鲁山地区中-新元古界汝阳群和洛峪群微生物席及其矿物显微构造特征

微生物成因沉积构造（Microbially Induced Sedimentary Structures, MISS） 是底栖微生物群及其生命活动与沉积物相互 作用形成的沉积构造,是微生物群生命活动的重要产物,多出现在陆源碎屑岩中,也是微生物群落在碎屑沉积中最重要的 地质记录。该类构造在前寒武纪的广布性和显生宙的局限分布性,对于研究地球表层环境的演变具有重要意义。通过对鲁 山地区野外露头发育的MISS的详细观察和描述,依据其成因和形态观察,将其分为微生物席生长构造（Mat growth feature）、 微生物席破坏构造（Mat destruction feature） 和微生物席腐烂构造（Mat decay feature） 三种类型,包括瘤状突起、不规则侧 向生长脊、多边形网状生长脊、多边形脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、不规则网状脱水裂痕、次圆状网状脱水裂痕、砂火山 构造等8个主要形态构造。根据宏观形态、镜下特征等,分析讨论了MISS的形态构造、成分、成因、沉积环境等。对含有 MISS石英砂岩的镜下石英颗粒及其矿物组分特征的研究发现,宏观上形态各异的MISS的镜下特征差别不大,并且在MISS 形成过程中生物物理沉积和生物化学沉积共同起着作用,同时也发现微生物群落可能多生长在中等水动力、沉积物为细粒 的环境中。     

豫西荥阳陆相二叠纪—三叠纪之交的微生物成因构造(MISS)及其地质意义

微生物成因构造(MISS)是微生物活动及其生物地质作用的沉积记录,为人们认识早期地球生物以及微生物活动提供了依据。微生物成因构造在前寒武纪以及显生宙地质危机期海相地层中分布较广,而在陆相地层中则报道较少。在豫西荥阳地区二叠纪—三叠纪之交的陆相地层孙家沟组和刘家沟组中,发现了较为丰富的三大类微生物成因构造(生长构造、破坏构造和腐烂构造),可详分为瘤状突起、变余波痕、隆脊构造、似正弦状脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、树枝状脱水裂痕、多边形脱水裂痕、曲形脱水裂痕、砂火山构造、微生物席砂片和似雨痕构造11个小类。微观分析显示:脊处纵切面显示U型、石英颗粒和黏土矿物条带定向排列、捕捉的云母颗粒不连续和近平行等特征,这些均表明其为微生物成因。研究区发育丰富的微生物成因构造,是二叠纪末灾变事件导致研究区陆地生态系统迅速退化,微生物大量繁殖而形成的,代表着以微生物群落为基础、后生生物少、钙质结核等特殊沉积发育的灾后陆地生态系统。通过对陆相微生物成因构造的研究,有助于人们全面了解二叠纪—三叠纪之交全球灾变事件在陆相环境中的具体表现,为认识微生物席在全球的空间分布提供新资料。     

豫西济源二叠纪末-三叠纪初陆相微生物成因构造及其古环境意义

在豫西济源地区发现的陆相微生物成因构造（Microbially Induced Sedimentary Structures,MISSs）,主要发育在孙家沟组和刘家沟组,可分为2大类即微生物席生长构造和微生物席破坏构造,8小类即生长脊构造、瘤状突起、曲形脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、似正弦状构造、树枝状脱水裂痕、多边形脱水裂痕和直脊状脱水裂痕。镜下分析显示具有大"U"形脊、定向排列的石英颗粒、近平行的暗色黏土矿物条带及悬浮排列的云母颗粒等微生物成因特征。通过与鲁山、黎城中元古界以及宜阳、柳林早三叠系微生物成因构造对比研究,认为研究区的微生物成因构造具有较为特殊的埋藏学特征,受二叠纪末灾变事件、适宜的沉积条件和气候因素控制,代表着研究区以微生物群落为主、后生动物稀少、植被贫乏、气候炎热和水土流失严重等特征的一种陆相灾后生态系。     

河南济源下寒武统辛集组微生物成因沉积构造特征及成因分析

微生物成因沉积构造(MISS)是微生物在沉积物和水界面与沉积环境相互作用,并通过微生物的生长、新陈代谢、破坏、腐烂等过程在沉积物中留下的各种生物作用的沉积构造,对于恢复古沉积环境具有重要的指示意义,也是近年来遗迹学研究的热点。河南济源地区下寒武统辛集组的石英砂岩层面上发现了大量的微生物成因沉积构造,通过宏观形态描述及微观分析,可识别出微生物席生长构造和微生物席破坏构造2种类型,微生物席生长构造中可见肯尼亚构造和细小网状生长脊,微生物席破坏构造以多边形脱水砂裂、曲形脱水砂裂及纺锤状脱水砂裂最为常见。环境分析结果表明,这些微生物成因沉积构造主要发育在潮间带,表明潮间带是微生物生长的良好环境。对微生物成因沉积构造成因机理的模拟表明后生动物的缺乏、砂质基底、光照、水动力条件及周期性暴露等因素对于其发育和保存都有至关重要的影响,潮下带-潮间带过渡区域发育的纺锤状脱水砂裂形成的主控因素为光照条件及上覆快速沉积物的压力,而潮间带多边形脱水砂裂形成的主控因素是周期性暴露的影响。     

微生物席成因构造形态组合的古环境意义: 以华北南缘中-新元古代为例

微生物席成因构造(microbially induced sedimentary structures, MISS)是由微生物与沉积物相互作用形成的生物-沉积构造, 可作为早期微生物群活动的重要标识, 但对其指示古环境的研究尚显不足.华北地台南部中-新元古代汝阳群(Pt₂)和洛峪群(Pt₃)以近岸浅水陆源碎屑沉积为主, 其中发育大量MISS, 包括多向波痕、微生物席稳化波痕、微生物席碎片、微生物席平滑波痕、多种微生物席脱水形成的砂裂及不规则网状生长脊等.研究表明, 在潮坪环境中MISS最为发育.地势差异对水动力、基底暴露、水分补给和沉积条件等环境因素具有显著控制作用, 影响微生物席的发育与结构, 因此, MISS的形态组合特征能够反映沉积微相变化.研究发现, 在潮上带以微生物席脱水形成的砂裂构造为主, 潮间带上部以破坏-改造型构造为主, 潮间带下部-潮下带一般少见原位MISS, 但可见再沉积微生物席碎片.据潮间带下部至潮上带上部MISS产出类型及其形态组合分析, 识别了4个MISS形态组合带, MISS形态组合由潮间带下部至潮上带上部的变化反映了古地形由低到高的明显变化.      

豫西下三叠统刘家沟组微生物成因沉积构造

微生物成因沉积构造(MISS),是微生物与沉积物相互作用的结果,可作为地质时期微生物群活动的重要标识。至目前为止,MISS主要发育在前寒武纪浅海潮间带上部至潮上带下部及显生宙生物大灭绝后微生物繁盛时期的浅水环境。文中豫西宜阳刘家沟组发育了形态多样的MISS,主要为微生物席破坏相关构造,尤其以多边形网状和纺锤状脱水裂痕最多。该研究区发育的多种MISS类型,指示了该区域的一些古环境特征。     

河南宜阳下三叠统刘家沟组微生物成因沉积构造演化及其对古环境变化的响应

河南宜阳地区下三叠统刘家沟组红色砂岩中发育数十种微生物成因沉积构造(MISS),如皱饰构造、脱水裂痕、微生物席碎片等。按照其形态特征的演化可分为4个不同的组合,由下往上依次为皱饰构造组合、隆脊构造组合、小型脱水裂痕组合和大型脱水裂痕组合,其分别反映了不同的古环境与古气候:(1)皱饰构造组合反映了弱氧化的温暖、潮湿环境;(2)隆脊构造组合反映了富氧的温暖、潮湿环境;(3)小型脱水裂痕组合反映了弱氧化的温暖、半干旱环境;(4)大型脱水裂痕组合反映了富氧的炎热、半干旱—干旱环境。依据研究区的地球化学特征和岩石学特征,认为早三叠世宜阳地区的古环境由湿润、温暖、弱氧化向炎热、半干旱、富氧转变。两者比较表明,宜阳地区微生物成因沉积构造的发育与演化是对早三叠世陆相古环境细微变化的联动响应。     

河南宜阳下三叠统刘家沟组微生物成因沉积构造演化及其对古环境变化的响应*

河南宜阳地区下三叠统刘家沟组红色砂岩中发育数十种微生物成因沉积构造(MISS),如皱饰构造、脱水裂痕、微生物席碎片等。按照其形态特征的演化可分为4个不同的组合,由下往上依次为皱饰构造组合、隆脊构造组合、小型脱水裂痕组合和大型脱水裂痕组合,其分别反映了不同的古环境与古气候: (1)皱饰构造组合反映了弱氧化的温暖、潮湿环境;(2)隆脊构造组合反映了富氧的温暖、潮湿环境;(3)小型脱水裂痕组合反映了弱氧化的温暖、半干旱环境;(4)大型脱水裂痕组合反映了富氧的炎热、半干旱—干旱环境。依据研究区的地球化学特征和岩石学特征,认为早三叠世宜阳地区的古环境由湿润、温暖、弱氧化向炎热、半干旱、富氧转变。两者比较表明,宜阳地区微生物成因沉积构造的发育与演化是对早三叠世陆相古环境细微变化的联动响应。     

豫西鲁山汝阳群微生物成因构造宏观特征分析及其沉积环境演化

豫西鲁山地区汝阳群发育了形态特征多样的大量微生物成因构造,主要为多边形网格状脱水裂痕和纺锤形脱水裂痕。通过对微生物成因构造宏观特征的描述和统计分析,探讨了微生物成因构造与沉积环境之间的关系,认为微生物成因构造的总体特征演化规律与汝阳群趋于稳定的沉积环境演化一致,其形态特征与微生物席厚、暴露时间频繁有着密切的关系。     

硅质碎屑岩中的微生物席相关构造——联接现代与过去的纽带

微生物通过自身生命活动可以在硅质碎屑物上形成微生物席.微生物席具有黏结性、柔韧性、抗剥蚀性等特征,与物理营力相互作用可以形成一系列独特的原生沉积构造,即微生物诱发的沉积构造(MISS).形成和保存MISS的基本条件包括经历较低的变质程度、发育于海退—海侵的转折点、出现在有利的“微生物席沉积相”中.微生物席本身很难保存在岩石序列中,所以识别石化MISS具有一定难度.与现代环境中发育的MISS具有相似的几何形态和包含古代微生物席组构是识别石化MISS的有效途径.微生物生长、稳化、障积、捕获和黏结作用可以形成形态各异的MISS,根据这些作用和特征可以将其划分为5大类17小类.对保存在硅质碎屑岩中的微生物诱发的原生沉积构造和现代潮坪中发育的MISS进行综合对比研究,有利于微生物席沉积学的发展,也为进一步理解古代硅质碎屑岩沉积环境提供重要线索.     

贺兰山地区中元古代微生物席成因构造

贺兰山中段中元古界黄旗口组石英砂岩中发现丰富的微生物席成因构造(MISS),包括由微生物席生长、破坏和腐烂过程形成的3种类型、9种不同形态的构造;与华北大红峪组发现的同类构造在成因类型与多样性方面具有很强的可对比性.砂岩中发育双向交错层理、冲洗层理、高角度单斜层理系和波痕,泥质粉砂岩夹层中发育波痕与泥裂,表明微生物席主要发育于潮间带上部至潮上带下部环境.MISS构造在华北地台长城系下部砂岩中的广泛存在表明在1.6 Ga前以蓝细菌为主的微生物群在环潮坪碎屑环境也很活跃.可能代表了微生物由海洋向陆地环境发展的过渡阶段.具光合作用功能的制氧蓝细菌的蓬勃发展可能是引发中元古代海洋化学条件发生转变、含氧量增高的重要原因,并为真核生物及宏观藻类的兴起创造了条件.研究表明,黄旗口组与华北大红峪组大致同时,反映了Columbia超大陆裂解期华北地台开始拉伸-张裂、缓慢沉降的构造古地理背景.     

Characteristic and Geological Significance of Microbially Induced Sedimentary Structures(MISS) in Terrestrial P-T Boundary in Xingyang,Western He’nan Province

Microbially Induced Sedimentary Structures (MISS) are primary sedimentary structures that arise syndepositionally from microbial community activity. Especially valuable are MISS for the analysis of early Archean (and extraterrestrial) deposits. However, most reports of MISS have focused on the Precambrian and Phanerozoic mass extinction marine sediments, and only a few and terrestrial MISS have been studied. The MISS presented in this paper, which mainly consists of mat growth feature, mat destruction feature and mat decay feature, are well preserved in terrestrial clastic rocks around the P-T boundary in Xiyang area, western Henan. Large U ridges, oriented sand quartz, mica grains and thin clayey laminae arranged parallel to bedding plane are the main features visible under the microscope. Several lines of evidence indicate that the Xingyang MISS are of biogenic origin. Abundant MISS in Xingyang may indicate the degradation of terrestrial ecosystems and proliferation of microbial mats immediately after the severe Permian-Triassic mass extinction. Study aiming at MISS helps to analyze their space distribution in the globe and to probe into links between microbial proliferation and environmental stresses following the end-Permian mass extinction in terrestrial ecosystems.     

辽宁兴城中元古界常州沟组砂岩中微生物成因沉积构造

辽宁兴城夹山中元古界常州沟组潮间带相砂岩层面产出裂隙状构造。这些构造由0.8~3 cm长的纺锤状短裂隙和超过7 cm的长延伸裂隙组成,孤立为主,部分相连。通过与类似的层面裂隙和现代微生物席干缩裂隙的比较分析,将其解释为微生物成因沉积构造分类体系中的收缩裂隙（Shrinkage crack）,并参考席裂多边形（Mat-crack polygon）的术语称其为席裂（Mat-crack）。微生物席在脱水不充分的情况下形成纺锤状席裂,脱水充分的情况下形成席裂多边形。这些构造在常州沟组的出现,表明微生物生态系统在华北克拉通中元古代海侵初期已经开始影响古海岸带的地质作用,这对于恢复燕山裂陷槽盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。     

豫西鲁山汝阳群微生物成因构造宏观特征分析及其环境演化

豫西鲁山地区汝阳群发育了大量形态特征多样的微生物成因构造（microbially induced sedimentary struc-tures）,简称MISS,是微生物席或微生物膜与其他物理作用营力（如剥蚀作用、沉积作用、搬运作用和变形作用）相互作用的产物,也可被视为一种广义的遗迹化石,其最主要的两种类型是多边形网格...     

前寒武纪细粒碎屑岩中纺锤状裂缝的成因分析:以燕山东部长城群为例

燕山东部天津蓟县至河北兴隆一带中元古界长城群细粒碎屑岩中,普遍发育有在层面上表现为纺锤状裂缝的沉积构造,并曾经被解释为后生动物遗迹化石或地震震荡液化脉等。这种沉积构造常与变余波痕、皱饰构造等相伴产出。根据初步观察与研究的结果推断,纺锤状裂缝可能是由于微生物席对沉积面的封闭作用,导致沉积物在成岩作用早期发生脱气与脱水等作用的产物,因此可以将其归入微生物参与形成的原生沉积构造(席底构造)的范畴。纺锤状裂缝与其他的席底构造一样,为前寒武纪的沉积环境重塑提供了一个重要的证据,同时也说明在前寒武纪的地球表层环境中,微生物以其新陈代谢的多样性及巨大的生物量,在沉积纪录中留下了重要的烙印。