《Quaternary International》：Calcareous non-skeletal grains from northwestern Arabian Sea: insights into late Quaternary paleoclimate
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钙质非骨骼颗粒（包括 peloids、limeclasts 和部分包被颗粒）的成因及其与晚更新世气候变化的关联性研究，揭示其受季风波和潮汐作用主导的沉积机制，丰度变化与 orbital 周期调控的海洋环境演变一致。
阿尼尔·库马尔·萨胡（Anil Kumar Sahu）| 阿努克里蒂·帕尔（Anukriti Pal）| 阿希什·卡尔瓦尔（Ashish Kharwar）| 维卡斯·德夫（Vikas Dev）| A.K. 赖（A.K. Rai）| 西达萨塔·桑卡尔·达斯（Siddhartha Sankar Das）
印度阿拉哈巴德大学地球与行星科学系，普拉亚格拉杰，211002
摘要
从阿拉伯海西北部的ODP 724C钻孔中采集的钙质非骨骼颗粒主要包括球粒、石灰碎屑和部分包覆的颗粒。本文探讨了这些颗粒的起源及其与第四纪晚期古气候变化之间的关联。这些颗粒呈奶油黄色至灰白色椭圆形，由颗石板碎片组成，其中偶尔含有自生的白云石菱形晶体和球形黄铁矿，嵌套在微晶基质中。部分包覆的颗粒以石膏为核心，其外壳成分与球粒和石灰碎屑相似。尽管球粒看起来像粪便来源，但它们与石灰碎屑的共存表明这些颗粒更可能是通过悬浮液沉降过程中的颗粒聚集形成的。所有类型的颗粒在间冰期（包括间冰阶）和全新世期间数量较多，而在冰期及多数千年尺度寒冷事件中数量较少。观察结果表明，间冰期的强季风和潮汐流主要搅动和磨损了这些颗粒，形成了椭圆形球粒和石灰碎屑，并产生了许多形状不规则的球粒。在高海平面期间沉积在涌浪基部以下的颗粒随后通过低密度浊流被输送到深海。在干燥的冰期，石膏在潮间带（沿海沙洲）沉淀，然后在间冰期被海浪侵蚀并重新沉积在涌浪基部下方，这些颗粒再次被形成球粒和石灰碎屑的相同物质所包裹。后续的输送过程，尤其是在间冰期，导致部分包覆层脱落。间冰期海水侵入时水柱的深度和压力导致白色粉笔物质沉积在非骨骼颗粒上。由于运输过程中的磨损，大部分粉笔物质得以保存。总体样本及非骨骼颗粒中的石英来源于碎屑，分别通过西北风和北风从邻近的阿拉伯半岛和伊朗-马克兰地区搬运而来。阿拉伯海西北部的轨道和亚轨道（米兰科维奇）岁差周期性变化控制了冰期-间冰期的海平面变化、基于季风上升流的生物生产力以及钙质非骨骼颗粒的丰度。
引言
钙质非骨骼颗粒主要由球粒、包覆颗粒和石灰碎屑组成。球粒颗粒体积微小（约0.1-0.5毫米；根据Tucker等人2008年的分类方法），内部没有连贯的结构。它们通常是球形或亚球形，但也可能出现椭圆形或不规则形状。这类颗粒主要发现于浅海、低能量平台环境中（Christensen等人2017年；Gischler 2011年），但在深海环境中较为罕见（Dev等人2022年；Boulesteix等人2019年；Gallagher等人2018年；Smith等人2010年）。球粒可能是粪便来源，也可能是其他钙质异质颗粒微晶化的结果。包覆颗粒具有多种成因，可在不同环境中形成（Peryt 1983b；Tucker等人2008年）。最常见的包覆颗粒是鲕粒（具有均匀层状的钙质外壳和成分多变的核），而瘤粒（具有不规则重叠层的钙质外壳，通常无核）则是生物成因（Peryt 1983b）。鲕粒广泛存在于湖泊、河流、浅海环境、潟湖和钙质土壤中（Peryt 1983a；Flugel 1982）。瘤粒常见于热带至北极海域的浅水区。石灰碎屑是部分固结的碳酸盐沉积物的再加工产物，根据来源不同也可称为内碎屑或岩屑。
从阿拉伯海西北部的ODP 724C钻孔中采集的钙质球粒、石灰碎屑和部分包覆颗粒与钙质微化石（有孔虫）及碎屑沉积物（主要为粘土质）混合在一起。该钻孔位于阿曼大陆边缘，水深约593米（图1）。钻孔位于上坡盆地的中心附近，东侧为基底山脉，西侧为断层块。这些基底特征被认为是蛇绿岩复合体。此处坡盆地宽度约为5公里。该钻孔位于阿曼上升流区域，具有较高的沉积速率记录（Tamburini等人2003年；Prell等人1989年）。
已有大量研究针对该钻孔的各个方面进行了探讨（Prell等人1989年；Seifert和Michaelis 1991年；Shimmield和Mowbray 1991年；Zahn和Pedersen 1991年；Tamburini等人2003年；Gupta等人2008年），但关于钙质非骨骼颗粒的存在及其在第四纪晚期古气候研究中的意义尚不清楚。Dev等人（2022年）在阿拉伯海西北部较深的ODP 723A钻孔中发现了钙质球粒。澳大利亚西南部的卡纳冯斜坡也发现了深水硬化的粪便颗粒（Deik等人2019年）。澳大利亚东南部巴斯盆地的大陆架上也有类似发现（Blom和Alsop 1988年）。本研究旨在详细分析阿拉伯海西北部ODP 724C钻孔中的这些非骨骼颗粒，以确定其来源，并将其丰度与第四纪晚期古气候变化进行关联。
阿拉伯海西北部受印度洋季风影响，风向的季节性变化导致邻近陆地的湿润和干燥交替（Webster等人1998年）。阿曼边缘的中间水域主要由红海流出的温暖、缺氧且富含营养的物质形成。相比之下，较浅水域主要受波斯湾水流影响。季风的强度决定了这些水流的范围。夏季和冬季风向的变化影响了输送到印度洋的营养物质数量（Bethoux 1988年）。
核心样本采集与处理
本研究从ODP 724C钻孔（纬度18°27.713′N，经度57°47.147′E；水深592.8米）以不同间隔采集了124个样本（芯长11.12米）。ODP 724C的样本主要由深灰色钙质粘土质粉砂组成，其中含有大量保存完好的有孔虫和纳米化石（Prell等人1989年）。这些样本属于岩性单元I的I相。
（此处原文数据缺失，无法继续翻译）
整体沉积物质地、成分和矿物学特征
整体样本主要由钙质粘土质砂粉砂组成。少量破碎的生物碎屑以砾石大小颗粒形式存在（间冰期平均0.02%；冰期平均0.27%）。砂粒比例（间冰期平均16.07%；冰期平均9.7%）主要包括底栖和浮游有孔虫、翼足类、介形虫、耳石以及少量球粒、石灰碎屑和碎屑矿物颗粒（图1）。泥粒比例（间冰期平均83.9%）……（此处原文数据缺失，无法继续翻译）
球粒与古气候
钙质非骨骼颗粒通常来源于无脊椎动物的骨骼成分、微生物，甚至钙质植物的藻体。关于这些颗粒在热带至亚热带深海环境中的研究较少，尤其是它们与第四纪晚期古气候的关系。该钻孔中发现的几乎均匀的椭圆形至卵圆形钙质细砂至粉砂大小球粒表明它们可能具有粪便来源（Dev等人……）
结论
本研究分析了阿拉伯海西北部ODP 724C钻孔中提取的钙质非骨骼颗粒（包括球粒、石灰碎屑和部分包覆颗粒）的起源及其与第四纪晚期古气候的关联。奶油黄色至灰白色的球粒和石灰碎屑颗粒主要为椭圆形，表面常带有白色粉笔痕迹。不规则的破碎球粒也很常见。这两种颗粒都由骨骼成分构成……（原文数据缺失，无法继续翻译）
作者贡献声明
阿尼尔·库马尔·萨胡（Anil Kumar Sahu）：撰写初稿、方法论设计、研究实施、资金申请、数据分析、概念构建。阿努克里蒂·帕尔（Anukriti Pal）：研究实施、数据管理。阿希什·卡尔瓦尔（Ashish Kharwar）：方法论设计、研究实施。维卡斯·德夫（Vikas Dev）：方法论设计、研究实施、数据管理。A.K. 赖（A.K. Rai）：研究监督、资源协调。西达萨塔·桑卡尔·达斯（Siddhartha Sankar Das）：撰写初稿、研究监督、资源协调、方法论设计、概念构建。
资金支持
本研究在印度阿拉哈巴德大学地球与行星科学系进行。A.K. 萨胡先生获得了新德里大学资助委员会（UGC Research Fellow）的研究资助。
利益冲突声明
本研究不存在利益冲突。
致谢
本研究使用的核心样本由海洋钻探计划（ODP）提供。作者感谢阿拉哈巴德大学国家实验矿物学与岩石学中心的M.M. Dwivedi博士提供扫描电子显微镜图片。新德里大学资助委员会（UGC Research Fellow）为A.K. 萨胡先生提供了研究资助。我们非常感谢两位匿名审稿人的建设性意见，这些意见提高了论文的质量。
