富含Glycymeris的沉积单元作为阿尔及利亚西北部晚更新世海啸事件的证据:一种基于生物地层学、埋藏学和沉积学的研究方法

《Quaternary Science Reviews》:A Glycymeris-rich unit as evidence of a late Pleistocene tsunami event from NW Algeria: A biostratigraphic, taphonomic, and sedimentological approach

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Quaternary Science Reviews 3.3

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  北非哈恰哈萨高原晚更新世潮间带沉积中,通过生物地层学(钙质纳米化石和硅藻有孔虫)与沉积构造(侵蚀基底、交错层理、泥质变形)分析,首次确认该区存在由地震触发海啸形成的Glycymeris富集单元(GRU)。沉积物特征包括混合生态带的生物群系(从潮上带至浅海带)、低 percentage 的钻孔生物、壳碎片优势及定向排列,揭示海水大规模倒灌事件。该研究填补了该区域第四纪沉积序列空白,为地中海西部潮间带海啸沉积鉴别提供了新依据。

  在阿尔及利亚西北部的Hachacha高原沿海地区,一项新的研究揭示了上新世时期沉积物的独特特征,这些沉积物被认为与海啸事件有关。这项研究的主要目标是分析Glycymeris丰富的沉积单元(GRU),并将其与典型的风暴沉积物进行区分。GRU主要由海洋生物化石组成,包括双壳类和腹足类动物,以及海绵、管虫、珊瑚和红藻等。这些沉积物覆盖了中新世、更新世和上新世的地层,并显示出显著的生物、沉积学和古生物学特征,表明它们可能与一次强烈的海啸事件有关。

GRU的沉积环境被解释为一个沿海区域,从临海到后滨,其形成时间对应于最后一次间冰期,即海洋同位素亚阶段5e(MIS 5e)。这一时期的全球气候相对温暖,海平面较高,因此可能为海啸沉积物的形成提供了有利条件。研究人员通过生物地层学方法,特别是基于钙质浮游生物和浮游有孔虫的分析,首次在该地区识别出上新世的沉积物。这一发现不仅填补了阿尔及利亚北部海洋上新世沉积物研究的空白,还为理解该地区在最后一次间冰期的地质历史提供了新的视角。

研究中提到的GRU沉积物具有几个显著的特征,这些特征与典型的风暴沉积物不同。首先,GRU中的贝壳显示出高比例的破碎状态,但边缘锋利,表明它们可能经历了强烈的水流冲击。其次,贝壳的排列方式呈现出混乱的状态,有时呈斜向或垂直方向,这种不规则的排列方式与风暴沉积物中的有序排列形成对比。此外,贝壳的保存状况良好,显示出较高的化石含量和较好的分选性,这进一步支持了其与海啸事件相关的解释。研究人员还注意到,GRU中的沉积物包含来自不同生态带的生物,包括海洋生物和偶尔出现的陆地蜗牛,这表明沉积物可能来自较深的水域,随后被强大的海啸波带到海岸线附近。

在沉积学特征方面,GRU显示出不规则的侵蚀底部、侧向沉积相的变化、广泛的粒径范围(从黏土到卵石)、正向和逆向分选以及诊断性的沉积结构。这些结构包括脆弱和硬岩的碎片,高能水流特征如水平和斜向层理,以及波状交错层理。此外,沉积物中还发现了将沉积物注入基底的特征,以及大而尖锐的卵石的排列和软沉积变形结构。这些特征与海啸沉积物的典型特征相符,表明它们可能由地震引发的海啸波形成。同时,研究还指出,阿尔及利亚西北部的活动构造背景为海啸的发生提供了条件,因此这些沉积物的形成可能与该地区的地震活动密切相关。

为了更准确地确定GRU的年代,研究人员采用了多种方法,包括对钙质浮游生物和浮游有孔虫的分析。这些微化石的分布和组合为沉积物的年代提供了重要的线索。此外,研究人员还尝试通过双壳类动物群的组合特征来确定GRU的年代。这种多学科方法不仅有助于识别沉积物的形成机制,还为理解该地区的地质演变提供了更全面的视角。

研究还强调了区分海啸沉积物和风暴沉积物的重要性。尽管两者都可能形成高能沉积物,但它们在沉积学和古生物学特征上有显著的不同。例如,海啸沉积物通常具有更密集、更厚的贝壳层,贝壳的保存状况更好,且贝壳的排列方式多为斜向或垂直方向。而风暴沉积物则可能表现出更均匀的粒径分布和有序的贝壳排列。此外,海啸沉积物中可能包含来自较深水域的生物化石,而风暴沉积物则可能更多地包含浅水区域的生物。

研究团队通过实地考察和实验室分析,对Hachacha高原的五个地质剖面进行了详细研究。这些剖面包括Port de Menard、Sid El Adjel、Ain Brahim、Sedaoua和Kef Boughetar。通过对这些剖面的描述和测量,研究人员能够更全面地了解GRU的沉积特征和分布情况。此外,研究还结合了沉积结构和化石内容的分析,以进一步确认沉积物的形成机制。

在地质背景方面,Hachacha高原位于Dahra地块的西北部,该地块由从白垩纪到古新世的多个外来单元组成,将下Chelif盆地的中新世和上新世地层与北部的地层分隔开来。这一地区的地质历史受到阿尔卑斯造山运动的影响,因此可能存在一定的构造活动。研究指出,GRU覆盖在中新世、上新世和下更新世的地层之上,表明其形成时间相对较晚,可能与一次强烈的海啸事件有关。

此外,研究还提到,GRU中的沉积物显示出明显的生物混合特征,包括来自不同生态带的生物化石。这种混合可能表明沉积物在形成过程中经历了强烈的水流冲击,导致不同深度的生物被混合在一起。研究人员还发现,GRU中的贝壳保存状况良好,显示出较高的化石含量和较好的分选性,这进一步支持了其与海啸事件相关的解释。

在沉积学特征方面,GRU表现出广泛的粒径范围,从黏土到卵石,这表明沉积物可能经历了多种搬运和沉积过程。此外,沉积物中还发现了正向和逆向分选的特征,这可能与沉积物的来源和搬运方式有关。诊断性的沉积结构,如波状交错层理和牵引地毯,也支持了海啸沉积物的解释。这些结构通常与高能水流有关,而海啸波的能量远高于风暴波。

研究还指出,GRU的形成可能与地震活动有关。阿尔及利亚西北部的活动构造背景为海啸的发生提供了条件,因此这些沉积物的形成可能与该地区的地震活动密切相关。研究人员通过分析沉积物的特征,结合区域地质背景,得出了这一结论。此外,研究还强调了海啸沉积物在类似沿海环境中的研究价值,特别是在理解极端地质事件对沿海生态系统的影响方面。

总的来说,这项研究为阿尔及利亚西北部的海啸沉积物提供了新的证据,并通过多学科方法对其年代、沉积环境和形成机制进行了详细分析。这些发现不仅有助于理解该地区的地质历史,还为全球范围内海啸沉积物的研究提供了重要的参考。通过对比其他地区的海啸沉积物,研究人员能够更好地识别和理解海啸事件的特征,从而为未来的地质研究和灾害评估提供科学依据。
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