西班牙坎塔布里亚东部海岸非人为残余海滩岩与海岸风成岩的成因机制及环境指示意义

本研究针对高纬度地区罕见的海滩岩(beachrock)与风成岩(eolianite)形成机制，通过δ13C/δ18O同位素分析和14C测年技术，揭示西班牙坎塔布里亚东部海岸碳酸盐胶结作用的微生物触发机制及混合水成岩环境，为理解冷温带海岸带成岩过程提供关键案例。

　　

在碧波荡漾的比斯开湾南岸，西班牙坎塔布里亚东部海岸隐藏着地质学家的未解之谜——为何在这片高纬度、冷海水环境中会形成典型热带地区才常见的海滩岩？更令人困惑的是，这些距今8760至2740年前的岩化斑块竟与现代潮间带处于同一高度，而相邻未胶结沙滩的年龄却相差近8倍。这些谜团背后，暗含着对全球海岸带成岩过程认知的重要突破。

由巴斯克政府研究小组IT1485-22资助的研究团队，在《Sedimentary Geology》发表的研究中，选取Noja、Somo和Sonabia三处关键剖面，首次系统揭示了非人为海滩岩与风成岩的多期次胶结机制。通过薄片显微分析结合Alizarin Red S染色技术，研究人员发现前滨下部与上部-后滨的胶结类型存在显著差异。δ¹³C和δ¹⁸O同位素数据指向海陆混合水环境，而Coccus型细菌的普遍存在证实微生物活动是胶结作用的初始触发器。¹⁴C测年则颠覆了传统认知，显示胶结事件并非单一时期形成。

关键方法
研究采用染色薄片显微术分析胶结序列，通过同位素比值质谱(IRMS)测定δ¹³C/δ¹⁸O值，利用加速器质谱(AMS)进行¹⁴C测年，并结合环境水样的DIC（溶解无机碳）同位素分析。样本来自Noja抬升潮坪(XI级)及Somo、Sonabia潮间带的原生胶结砂体。

Noja平台
该区更新世-全新世形成的12级海岸平台中，XI级平台（海拔4-7米）发育典型风成岩。显微分析揭示其胶结序列包含低镁方解石(LMC)与文石交替层，δ¹⁸O值(-4.5‰至-2.1‰)指示大气水主导的成岩环境。

讨论
研究提出"三阶段成岩模型"：1) 潮下带细菌介导初始胶结；2) 混合水带形成重力胶结；3) 大气水环境完成最终岩化。与邻近人为海滩岩（如含冶金渣的Gorrondatxe剖面）相比，天然样本的δ¹³C值(-8.2‰至-5.3‰)显著偏负，证实陆源有机碳的关键作用。

结论
该研究证实高纬度海岸带可通过微生物-混合水协同作用形成稳定胶结，其多期次特征反映海平面波动历史。保存脆弱的胶结斑块记录着全新世中期以来8.7-2.7ka的关键气候事件，为重建伊比利亚北部古环境提供"地质罗盘"。成果对预测海岸带碳封存潜力及保护濒危地质遗产具有双重意义。