《Sedimentary Geology》：Controls on regional distribution patterns of heterozoan and photozoan carbonate facies in tropical transitional carbonate systems: Lower Mississippian, Continental US and southern Canada
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下密西西比统（Osagean）美国大陆与加拿大南部的碳酸盐系统发育于热带古纬度，但显示出热带过渡型碳酸盐系统（tropical transitional carbonate systems, TTCS）特有的光合动物相与异养动物相复杂分布。研究人员综合已发表文
下密西西比统（Osagean）美国大陆与加拿大南部的碳酸盐系统发育于热带古纬度，但显示出热带过渡型碳酸盐系统（tropical transitional carbonate systems, TTCS）特有的光合动物相与异养动物相复杂分布。研究人员综合已发表文献，记录浅水碳酸盐岩中光合动物相与异养动物相的区域格局，并评价其分布的环境控制因素。横贯大陆隆起（Transcontinental Arch, TA）两侧存在总体成分差异：TA 以北和以西的浅水碳酸盐缓坡常含混合光合动物相—异养动物相组合，包括 ooids、peloids、钙藻、stromatolites 与 crinoids、bryozoans、brachiopods 共生；更靠近西部盆地边缘处光合动物相局部缺失。相反，TA 以南和以东的浅水系统以异养动物相组合为主，光合动物相仅在没有盆地边缘影响的地区局部出现。以往研究将海平面、气候和上升流（upwelling）解释为沉积主导控制因素。岩相成分格局与提出的上升流区高度吻合，支持上升流带来的富营养、较冷水体抑制光合动物相发育。海平面波动通过移动岩相带并在下降期减弱、上升期增强上升流强度而影响成分。近陆区存在光合动物相表明陆地径流不是重要因素，与干旱气候一致。硅质生物岩相和 chert 广泛发育，硅质被认为来自风成和上升流过程。该区域综合为异养动物相—光合动物相分布控制提供了基础信息，并建立了进一步靶向研究框架。
研究背景方面，浅水碳酸盐成分受水温、营养可利用性、水化学、水动力、CO2 浓度和海水 Mg/Ca 比等控制。James（1997）划分的光合动物相（Photozoan Association）与异养动物相（Heterozoan Association）常用于低纬与高纬碳酸盐系统解释。热带过渡型碳酸盐系统（tropical transitional carbonate systems, TTCS）指位于热带、因上升流或陆地径流等导致光合与异养生产者复杂共生的环境。早—中密西西比世（Tournaisian–Visean；Kinderhookian–Osagean–Meramecian）劳伦古陆发生古地理重组、温室向冰室转换、冈瓦纳冰川启动及大幅相对海平面波动，南部和西部边缘有上升流证据。各区域已开展过局部岩相和古地理研究，但整个劳伦古陆 Osagean 浅水光合动物相—异养动物相分布尚未被系统综合，因此不清楚局部规律是否具有区域性，也不清楚区域海洋学、营养、气候和古地理如何共同控制碳酸盐生产。该论文发表于《Sedimentary Geology》，研究人员通过综合文献填补这一空白。
主要技术方法方面，研究人员采用文献综合与区域编图方法：汇总美国大陆与加拿大南部 Osagean 浅水碳酸盐系统已发表研究，按横贯大陆隆起（Transcontinental Arch, TA）划分为 TA 北西（NWTA）与 TA 南东（SETA）两大区；以已发表浅水缓坡、陆架、外缓坡—盆地剖面及珊瑚和粒屑组成数据为基础，建立研究地点—岩相组成对照，并用古地理图、风向与上升流带解释空间格局；未涉及试剂、培养或实验流程，样本与解释对象为已发表地层剖面与化石组合。
研究结果方面，2 区域光合动物相—异养动物相分布显示 TA 为重要分界。2.1 TA 以北和以西（NWTA）中，2.1.1 Williston Basin 地区（含加拿大 Saskatchewan、Alberta 及北达科他、蒙大拿、怀俄明）的 Madison Group 发育广阔碳酸盐缓坡，浅水环境含异养动物相（海百合 crinoids、苔藓虫 bryozoans、腕足 brachiopods）同时富含 ooids、钙藻、stromatolites、底栖有孔虫、peloids 等光合动物相组分，反映正常盐度、充氧、透光带环境。2.1.2 Idaho 的 Mission Canyon Limestone 含珊瑚富集生物屑灰岩与海百合灰岩，珊瑚组合指示以浅水为主。2.1.3 Utah 与 Central Nevada 为低起伏陆架—缓坡，浅水以异养动物相为主，光合动物相基本缺失，仅局部层段底部有 ooids；但 Hose 等研究的内华达剖面记录 ooids、peloids、有孔虫、藻类组成的光合动物相丰富组合。2.1.4 Arizona、Southern Nevada、California 中，Arizona 的 Redwall Limestone 为光合动物相主导的内缓坡—陆架，含 peloids、有孔虫、ooids、钙藻；南内华达为正常海相粒屑灰岩；东加州为细粒灰岩与放射虫泥岩，代表外缓坡—斜坡较深水。2.1.5 Northern New Mexico 的 Leadville Limestone 与 Espiritu Santo Formation 为泻湖—潮上萨布哈环境，富含藻类、stromatolites、有孔虫、ooids 等光合动物相。
2.2 TA 以南和以东（SETA）中，2.2.1 Southern New Mexico 的 Lake Valley Formation 以异养动物相和外缓坡—盆地沉积物重力流为主，内缓坡被剥蚀。2.2.2 Iowa、Missouri、Illinois、Kansas 的 Burlington–Keokuk 与同期地层以海百合粒屑 packstones 和 grainstones、苔藓虫、腕足、海绵骨针为主，chert 广布；仅北爱荷华下 Osagean 有 oolite 层，以及最上 Osagean 的 Short Creek Oolite 为代表的光合动物相例外。2.2.3 Colorado 的 St. Joe Formation 原被解释为深亚潮，但区域对比支持其为浅水内缓坡—蒸发萨布哈相。2.2.4 外缓坡、缓坡边缘与盆地地区（Kansas、Oklahoma、Arkansas、Illinois、Indiana、Kentucky、Tennessee、Mississippi、Alabama）以异地搬运的异养动物相和硅质生物组分为主，最上 Osagean 的 Short Creek Oolite 是由内缓坡向远端缓坡推进的薄 oolite 单元。
讨论部分总结：大尺度上 SETA 以异养动物相为主，NWTA 以光合动物相丰富组合为主，但各区有局部例外。NWTA 靠西部盆地边缘地点虽环境相似，但异养动物相占优、光合动物相仅底部出现，与上升流可深入数百千米及磷酸盐—硅质富集一致。Central Nevada 与 Northern Arizona 因远离或受古高地/岛链屏蔽而发育光合动物相；Williston Basin 距上升流边缘 300—1000 千米以上，故混合组合发育。SETA 除少数层位外受上升流与较冷富营养水控制，海平面下降减弱上升流、上升增强上升流。近陆仍有光合动物相说明陆地径流非主控，硅质来自风成与上升流。
研究结论部分译为：下密西西比统（Osagean）劳伦古陆浅水碳酸盐系统具 TTCS 特征，TA 构成光合动物相与异养动物相区域分布的重要界线。NWTA 多见混合光合动物相—异养动物相组合，SETA 以异养动物相为主而光合动物相仅局部出现。岩相格局与上升流区吻合，支持上升流引入较冷、富营养水体抑制光合动物相；海平面波动迁移岩相带并调节上升流强度；近陆光合动物相表明干旱气候下陆地径流影响有限；biosiliceous 岩相与 chert 的硅质来自 aeolian 与 upwelling 过程。该区域综合为热带过渡型碳酸盐系统中异养动物相—光合动物相分布控制提供了基础级框架。
