伊比利亚北部腹足类富集湖相碳酸盐沉积：晚中新世沉积、气候与生态的综合记录

研究人员针对晚中新世北伊比利亚Miranda-Trebi?o盆地开展沉积学-古生态学综合研究，通过多学科手段解析Pe?a Adrian组湖相碳酸盐的沉积模式、古气候响应及生物保存机制。研究揭示了浅水湖盆在振荡气候条件下的不对称扩张-收缩旋回，建立了δ13 C-δ18 O同位素演化模型，阐明了腹足类壳体文石(aragonite)保存的物理化学控制因素，为理解地中海地区晚新生代陆相碳酸盐系统演化提供了关键案例。

　　

在探索地球历史气候演变的长卷中，湖相沉积犹如精密的"地质录音带"，记录着陆地生态系统对气候振荡的敏感响应。位于伊比利亚半岛北部的Pyrenees造山带，晚中新世时期发育了一系列独特的碳酸盐湖盆，其中Miranda-Trebi?o盆地保存的Pe?a Adrian组尤为特殊——这套地层不仅记录了阿尔卑斯造山运动末期的构造活动，更因其富含保存完好的腹足类化石而成为解密古气候、古水文条件的绝佳载体。然而，学界对这类腹足类富集碳酸盐的沉积控制因素、古环境指示意义以及早期成岩保存机制仍缺乏系统认知，这极大限制了我们对地中海地区晚新生代陆地生态系统演化的理解。

西班牙巴斯克地区大学联合巴塞罗那大学等机构的研究团队，在《Sedimentary Geology》发表了一项突破性研究。通过对Pe?a Adrian组开展高分辨率地层学、沉积学、古生物学和稳定同位素（δ¹³
C-δ¹⁸
O）多指标分析，首次重建了这个晚中新世湖盆的完整演化史。研究选取盆地南部6条实测剖面，采用沉积相分析、X射线衍射（XRD）矿物鉴定、扫描电镜（SEM）显微观察和同位素质谱等技术，结合腹足类、介形虫和轮藻化石的定量统计，构建了从冲积体系到湖相碳酸盐的沉积模式。

4.1 地层架构
研究揭示该组由下至上分为3个单元：底部冲积碎屑岩（U1）、中部混合碳酸盐-细碎屑岩（U2）和上部碳酸盐主导单元（U3）。其中U3可细分4个亚单元，最特征的3A-3C亚单元包含18个米级旋回，每个旋回由层状腹足类灰岩-泥灰岩（Ll-g(wp)）渐变为块状腹足类灰岩（Lm-g(wp)），反映湖平面周期性波动。同位素数据显示δ¹³
C值（-4.54至-8.60‰ VPDB）与δ¹⁸
O值（-2.64至-6.74‰ VPDB）呈正相关（r=+0.42），揭示生物CO₂
输入与蒸发-降水平衡的协同变化。

4.2 古生态特征
化石分析显示开放湖相沉积中每平方厘米含5-20个腹足类个体（以Mercuria sp.为主），壳体文石保存完好；而边缘相沉积中化石多呈溶蚀铸模。这种差异归因于开放湖区快速埋藏和低硫化物活性的保存条件，而滨岸区植物根系活动导致的酸性环境加速了壳体溶解。轮藻Chara cf. molassica var. notata和介形虫Cypris bispinosa的组合，指示温暖（>12°C）、富钙、pH中-碱性的淡水环境。

4.3 沉积模式
研究提出"斜坡型浅水湖盆"模型：中心为腹足类富集的开放湖相（FA2），向岸渐变为根迹发育的沼泽相（FA3），局部出现白云质泥灰岩（FA4）代表的蒸发环境。18个米级旋回被解释为岁差驱动的气候波动记录，而整体呈现"渐进扩张-快速收缩"的不对称旋回，可能与北大西洋气候系统影响的区域降水变化有关。

这项研究的意义在于：首次建立了Pyrenees地区晚中新世湖盆的高分辨率古环境演化框架，阐明腹足类壳体差异保存的早期成岩控制机制，为陆相碳酸盐的古气候解译提供了同位素-沉积学双重标尺。特别值得注意的是，研究揭示的腹足类"爆发式"繁殖事件与湖泛期高度吻合，这类生物标志层可能成为识别古湖盆水文变化的有效指标。该成果不仅丰富了我们对地中海地区新近纪陆地生态系统响应气候变化的认知，也为油气勘探中湖相碳酸盐储层的预测提供了新的沉积学模型。