沙特阿拉伯阿拉伯高原南部特提斯海晚阿尔比期/森诺曼期沉积物的沉积学特征与古环境变化

《Journal of African Earth Sciences》：Sedimentology and paleoenvironmental variations of the Late Albian/Cenomanian deposits of the Southern Tethys (Arabian Platform, Saudi Arabia)

本研究系统分析沙特拉布·阿尔-沙哈利盆地Wasia组沉积序列与层序地层学特征，揭示古环境随海平面波动变化规律，指出Cenomanian期该区域缺乏大型rudist浮浪沉积。

　　在阿拉伯半岛的地质研究中，Wasia组是一个备受关注的地质单元，其沉积特征和古环境演化对理解该地区中生代至新生代的沉积历史具有重要意义。本研究聚焦于沙特阿拉伯Rub’ al-Khali盆地内的Wasia组，探讨其沉积学特征、沉积序列以及古环境变化。Wasia组沉积于Shilaif盆地的南部边缘，由六个沉积单元组成，从下至上依次为Safaniya、Mauddud、Wara、Ahmadi、Rumaila和Mishrif单元。这些沉积单元的划分和特征描述为理解该区域的古地理和古环境演化提供了关键线索。

研究发现，Safaniya单元沉积于晚阿尔比阶至早森诺曼阶，其主要特征为富含轨道蛤的石灰岩和相对较深的海相沉积，后者表明当时可能发生了区域性的海侵事件，并伴随有缺氧条件。这一单元的沉积环境可能与Shilaif盆地内部的沉积作用有关，反映了盆地边缘的古环境变化。随后，Safaniya单元向上逐渐过渡为较浅的沉积环境，进入Mauddud单元，其沉积特征显示了与区域不整合面相关的沉积变化。Mauddud单元的沉积环境以富含粗面珊瑚的浅海低能沉积为主，这些沉积可能与当时的海平面变化和气候条件密切相关。

Wara单元主要沉积于森诺曼阶早期至中期，其沉积特征显示为富含多样化底栖有孔虫和绿藻的碎屑沉积，表明该区域可能经历了较为稳定的海平面变化。Ahmadi和Rumaila单元则进一步发展了这一特征，它们的沉积环境同样以浅海低能沉积为主，其中偶尔出现的粗面珊瑚沉积可能反映了局部的沉积条件变化。这些沉积单元共同构成了K130沉积序列，揭示了该区域在森诺曼阶期间的沉积模式和环境演化。

Mishrif单元沉积于上森诺曼阶，其沉积特征以富含浮游有孔虫的沉积为主，这表明该单元可能与Shilaif盆地的形成和演化密切相关。Mishrif单元的沉积环境反映了当时盆地边缘的沉积作用，其沉积物的组成和分布可能受到海平面变化和盆地构造活动的双重影响。通过综合分析这些沉积单元的沉积特征和古生物组合，研究人员能够更清晰地描绘出Wasia组在Rub’ al-Khali盆地内的沉积演化过程。

研究还指出，Shilaif盆地的形成与阿拉伯平台上的差异性沉积速率有关，这一盆地在阿尔比阶至森诺曼阶期间经历了多次的扩张和收缩。这种周期性的变化不仅影响了盆地内部的沉积环境，也对整个阿拉伯平台的沉积模式产生了深远影响。特别是在东部地区，Shilaif盆地的边缘沉积单元显示出与浅海沉积环境相关的特征，如富含底栖有孔虫和绿藻的沉积，这表明当时该区域可能处于一个相对稳定的海平面条件下。

此外，研究还强调了大型粗面珊瑚礁在该区域可能的缺失。在森诺曼阶期间，虽然某些沉积单元中出现了粗面珊瑚的沉积，但整体来看，这些沉积并不常见，且缺乏原地保存的大型粗面珊瑚壳体。这可能意味着在该时期，粗面珊瑚的生长和分布受到了一定的限制，可能与当时的环境条件或生物演化过程有关。因此，研究人员推测，大型粗面珊瑚礁可能在该区域并未广泛发育，这与区域性的沉积环境变化和生物群落演替密切相关。

在研究方法上，本文基于对20口钻井（标记为A至T）的综合分析，包括对约320米的岩心进行详细的沉积学描述，以及701个侧壁岩心（SWCs）的数据收集。由于研究区域的地质结构为截断的背斜，因此岩心取样主要集中在Base Tertiary Unconformity（BTU）以下的沉积层段，未能覆盖整个Wasia组。这种研究方法虽然限制了对整个地层的垂直理解，但通过综合分析不同钻井的数据，研究人员能够构建出较为完整的沉积序列和古环境演化模型。

研究还指出，Wasia组的顶部受到一个重要的区域不整合面的影响，这一不整合面与海平面下降和局部构造抬升有关。该不整合面被称为Pre-Aruma Unconformity（PAU）或K150SB，其形成时间可追溯至中土龙阶，并与碳酸盐岩的喀斯特化、古土壤的形成以及大气成岩作用密切相关。此外，由于在晚白垩纪期间发生了与阿尔卑斯1期压缩相关的构造抬升，研究区域内的背斜结构受到这一不整合面的强烈影响，导致Wasia组向结构中心方向逐渐被侵蚀，形成了局部的喀斯特化表面。

在研究过程中，研究人员还关注了与Wasia组相关的上覆地层，如Aruma组和Umm er Radhuma组。这些地层的沉积特征和演化过程为理解Wasia组的沉积环境提供了重要背景。Aruma组的沉积主要发生在森诺曼阶晚期至白垩纪末期，其沉积环境可能受到构造活动和海平面变化的共同影响。而Umm er Radhuma组的沉积则主要发生在古新世，其沉积特征显示为以碎屑沉积为主的沉积单元，这表明在这一时期，该区域可能经历了显著的沉积环境变化。

通过综合分析这些沉积单元的沉积特征和古生物组合，研究人员能够更全面地理解Wasia组在Rub’ al-Khali盆地内的沉积演化过程。这一研究不仅有助于厘清该区域的沉积历史，也为进一步探讨阿拉伯平台的古地理和古环境变化提供了重要依据。此外，研究还揭示了该区域在森诺曼阶期间可能经历的环境变化，包括海平面的波动、气候条件的改变以及生物群落的演化。这些发现对于古环境重建、资源勘探以及地质历史研究均具有重要意义。

在沉积模型和古环境方面，研究指出，Wasia组的沉积模型主要基于对沉积环境的综合分析，包括平台顶部、内坡、浅海低能环境以及深海盆地等。这些沉积环境的划分和特征描述为理解该区域的沉积过程提供了基础。例如，平台顶部和内坡的沉积通常以富含底栖有孔虫和绿藻的碳酸盐岩为主，而深海盆地的沉积则以细粒的泥岩和富含颗石的沉积物为特征。这些沉积环境的变化可能与海平面的波动、气候条件的改变以及构造活动密切相关。

此外，研究还强调了不同沉积单元之间的边界特征。这些边界通常与陆源沉积层的发育有关，特别是在4阶序列边界处，陆源沉积层的出现可能反映了海平面的下降或区域性的构造活动。这种边界特征的识别对于理解沉积序列的演化过程和古环境变化具有重要意义。例如，Safaniya单元与Mauddud单元之间的边界可能与一次海平面下降事件有关，而Mauddud单元与Wara单元之间的边界则可能与构造活动或局部环境变化相关。

综上所述，本研究通过对Wasia组的沉积学特征和古环境的综合分析，揭示了该区域在晚阿尔比阶至上森诺曼阶期间的沉积演化过程。研究结果表明，沉积环境的变化与海平面波动、气候条件以及构造活动密切相关，而这些因素共同塑造了阿拉伯平台的沉积格局。通过这一研究，不仅能够更深入地理解Wasia组的沉积特征和古环境演化，也为进一步探讨该区域的古地理和资源潜力提供了重要依据。