上莱茵地堑第四纪沉积记录揭示的中晚更新世沉积动力学、新构造活动与古环境演变

研究人员针对上莱茵地堑(URG)中部第四纪沉积记录的科学空白，通过45米钻孔岩芯的多学科分析（包括pIRIR200°C 测年、孢粉学和腹足类鉴定），重建了>300 ka以来的沉积动力学、新构造活动与古环境演变。研究发现MIS 6时期(～160 ka)冰川-风成沉积转换，揭示持续断层活动（垂直滑移率～0.05 mm/yr）对沉积格局的控制，为欧洲第四纪地层学与构造-气候耦合研究提供了关键案例。

　　

欧洲大陆腹地的上莱茵地堑(Upper Rhine Graben, URG)作为新生代裂谷系统的重要组成部分，保存了超过千米厚的沉积序列，其中第四纪地层记录了阿尔卑斯山冰川进退、古气候变化与持续构造活动的珍贵信息。然而，这个"地质档案馆"的中部区域长期缺乏系统研究，特别是关于沉积过程如何响应构造-气候耦合作用的关键科学问题悬而未决。

来自德国弗莱堡大学等机构的研究团队在《Quaternary Science Advances》发表最新成果，通过对奥芬堡附近45米钻孔岩芯(OWI)的综合分析，首次揭示了URG中部300 ka以来的沉积演化史。研究创新性地采用多指标交叉验证：利用改进的多升温后红外红外激发发光(MET-pIRIR^200°C
)测年技术建立年代框架，结合砾石岩相学、孢粉组合和腹足类化石鉴定，构建了中更新世至今的高分辨率环境记录。

研究结果显示，OWI剖面可划分为两个主要沉积阶段：下部(23-45 m)为阿尔卑斯源冰川-河流相砾石层，上部以风成黄土为主。关键发现包括：1) 底部粗砾石层可能对应MIS 12(～430 ka)最大冰期事件；2) MIS 8(～300 ka)时期出现混合源砾石；3) 约160 ka(MIS 6)发生冰川-风成沉积体系转换；4) 断层南侧持续沉降(累计～10 m)形成局部物源砾石夹层。孢粉证据揭示两次显著间冰段：下部(MIS 6)以松-云杉为主的冷性植被，上部(MIS 5a)奥德拉德间冰期特征；腹足类组合则指示典型的更新世黄土动物群。

这项研究的突破性发现在于：首次证实URG中部存在连续的中-晚更新世记录，明确了沉积体系转换与断层活动的时空耦合关系。通过建立断层活动与沉积响应的定量模型（单次位移1-2 m，相当于6-6.5级地震），为评估URG地震风险提供了地质依据。更重要的是，该研究展示了大型构造盆地作为"天然实验室"的独特价值——既能保存连续的气候档案，又能记录构造活动的表面响应，为理解构造-气候-地表过程的相互作用提供了范例。

这项多学科交叉研究不仅填补了URG中部第四纪研究的空白，其创新的研究方法（如MET-pIRIR^200°C
协议优化）和系统的沉积-构造耦合分析框架，对全球活动裂谷区的古环境重建具有重要借鉴意义。正如作者强调的，URG中尚未开发的沉积记录蕴含着解开欧洲第四纪之谜的更多钥匙，这项工作为后续研究树立了标杆。