西南特提斯边缘（中撒哈拉阿特拉斯山脉；阿尔及利亚）晚基梅里奇期至？早提托尼亚期的碳酸盐岩平台：微相、稳定同位素及古地理背景

《Journal of African Earth Sciences》：Late Kimmeridgian–? Early Tithonian carbonate platform of the southwestern Tethys margin (Central Saharan Atlas; Algeria): microfacies, stable isotopes, and paleogeographic context

本研究对阿尔及利亚中撒哈拉 Atlas 的 Sfissifa 组进行沉积学与地球化学综合分析，揭示该碳酸盐岩体系在晚 Kimmeridgian-早 Tithonian 期的沉积动态与成岩作用。微岩性分析结合稳定同位素（δ13C、δ1?O）数据表明，间歇性高能事件主导沉积过程，而长期海平面变化控制 broader 模式，同时验证了古热带海床环境的热带温度特征。研究建立了该区中斜坡碳酸盐体系沉积模型，并提出了分离古环境信号与成岩干扰的方法框架。

　　

作者：Chikh Younes Mahboubi、Matthias López Correa、Abdelkrim Nemra、Abdelkader Ouali Mehadji、Mohammed Nadir Naimi、Axel Munnecke

研究机构：阿尔及利亚奥兰大学FSTU的古生物学与古环境实验室（LPSP），地址：Oran 2 Mohamed Ben Ahmed, B.P 1015 El M'naouer 31000

摘要

本研究对阿尔及利亚中央撒哈拉阿特拉斯山脉上侏罗统（晚金梅里吉安期至早提托尼亚期）的Sfissifa地层进行了综合沉积学和地球化学分析。通过详细的地层记录、微相分析以及对岩石和大型化石的稳定同位素（δ¹³C和δ¹⁸O）测量，我们重建了该碳酸盐岩体系的沉积动力学和成岩作用过程。研究结果表明，间歇性的高能量沉积事件（事件岩）控制了沉积作用和化石保存情况，而长期的海平面变化则影响了更广泛的沉积模式。对部分大型化石的初步地球化学分析表明，这些化石形成时的古海洋环境温度较高。本研究为金梅里吉安期碳酸盐岩平台的沉积过程提供了更为精细的模型，并为区分古代浅海环境中的原始环境信号和成岩作用影响提供了方法论框架。

引言

金梅里吉安期是特提斯海地区碳酸盐岩大量沉积和广泛平台发育的时期（参见Kiessling等人，2003年）。这一时期也出现了频繁的风暴沉积现象（参见Marsaglia和Klein，1983年），并且在早-晚金梅里吉安期过渡期间风暴活动有所增强（参见Colpaert等人，2025年）。碳酸盐岩的积累主要表现为球粒状、泥质、生物碎屑和礁石结构，这种分布特征在特提斯海的北部和南部边缘都有记录（参见Philip等人，1995年）。在阿尔及利亚西北部，这一碳酸盐岩沉积事件对应于Benest（1981年）所描述的“上侏罗统碳酸盐岩层”，该层构成了“上碳酸盐岩群”的基底部分（参见Guardia等人，1975年；Elmi等人，1998年；Mahboubi等人，2021a）。

Sfissifa地层传统上被归为下白垩统（霍特里维安期）（参见Cornet，1952年），但根据最近的腕足动物组合的生物地层学研究，其年代被重新确定为晚金梅里吉安期（参见Mahboubi等人，2021a）。这一重新定义显著改变了中央撒哈拉阿特拉斯山脉的地层框架。尽管如此，该地层在区域性和全球性地层及古地理模型中的整合程度仍然较低。值得注意的是，它是下白垩统“大陆间夹层”硅质碎屑岩序列之前的最后一次大规模碳酸盐岩沉积事件。

由于缺乏与相邻盆地及更广泛特提斯海地区的详细对比，一些关键问题仍未得到解答：Sfissifa地层如何适应北非地区晚侏罗统的海进-海退周期？是什么沉积和流体动力学过程主导了该地区的沉积过程？在受到成岩作用影响的地层中，稳定同位素数据在古温度重建中的可靠性如何？

本研究通过首次对Sfissifa地层进行综合沉积学和地球化学分析，试图填补这些知识空白。通过结合微相分析和稳定同位素地球化学方法，我们完善了对该地层的古环境解释，加强了盆地间的地层对比，并评估了在构造作用下碳酸盐岩系统中地球化学指标的可靠性。

地质背景

撒哈拉阿特拉斯褶皱带位于阿尔及利亚西南部，呈东北-西南走向，由Ksour山、Djebel Amour山和Ouled Nail山三大山脉组成。该地区保存了从晚三叠世到晚白垩世-早始新世的完整地层记录（厚度超过10,000米，参见Mahboubi等人，1986年；Mekahli等人，1998年；Meddah等人，2007年；Benyoucef等人，2025年；Mahboubi等人，2024a）。

材料与方法

野外工作于2014至2025年间进行，涵盖了博士论文撰写和后续的博士后研究阶段。Sfissifa地层的研究和采样地点位于阿尔及利亚中央撒哈拉阿特拉斯山脉的El Bayadh（Laguermi剖面，坐标33°36'44.76"N；1°9'38.45"E）和Boualem地区（Sfissifa剖面，坐标33°41’56.41"N；1°28’32.20"E）。

岩石地层学与生物地层学

Sfissifa地层厚度在17至44米之间，由石灰岩、泥灰岩和白云质石灰岩层交替组成。它位于Boualem碎屑岩层之上，其上方是具有多样沉积结构的下白垩统“大陆间夹层”硅质碎屑岩（如交错层理、波痕、层理等）。Sfissifa地层的基底部分属于Boualem地层的最上层。

Laguermi和Sfissifa剖面的沉积与序列地层学解释

本研究通过对Sfissifa地层的微相分析，建立了该地层的沉积模型（见图09和表05）。通过薄片观察和宏观相分析，识别出两种不同的沉积相组合（FA1和FA2）。

结论

• Sfissifa地层根据腕足动物组合被确定为晚金梅里吉安期至早提托尼亚期。这一重新界定显著完善了该地区的地层框架，并明确了其在中央撒哈拉阿特拉斯山脉、特提斯海西南缘最后一次大规模碳酸盐岩沉积事件中的位置。
• 共识别出十二种微相类型，主要包括球粒状石灰岩、生物碎屑石灰岩和白云质石灰岩，其间夹有泥灰岩层。这些微相反映了中坡碳酸盐岩环境的沉积特征。

作者贡献声明

Axel MUNNECKE：负责研究指导。Mohammed Nadir NAIMI：负责论文撰写及初稿完成。Matthias LóPEZ CORREA：负责论文修订与编辑。Abdelkader OUALI MEHADJI：负责研究指导。Abdelkrim NEMRA：负责论文撰写及初稿完成。Chikh Younes MAHBOUBI：负责论文撰写及初稿完成

未引用参考文献

Al-Awwad和Pomar，2015年；Auclair和Biehler，1967年；Burchette和Wright，1992年；Diaz和Eberli，2019年；Husinec和Read，2022年；Mahboubi等人，1986年；Mahboubi等人，2023年；Mattauer，1958年；Seilacher，1991年；Vially等人，1994年；Wilson，1975年。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。

致谢

我们衷心感谢主编和匿名审稿人的建设性意见，这些意见极大地提高了本文的清晰度和质量。稳定同位素分析工作由埃尔朗根-纽伦堡大学（FAU-GZN）的Michael Joachimski和Daniele Lutz完成；薄片制备工作由FAU-GZN的Birgit Leipner-Mata负责。同时，我们也感谢Pr.Peter Hodges的支持。