一种特殊瘤状灰岩的成因研究

关于瘤状灰岩的成因主要有三种观点,其中一种认为与碳酸盐结核有关,另一种则认为是差异压实所为,再一种则认为是同沉积作用形成。然而,广西德保县都安下泥盆统达莲塘组发育的一种特殊的瘤状灰岩却因其产状貌似通常意义的砾状灰岩而使得人们将其误认为砾状灰岩。作者通过对这套“砾状灰岩”的沉积岩石学、生物化石、古构造等特征的研究,发现该“砾状灰岩”既不是沉积作用形成,也非同沉积构造作用形成,而是首先在闭塞的台内洼槽环境中形成同生和成岩碳酸盐结核,然后差异压实作用导致地层表面强烈地凹凸不平或地层整体的不均匀性 (致使强度降低 ),最后在印支期的穹隆形成过程中由于翼部的剪切、弯滑、弯流作用,致使结核发生转动、移动而形成今天所见的“砾状灰岩”。因此都安“砾状灰岩”实为瘤状灰岩,它代表的是闭塞、贫氧的 (台内洼槽 )沉积-成岩环境,是沉积成岩和构造等多种因素共同作用的产物。     

安徽巢湖三叠系东马鞍山组鸟眼构造成因研究

鸟眼构造是碳酸盐岩地层中一种特殊的构造,指示潮上-潮间带沉积环境。安徽巢湖地区三叠系东马鞍山组底部普遍发育一层鸟眼构造,但对其矿物学、地球化学特征及成因还缺乏基本的认识。通过光学显微镜、粉晶X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析及LA-ICP-MS原位微区元素含量测定等方法,对东马鞍山组鸟眼构造的矿物学及元素地球化学特征进行探究。结果表明:鸟眼内部矿物组合以方解石为主,石英及黏土矿物含量较低,方解石晶粒较大且由核部到边部晶粒逐渐变小,富集Sr、REE等离子半径较大的元素;基质矿物组合以白云石为主,石英及黏土矿物含量多于鸟眼核部,有机质含量较高,主要富集Fe、Cu、Ti等离子半径较小或不易迁移的元素。这些综合信息反映了巢湖东鞍山组鸟眼构造是由成岩阶段基质白云岩化析出Ca,在沉积有机质分解聚集形成的气泡孔洞中重新沉淀形成方解石而成。     

浙江江山藕塘底组陆源碎屑与碳酸盐混合沉积特征及其构造意义

浙江江山藕塘底组是晚石炭世威宁期陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积,包括两种组分在同一岩层内相互混杂形成混积岩和陆源碎屑岩与碳酸盐岩互层形成混积层系。藕塘底组是海陆交互环境的沉积产物,剖面结构具有下细上粗的岸进序列。混积岩形成于滨岸浅滩环境,由沿岸流和回流将河口或滨岸海滩的石英砂带到滨岸浅滩和潮坪相碳酸盐沉积区混杂而成。具两种混积层系类型,即浅海滨岸环境中砂岩与碳酸盐岩互层、河流相碎屑岩与海相碳酸盐岩互层。研究表明,混合沉积成因属“相混合”,主要受区域构造隆升、全球海平面上升和盆地水介质条件特性控制。区域海平面周期性变化和岸进序列可能是华夏古陆强烈隆起的结果。作者还讨论了混合沉积的分类和命名,将陆源碎屑与碳酸盐层相互交替构成的互层和夹层组合称为“混积层系”,并建议将“混积岩”一词用来表征两种组分相互混杂这种特殊沉积事件,而不用作具体岩石名称.     

前寒武纪“臼齿状构造谜”的一些认识：来自天津蓟县剖面高于庄组的信息

臼齿状构造是一种主要分布在前寒武纪非叠层石碳酸盐岩中的、特殊的“谜”一样的沉积构造,以发育一系列奇形怪状、大大小小的裂缝和裂隙为特征,这些裂缝和裂隙由等粒和均匀的微亮晶方解石充填。臼齿状构造时代分布的特殊性（新太古代至新元古代）以及分布的全球性,使其在显生宙还未发现类似的对等物。对臼齿状构造成因的不同认识使其成为“臼齿状构造谜”。天津蓟县剖面中元古界高于庄组（1600 Ma 至 1400 Ma）第3段隐晶质泥晶灰岩序列中的臼齿状构造,以其特别的沉积特征为了解“臼齿状构造谜”提供了一些有用的信息。这些特征包括：(1)臼齿状构造特别的形态学特征,(2)由微亮晶所充填的臼齿状裂缝具有明显的边界（以富集残余有机质和黄铁矿为特点）,(3)臼齿状构造的宿主岩石是不发育叠层石和纹理化构造的隐晶质泥晶灰岩,(4)与臼齿状构造常常共生的极为特别的宏观藻类化石等。因此,臼齿状构造可以解释为一种发育在席底生境中、由一系列复杂的作用过程所形成的、与微生物相关的原生沉积构造。作为前寒武纪最普遍的沉积现象,臼齿状构造为更好地理解复杂多变的前寒武纪碳酸盐岩提供了许多有意义的信息。     

从席底构造到第五类原生沉积构造:沉积学中具有重要意义的概念

发育微生物席或微生物膜的沉积底被形象地称为席底,在席底上由于微生物席的发育使沉积物富黏性而抗水流改造,并在沉积面和沉积层内形成一系列奇形怪状的原生沉积构造,如变余波痕、皱饰构造、微生物席碎片、纺锤状或次圆状收缩裂缝等等,这些构造都归为席底构造;与席底相对应,那些不发育微生物席或微生物膜的沉积面则称为混合底,在混合底上单个沉积颗粒受到水流剪切与变形作用的改造而形成诸如正常波痕等原生沉积构造,这些沉积构造则归为混合底构造。席底和席底构造的概念很重要,用来专指微生物沉积作用的产物而区别于混合底和混合底构造。从沉积学概念的演变方面分析,混合底构造就是1964年Pettijohn和Potter所定义的原生沉积构造,他们曾经将其归为4大类并且沿用至今;席底构造也就是微生物形成的(或相关的)原生沉积构造,由于其在形成机理和形态上与Pettijohn和Potter所定义的原生沉积构造存在较大的区别,Noffke 2001年认为其应该具有合适的分类位置,所以就将席底构造归为“第五类原生沉积构造”并纳入Pettijohn和Potter 1964年的原生沉积构造的分类体系之中。从席底构造到第五类原生沉积构造,概念的演变表明了万能的微生物在沉积作用过程中的重要性以及沉积学家对微生物沉积作用认识的深入。这些相关的沉积构造及其所形成的席底,就像叠层石(被当作正生长原生沉积构造)一样在前寒武纪地层之中较为普遍。随着后生动物的大规模出现而造成的寒武纪“农艺革命”(Agronomic revolution)的开始,显生宙的席底及其相关的席底构造多出现在那些不适宜后生动物居住的地方并大多被混合底及其相关的混合底构造所替代;因此,与微生物相关的原生沉积构造,除熟知的叠层石以外,在席底上发育的一系列原生沉积构造,由于其具有特别的指相意义并有助于古环境重塑而被很自然地归到“第五类原生沉积构造”。该类构造由于其在前寒武纪的普遍性和显生宙的局限分布性,特别是在生物大灭绝事件之后的灾难性泛滥,对于研究地球表层环境的演变具有重要意义。所以说,从席底构造到第五类原生沉积构造,是近年来沉积学发展过程中所出现的较为重要的基本概念。根据这一重要概念,对前寒武纪地层中一些常常被认为是遗迹化石、长期以来存在的“臼齿状构造谜”(Molar-tooth structure enigma)等奇形怪状的沉积构造的成因以及从前寒武纪到显生宙地层中均有分布的特殊的纹理化构造等,将会得到一些更加合理的认识;另一方面,关于微生物形成的原生沉积构造的研究,对于了解地球表层生物变化与沉积变化之间的复杂关系将会发现更多的新问题而得到进一步的思考与研究。     

西湖凹陷渐新世层序地层格架与沉积充填响应

东海陆架盆地是中国近海最大的沉积盆地,而西湖凹陷又是其中规模最大的富油气凹陷。多年的勘探实践证明渐新统花港组为西湖凹陷主力产气层段,但其层序地层划分长期存在较大争议。在分析了西湖凹陷盆地结构与构造格局的基础上,依据测井、岩芯以及地震反射特征,将西湖凹陷渐新统划分出5个三级层序与12个体系域,建立了其等时地层格架;并通过大量岩芯的写实性描述,结合沉积构造与遗迹化石鉴别以及地球化学资料分析对沉积环境进行了判识,分析结果认为西湖凹陷渐新统花港组沉积时期发生过两次较大的海侵事件,形成“南海北陆”的沉积格局,并发育了河流、三角洲、潮控河口湾以及无障壁海岸四种沉积体系,其沉积体系类型较多,从南到北变化巨大。西湖凹陷渐新世整体表现为“东西短轴三角洲”、“南部潮汐河口湾”、“东北缓岸滩坝”的沉积体系展布格局。系统分析了沉积相在各层序中的展布特征及其对海平面变化的响应、层序演化过程及其对海平面变化的响应,构建了东海陆架盆地西湖凹陷构造-沉积成因模式,明确了“断坳转换,海陆交替”的盆地构造背景与沉积充填的响应关系。     

桂林上泥盆统融县组灰岩中的鸟眼构造

从形态上将桂林融县组灰岩中鸟眼构造分为四种: 颗粒状鸟眼构造、长条状鸟眼构造、蠕虫状鸟眼构造和不规则状鸟眼构造,并阐述了它们各自的特征、共生情况以及在产状上与灰岩性质的关系;分析了鸟眼构造的成因,划分出6种成因类型,深入阐明了各种类型的特征、形成环境和形成过程中的影响因素;指出了鸟眼构造所具有的多种地质意义。      

缝合线成因新认识

传统观点认为,碳酸盐岩中的缝合线是在岩石负载或构造应力作用下压溶形成的,是一种化学压实作用的产物。对缝合线进行综合研究,发现其具有“四性特征”,即完整性、亲烃性、排孔性及胀裂汇聚性。综合以上“四性”认为,缝合线主要是岩石在负重或构造应力作用下烃类（或泥质）使岩石发生胀裂形成的一种锯齿状裂缝,是烃类（或泥质）开辟的排烃通道,压溶作用对缝合线的贡献还有待研究。与碳酸盐岩相比,泥岩不发育缝合线,主要在于泥岩优势孔隙半径较大,烃类可以通过微孔以渗透方式向外排放,不需要形成缝合线。通过缝合线形成机理探讨,查明了碳酸盐岩与泥岩排烃方式的区别,进而对碳酸盐岩与泥岩封盖性进行对比。     

微生物形成的原生沉积构造研究进展综述

早在上世纪60年代,沉积学家Pettijohn和Potter曾经将形成原生沉积构造的地质作用划分为剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和变形作用。在沉积期间和沉积之后到沉积物还未固结之前由上述作用所产生的沉积构造被定义为“原生沉积构造”,包括各种类型的层理、层面上的各种作用痕迹以及各种变形现象。在该分类之中,叠层石被定义为突出沉积面的正生长构造,这种构造由微生物与同沉积胶结作用共同构建而成。上世纪90年代中期至今,随着研究程度的深入,沉积学家们越来越认识到除了叠层石以外,微生物还会形成一种并不突出于底层面的原生沉积构造,并被认为是微生物席或微生物膜与各种物理作用营力共同作用的产物。这些作用营力包括剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和变形作用。该类沉积构造被定义为微生物形成的原生沉积构造并被归为第五类原生沉积构造。正如叠层石主要产在前寒武纪以及显生宙未受到后生动物强烈改造的浅水环境中一样,微生物形成的原生沉积构造也主要发育在前寒武纪,以及显生宙的一些未受到后生动物强烈改造的潮坪和潟湖等环境之中。因此,该类沉积构造（第五类原生沉积构造）的研究,对于前寒武纪沉积环境重塑具有重要意义。燕山地区元古界串岭沟组和大红峪组碎屑岩中的变余波痕、皱饰构造和纺锤状裂缝,是碎屑岩中微生物形成的原生沉积构造的代表; 高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩（以灰岩为主）层面上发育大型皱饰构造和变余波痕,是碳酸盐岩中微生物形成的原生沉积构造的代表。这些沉积构造的发现和初步研究,为今后进一步深入研究奠定了良好的基础。     

一种深水沉积标志-“瘤状结核”及其成因

“瘤状结核”是由富灰硅质结核和富粘土质“外壳”组成.从结构和成因可划分瘤状结核(不连续)、连续,瘤状结核和压扁瘤状结核(或压扁构造).据研究“瘤状结核”是在海水较深的外陆棚至盆地环境中形成的.“瘤状结核”有三种不同的成因,即(1)瘤状结核是在底流和洋流作用下,促使沉积作用中断,于沉积物-水界面附近,由海底早期成岩胶结作用形成;(2)连续瘤状结核是在较长的沉积作用中断和成岩作用相结合,致使结核体发育和生长以及互相连结,由岩化作用形成和(3)压扁瘤状结核是一种次生沉淀成因,它是由晚期埋藏和溶解、压实联合作用下形成的.