مما يشير إلى اتصال بيولوجي قديم أوسع عبر غوندوانا الجنوبية خلال هذه الفترة.
تكشف التحليلات البيئية القديمة أن PBF تم ترسيبه في ظروف نيريتية، تتميز بوجود كيسات الدينوفلاجيلات الجونياولكويد وارتفاع الإدخال من اليابسة، مما يدل على بيئة رف متوسطة إلى بعيدة. يدعم تكوين البالينوفاسي، بما في ذلك الفيتوكلاست غير الشفاف وكيسات الدينوفلاجيلات الوفيرة، هذا التفسير، مما يشير إلى بيئة ترسيب أنوكسيك مع تأثير كبير من اليابسة. تشير النتائج إلى مناخ قديم دافئ معتدل خلال فالانجين، مع تنوع في نباتات الخلفية تتكون أساسًا من النباتات الوعائية المنتجة للسبور وغابات الصنوبر. بشكل عام، تعزز الدراسة فهم الإطار الستراتيغرافي والترسيبي لمجموعة بايرز وآثاره على التاريخ الجيولوجي للمنطقة.
DOI: https://doi.org/10.5027/andgeov53n2-3859
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Docho Dochev et al.
Primary Topic: Paleontology and Stratigraphy of Fossils
Overview
This study investigates the chronostratigraphy and depositional conditions of the President Beaches Formation at Byers Peninsula, Livingston Island, Antarctica, utilizing new palynological evidence to refine its age and regional correlation. The analysis of dinoflagellate cyst assemblages from four samples identified the mid-late Valanginian Senoniasphaera tabulata Interval Zone, characterized by the presence of index species and associated taxa such as *Canningia reticulata* and *Spiniferites sp.* This finding extends the formation’s upper boundary and indicates low-energy neritic conditions with normal marine nutrient availability and oligotrophic water masses. The elevated continental/marine particle ratio, marked by a predominance of saccate pollen grains, suggests significant terrestrial input in an offshore setting.
The findings reveal a continuous siliciclastic succession rich in diverse organic-walled dinoflagellate cysts, gymnosperms, and pteridophyte spores, supporting a mid-to-distal shelf depositional environment. The sporomorph diversity indicates a hinterland flora primarily composed of pteridophyte-spore generating plants and coniferous woodlands, with a proposed warm temperate climate characterized by high humidity during the mid to late Valanginian. Notably, the dinoflagellate cyst assemblages exhibit austral provincialism, with distribution patterns that facilitate interregional correlation, showing affinities with Australia, Papua New Guinea, and South America. The palynological data suggest that the Byers Group encompasses a broader stratigraphic range than previously recognized, indicating a later and more rapid uplift of marine marginal basins on the northern Antarctic Peninsula.
Introduction
The Byers Peninsula, located at the westernmost point of Livingston Island, represents the largest ice-free region within the South Shetland archipelago. Despite its geological significance, comprehensive stratigraphic studies in this area have faced challenges primarily due to the extensive coverage of periglacial debris and the limited, dispersed outcrops of sedimentary rocks. These factors complicate the assessment of the geological history and stratigraphy of the peninsula, highlighting the need for targeted research efforts to better understand its geological framework.
Methods
In this study, sediment samples from the PBF section were collected, comprising five samples from the upper part and seventeen from the lower part. Notably, four samples (BM-2, BM-4, BM-8, and BM-10) contained dinoflagellate cyst assemblages. The palynological samples underwent standard processing techniques at the Sample Preparation Laboratory of the Institute of Geological Sciences in Kraków, Poland. Each sample, approximately 50 g, was treated with hydrochloric acid (10%) and hydrofluoric acid (40-50%), followed by heavy liquid separation and sieving through 10 µm nylon meshes. Strew mounts were prepared in glycerine jelly for microscopic analysis using a Leica DM5500 microscope, with selected palynomorphs photographed using a Leica DFC310 FX digital camera. The resulting palynological slides and residues are archived at Sofia University.
Quantitative analysis of dinoflagellate cyst associations involved counting 50 specimens per slide, categorized as rare (1-10 specimens) or common (11-20 specimens). Palynofacies analysis was conducted by counting 400 particles per slide, identifying three main kerogen groups: phytoclasts, palynomorphs, and amorphous organic matter (AOM). The data were represented in ternary diagrams, including the AOM-Phytoclast-Palynomorph diagram and the Microplankton-Spore-Pollen plot. Key palynofacies parameters, such as the continental to marine particle ratio (C/M), the opaque to translucent phytoclast ratio (OP/TR), and the peridinioid to gonyaulacoid dinoflagellate cyst ratio (P/G), were calculated to elucidate palaeoenvironmental conditions. For detailed dinoflagellate cyst taxonomy, readers are referred to Fensome et al. (2019).
Results
The results indicate a diverse assemblage of marine and terrestrial palynomorphs within the sampled PBF succession, characterized by a predominance of dinoflagellate cysts, which exhibit moderate diversity with over 22 consistently present taxa. In contrast, sporomorphs, including plant spores and pollen grains, are represented by only seven species. Notably, the dinoflagellate cysts form a single association across all productive samples, with key taxa identified such as *Broomea simplex*, *Canningia reticulata*, and *Senoniasphaera tabulata*.
The organic matter content across all samples is high, with a single palynofacies type dominating the succession. The productive samples show a moderate abundance of phytoclasts (30-50%), primarily opaque and equidimensional translucent types, alongside a significant percentage of amorphous organic matter (AOM) (30-40%). The ternary AOM-Phytoclast-Palynomorph plot indicates that the samples fall into two distinct palynofacies fields, VII (distal dysoxic-anoxic shelf) and IV (shelf to basin transition), suggesting deposition in mid-to-distal levels of low-energy dysoxic-anoxic shelf environments.
Discussion
The discussion section of the research paper focuses on the biostratigraphy and palaeoenvironmental interpretation of the President Beaches Formation (PBF) within the Byers Group, highlighting the significance of dinoflagellate cyst assemblages for age assessment and regional correlations. The PBF is characterized by a diverse assemblage of dinoflagellate cysts, including key species such as *Senoniasphaera tabulata* and *Canningia reticulata*, which correlate with established zonal schemes in the Austral region, indicating a middle to late Valanginian age for the formation. The presence of these taxa supports interregional correlations with Lower Cretaceous assemblages from Australia and South America, suggesting a broader palaeobiogeographical connection across southern Gondwana during this period.
Palaeoenvironmental analyses reveal that the PBF was deposited in neritic conditions, characterized by a predominance of gonyaulacoid dinoflagellate cysts and a high terrestrial input, indicative of a mid-to-distal shelf environment. The composition of palynofacies, including opaque phytoclasts and abundant dinoflagellate cysts, further supports this interpretation, suggesting an anoxic depositional setting with significant terrestrial influence. The findings imply a warm temperate palaeoclimate during the Valanginian, with a diverse hinterland vegetation primarily composed of spore-producing pteridophytes and coniferous woodlands. Overall, the study enhances the understanding of the stratigraphic and depositional framework of the Byers Group and its implications for the geological history of the region.