《Quaternary International》:Geoheritage conservation in the Cabo Verde Archipelago: An exceptional juxtaposition of last interglacial beach deposits and deep-sea MORB pillow lavas uplifted during the Cenozoic, on Maio Island
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马卡罗尼西亚(Macaronesian)群岛的古生物学、地貌学和地质遗产在多样性和相关性方面均十分突出。其中一些火山海洋岛屿已拥有被归类为具有显著国际相关性的地质点(geosites)和古生物点(palaeosites)。与已具备先进清单的Azores和Can
马卡罗尼西亚(Macaronesian)群岛的古生物学、地貌学和地质遗产在多样性和相关性方面均十分突出。其中一些火山海洋岛屿已拥有被归类为具有显著国际相关性的地质点(geosites)和古生物点(palaeosites)。与已具备先进清单的Azores和Canaries群岛相比,Cabo Verde群岛尚未在系统框架下启动此类工作。本研究是首次尝试对Maio岛(Cabo Verde)地质遗产相关性进行定量评估。本研究报道一个具有国家相关性的独特露头:白垩纪洋中脊玄武岩(Mid-Ocean Ridge Basalts, MORB)最初在海底形成,随后被抬升约~6 km,并出露于Maio岛南部和东部海岸陆上。巧合的是,该洋壳碎片现今与紧邻的末次间冰期最暖期(Late Pleistocene,海洋同位素亚阶段5e(Marine Isotopic Substage 5e, MIS 5e))化石沉积并置,出露高度可达现今海平面以上2 m。依照地质保护(geoconservation)框架,研究人员提出,与Maio当前正在研究的其他地质点和古生物点一样,位于Pedrinha da Areia湾的该MORB-MIS 5e地质点应被纳入该岛未来拟开发的旅游“化石路线”(Fossil Route),为当地旅游企业带来明显经济效益,并促进该岛地质遗产的可持续利用。
研究背景与问题:马卡罗尼西亚(Macaronesian)群岛的火山海洋岛屿因复杂地质演化而具有突出地质遗产(geoheritage)。Azores和Canaries已建立较系统的地质点(geosite)与古生物点(palaeosite)清单,并有“化石路线”等旅游利用;Cabo Verde群岛虽拥有重要地质与古生物记录,却尚无系统调查和定量评价。Maio岛是Cabo Verde群岛第二大古老、强烈侵蚀岛屿,其基础为早白垩世洋壳,并出露中生代基底杂岩、中央侵入杂岩(Central Intrusive Complex, CIC)、新近纪火山岩、抬升海相阶地、风成砂和海啸沉积等。该研究针对Pedrinha da Areia湾一处MORB与MIS 5e化石沉积并置露头,试图在Cabo Verde群岛首次开展地质点定量评价,并为其保护与可持续旅游利用提供依据。
研究开展与意义:研究人员报道Maio岛南部和东部海岸一处具有国家相关性的露头:白垩纪洋中脊玄武岩(Mid-Ocean Ridge Basalts, MORB)原形成于海底,后被抬升约~6 km并出露陆上;其旁侧并置末次间冰期最暖期(Late Pleistocene,海洋同位素亚阶段5e(Marine Isotopic Substage 5e, MIS 5e))化石沉积,出露可达现今海平面以上2 m。依照地质保护框架,研究人员提出将该MORB-MIS 5e地质点与Maio其他正在研究的地质点和古生物点一起纳入未来旅游“化石路线”(Fossil Route),以服务当地旅游企业并促进地质遗产可持续利用。该研究填补了Cabo Verde群岛地质点定量分类空白,并为UNESCO地质公园(Geopark)或“Maio古生物公园(Palaeopark)”等保护路径提供科学依据。
关键技术与方法(≤250字):2024年7月5—27日第7届“Palaeontology in Cabo Verde”国际研讨会期间,研究人员对Maio、Sal、Santiago和Boavista岛开展地质与古生物调查;本文地质点位于Pedrinha da Areia湾(N 15.14419, W 023.11134),于2024年7月22日调查。使用DJI Mavic PRO 2无人机航拍;沿代表性垂向剖面进行地层、沉积和古生物特征描述,测制条带记录并记录相变、接触和化石含量;对MIS 5e沉积开展化石调查和定性采集,按Molluscabase进行无脊椎动物命名;采用基于Brilha并经Lima适应群岛框架、由ávila et al.详述的Q指数(Q index),从地质/古生物遗产、潜在利用和保护需求三组标准定量评价。样本来源为上述岛屿野外露头,无实验试剂或培养步骤。
研究结果:
4.1 相描述、地层学与沉积构造(Facies description, stratigraphy and sedimentological structures):通过露头观察、剖面和条带记录,研究人员识别出古海崖切穿Batalha组MORB型火山序列及穿切岩墙群;露头包括MORB枕状熔岩、玻璃碎屑岩及更北侧深海沉积。倚靠MORB的MIS 5e沉积可能沿岸台地延伸,现正被侵蚀并部分以胶结海滩岩(beachrock)出露,由三个主要沉积层组成:unit 1为32 cm厚灰色细砂,含分散圆砾、枕状熔岩碎块和稀有Fissurella spp.大型化石,类似现今含铁镁矿物海滩砂;unit 2为约20 cm厚砾岩,含来自古海崖和溪流的棱角至次棱角砾至卵石、红藻石(rhodoliths)和化石,基质为橙色黏土质砂,两层均胶结;unit 3a为富含红藻石和大型化石(如Thethystrombus latus)的砂质沉积,发育交错层理至平行层理及非层状段,中部岩屑富集并见近砾石支撑砾岩;unit 3b为粗粒后滨砂,被穴居蟹生物扰动;顶部含unit 5坡积碎屑。层序显示小尺度海平面波动和水动力变化;地层位置、阶地高程和化石内容指示unit 3属MIS 5e,unit 2也可能属之,unit 1不能排除。约120 m东北的小崖出露钙质砂岩unit 4,含极浅海至海岸遗迹化石(trace fossils),地形略高于前述地质点,可能代表MIS 5e较年轻沉积阶段;砂岩细至中粒、局部含小砾,具水平至低角度纹层,Macaronichnus segregatis丰富,为多毛类环节动物形成的2—3 mm圆柱潜穴,指示上滨面;同层见Conichnus isp.垂直锥形潜穴(60—90 mm,可能为海葵居住/平衡构造)和Siphonichnus isp.圆形结节状双壳类垂直居住潜穴(20 mm,中央核8—10 mm为水管位置);另见可能鸟足迹,呈短半圆形脊(6—8 mm宽)和交叉状印痕,似anisodactyl鸟迹。
4.2 古生物多样性(Palaeobiodiversity):通过化石调查和定性采集,研究人员在MIS 5e剖面鉴定腹足类Cerithium atratum、Thais nodosa、Thethystrombus latus和Fissurella spp.,双壳类Spondylus senegalensis和Ostrea stentina;Spondylus senegalensis和Thethystrombus latus部分壳具海绵钻孔Entobia isp.,显示生物侵蚀(bioerosion)。
4.3 MORB-MIS 5e地质点相关性(Relevance of the MORB-MIS 5e geosite):通过Q指数计算,该地质点得分为40.67,属国家相关地质点。
讨论部分总结:5.1表明该研究进一步凸显马卡罗尼西亚地质遗产,并支持科学家向政策制定者提出的保护与可持续利用建议;Azores已有20个古生物点,Canaries有近350个古生物点,而Cabo Verde此前缺乏系统调查和内在价值评估,本研究首次定量分类Cabo Verde地质点。5.2将Pedrinha da Areia与Santa Maria岛Ponta do Castelo(Q=50.42)和Pedra-que-pica(Q=43.83)比较,指出Maio地质点Q=40.67受居民约7500人、2023年游客约2400人(约占Cabo Verde游客0.2%)及距Vila do Maio约8.5 km土路等社会经济因素制约;Maio另有中生代洋底剖面、东约80—100 m高程大型碳酸盐沙丘及至少四次海啸沉积记录,后者仍在研究中。Pedrinha代表时间至少115 Ma、高差至少4 km的沉积并置,建议纳入未来“化石路线”。5.3指出Cabo Verde无专门地质遗产保护法,依赖Decree-Law n° 3/2003保护区网络和Law n° 85/IX/2020文化遗产保护与增值法律;建议政府评估分类,并考虑UNESCO地质公园或Maio古生物公园,后者可依法设定缓冲区和严格禁入区;若短期至中期无保护行动,旅游压力可能损害遗产。
研究结论翻译:偏远海洋环境,尤其像Cabo Verde共和国这样的发展中小岛屿国家,因地理隔离、有限陆地和受限人力与经济资本而面临可持续发展的内在挑战。本研究证明,系统清查和可持续利用区域地质遗产可为公众教育、生态休闲和社会经济多样化提供非破坏性路径。虽然Canaries和Azores等群岛拥有成熟地质框架和活跃旅游“化石路线”,但本调查首次对Cabo Verde群岛内地质点进行定量评价和分类,弥补了马卡罗尼西亚地质保护文献的关键空白。Maio岛Pedrinha da Areia地质点的海岸层序揭示异常地质奇观:构造抬升使相隔巨大地质时间和垂直空间的古老深海单元直接接触,即源自洋底的Batalha组下Valanginian枕状熔岩、玻璃碎屑岩和岩墙与末次间冰期最暖期(MIS 5e)浅海海滩沉积并置。该间冰期层序保存高保真海岸环境动态记录,以温水化石软体动物组合(如Thethystrombus latus和Spondylus senegalensis)及诊断性上滨面遗迹化石(包括丰富的Macaronichnus segregatis、Conichnus isp.和Siphonichnus isp.)为特征。采用修改Q指数的方法学评价获得40.67的定量值,正式将Pedrinha da Areia MORB-MIS 5e地点归类为国家相关地质点;尽管该得分反映其高内在科学、教育和美学价值,但受Maio偏远基础设施、小居民规模和低年游客量等边缘社会经济制约而在数学上被扣分。为将这一脆弱自然资本转化为韧性旅游资产,必须实施结构性法律保护。Cabo Verde目前缺乏专门古生物立法,而依赖Law n° 3/2003(保护区)和Law n° 85/IX/2020(文化遗产)等一般框架。鉴于海岸和探险旅游压力上升,研究人员强烈建议国家和地方政策制定者从被动保护转向主动管理。虽然在Maio建立UNESCO全球地质公园可提升岛屿国际形象,但更具战略优势的路径是制定专门国家法律创建“Maio古生物公园”,仿照Azores群岛Santa Maria岛已实施的区域基础设施。古生物公园框架提供必要法律机制,可指定限制性科学区和受控缓冲区,保护脆弱化石沉积及邻近地质遗产(如抬升碳酸盐沙丘和古海啸层)免遭退化。将Pedrinha da Areia地质点纳入解说性“化石路线”,将有助于保护Cabo Verde这一地球演化历史宝贵窗口,同时成为岛屿社区持久的社会经济引擎。