盖瑟尔（Geyser）和泽莱（Zélée）海山及其相邻海盆，见证了西南印度洋地区的构造活动以及碳酸盐岩-硅质碎屑岩-火山碎屑岩沉积物之间的相互作用

《Marine Geology》：Geyser and Zélée seamounts and adjacent basin as witnesses of SW Indian Ocean tectonic and carbonate-siliciclastic-volcanoclastic sediment interplay

本研究通过沉积核心与地震剖面分析，揭示了Zélée和Geyser海山群的第四纪沉积演化，发现约15万年前沉积物来源从马达加斯加硅质碎屑转向马约特火山产物，地形与火山活动相互作用塑造了碳酸盐台形态，为热带平台研究提供新视角。

　　在南印度洋的莫桑比克海峡中，Zélée和Geyser海底火山丘作为碳酸盐平台的典型代表，其地质演化过程受到多种自然因素的共同影响。这些海底火山丘位于马达加斯加东北部，处于一个活跃的构造活动区域，同时又受到冰期与间冰期海平面变化以及本地和区域火山活动的深刻影响。这种复杂的地质背景导致了其沉积特征和地貌结构的多样性，也为研究海洋沉积过程和地质演化提供了独特的视角。

Zélée和Geyser火山丘的形成与演化过程涉及多个相互作用的自然因素。首先，构造活动在该区域发挥了重要作用。莫桑比克海峡的地质结构受到Davie断裂带的影响，这一断裂带是该地区长期构造活动的产物。构造活动不仅塑造了海底火山丘的地形，还影响了沉积物的来源和分布。在构造活动频繁的环境下，火山丘的结构演化会与沉积物的堆积过程密切相关，形成独特的地貌特征。例如，火山丘的陡峭坡度和台地结构可能源于构造抬升或沉降，而这些变化又进一步影响了沉积物的搬运路径和沉积模式。

其次，海平面变化对碳酸盐平台的形成和演化具有深远的影响。冰期与间冰期的交替导致全球海平面的周期性波动，这一过程对沿海和海洋沉积物的供给和沉积环境产生了显著的调控作用。在冰期，海平面下降，导致海水侵蚀和沉积物搬运的减弱；而在间冰期，海平面上升，为碳酸盐沉积提供了更为有利的条件。Zélée和Geyser火山丘的沉积记录显示，其沉积物来源在不同地质时期发生了显著变化，尤其是在过去15万年（150?ka）左右，沉积物来源从马达加斯加的陆源碎屑转变为与Mayotte火山活动相关的火山沉积物。这一转变可能与海平面变化引发的沉积环境变化有关，同时也反映了区域火山活动的周期性变化。

此外，火山活动对碳酸盐平台的沉积过程也产生了重要的影响。火山喷发产生的火山碎屑沉积物在海洋环境中迅速堆积，改变了沉积物的组成和沉积速率。火山活动不仅增加了沉积物的供给量，还通过改变水体的物理和化学性质，影响了碳酸盐沉积的条件。例如，火山喷发可能引起水体浑浊，减少光照，从而抑制珊瑚和藻类等生物的生长，进而影响碳酸盐沉积的速率和分布。同时，火山活动还可能改变海水的化学成分，例如增加二氧化碳的浓度，从而影响碳酸盐化学平衡，进而影响碳酸盐沉积的条件。

研究还揭示了Zélée和Geyser火山丘及其邻近区域的沉积特征和地貌结构的复杂性。通过分析沉积核心和地震剖面，研究人员发现了四个冰期与间冰期阶段的沉积记录，这些阶段反映了海平面变化对沉积过程的周期性影响。在这些沉积记录中，火山碎屑沉积物和陆源碎屑沉积物的交替出现，展示了不同地质时期沉积物来源的变化。火山碎屑沉积物通常与火山活动的高峰期相对应，而陆源碎屑沉积物则可能与海平面变化引起的侵蚀和搬运过程有关。这种沉积物来源的转变不仅有助于理解火山丘的形成过程，还为研究区域环境变化提供了重要的证据。

从地貌学的角度来看，Zélée和Geyser火山丘及其邻近区域的地形特征也反映了复杂的地质过程。火山丘的陡峭坡度、台地结构、火山锥和侵蚀特征等，都是火山活动和构造运动共同作用的结果。例如，火山丘的陡峭坡度可能源于火山喷发后迅速形成的地形，而台地结构则可能与构造抬升或沉降有关。此外，火山锥的存在表明该区域曾发生过多次火山喷发，这些喷发不仅影响了沉积物的来源，还可能改变了沉积环境的稳定性，进而影响沉积物的堆积模式。

在研究方法上，该研究采用了多种地质和地球物理技术，以全面分析Zélée和Geyser火山丘的沉积历史和地貌特征。首先，研究人员利用了高分辨率的单道地震剖面数据，这些数据提供了火山丘及其周围区域的地下结构信息，有助于识别沉积物的分布模式和沉积过程。其次，通过分析沉积核心，研究人员能够获得沉积物的粒度、成分和年代等信息，从而推断沉积环境的变化。此外，研究还结合了地形数据和回波强度数据，以进一步揭示海底地貌的特征和沉积物的搬运路径。

值得注意的是，Zélée和Geyser火山丘的沉积记录还揭示了碳酸盐平台与火山活动之间的相互作用。在火山活动高峰期，大量的火山碎屑沉积物被搬运到碳酸盐平台区域，这些沉积物可能覆盖了原本的碳酸盐沉积层，从而改变了平台的沉积结构。而在火山活动相对平静的时期，碳酸盐沉积则可能成为主要的沉积来源。这种沉积物来源的交替变化，不仅反映了火山活动的周期性，还展示了碳酸盐平台在不同地质条件下的适应能力。

从沉积过程的角度来看，Zélée和Geyser火山丘的沉积记录展示了多种沉积机制的相互作用。例如，地震剖面显示，该区域的沉积物具有明显的分层特征，这表明沉积过程是分阶段进行的。不同的沉积层可能对应不同的地质时期，如冰期、间冰期或火山喷发事件。此外，研究还发现了一些浊流沉积层，这些沉积层反映了沉积物在水体中的快速搬运和沉积过程。浊流沉积通常发生在海底坡度较大的区域，这与Zélée和Geyser火山丘的地形特征相吻合。

该研究还探讨了碳酸盐平台的形成机制。Zélée和Geyser火山丘的碳酸盐平台可能是在火山活动的基础上逐渐形成的。火山活动提供了稳定的基底，而海平面变化则影响了沉积物的供给和沉积环境的稳定性。在海平面较高时，碳酸盐沉积可能更容易发生，而在海平面较低时，侵蚀作用可能更加显著。这种相互作用的结果是，火山丘的碳酸盐平台在不同地质时期表现出不同的沉积特征和地貌结构。

此外，该研究还强调了火山活动和构造活动在碳酸盐平台演化中的重要性。火山活动不仅影响了沉积物的来源，还通过改变水体的物理和化学性质，影响了碳酸盐沉积的条件。构造活动则通过改变地形和沉积环境，进一步影响了沉积物的搬运和堆积过程。因此，Zélée和Geyser火山丘的沉积记录不仅是火山活动和构造活动的直接证据，还反映了区域环境变化的复杂性。

该研究的意义在于，它不仅加深了我们对Zélée和Geyser火山丘及其碳酸盐平台形成和演化的理解，还为研究类似地质环境下的沉积过程和环境变化提供了重要的参考。通过分析这些火山丘的沉积历史，研究人员能够更好地理解碳酸盐平台在构造活动和火山活动共同影响下的演化模式，这对于揭示海洋环境的长期变化具有重要的科学价值。此外，该研究还强调了火山活动和构造活动在海洋沉积系统中的重要作用，为未来研究提供了新的思路和方法。

总之，Zélée和Geyser火山丘的沉积和地貌特征反映了多种自然因素的相互作用，包括构造活动、火山活动和海平面变化。这些因素共同塑造了火山丘的形态和沉积结构，为研究海洋沉积过程和地质演化提供了丰富的数据和理论支持。通过综合分析这些地质特征，研究人员能够更全面地理解碳酸盐平台在不同地质条件下的形成和演化机制，这对于探索海洋环境的长期变化和地质历史具有重要意义。