马尔代夫碳酸盐台地第四纪季风强迫与海平面变化下的沉积动力学研究

本研究通过马尔代夫碳酸盐台地两个活塞岩芯的沉积学、地球化学和矿物学分析，揭示了第四纪冰期-间冰期旋回中近端与远端盆地沉积动态差异，提出高水位沉积（highstand shedding）、早期成岩作用与水循环的耦合模型，为季风驱动下碳酸盐生产-搬运机制提供了新见解。

　　

在印度洋北部，马尔代夫碳酸盐台地如同一个天然实验室，记录着第四纪以来季风系统与海平面波动如何塑造碳酸盐沉积的奥秘。这片孤立台地的内海沉积盆地中，冰期-间冰期旋回驱动的沉积过程长期存在争议：为何近端区域会出现沉积间断（hiatus），而远端却能保存连续记录？季风洋流如何像“隐形的手”调控着碳酸盐碎屑的搬运路径？这些问题对理解现代碳酸盐工厂（carbonate factory）的运作机制至关重要。

来自VU Amsterdam等机构的研究团队在《Marine Geology》发表的研究，通过对比马尔代夫Ari环礁西侧近端（岩芯M74/4–1150）与内海远端（岩芯M74/4–1100）的沉积记录，结合动态时间规整算法（Dynamic Time Warping, DTW）建立年龄模型，揭示了季风-海平面协同作用下的沉积动力学机制。

关键技术方法
研究团队采用多指标交叉验证：1）沉积学分析（薄片鉴定组构类型如wackestone/packstone）；2）地球化学代理（稳定氧同位素δ¹⁸
O指示冰期旋回）；3）矿物学手段（X射线衍射定量矿物组成）；4）自主开发的DTW算法进行年龄模型优化；5）船载数据辅助解释（另两个辅助岩芯M74/4–1114/1117）。

区域背景与研究设计
马尔代夫台地形成于古新世火山基底，其内海沉积受季风洋流强烈影响。研究选取近端（水深~500米）与远端（水深~300米）岩芯，覆盖280 ka以来的沉积序列，重点关注季风驱动的洋流放大效应与沉积响应。

近端沉积动态（岩芯1150）
近端记录显示MIS 7（海洋同位素阶段7）和MIS4–2存在显著沉积间断，表现为洋流侵蚀形成的沉积空白。强夏季季风期，狭窄的环礁间通道（inter-atoll channels）产生“文丘里效应”，放大洋流速度（可达20 cm/s），导致沉积物反复搬运形成漂移体（drift bodies），并随季风季节转换改变运移方向。

远端沉积动态（岩芯1100）
远端岩芯呈现完整的冰期-间冰期旋回，δ¹⁸
O曲线与全球记录一致。间冰期时，浅水碳酸盐（如仙掌藻Halimeda）通过离岸运输（off-bank transport）进入内海；冰期时环礁暴露，仅通道保持洋流活动，但远端仍接受细粒沉积。

概念模型创新
研究提出“双模态沉积引擎”模型：1）间冰期模式——高水位沉积主导，环礁工厂全开，洋流广泛分布浅水物质；2）冰期模式——通道限流效应产生侵蚀性洋流，近端形成漂移体而远端持续沉积。DTW算法虽能有效识别旋回，但对复杂再沉积过程的解析仍存在局限。

科学意义
该研究首次阐明季风洋流通过几何约束（通道窄化）产生沉积分异的现象，为全球孤立碳酸盐台地（isolated carbonate platform）的沉积模式比较提供新范式。发现的漂移体双向迁移机制，对解释古季风强度变化具有指示意义。自主开发的DTW算法为碳酸盐地层对比提供了高效工具，尽管在强改造序列中仍需结合多指标验证。这些认识对预测未来海平面上升背景下碳酸盐台地演化具有重要参考价值。