突尼斯北部阿尔布阶沉积的化学地层学研究:南特提斯洋早阿尔布期大洋缺氧事件(OAE1b)的识别

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Palaeoworld 1.7

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  本研究通过整合δ13Corg、TOC、微量元素等多重地球化学指标,结合微相分析与浮游有孔虫生物地层学,首次在突尼斯北部Ain Asker剖面识别出早阿尔布期大洋缺氧事件(OAE1b)。研究揭示了南特提斯域中白垩世有机碳埋藏的动力学机制,为全球OAE1b对比提供了关键参考,成果发表于《Palaeoworld》。

  

白垩纪中期是地球历史上温室气候与碳循环剧烈波动的典型时期,其中大洋缺氧事件(Oceanic Anoxic Events, OAEs)因其与全球碳埋藏、生物灭绝和古海洋环境变化的关联而备受关注。OAE1b(Paquier事件)作为早阿尔布期的标志性事件,其全球分布与驱动机制仍存争议——部分学者认为其仅具区域性特征,而另一些研究则通过大西洋和太平洋的记录支持其全球性。南特提斯洋作为古特提斯洋的关键组成部分,其沉积记录对理解OAE1b的时空展布至关重要,但该区域的系统性研究仍较匮乏。

针对这一科学问题,突尼斯石油活动公司与可持续化学研究中心的研究团队选择突尼斯北部Ain Asker剖面开展综合研究。该剖面发育上阿普特阶—阿尔布阶的Fahdene组富有机质页岩,是揭示南特提斯域OAE1b特征的理想载体。通过高分辨率采样与多指标分析,研究首次在该剖面识别出OAE1b的化学地层学信号,并揭示了局部与全球碳循环的耦合机制。相关成果发表于《Palaeoworld》,为白垩纪古海洋学提供了新的区域参照。

关键技术方法
研究团队对110米连续露头进行59个样品的系统采样,采用浮游有孔虫生物地层学(以Microhedbergellarischi生物带为标志)进行年龄标定。地球化学分析包括:总有机碳(TOC)测定、有机碳同位素(δ13Corg)测试、氧化还原敏感元素(如V、Ni)含量分析,以及伽马射线化学测井。微相研究通过薄片显微观察辅助沉积环境解释。数据与欧洲、中国和墨西哥的OAE1b记录进行对比。

研究结果

1. 碳循环与氧化还原条件
F2-ASK单元记录到δ13Corg双负峰(最低-24.49‰)与TOC峰值(2.3%),反映有机碳埋藏速率增加。V/Ni比值分布表明底层水体存在间歇性缺氧,但未达完全缺氧状态。这一模式与Paquier事件的典型特征一致,支持OAE1b在南特提斯洋的发育。

2. 古环境驱动机制
营养输入增加与海平面上升被认为是主要驱动因素。微量元素富集与浮游有孔虫组合变化(如机会种增殖)指示生产力提升,而冷水型钙质超微化石的发现暗示可能与全球降温事件(Cycle I)相关。

3. 全球对比意义
Ain Asker剖面的δ13Corg偏移幅度(1-2‰)与法国Vocontian盆地、意大利Umbria-Marche盆地等经典剖面高度吻合,证实其可作为南地中海域OAE1b的参考剖面。

结论与意义
该研究通过多指标耦合分析,确立Ain Asker剖面为南特提斯洋OAE1b的关键记录点。结果表明:
1)早阿尔布期南特提斯洋存在部分氧限制环境,促进有机质保存但未形成完全缺氧;
2)OAE1b的触发与全球海侵、生产力提升及可能的气候降温相关;
3)区域记录与全球碳同位素偏移的一致性支持OAE1b的全球性特征。

Salma Soussi等学者的工作不仅填补了南特提斯洋OAE1b研究的空白,更通过精细的地球化学指纹,为理解白垩纪碳循环扰动与古海洋响应的空间异质性提供了新证据。其方法论框架(如氧化还原敏感元素组合的应用)亦可推广至其他地质历史时期的缺氧事件研究。

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