综述:现代热带礁和碳酸盐台地沉积物分布与相带再探:全球视角

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Sedimentary Geology 2.7

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  这篇综述系统回顾了886个热带礁和碳酸盐台地表层沉积物样本,通过定量统计揭示了全球12种沉积环境中颗粒组成、结构及矿物学特征。研究发现珊瑚骨架、钙藻(红藻、仙掌藻Halimeda)、软体动物壳及非骨骼颗粒(主要为球粒peloids)是主要组分,提出非骨骼颗粒富集与高碳酸盐饱和度(Ωarag)显著相关,并挑战了传统水深-沉积能量模型。δ13C和δ18O同位素分析进一步揭示了区域水文控制机制。

  

现代热带礁和碳酸盐台地沉积体系研究取得重要突破。通过对大西洋西部、印度洋和太平洋886个表层沉积样本的整合分析,揭示了珊瑚骨架、钙藻(红藻、仙掌藻Halimeda)、软体动物壳及非骨骼颗粒(主要为球粒peloids)的全球分布规律。

1. 引言
自Thorp(1935)开创性研究以来,佛罗里达-巴哈马地区成为碳酸盐沉积学的天然实验室。新研究通过GPS采样和多元统计,挑战了传统水深-相带关联理论,发现沉积纹理与水深相关性微弱(r2=0.190)。

2. 材料与方法
样本涵盖12种环境:前礁、礁缘、沙裙、浅潟湖等。采用125μm筛分薄片点计法,结合X射线衍射(XRD)和稳定同位素(δ13C/δ18O)分析。聚类分析界定出14种相带,包括石英质泥灰岩、珊瑚颗粒岩等。

3. 结果
珊瑚(15.5±0.67%)和软体动物(16.6±0.51%)占比最高。非骨骼颗粒在巴哈马台地占比达56.7±1.60%,其形成需满足:高碳酸盐饱和度(Ωarag>4.5)、低骨骼生产率和沉积速率。稳定同位素显示:波斯湾和鲨鱼湾样本因高盐度呈现最高δ18O(+3‰),而大西洋非骨骼相带δ13C达+6‰,可能与光合作用导致的13C富集有关。

4. 讨论
相带分布呈现明显空间规律:礁缘以珊瑚-藻颗粒岩为主,台地内部多见仙掌藻富集相(最高达90%)。值得注意的是,马尔代夫环礁深潟湖(>20m)仍发育大量仙掌藻,推翻光照限制假说。碳酸盐泥来源争议中,生物成因(含针状文石和颗石藻)占主导,仅巴哈马可能以化学沉淀为主。

5. 结论
研究建立了现代碳酸盐沉积的全球模式:非骨骼颗粒富集区(大西洋、南太平洋)与高Ωarag区域高度吻合;δ18O主要受盐度控制,而δ13C与非骨骼颗粒丰度正相关。该成果为古环境重建提供了新标尺,特别是指示古代碳酸盐台地的水文条件。

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