马耳他-戈佐海峡（地中海中部的Pelagian平台）中的冰后期砂质等深线沉积物：特征、底部水流及其对浅水等深线沉积系统的影响

《Marine Geology》：Post-glacial sandy contourite drifts in the Malta-Gozo Channel (Pelagian Platform, central Mediterranean Sea): Characteristics, bottom currents and implication for shallow-water contourite systems

浅水砂质等深流沉积体在马尔他-戈佐海峡佩拉吉亚陆架的发现，通过高分辨率地球物理和沉积物数据揭示了其形态、地震特征及形成机制。研究显示，这些沉积体（EM1-EM5）由马耳他-西西里涡旋驱动，与地形相互作用形成分离、涂抹或通道相关等深流沉积体，年龄可追溯至 Holocene 高stand 期，为浅水等深流系统研究提供了新案例。

　　在地中海中部的Pelagian平台区域，科学家们通过新的高分辨率地球物理和沉积学数据，对马耳他群岛附近的浅水沉积物进行了详细研究。这些研究揭示了该地区存在小型的沙质环流沉积物（称为EM1至EM5），它们位于水深50至约100米的浅水区域。这项研究填补了对浅水环境（尤其是岛屿大陆架）中环流沉积物形成机制和分布模式的理解空白。通过使用密集的高分辨率地震剖面、多波束测深和沉积学分析，研究人员能够识别这些沉积物的内部和外部几何形态、地貌特征以及沉积组成。

研究发现，EM1a、EM1b、EM1c、EM2、EM3和EM5等沉积物表现为小型的、沿大陆架延伸的丘状沉积物，而EM4则是一个位于研究区域南部的埋藏丘状沉积物。这些沉积物的空间分布表明，它们的形成可能受到一种中尺度反气旋流（即马耳他-西西里环流）的影响，这种环流被认为是由地形相互作用增强的。地质证据表明，这种海洋动力学自至少全新世以来就对马耳他岛屿大陆架的形态产生了重要影响，凸显了Pelagian平台形成碳酸盐沙质环流沉积物的潜力。这些发现有助于加深对浅水（大陆架通道化）环流沉积系统的理解，并为碳酸盐丰富的环流沉积物在温带环境中的沉积模型提供了有价值的参考。

环流沉积物的形成受到多种因素的影响，包括地形、海流速度、沉积物的可用性、气候以及海平面变化。这些沉积物通常表现出独特的地震相特征，如不对称的外部形态、分层的低至中幅度反射、平滑且横向连续的内部反射，并向坡度或地形高地迁移，以及内部的不连续性。环流沉积物通常由细粒物质如黏土和粉砂组成，而沙质环流沉积物则较为罕见，仅在巴西大陆架、墨西哥湾和加的斯湾等地有记录。沙质环流沉积物的形成可能受到复杂的海底地形、粗粒沉积物的丰富性和强烈的水动力作用的共同影响。在沙质环流沉积物中，沉积物通常是硅质碎屑和生物成因物质的混合物，显示出磨蚀、破碎的生物碎屑、铁氧化物染色以及牵引沉积结构，如水平层理和交错层理。

Pelagian平台是位于西西里海峡（地中海中部）的一个浅水区域，连接东地中海和西地中海。该平台从东南的西西里岛延伸至马耳他群岛，形成一个浅水（水深在100至200米之间）的大陆架，长度约为150公里，宽度约为120公里。该浅水区域控制着东地中海和西地中海之间的水体交换，对地中海的热盐结构具有首要影响。Pelagian平台是非洲大陆板块的一部分，由厚度可达30公里的大陆地壳组成。该平台被西西里岛在北侧、突尼斯在西侧、利比亚在南侧以及马耳他断崖在东侧所环绕。该平台的地质序列包括从晚三叠纪到古新世的碳酸盐序列（马耳他碳酸盐平台），随后被中中新世的泥岩和页岩、墨西拿盐岩以及更新世至全新世的石灰岩和碎屑沉积物所覆盖。

在最后冰盛期（LGM）期间，当海平面下降至130米时，Pelagian平台形成了一片延伸至东西西里海峡的大型半岛。低海平面沉积物沉积在相邻的海洋区域之上，形成一个被陆地侵蚀面覆盖的沉积层。在Pelagian平台的北侧，记录了LGM之后的进积单元沉积物，表明该区域在更新世高海平面时期形成了高海平面沉积物。研究区域的地形特征显示，该平台的海底形态复杂，包含多种地貌元素，如构造变形、坡地崩塌和流体渗漏。这些地貌特征进一步支持了海底流对沉积过程的影响。

在马耳他群岛附近，研究区域的海底被两个延伸断裂带所切割，这些断裂带对岛屿的陆地地貌产生了显著影响，形成了所谓的“地垒和地堑”结构。马耳他群岛的最早断裂带是早期中新世的Great/Victoria断裂带，主要由东北-西南走向的断裂带组成，倾角在55-75度之间。第二个断裂带包括与Pantelleria断裂带相关的西北-东南走向的斜向边缘断裂带，其中Maghlaq断裂带作为主断裂带，沿马耳他岛的南岸延伸。这些断裂带在海底地震剖面中表现为对地震反射器的偏移，并在某些情况下形成可识别的海底地形表达。

研究区域的海洋环流主要由地中海热盐环流驱动，其特点是两个主要的水体：较浅的改良大西洋水（MAW）从西西里海峡进入，向东流动；较深的利凡特中间水（LIW）则从相反方向流动，水深在200至400米之间。MAW在研究区域中进一步分裂为两个子流：大西洋突尼斯洋流（ATC）和大西洋离子流（AIS）。该区域的环流模式受到海底地形和靠近地形高地的影响，例如Adventure Bank形成一个称为Adventure Bank涡旋的环流。这种环流模式也出现在马耳他群岛附近，被称为马耳他-西西里环流（MSG）。MSG是一个中尺度的反气旋结构，位于西西里岛和马耳他岛之间，被认为是一个准永久性的特征，在冬季和春季活动达到高峰。尽管MSG的动态特性尚未完全研究清楚，但其通常与马耳他海峡顶和离子大陆架涡旋混淆。

研究人员利用高分辨率的地球物理数据和沉积物样本，对马耳他-戈佐海峡的浅水海底地貌进行了详细分析。这些数据包括多波束测深和Boomer地震反射剖面，数据采集于2016年10月23日至12月28日。研究区域的面积约为30平方公里，覆盖水深从3米到110米。多波束测深数据被处理后，通过ArcMap 10.8进行可视化、分析和解释。Boomer地震反射剖面数据则通过Teledyne Reson - PDS2000软件进行导航，通过常规的单通道处理流程，包括带通滤波、增益恢复、地震信号增强、海浪滤波、噪声涡旋的衰减以及海水柱静默处理，最终通过IHS Markit软件套件进行地震单元的解释。

通过分析这些沉积物，研究人员发现，马耳他-戈佐海峡的沉积物主要由细到粗的沙质沉积物组成，其中包含少量的砾石和黏土。这些沉积物表现出从较差到中等的分选度，且富含碳酸盐成分。研究还揭示了该区域存在多种沉积单元，如Unit A、Unit B和Unit C，这些单元通过地震反射特征和分层模式进行区分。Unit A的沉积物显示出从浅水到深水逐渐变薄的趋势，而Unit B和Unit C则表现出不同的沉积特征和分层模式。

这些沉积物的分布模式和形态特征表明，它们可能是由持久且强烈的海底流形成的环流沉积物。研究区域的海底流模式显示，这些流在地形的控制下，可能在不同的水深区域产生不同的沉积特征。例如，EM1a和EM1b的沉积物显示出与马耳他-戈佐海峡轴线平行的形态，而EM3则显示出与马耳他岛海岸线平行的沉积特征。EM4作为唯一一个埋藏的沉积物，位于研究区域的南部，其形态特征表明它可能受到更早的海底流影响。

此外，研究还发现，这些沉积物的形成与海底流的活动密切相关，尤其是在地形的控制下，流速和方向的变化可能对沉积物的分布产生重要影响。例如，EM2、EM4和EM5的沉积物显示出与陡坡相关的侵蚀特征，这可能表明这些流在陡坡附近聚集，导致了这些沉积物的形成。EM3的沉积物则显示出一种进积的形态，表明它可能在某个方向上迁移，如向北沿坡迁移。

这些研究结果表明，马耳他群岛的浅水沉积物可以作为研究环流沉积物的重要案例，尤其是在温带环境下的碳酸盐沉积物研究方面。研究区域的海底流模式可能与马耳他-西西里环流有关，该环流在冬季和春季活动最为频繁。这些流的活动可能对沉积物的分布和形态产生重要影响，尤其是在地形的控制下，如马耳他-戈佐海峡的狭窄通道和陡坡可能增强了流速，从而促进了沉积物的搬运和沉积。

研究还强调了浅水环流沉积物研究的重要性，特别是在理解沉积过程和沉积模型方面。由于浅水环流沉积物在现代记录中较为罕见，它们的形成机制和分布模式仍然不明确。然而，这项研究提供了新的视角，表明在温带环境下，浅水区域也可能形成碳酸盐沙质环流沉积物。这些沉积物可能与热带孤立碳酸盐平台系统有所不同，因为温带系统可能具有更广泛的深度范围和不同的沉积特征。

研究结果还对地中海的海洋动力学提供了新的见解，表明Pelagian平台在连接东地中海和西地中海的水体交换中扮演着重要角色。通过这些研究，科学家们能够更好地理解浅水环流沉积物的形成机制及其对海底地貌的影响，从而为未来的沉积研究提供重要的参考和基础。