逆境求生：Porites珊瑚在地中海墨西拿盐度危机中的生存

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Against all odds: The survival of Porites corals through the Mediterranean Messinian Salinity Crisis

　　

尽管有关后蒸发岩墨西拿沉积物中造礁珊瑚存在的报道众多，但通常认为珊瑚礁在地中海墨西拿盐度危机（Messinian Salinity Crisis, MSC）期间已从该地区消失。与这一假设相反，研究人员在此描述了在西班牙东南部索尔巴斯盆地（Sorbas Basin）和卡沃德加塔（Cabo de Gata）以及意大利东南部萨伦托半岛（Salento Peninsula）的所谓终端碳酸盐复合体（Terminal Carbonate Complex, TCC）中出现的珊瑚建造及相关化石组合。在索尔巴斯盆地，TCC整合覆盖在墨西拿石膏之上，并上超至盆地边缘，覆盖了前蒸发岩墨西拿珊瑚礁顶部的侵蚀面。根据其浮游有孔虫（planktonic foraminifer）组合以及下伏和上覆地层单元的年代地层学约束，该单元时代为晚墨西拿期。卡沃德加塔和萨伦托的TCC也被认为属于晚墨西拿期。这些建造由虫黄藻珊瑚（zooxanthellate coral）Porites构成，萨伦托地区还有少量Siderastrea。它们形成了宽数米至数十米、高数分米至数米的结构，周围为生物碎屑至鲕粒碳酸盐岩，局部混有硅质碎屑。TCC沉积物中，与建造相伴出现的有孤立Porites群体、海胆、多样软体动物、珊瑚藻（coralline algae）和绒枝藻（dasycladalean algae），微生物碳酸盐岩穹丘也很常见。西地中海和中部地中海珊瑚建造的出现表明，这并非局部现象，而是后蒸发岩墨西拿期正常海水的记录，以及造礁珊瑚在晚墨西拿期于地中海广泛生存的证据。

**论文解读**

**研究背景与问题**
墨西拿盐度危机（Messinian Salinity Crisis, MSC）是地中海地区晚中新世一次重大的古环境事件，其核心特征是深部盆地中蒸发岩的大规模沉积。传统模型普遍认为，在蒸发岩沉积之后，地中海盆地内不再存在珊瑚礁，尤其是有虫黄藻共生（zooxanthellate）的造礁珊瑚。然而，过去数十年间，在西班牙东南部索尔巴斯盆地（Sorbas Basin）的所谓终端碳酸盐复合体（Terminal Carbonate Complex, TCC）中，研究者多次报道了后蒸发岩的Porites斑块礁，并在意大利萨伦托半岛（Salento Peninsula）的Novaglie组NF3序列中发现了类似建造。这些发现与主流观点相悖，但由于缺乏详细描述和系统对比，其存在常被忽视或误认为来自下伏墨西拿早期礁体的滑塌块体。因此，本研究旨在重新审视这些后蒸发岩珊瑚建造，明确其几何形态、结构、组成和时代，并探讨其在MSC事件框架中的古环境意义，特别是对地中海晚墨西拿期海平面和海洋连通性的约束。

**研究内容与结论**
研究人员对西班牙索尔巴斯盆地（Rambla de Góchar）、卡沃德加塔（Cabo de Gata）的La Molata、La Rellana和Mesa de Roldán，以及意大利萨伦托半岛的Punta Ristola等地的后蒸发岩珊瑚建造进行了野外考察、沉积学与古生物学分析。通过薄片显微相分析、碳酸盐岩结构分类（Dunham, 1962；Embry and Klovan, 1971）以及珊瑚属级分类鉴定，系统描述了这些建造的规模、结构、珊瑚形态和伴生生物组合。主要结论包括：1）后蒸发岩珊瑚建造由虫黄藻珊瑚Porites（萨伦托还有少量Siderastrea）构成，形成宽数米至数十米、高数分米至数米的结构，生长于扇三角洲混合硅质碎屑-碳酸盐沉积物或鲕粒浅滩中；2）这些建造出现在下伏墨西拿早期礁体顶部的侵蚀面之上，根据生物地层学（浮游有孔虫组合）和年代地层学（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素）约束，时代确定为晚墨西拿期；3）建造中伴生有海胆、多样软体动物、珊瑚藻和绒枝藻等正常海洋生物群，表明其形成于正常盐度、高能浅水环境；4）西地中海（西班牙）和中部地中海（意大利）的同步出现表明，后蒸发岩珊瑚并非局部现象，而是记录了晚墨西拿期至少一个时间段内全地中海西部和中部存在正常海水。这一发现挑战了传统MSC模型中关于后蒸发岩阶段仅存在蒸发岩或半咸水（Lago Mare）沉积的假设，也否定了索尔巴斯盆地或深部地中海盆地同期存在蒸发岩形成的观点。论文发表在《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》。

**关键技术方法**
研究人员主要采用野外露头观测和沉积学描述，对珊瑚建造的几何形态、层序关系进行测量和记录；通过采集样本并制备薄片（西班牙Almería地区31张4.5×2.5 cm薄片，萨伦托半岛18张6×4.5 cm薄片）进行显微相分析，识别碳酸盐岩结构（依据Dunham, 1962及Embry and Klovan, 1971修改方案）和生物组分；珊瑚属级分类参考《藻类数据库》（AlgaeBase，Guiry and Guiry, 2025）；年代约束依赖浮游有孔虫组合生物地层学及已有的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素数据（Vescogni et al., 2022）。样本来源包括西班牙索尔巴斯盆地、卡沃德加塔的La Molata、La Rellana和Mesa de Roldán，以及意大利萨伦托半岛的Punta Ristola。

**研究结果**
4.1. 索尔巴斯盆地的后蒸发岩建造
在Rambla de Góchar露头，TCC可划分为三个沉积亚单元，其中亚单元2和3包含Porites建造。珊瑚群体以分枝-柱状（branching-columnar）和层状扭曲（laminar contorted）形态为主，高度可达2.2 m，宽约25 m，夹于砾岩、砂岩和叠层石-凝块石穹丘之间。珊瑚骨骼多被溶解，在微生物岩框架中留下空腔。伴生生物包括软体动物、海胆、龙介虫（serpulids）和珊瑚藻（Lithophyllum sp., Spongites sp.）。通过浮游有孔虫组合（含Globigerina multiloba, Orbulina universa等）和上下地层年代学约束，确定该单元为晚墨西拿期。

4.2. 卡沃德加塔的后蒸发岩珊瑚建造
在La Molata，TCC覆盖在暴露面之上，底部为层状扭曲Porites群体和柱状群体，伴有火山碎屑-生物碎屑基质。向上过渡为鲕粒颗粒岩和微生物岩（凝块岩、叠层石），其中夹有少量柱状和层状扭曲Porites。在La Rellana，TCC上超于下伏礁体古地形，柱状Porites群体直接生长在鲕粒颗粒岩上，高达2.6 m，被鲕粒颗粒岩包裹和穿插。在Mesa de Roldán，TCC底部为鲕粒颗粒岩，上覆Porites建造，由堆积的柱状群体（枝条直径1–2 cm）构成，高达4 m，枝条间有水平层状生长连接。珊瑚骨骼被有孔虫、珊瑚藻、蛇螺（vermetids）、苔藓虫和微生物壳包裹，基质含双壳类、腹足类、海胆碎片和鱼齿。这些建造均发育于下伏墨西拿早期礁体顶部的侵蚀面之上，根据Franseen et al. (1998)和区域对比，时代约为5.8–5.3 Ma（晚墨西拿期）。

4.3. 萨伦托半岛的后蒸发岩珊瑚建造
萨伦托TCC（SP-TCC）由三个亚单元叠加而成，在Punta Ristola发现唯一的离散珊瑚建造，长52 m，厚约4.8 m。建造底部为角砾岩，上覆鲕粒颗粒岩。珊瑚以Porites为主（分枝-柱状，枝条直径约2.5 cm，偶达6 cm），另有少量球形至椭球形的Siderastrea群体（直径数厘米）。群体不形成连续骨架，而是呈小簇状散布。群体间沉积物为颗粒岩-泥粒岩，含小颗粒、鲕粒、腹足类、有孔虫（主要为粟粒虫miliolids，以及Ammonia和Elphidium）、腕足类、双壳类、龙介虫、珊瑚藻、棘皮动物和稀有的绒枝藻。珊瑚骨骼多被溶蚀为铸模，部分保存微细结构，表面可见珊瑚藻薄壳。通过⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素分析（Vescogni et al., 2022）确定该单元为晚墨西拿期。

**讨论与结论**
讨论部分指出，后蒸发岩珊瑚建造的古环境多样：在索尔巴斯盆地，珊瑚生长于浊度较高的扇三角洲环境，以小型柱状和层状扭曲形态为主；在Mesa de Roldán和La Rellana，则生长于清水鲕粒浅滩，柱状群体高大（>1 m），指示高能、浅水、正常盐度条件；萨伦托的建造类似后者，伴生海胆、多样软体动物和绒枝藻，进一步支持正常海水环境。这些建造与微生物岩（叠层石、凝块石）共生，后者在巴哈马现代鲕粒浅滩中也有类似形成，暗示正常海水条件。

关于MSC事件模型，研究强调，索尔巴斯盆地TCC中珊瑚建造的存在表明，后蒸发岩阶段地中海西部和中部完全被海水淹没，海平面达到甚至超过前蒸发岩礁体高度，这否定了同期蒸发岩形成的假设，也与认为后蒸发岩阶段仅存在蒸发岩或半咸水沉积的模型（如Krijgsman et al., 1999; Roveri et al., 2014）不一致。珊瑚的重新出现提出了两个假说：一是在地中海盆地内局部避难所（如西阿尔沃兰盆地West Alboran Basin）中存活，二是从大西洋重新迁入。萨伦托的发现支持避难所假说，但大西洋来源不能完全排除。

**研究结论**（翻译自原文结论部分）
晚墨西拿后蒸发岩虫黄藻珊瑚建造出现在西班牙东南部索尔巴斯盆地和卡沃德加塔的终端碳酸盐复合体（Terminal Carbonate Complex, TCC）以及意大利东南部萨伦托半岛。这些建造宽数米至数十米，高数分米至数米，生长于扇三角洲混合硅质碎屑-碳酸盐沉积物中以及鲕粒浅滩中，后者发育于切蚀下伏墨西拿早期礁体的侵蚀面顶部的高能浅水陆架环境。西班牙地区唯一的建礁生物为Porites，萨伦托地区还有少量Siderastrea群体。珊瑚框架周围或充填的沉积物中可见海胆、多样软体动物以及珊瑚藻和绒枝藻。后蒸发岩珊瑚建造表明，在蒸发岩沉积后的晚墨西拿期至少有一个时间段内，地中海西部和中部存在正常海水。海平面在这一后蒸发岩海侵事件中达到了下伏墨西拿早期礁体的高度，从而否定了索尔巴斯盆地或地中海深部盆地同期存在蒸发岩形成的假说。因此，虫黄藻珊瑚的存在对未考虑晚墨西拿期地中海中部和西部完全海侵的演化模型提出了挑战。蒸发岩沉积后虫黄藻珊瑚重新定殖的来源仍不明确。其在萨伦托的出现支持了在地中海西部区域盆地内避难所中存活的假说，但从大西洋扩散的可能性也不能完全排除。