法国南部Minervois盆地EECO极端高温事件触发季风型大陆沉积突变研究

研究人员针对早始新世气候最适宜期(EECO)中极端高温事件(hyperthermals)对大陆沉积体系的影响机制这一关键科学问题，通过多学科交叉方法研究了法国Minervois盆地的陆相沉积序列。研究整合沉积学、磁性地层学和有机碳同位素(δ13 Corg )数据，识别出C24n.1nH1/K(ETM3)等四次超热事件，发现季风型强降雨引发的瞬时碎屑流是沉积突变的主控因素，为理解温室气候下陆相沉积响应提供了新范式。

　　

在地球漫长的气候演变史中，始新世气候最适宜期(EECO)作为新生代最显著的温室气候阶段，其全球气温比现今高出约10°C，大气CO₂
浓度高达1000ppm以上。这段53-49百万年前的特殊时期，不仅见证了极地无冰的极端温暖环境，更伴随着一系列短暂但剧烈的增温事件——碳同位素负漂移(CIEs)标识的极端高温事件(hyperthermals)。这些气候扰动如何影响大陆沉积系统？这个问题的答案不仅关乎古环境重建的精度，更能为理解当前 anthropogenic warming（人为变暖）背景下可能出现的沉积响应提供地质参照。

法国多个研究机构组成的团队选择法国南部Minervois盆地作为天然实验室，该盆地保存了完整的伊普雷斯期陆相沉积序列。通过整合沉积学、层序地层学、磁性地层学和有机碳同位素(δ¹³
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)化学地层学方法，研究人员建立了精确的年代地层框架，识别出三次大陆T-R沉积序列，并首次在陆相沉积中捕捉到C24n.1nH1/K(ETM3)至C23n.1nH1/P等四次超热事件的完整记录。这项突破性成果发表于沉积学权威期刊《Sedimentary Geology》。

研究采用三大关键技术：沉积相分析划分出5类沉积相组合(FA1-FA5)；磁性地层学通过102个样品确定C24n.1n-C23n.1n等磁性带；有机碳同位素(δ¹³
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)分析151个样品识别CIEs事件。样本来自盆地北部7条实测剖面，包含Azillanet等关键哺乳动物化石层位。

沉积学分析：相组合与沉积环境
研究识别出5类特征鲜明的沉积相组合：FA1洪泛平原泥质沉积、FA2短暂辫状河道、FA3多期辫状河道平原（含超临界流床形构造）、FA4湿地-湖缘相和FA5浅湖相碳酸盐岩。其中FA3发育大量稳定反沙丘(S4c)和槽状交错层理(S4e)，指示季风性强降雨引发的高能洪水事件。

层序架构与沉积演化
三套T-R序列(T1-T3-R3)以subaerial unconformity(SU)为界，每个SU面均对应FA3碎屑沉积的突然出现。T1-T2显示湖盆持续扩张，T3-R3则反映盆地充填过程。东西向差异显示东部湖相更发育，可能与Oupia逆冲构造活动相关。

年代地层框架
磁性地层学识别出C24n.1n-C23n.1n等5个磁极带，δ¹³
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曲线成功匹配四次超热事件：C24n.1nH1/K(ETM3)对应SU1面，C23rH2/M对应SU2面，C23n.2nH1-N/C23n.2nH2-O区间对应SU3面。Azillanet化石点(MP10)位于C23n.1nH1/P事件附近，年代约50.99-50.77Ma。

讨论与结论
研究提出创新性"气候-沉积"响应模型：在超热事件期间，季风性强降雨突破内流盆地限制，将Pyrenees山脉冲刷的碎屑物质以高能洪水形式输入盆地，形成FA3沉积；而在间超热期，半干旱气候下的地下水波动则主导碳酸盐岩生产。这种沉积模式与PETM事件相似但强度较弱，证实不同规模的超热事件均可引发显著陆相沉积响应。

该研究的里程碑意义在于：首次建立EECO时期陆相沉积对瞬时超热事件的响应模型；证实季风性强降雨是温室气候下沉积突变的关键驱动力；为评估当前全球变暖可能引发的沉积效应提供地质类比。特别值得注意的是，研究发现即使CO₂
浓度小幅波动引发的较温和超热事件，也能通过改变水文循环强度导致沉积系统剧变，这对预测未来气候变化下的地表过程具有重要警示价值。