瓮安埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩形成环境及成矿机制

瓮安地区埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩是瓮安-福泉磷矿区新发现的含磷层位。磷块岩以典型的叠层石构造为主 要特征,呈透镜状生物礁（藻礁）形式产于灯影组顶部。叠层石磷块岩的矿物组成主要为磷酸盐矿物及碳酸盐矿物;白色 纹层富含磷酸盐矿物,而暗色纹层磷酸盐矿物含量较低,主要为碳酸盐矿物。通过对叠层石磷块岩矿物学及地球化学特征 进行研究,提出灯影组叠层石磷块岩属于潮下带半局限环境叠层石礁,是大量藻类通过生物或生物化学作用,将海水中磷 质富集-沉淀而形成磷质柱状叠层石礁;磷酸盐的矿化主要发生在沉积物-海水界面弱碱性次氧化环境,藻类在磷块岩形成 过程中起重要作用。     

黔中晚震旦世微生物岩及其磷的富集

我国南方晚震旦世广泛发育有包括叠层石、层纹石和核形石等组成的微生物岩, 其中以叠层石最为普遍; 黔中地区的磷质叠层石总体上以层礁产出为特点, 其中的藻类微生物化石已被确定的有丝状和球状两大类共１７ 个种属, 而细菌微生物参与成岩成矿作用的证据也常能见到。微生物岩中的磷质主要富集在叠层石的柱体部位, 特别是富集在柱体的富藻纹层中; 从微生物的矿化特点看, 其成矿作用可分为直接的和间接的两种不同机制的类型。与同期形成的碳酸盐叠层石相比, 磷质叠层石, 无论在种类的多样性或发育程度上都显得丰富多彩得多, 这可能与磷质叠层石所处的有利环境, 特别是对营造叠层石的微生物的生长所需的富磷水介质环境密切相关。     

微生物建造的磷块岩

根据我国南方震旦-寒武纪磷块岩的结构成因类型和形成阶段,将磷块岩划分为微粒磷块岩、颗粒磷块岩和壳粒磷块岩三大基本类型。其中壳粒磷块岩的最主要的结构组分是由微生物建造的磷酸盐壳粒组成的。笔者对壳粒磷块岩进行了深入地研究,在壳粒中发现六种形态的磷质微生物(化石):(1)管状微生物;(2)杆状微生物;(3)纤维状微生物;(4)球状微生物;(5)灌丛状微生物;(6)三射状微生物。     

生物成因磷块岩

滇东下寒武统磷块岩中发现大量磷质藻类化石。沉积学和扫描电镜研究表明磷块岩中所有颗粒由磷质菌藻类包绕,它们可能由富磷的菌藻类周期性死亡后蚀变形成。生物和生物化学作用形成了原生藻磷块岩;机械分选和次生淋积作用可使原生藻磷块岩进一步富集。根据     

磷块岩形成过程中的生物作用

对我国震旦纪、寒武纪磷块岩矿床的研究表明,参与成磷作用的生物主要是菌、藻类微生物。生物作用的标志表现为:P₂O₅主要富集在叠层石磷块岩中,富集在叠层石的柱体上,富集在柱体内部的富藻纹层中;而与磷块岩共生的白云石和黄铁矿的δ¹³C值和δ³⁴S值相对均较低,则是生物参与成磷作用的同位素标志特点。生物的成磷作用贯穿成磷过程的始终,但它随作用的相带、环境和阶段不同,生物的种属和作用方式也不同,因而矿石和矿床的质量也随之而异。     

云南东部寒武纪和志留纪叠层石

叠层石出现于太古代，元古代特别发育。云南东部发现寒武纪、志留纪叠层石有很重要的意义。下寒武统梅树村组的叠层石产于磷块岩中，对研究生物成矿作用很有价值。     

云南东部寒武纪和志留纪叠层石

叠层石出现于太古代，元古代特别发育。云南东部发现寒武纪、志留纪叠层石有很重要的意义。下寒武统梅树村组的叠层石产于磷块岩中，对研究生物成矿作用很有价值。     

磷块岩形成过程中的生物作用

 对我国震旦纪、寒武纪磷块岩矿床的研究表明,参与成磷作用的生物主要是菌、藻类微生物。生物作用的标志表现为:P₂O₅主要富集在叠层石磷块岩中,富集在叠层石的柱体上,富集在柱体内部的富藻纹层中;而与磷块岩共生的白云石和黄铁矿的δ¹³C值和δ³⁴S值相对均较低,则是生物参与成磷作用的同位素标志特点。生物的成磷作用贯穿成磷过程的始终,但它随作用的相带、环境和阶段不同,生物的种属和作用方式也不同,因而矿石和矿床的质量也随之而异。     

荆襄磷矿优质磷块岩的形成与藻类的关系

中国荆襄磷矿共有4个含矿层,自下而上分别为ph₁、ph₂、ph₃和ph₄,ph₁是该区主要由磷质叠层石构成的最高品位的磷块岩。它不仅具有特征的化学成分和丰富的藻类化石,而巨其中的磷质主要富集在叠层石柱体、富藻层和藻化石中,磷的含量分别达到36.90%、38.10%和40.02%,而在叠层石柱间和富屑层中仅为3.22%和1.32%.这些资料表明,高品位磷块岩的凝聚和富集,主要是由古代生活在清水潮坪中的藻类生物代谢活动造成的生物和生物化学作用所致。     

从凝块石概念的演变论微生物碳酸盐岩的研究进展

作为微生物碳酸盐岩的主要类型,凝块石与核形石曾经被统称为"微植石"而与"叠层石"平行使用;但是,鉴于叠层石也具有凝块状组构,所以凝块石又被译作"斑粒石",或被称作"花纹石",因此,凝块石这一概念还显得有些混乱.术语和概念的差异与混乱代表了地质学家们对微生物碳酸盐沉积作用不同阶段认识的升华和进步.近年来,将微生物碳酸盐岩划分为叠层石、凝块石、树形石和均一石四大类,又将核形石作为"球状叠层石"而不与叠层石平行使用.尽管对微生物碳酸盐岩的研究已经取得了许多有意义的进展,如将微生物碳酸盐岩的地史演化归结为16个关键事件,总结了前寒武纪碳酸盐岩沉积相随着地球海洋和大气的长时间演变而产生的3种沉淀形式,将多年来形成叠层石的蓝绿藻归为细菌类称为"蓝藻菌"等.但目前还难以回答叠层石的确切生长机制,特别是前寒武纪叠层石;随着更老的地质时代中凝块石的发现,将凝块石理解为被生物扰动等作用所破坏的叠层石似乎与地质事实不完全相符;再者,凝块石的形成机制也还是一个谜.更重要的是,作为微生物碳酸盐岩的一种重要类型,凝块石这一术语的混乱以及对凝块石形成机制认识的变化,为窥视微生物碳酸盐岩的研究进展提供了一条重要的线索.     

磷块岩研究进展与磷块岩生物成矿说

近十年来,我国磷块岩的研究以沉积学的发展为先导,取得了长足进展。十年迈出两大步:第一步是由化学沉积说向物理富集成矿说的转变;第二步是生物成矿说的发展。业已在我国南方晚震旦-早寒武世各主要工业矿床的磷块岩中发现了大量多种形态的原核生物的细菌到真核生物的真菌等磷质微生物以及藻类和小壳动物化石(后者产于早寒武世磷矿中),它们是构成磷块岩的主要组分。磷块岩实际是一种特殊的生物岩。本文论述了磷块岩的生物成矿作用、生物聚磷机理,并从磷块岩岩石的生物特点、化学成分的生物特点、红外吸收光谱以及稀土元素组成的生物特点等方面,论述了磷块岩的生物成因。同时阐述了磷质生物繁衍的环境条件与磷块岩形成环境之间的内在联系,以及磷质生物的最佳繁衍场所与磷块岩成矿古地理单元的一致性,这种“生物繁衍场”与成磷古地理单元可称之谓“陆缘坻”。     

现代碳酸盐叠层石的重要进展及意义

作为记录地球早期生命历史的代表物,叠层石已经从35亿年追溯到了古老的37亿年。叠层石为早期生命的存在提供了间接证据,特别是现代碳酸盐叠层石的形成,更加证实了叠层石是蓝细菌生物席的钙化建造物。在现代碳酸盐叠层石中,以下地区的碳酸盐叠层石经前人长期研究已取得一些进展:巴哈马台地的粗粒叠层石、澳大利亚超盐度环境中的细粒叠层石、巴西东南部超盐度潟湖中的细粒叠层石。基于前人的研究成果,通过对现代碳酸盐叠层石的生长机制,以及复杂的微生物活动和沉积过程的追溯,认为本溪火连寨剖面寒武系张夏组中部的叠层石生物丘与现代碳酸盐叠层石存在明显差异,说明现代叠层石的沉积模式还不能完全应用在古代叠层石中。因此,现代碳酸盐叠层石和古代叠层石的对比,可以进一步为了解寒武纪叠层石的构建以及微生物碳酸盐岩工厂提供丰富的思考途径。     

磷块岩的胶结作用

磷块岩胶结物有泥质、硅质、磷质和碳酸盐质4种,共形成19种胶结结构,其中尤以磷泥晶环边结构、等厚纤状环边结构、似重力式结构、磷质纤状环边叠加云质亮晶充填结构特征突出,具有指示沉积成岩环境的意义。4种类型的胶结物在剖面和平面上的演变与水体深度和沉积成岩环境有关,而胶结作用的地球化学特征,既是磷块岩的环境指示,又反映微生物的影响状况。     

柴达木盆地中新世叠层石成因与古环境研究

柴达木盆地西部干柴沟一带发育了大量湖相叠层石，主要存在于新近纪中新世地层中。柴西地区的叠层石形态各异，成因各具特点，而且部分叠层石与现代叠层石完全不同而是更类似于前寒武时期的对应物，根据国内外叠层石研究的最新成果和成因分类标准，柴西地区主要发育了骨架、凝集和细粒叠层石。对应于不同的分类标准其成因也各不相同，细粒叠层石的形成主要是通过微生物自身的钙化作用和生物膜上过饱和碳酸盐等物质以及微生物的引发的沉淀作用；凝集型叠层石的形成主要与原核生物和真核藻类共同发挥粘附作用有关；骨架型叠层石的形成主要是真核藻类等的钙化与原地碳酸盐的沉淀综合作用的结果。柴达木盆地频繁变化的湖相水体条件和周围的构造运动是叠层石形态多样，成因各异的主要外部和环境因素。对各类叠层石的深入细致研究将对沉积学和环境学的研究提供宝贯的现代对应物。     

叠层石中的海绿石化和黄铁矿化:以天津蓟县中元古界铁岭组为例*

作为微生物碳酸盐岩的主要类型之一,叠层石是微生物席的主要建造物已成为共识。天津蓟县中元古界铁岭组二段叠层石生物礁灰岩发育,其中的细粒叠层石被前人解释为微生物席捕获碳酸盐泥的微生物建造物,使得其既不同于现代叠层石,也不同于显生宙尤其是寒武纪的叠层石。更为特殊的是,这些叠层石中的海绿石和黄铁矿代表着2种特殊的矿化作用,其中研究区普遍产出的黄铁矿,作为硫酸盐还原细菌的产物,是了解古代微生物的窗口;而发育在高能浅海的海绿石,产出环境不同于现代海绿石,不能作为慢速沉积环境的指示矿物,亦不具有沉积间断的地质意义。2种矿化作用表明铁岭组叠层石是由沉淀作用而非捕获碳酸盐泥形成,这为了解中元古代叠层石的形成和特征提供了一些有益的线索。     

叠层石中的海绿石化和黄铁矿化:以天津蓟县中元古界铁岭组为例

作为微生物碳酸盐岩的主要类型之一,叠层石是微生物席的主要建造物已成为共识。天津蓟县中元古界铁岭组二段叠层石生物礁灰岩发育,其中的细粒叠层石被前人解释为微生物席捕获碳酸盐泥的微生物建造物,使得其既不同于现代叠层石,也不同于显生宙尤其是寒武纪的叠层石。更为特殊的是,这些叠层石中的海绿石和黄铁矿代表着2种特殊的矿化作用,其中研究区普遍产出的黄铁矿,作为硫酸盐还原细菌的产物,是了解古代微生物的窗口;而发育在高能浅海的海绿石,产出环境不同于现代海绿石,不能作为慢速沉积环境的指示矿物,亦不具有沉积间断的地质意义。2种矿化作用表明铁岭组叠层石是由沉淀作用而非捕获碳酸盐泥形成,这为了解中元古代叠层石的形成和特征提供了一些有益的线索。     

震旦纪陡山沱组磷质红藻的发现

根据有关研究文献可知,产出钙质红藻的最老的年代是寒武纪(J.L.Wrag,1977)。笔者报道的这些磷质红藻发现在华南陡山沱组的磷块岩矿层中。有的磷块岩含这种磷质红藻达50%以上,局部可以单独构成藻磷块岩。磷质红藻产出的地点有贵州瓮安的英坪、大塘、开阳,湖北荆襄的大峪口,宜昌的桃坪河,湖南石门杨家坪、江西上饶朝阳,陕西汉中天台山和勉县茶店等地。层位上的分布特点是,比较集中地出现在陡山沱组上部或顶部的主要矿层中。     

豫西寒武纪叠层石微生物化石及其钙化特征

微生物的钙化机理是当今微生物碳酸盐岩研究的热点。微观条件下,在豫西寒武纪碳酸盐岩叠层石中发现了大量微生物化石,形态特征明显,为典型蓝细菌属的丝状葛万菌(Girvanella)和球状肾形菌(Renalcis)。根据豫西寒武纪叠层石明暗纹层中微生物化石的赋存状态及相关化石证据,可以判断叠层石的钙化分为微生物的物理和化学2种作用方式,其中物理钙化有2种钙化途径,而化学钙化又有化学诱导和化学控制2种钙化模式和多种钙化途径。在扫描电镜下能够清晰地看到各种钙化方式的结果和微生物主动营造作用所留下的证据,即磨圆度较低的颗粒物和深色灰泥等。结果表明叠层石的有机成因和水动力条件对其钙化方式具有重要影响。     

巴哈马现代叠层石的生物学及岩石学特征

作名从生物学和岩石学角度研究巴哈马安德罗斯岛西北部潮上淡水沼泽区采集的现代叠层石,获以下几点认识:1.藻碳酸盐沉积物既与不同类型的藻类有关,又与不同环境有牵连;2.碳酸盐叠层石日生长层在成岩期间会被强烈改造;3.一些蓝绿藻能富集镁,形成高镁方解石,较易于白云石化;4.粘捕碳酸盐颗粒和原地沉淀碳酸盐晶体都是叠层石的重要成因;5.构成叠层石的藻类的降解作用在叠层石堆积过程中不间断地进行,所以藻碳酸盐岩中的这些生物难于保存为化石。     

叠层石衰减事件及臼齿构造碳酸盐岩作用幕——了解前寒武纪碳酸盐岩世界的重要线索

叠层石和臼齿构造是前寒武纪较为引人注目的两种沉积现象.叠层石作为微生物碳酸盐岩的典型代表,在前寒武纪由于对叠层石的形成缺乏直接的微生物证据而成为一个"前寒武纪谜";臼齿构造复杂的宏观形态和奇特的微亮晶方解石填充物以及对其成因机制的持续争论而成为又一个"前寒武纪谜".最新研究表明,叠层石形态种数量在元古宙达到繁盛的顶峰之后开始衰减,而仅产出于前寒武纪地层记录中的臼齿构造似乎总是以较高的丰度呈幕式发育于叠层石的衰减事件之后,在空间上臼齿构造多产出于比叠层石更深的水体环境.叠层石的衰减和臼齿构造的幕式发育历史可能主要与环境因素发生重大变化有关,而后生动物的竞争不是直接原因.