印度西部卡奇大盐沼（GRK）边缘海盆地全新世陆海相互作用

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Holocene land-marine interactions in the marginal marine basin of Great Rann of Kachchh (GRK), western India

　　

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  有机地球化学代用指标记录显示，末次冰后海平面上升后约1.1万年前GRK盆地发生了海侵。
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  在全新世中期约6500至4200年前，GRK盆地记录了全球高海平面持续期。
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  约4200年前GRK盆地上覆海水柱开始消退，表明气候与海平面恶化之间存在同步关系。
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  约2000年前海退开始，由于盆地填充和/或盆地不同构造段的构造抬升，导致GRK盆地干涸。

引言

位于印度西部大陆边缘的卡奇盆地以其半干旱气候和活跃的构造过程而闻名，这些过程导致了非地震和同震变形，并在近期发生了多次毁灭性地震事件（Biswas, 1993; Bilham, 1999; Chung and Gao, 1995; Oldham, 1926; Rajendran and Rajendran, 2001; Maurya et al., 2017）。从地貌学角度来看，卡奇盆地可大致分为两个部分，即1）主要由岩石陆地构成的大陆卡奇地区，以及2）形成沼泽低地的卡奇大兰（GRK）和卡奇小兰（LRK）子盆地（图1）。卡奇盆地第四纪景观变化的研究主要集中在岩石大陆部分，与其区域构造设置和构造活动有关（Thakkar et al., 1999; Maurya et al., 2003, Maurya et al., 2008, Maurya et al., 2017; Patidar et al., 2007; Chowksey et al., 2016）。GRK和LRK盆地几乎覆盖了大陆部分卡奇古裂谷盆地的二分之一，在第四纪期间积累了大量沉积物（Biswas, 2005）。据信GRK和LRK在距今约2000至500年前一直通过阿拉伯海相连（Frere, 1870; Gupta, 1975; Maurya et al., 2009; Khonde et al., 2011）。基于钻井岩心记录的初步研究表明，自全新世早期以来GRK盆地一直被海水淹没（Maurya et al., 2013; Khonde, 2014; Kumar et al., 2021），而如今它表现为在沙漠和恶劣条件下的一片广阔、平坦的抬高海底（Merh, 2005; Roy and Merh, 1981）。

目前我们对卡奇盆地沿海演化的认识非常有限，尤其是从末次冰后时期到现在（Kar, 1993; Maurya et al., 2008, Maurya et al., 2016）。由于气候变化、构造过程、海平面变化和河流改道，该地区的陆海格局也发生了大规模变化（Glennie and Evans, 1976; Roy and Merh, 1981; Malik et al., 1999; Gaur and Vora, 1999; Gaur et al., 2013; Maurya et al., 2009; Khonde et al., 2011; Khonde et al., 2017a, Khonde et al., 2017b, Khonde et al., 2024; Padmalal et al., 2019; Kumar et al., 2021, Kumar et al., 2023）。此外，该地区有长期的毁灭性地震历史，由于地震事件导致的快速景观变化使河流网络发生重大变化，不同构造段的抬升/沉降（Rajendran and Rajendran, 2001; Khonde et al., 2011, Khonde et al., 2017b; Thakkar et al., 2012）。因此，地球科学家普遍认为，目前干涸的GRK盆地通过气候-构造力的复杂相互作用而演化，并在全新世期间经历了从海洋到混合海洋沉积环境的海平面波动（Khonde et al., 2011, Khonde et al., 2013; Maurya et al., 2013; Kumar et al., 2021, Kumar et al., 2023）。然而，尽管来自该地区的文献有限，覆盖过去10000年的卡奇大兰（GRK）盆地几乎没有古季风和古环境记录（Maurya et al., 2013）。在本研究中，我们使用两个从盆地中央和南缘取得的深连续沉积岩心，长度分别约为61米和51米（图1，图2），来表征GRK盆地过去约1.1万年前至今的陆海相互作用阶段、有机质特征及其来源（图1）。

章节摘要

GRK盆地的地质背景

GRK盆地位于印度西北部大陆边缘，东邻印度河三角洲，北接塔尔沙漠，南面和东面分别与大陆卡奇地区和卡奇小兰接壤（图1）。GRK盆地曾与阿拉伯海相连，类似于印度河附近的陆架，自末次冰盛期（LGM）以来通过Nara河（现已断流）、印度河分流以及可能的其他途径积累了大量沉积物

沉积钻探取芯与年代框架

2010年从GRK盆地Dhordo村北部（DH岩心，代表中央盆地）和Berada村北部（BRD岩心，代表南部盆地）取得了两个长度分别约为61米和51米的长连续沉积岩心（Maurya et al., 2013）。这些完整的岩心段中，一半每隔约2厘米进行子采样，另一半保存在巴拉达大学（The M. S. University of Baroda）地质系低温深冷冰箱中。年代学

TOC和TN分析

Dhordo岩心沉积物有机相中的总有机碳（TOC）含量和总相中的总氮（TN）含量分别在0.08至0.87（平均0.35）和0.01至0.06（平均0.03）之间变化（表S1）。TOC和TN含量的最大变化出现在10600至10000年前、6500至4200年前以及最年轻的2500年前。TOC/TN比范围为4.4至34.5（平均12.45）（图4，图5，图6）。在Berada岩心中，TOC和TN分别在0.17至1.4（平均0.55）和0.02至0.08（平均0.04）之间变化，而TOC/TN比

GRK盆地沉积物有机质的来源

在GRK等边缘海洋环境中，有机质可能通过海洋和陆地领域以各种形式的复杂混合物供应，如颗粒态、溶解态和/或胶体态（Hedges et al., 1997）。为了表征沿海环境中有机质的来源，使用了总有机碳与总氮的摩尔比（TOC/TN）以及有机相中的δ¹³C值（表S1，表S2）。陆生植物（C₃）的δ¹³C值

结论

位于印度西部大陆边缘的GRK盆地在过去约1.1万年间积累了约60余米的巨大沉积物堆积，在变化的陆海相互作用阶段下，主要受冰川融水脉冲引起的冰后期全球海平面上升的调节。约10600至10000年前海洋海侵环境的快速性质通过较高的沉积充填率（内陆地区较高侵蚀）和由大规模陆/海波动所标记的海平面上升得以揭示

CRediT作者贡献声明

Niteshkumar Khonde：写作–审稿与编辑、写作–初稿撰写、研究方法、调查、形式分析、数据整理、概念构思。Deepak M. Maurya：写作–审稿与编辑、可视化、验证、指导、资源、项目管理、研究方法、调查、资金获取、概念构思。Ravi Bhushan：写作–审稿与编辑、验证、指导、资源、研究方法、调查、形式分析。Arun Deo Singh：写作–审稿与

未引用参考文献

Sharma et al., 2021a

Sharma et al., 2021b

利益冲突声明

所有作者声明不存在已知利益冲突。

致谢

钻探工作及随后的岩心研究由印度政府科学技术部（DST）资助的面向DMM的研究项目（项目编号：SR/S4/ES-21/Kachchh Window/P1）支持，该项目属于浅层地下科学计划（SSS）。N. Khonde衷心感谢BSIP主任对本研究发表工作的鼓励（BSIP/RDCC/Publication No. 11/2018-19）。

Niteshkumar Khonde|Deepak M. Maurya|Ravi Bhushan|Arun Deo Singh|Rajesh Agnihotri|Liviu Giosan|L.S. Chamyal