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红崖组（Red Cliff Formation）记录了晚 Homerian 至早 Ludfordian 期的干燥陆地冲积与同期三角洲平原沉积，发育近端-远端分异明显的泥质-砂岩不等粒层理（IHS），并保存潮汐影响下的层理组合及低多样性遗迹化石，揭示古气候变迁与沉积环境演化。
罗伯特·D·希利尔（Robert D. Hillier）| 肯尼斯·T·希格斯（Kenneth T. Higgs）
英国威尔士国家博物馆（Amgueddfa Cymru – National Museum Wales）自然科学系，卡迪夫（Cardiff），CF10 3NP
摘要
“红崖地层”（Red Cliff Formation）保留了陆地化过程的重要记录。孢粉化石表明该地层的形成时间不早于晚霍梅里安期（late Homerian），其中包含的孢粉化石属于Apiculiretusispora? asperata亚带，这一亚带涵盖了晚戈尔斯蒂安期/早卢德福德期（late Gorstian/early Ludfordian）。
该地层展示了从近端到远端的低梯度干旱地带冲积岩岩相变化，以及与下古生代威尔士盆地（Lower Paleozoic Welsh Basin）相邻的同期三角洲平原特征。其排水系统由连续或不连续的冲积河道组成，这些河道具有逐渐减小的下游尺寸、季节性流量模式以及低流量或无流量的时期和长时间的干燥状态。河流主要流向北方、东北方和东方。主干河道在近端沉积以砂岩为主的倾斜异质岩层（IHS），而在远端及边缘次级河道区域则转变为以泥岩为主的岩层，这些区域由相互交织的泥质河道构成泥质辫状平原。在河道水坑或泛滥平原中形成的间歇性湿地中沉积了平层异质岩层。极端洪水事件通过冲刷/裂隙通道将砂级物质从主干河道中转移出来，形成宽高比很大的沉积层。该排水系统经历了土壤发育过程（Vertisol pedogenesis）。在河流-海洋过渡带保存了具有孢子结构的潮汐岩层和潮滩岩相。
富含泥岩的冲积沉积物中包含Beaconites antarcticus、Planolites以及类似Thallasinoides的洞穴，这些是由机会性生物形成的。河流-海洋过渡环境中的遗迹化石组合多样性较低，主要包括Lingulichnus、Skolithos、Planolites、Lockeia，以及较少见的B. antarcticus和Treptichnus。在河流-海洋过渡带及部分冲积环境中保存的Phycosiphon洞穴表明当时的盐度较高，且咸水向陆地方向迁移，足以在低流量期间维持机会性海洋底栖生物的生存。
引言
志留纪时期的沉积物记录了地球陆地化过程中的关键阶段，包括维管植物和无脊椎动物的快速扩张以及随后多样化陆地生态系统的演化（Jeram等人，1990年；Edwards和Selden，1993年；Edwards和Wellman，2001年；Buatois等人，2022年；Zhang等人，2025年），同时也促进了成土作用的碳酸盐岩形成（Ning等人，2025年）。
前植被时期的泥岩（寒武纪和前寒武纪形成）主要被解释为物理侵蚀的产物，而非成土作用的结果（例如McMahon和Davies，2018a；Rafiei和Kennedy，2019年）。奥陶纪至志留纪期间陆地泥岩的增多有详细记录，这与陆地景观的“绿化”及其相关过程有关（参见McMahon和Davies，2018a；McMahon和Davies，2018b的总结）。硅酸盐风化加剧了黏土的释放，植物部分通过稳定和固定沉积物、形成障碍物（例如Mitchell等人，2016年；Mitchell等人，2023年）以及产生促进淡水絮凝的有机副产品（参见Davies和Gibling，2010年；Davies等人，2011年；Lamb等人，2020年；Zeichner等人，2021年；McMahon等人，2023年）等方式使泥质物质在冲积环境中得以保留。晚志留纪时期小型无根植物的影响可能有限，但地面上的植物部分可能在更远端的区域通过形成障碍物来改变地貌（Love和Williams，2000年；Davies等人，2011年；Brückner等人，2021年的植被阶段2）。
古生代期间，蜿蜒形态的排水系统在冲积和潮汐环境中更为常见，这种系统保存了含泥岩的倾斜异质岩层（IHS），这一现象从志留纪开始变得普遍（Davies和Gibling，2010年；McMahon等人，2023年；Brückner等人，2021年）。陆地植物的进化扩张明显增加了陆地环境中泥质的产生和保留，从而增强了形成和维持蜿蜒排水系统所需的流动阻力及泛滥平原稳定性。
本研究关注的“红崖地层”（RCF）被Davies等人（2011年）视为第四阶段植被发育的典型例子（早志留纪至最晚志留纪），其特征是富含泥岩的沉积物、河道中的砂岩层以及洪水沉积的裂隙物质。我们对这一地层的沉积学解释进行了扩展，近端到远端的岩相关系表明其形成于热带干旱地带冲积环境和同期三角洲平原。该地层包含多种岩相组合，包括以砂岩和泥岩为主的IHS沉积物（Davies等人，2011年未提及），以及在河流-海洋过渡带受潮汐影响的IHS沉积物。低多样性的遗迹化石组合表明了机会性生物对陆地老红砂岩（ORS）环境的殖民。新的孢粉学数据确认了RCF属于戈尔斯蒂安期（Gorstian）。
章节摘录
下古生代威尔士盆地与斯科默次盆地
下古生代威尔士盆地（LPWB）是奥陶纪和志留纪时期重要的沉积中心，主要沉积了海洋沉积物和火山岩（Cherns等人，2006年；Davies，2025年）。这些沉积物几乎连续覆盖了整个地区，直到晚志留纪时期陆地红层沉积的开始，这些红层沉积物保存在老红砂岩（ORS）超群（Allen，1985年；Hillier和Williams，2006年；Barclay等人，2015年）中。
材料与方法
研究区域位于彭布罗克郡海岸国家公园（Pembrokeshire Coast National Park）内的马洛斯半岛（Marloes Peninsula），包括海岸悬崖和海浪侵蚀形成的平台表面。研究剖面来自红崖（Red Cliff）、阿尔比恩沙地（Albion Sands）和林兹韦湾（Lindsway Bay）（见图1C、图5、图6、图7）。通过沉积学分析（例如粒径、分选、沉积结构、古水流指示物、遗迹化石鉴定）揭示了RCF中的7种岩相组合。
灰砂岩地层
来自阿尔比恩沙地的GS2、GS3和GS4样本中的孢粉组合多样性较低，而从红崖顶部砂层（GSF）采集的RCFA样本中发现了大量以简单管状结构和角质层状组织为主的植物残骸，以及少量海洋和陆地孢粉化石（见图2，附录A图A.1）。
岩相组合1：受潮汐影响的倾斜异质岩层（TIHS）
这种岩层呈灰色/浅棕色，局部带有红色或紫色，向上逐渐变细和变薄，厚度通常为1-3米（平均0.99米；见图8C）。底部岩层平坦或轻微侵蚀，常含有岩层内的泥质碎屑。中粒砂岩的基底岩层具有槽状交错层理（带有泥质覆盖层）和平面层理。倾斜岩层中含有细粒至中粒的薄层，层厚约为15-20度。
沉积构造与近端趋势
三个测量剖面显示了岩相组合在剖面内部及之间的变化趋势。在所有三个剖面中，TIHS和TF岩相组合的出现频率均呈下降趋势（见图15）。这一趋势反映了GSF/RCF三角洲系统和冲积平原的向前推进和堆积过程。三个地点测量的古水流方向均为向北、东北和东方（见图5、图6、图7）。
结论
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“红崖地层”包含了英格兰和威尔士最古老的陆地老红砂岩沉积物。来自最上层灰砂岩地层的孢粉组合证据表明，该地层的形成时间不早于晚霍梅里安期的Emphanisporites protophanus亚带。
作者贡献声明
罗伯特·D·希利尔（Robert D. Hillier）：负责撰写、审稿与编辑、原始草稿撰写、资源管理、方法论设计、调查实施、数据分析、概念化工作。肯尼斯·T·希格斯（Kenneth T. Higgs）：负责原始草稿撰写、方法论设计、调查实施、数据分析。
资金来源
本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。
致谢
我们感谢西蒙·布拉迪博士（Dr. Simon Braddy）和兰斯·莫里西博士（Dr. Lance Morrissey）在遗迹化石组合方面的讨论，以及迪克·沃特斯博士（Dr. Dick Waters）对区域地层关系的见解。感谢玛丽·莱汉（Mary Lehane，UCC）在孢粉样品实验室准备工作上的协助，以及梅兰妮·迈尔斯（Melanie Miles）在数据整理方面的支持。本手稿还受益于C.H.韦尔曼教授（Prof. C.H. Wellman）和瑞安·肯德尔（Rhian Kendall）的建设性评论。
