徐淮地区上元古界臼齿构造碳酸盐岩事件

臼齿构造是一种发育在中—上元古界中的特殊类型的沉积构造，具有特定的时限。在对徐淮地区上元古界臼齿构造碳酸盐岩旋回层序、岩石学特征和臼齿构造形成环境研究的基础上，探讨了臼齿构造碳酸盐岩的成因。采用旋回层序、海平面变化及臼齿构造碳酸盐岩事件的综合分析方法，划分了徐淮地区上元古界臼齿构造发育的地层层序。臼齿构造主要出现在泥晶灰岩中，而在粗颗粒灰岩中则很少出现，臼齿构造与基质碳酸盐岩在组分和结构上有明显不同，臼齿构造是由纯净的微亮晶方解石组成，而基质则是由含粘土和细粉砂的泥晶碳酸盐岩组成，二者呈突变接触关系。对臼齿构造在层序中相序分布关系的详细研究表明，臼齿构造具有重要的环境意义，从台地内缓坡下部、中缓坡到外缓坡上部均有分布，但在不同环境中臼齿构造的类型不同。     

微亮晶(臼齿)碳酸盐岩:21世纪全球地学研究的新热点

国际地质对比计划委员会批准启动了 IGCP44 7-元古代臼齿碳酸盐岩和地球演化项目 ( 2 0 0 1～ 2 0 0 5 )〔1〕。本文简要地回顾了臼齿碳酸盐岩的研究历史和最新进展。臼齿碳酸盐岩是一种具有类似大象臼齿的肠状褶皱构造的岩石 ,具有特殊的时限范围 (中 -新元古代 )。试图解释其成因和可能用于古大陆地层对比是本项目研究的重要课题 ,其重要意义还在于它们是解决前寒武纪生物学和地球化学事件的关键。臼齿碳酸盐岩的发育和衰退关系到地球生命起源和海洋碳酸盐岩沉积地球化学的突变。 87Sr/86 Sr年龄同位素测定证明 ,微亮晶 (臼齿 )碳酸盐消失的时限很可能为75 0 Ma。另外 ,中 -新元古代碳酸盐岩地层具有重要的生烃潜力。     

南乌拉尔地区中—新元古代地层序列及碳酸盐岩和碎屑岩发现臼齿构造的地质意义

中—新元古代地层在南乌拉尔海槽中极为发育,地层厚度巨大,几个阶段的构造演化和沉积特征清晰可见。新太古代和下里菲是俄罗斯重要的大型层状铁矿和菱镁矿的宿主地层,中里菲群(元古宙地层)地层厚度极大,伴随了几次沉积旋回,发育了从深海相到大陆缓坡的碳酸盐岩沉积;随着新元古代末次冰期之后,文德系发育了可全球对比的白海动物群(伊迪卡拉动物群)。笔者首次确认了南乌拉尔地区中—新元古代地层3套臼齿构造,其中巴卡尔组(Bakal)碳酸盐岩臼齿构造与碎屑岩地震液化脉互层共生,特别是大量臼齿构造也发育在大型叠层石中。从臼齿构造与碎屑岩液化脉互层的共生特征,说明发育在碳酸盐岩中臼齿构造与地震机理的液化作用有关。该3套臼齿构造与中国华北地台中—新元古代地层中发现的臼齿构造(液化脉)时代大体接近。     

一种严格受控于环境和时间的特殊碳酸盐岩——臼齿构造碳酸盐岩

臼齿构造碳酸盐岩是一种具有类似于大象臼齿特征的特殊碳酸盐岩，其微亮晶脉由纯净的、基本等粒的方解石（或白云岩）构成，而基质物质则由细粒的、富泥质的灰岩组成。通过对中朝板块东部吉辽徐淮地区前寒武纪臼齿构造碳酸盐岩研究，结合国外研究资料，臼齿构造碳酸盐岩具有特定的生存时限，目前只在前寒武纪（主要发育在中、新元古代）地层中发现。研究表明，臼齿构造碳酸盐岩发育在缓坡型台地，宿主岩性以富含泥质的粉屑灰岩、泥晶灰岩为主，位于潮汐流、风暴流影响范围内，为浅潮下和环潮坪环境，潮上带与深缓坡均不发育，具有鲜明的环境和相指示意义。由于缺乏现代相似沉积物，臼齿构造碳酸盐岩的成因还是一个谜，需要进一步研究和探索。      

皖北新元古代臼齿碳酸盐岩石学特征及沉积环境探讨

臼齿构造是一种发育在元古代碳酸盐岩中的特殊类型的沉积构造。通过对皖北新元古代臼齿碳酸盐岩旋回层序和岩石学特征研究，探讨了臼齿构造形成的环境。以旋回层序和海平面变化为基础，将皖北新元古界地层划分为上、下两个旋回层序组，臼齿构造在各旋回层序中广泛发育，主要分布在泥晶灰岩、泥灰岩、粉屑灰岩中，在粗颗粒的碳酸盐岩中很少出现。研究发现，臼齿构造具有两个标志性特点：其一是臼齿构造在结构上与基质有明显区别，它是由均一的、等轴的、多边形的微亮晶方解石组成，个体为3～10μm；其二是臼齿构造比基质具有先固结，快速石化作用的特点，臼齿构造的^87Sr／^86Sr比值明显低于基质。臼齿碳酸盐岩的岩石学特征指示其形成并发育在稳定克拉通缓坡沉积体系中，是潮下浅水环境的标志。根据臼齿构造类型在各级旋回层序微相单元中的分布关系，将臼齿构造划分为垂直、斜交、杂乱、平行层面四种主要类型和六种组合类型，这种划分方案具有环境指示意义，不同的臼齿构造类型反映了不同的沉积环境，建立了臼齿构造碳酸盐岩微相环境模式。     

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。     

宿州地区震旦系望山组主要沉积类型及其形成环境分析

安徽省宿州地区震旦系望山组因碳酸盐岩中含有大量形态复杂的微晶碳酸盐脉体(即臼齿构造)而得到了广大研究者的深入研究.该组中除含有碳酸盐岩、泥岩和页岩等正常海相沉积外,还记录了生物沉积和特征明显的地震、风暴、海啸等事件沉积过程和风化壳残积,沉积环境复杂多变.该组碳酸盐岩中臼齿构造、缝合线构造、滑塌构造、交错层理、冲刷构造等沉积构造具有较好的事件沉积指示意义.该组事件沉积的特征表明,当时频繁的地壳活动是造成事件沉积及复杂沉积环境的主要原因.     

臼齿碳酸盐岩成因探讨——以吉林-辽宁地区新元古界为例

臼齿(Molar Tooth)碳酸盐岩问题已经研究了100多年,许多学者都对它的成因提出了不同的假设,但始终未能取得共识。文中作者列举了现有各种臼齿碳酸盐岩的成因假说,指出了这些成因假说中存在的种种问题和矛盾,并提出了臼齿碳酸盐岩生物成因的可能性。从元古代生物演化的规律说明臼齿碳酸盐岩形成、繁盛及衰退的时期与地球上真核生物的出现和繁盛及后生动物出现的界线相一致;从臼齿碳酸盐岩形成的构造背景、气候条件和沉积环境、结构构造特征、化学组成（特别是黄铁矿的形态和SnO2的富集）、碳、氧同位素的分布规律以及生物标志物的多样性等方面提出了臼齿（微亮晶）碳酸盐岩生物成因可能性的证据;还特别指出元古代叠层石的生长和繁盛与臼齿碳酸盐的岩发育呈负相关关系。 同时也阐述了生物成因解释遇到的困难,并指出今后应大力开展臼齿碳酸盐岩形成的沉积环境与岩相,特别是早期成岩作用和相关地球化学特征研究。从元古代古海洋化学性质的变化着手研究将成为揭示臼齿碳酸盐岩成因的根本手段。     

徐州—淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩成因探讨

臼齿碳酸盐岩是一种发育在中—新元古代，由微亮晶方解石组成的复杂褶皱构造，其成因一百多年来一直是个谜。通过对徐州-淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩特征、形成环境、分布时限研究，探讨了臼齿碳酸盐岩成因。该区臼齿碳酸盐岩发育在台地缓坡沉积体系中，可作为潮下浅水环境的标志，其形态在微层序中的分布反映沉积环境，具有重要的环境意义。建立了臼齿碳酸盐岩微相环境模式。快速石化作用形成均匀、等粒微亮晶方解石，是臼齿碳酸盐岩显著特征。现代类似于发育臼齿碳酸盐岩潮下环境没有这样的快速石化条件，它要求更高的超过饱和CaCO3沉淀。臼齿碳酸盐岩在本区分布时限介于850～720Ma间，在Sturtian冰期之前消失，与全球其他地区臼齿碳酸盐岩消失的时限一致，Sturtian冰期改变了海洋化学性质，是臼齿碳酸盐岩消失的根本原因。Sturtian冰期对海洋化学性质的影响，可能是揭开臼齿碳酸盐岩成因机理的一个重要新途径。     

臼齿构造主要成因模式及时空分布意义

在综述臼齿碳酸盐岩成因研究历程和国内外最新研究成果的基础上,总结评述了6种主要的臼齿构造成因模式,其核心问题是在元古代正常潮下浅海环境中构建成岩作用早期臼齿构造裂缝形成及等粒微亮晶方解石快速沉淀充填的物理、化学及微生物条件。其中,气泡扩张裂缝模式、微生物-地球化学模式和同沉积地震脱水模式等具有一定的代表性。臼齿构造多产出于正常浅海潮下环境,并且呈幕式特点产出于前寒武纪地层记录中,其时空发育特点似乎表明与叠层石发育的不相容性。臼齿碳酸盐岩在中新元古代集中发育的事实可能反映了有利的物理、化学和生物条件在地质历史上的唯一结合。理清臼齿构造成因问题是认识前寒武纪复杂的碳酸盐岩世界的重要线索。     

大连金石滩兴民村组臼齿碳酸盐岩及其沉积环境研究

Molar-tooth构造(简称臼齿构造或MT)是前寒武纪碳酸盐岩中产出特殊的沉积构造,发育于特定的沉积环境。臼齿碳酸盐岩及其沉积环境的研究有助于其成因解释。大连金石滩新元古代兴民村组臼齿碳酸盐岩的研究表明,兴民村组的MT形成于开阔陆表海浅潮下带—潮间带动荡环境,海平面升降频繁;沉积序列主要为泥晶灰岩与含泥灰岩、砂屑灰岩与泥晶灰岩、纹层状泥晶灰岩与泥晶灰岩和砂屑灰岩与纹层状泥晶灰岩的韵律。MT形成于过饱和CaCO3的微高盐度和高古温度环境,少有陆源物质影响。     

徐州地区新元古界贾园组臼齿构造沉积环境分析及成因探讨

臼齿构造是一种发育于中、新元古代碳酸盐岩中的具有特殊结构和时限性的沉积构造,其成因有多种解释。徐州地区新元古界贾园组风暴沉积及臼齿构造发育。本文通过野外和室内观察研究,对研究区贾园组臼齿构造形态特征及沉积环境进行分析,并探讨其形成过程。贾园组臼齿构造集中发育于古纬度20°N~34°N的潮下碳酸盐岩缓坡地带,古海洋基底在地震波作用下产生裂隙系统,元古代特殊大气成分背景下的海水中的远源风暴流渗透进入温暖的碳酸盐缓坡地带碳酸盐沉积区的裂隙系统,并在裂隙的愈合作用下与孔隙水产生化学反应产生方解石快速结晶作用,并接受后期沉积作用改造。元古代大地构造背景、古海洋、古大气的物理化学条件是控制研究区臼齿构造时空分布的主要因素。     

徐州地区新元古界下部具臼齿构造碳酸盐岩事件成因探讨

徐州地区新元古界贾园组-赵圩组发育陆棚-缓坡-台地边缘的碳酸盐沉积,记录有广泛的风暴事件,并在其中发现 大量具“臼齿构造”碳酸盐岩。依据野外剖面系统观察与室内综合分析,将臼齿碳酸盐岩划分为原地型：条带状M1（平直 条带状M1-a、分叉条带状M1-b）、蠕虫状M2（短小蠕虫状M2-a及长条蠕虫状M2-b）、丝状M3、悬针状M4;异地型：碎屑 状M5等五种形态类型,主要发育于缓斜坡下部到潮坪环境。以水体深度及水动力条件下的七种代表性风暴序列为背景,将 臼齿碳酸盐岩的形态及分布与瞬时高能事件沉积做关联分析。研究发现,臼齿构造与风暴事件有密切联系,表征晴好天气 下的块状层中以M3为主,风暴期动荡水体序列层段以M1,M2为主,而在表征风暴高潮期序列层段以异地型的M4, M5为 主。风暴的强弱及水深变化控制了风暴序列的分布,进一步控制了臼齿构造的形态与规模。由此推断,臼齿构造形成是在 中-新元古代特殊的古大气古海洋背景下,在风暴周期的不同阶段,经历具有裂缝形成与微亮晶充填的紧密联系的过程。 风暴前期和风暴高潮期,风暴浪对臼齿构造的形成主要体现在造缝阶段,而风暴后期则主要为微亮晶的填充阶段。最终形 成广泛分布的具臼齿构造碳酸盐岩这一地质历史内特殊的事件型碳酸盐岩类型。     

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组臼齿构造及其沉积特征

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组广泛发育缓坡碳酸盐岩沉积,其中发育的一种特殊的碳酸盐岩——臼齿碳酸盐岩,近年来引起了中国乃至世界各国地质学家的重视。通过对野外露头的详细观察和描述、室内薄片观察、扫描电镜、能谱分析等测试手段,揭示了二道江剖面万隆组的地层、岩石、臼齿构造(MT)及沉积岩相和沉积环境特征。臼齿构造是特指那些发育在前寒武纪细粒碳酸盐岩中有清晰边界、粒度在0·01mm左右的由等轴或多边形的微亮晶方解石组成的集合体,其形态可分为条带状构造、瘤状构造及棱角碎块状构造。臼齿构造的形成严格受沉积岩相和沉积环境的控制。万隆组由下而上可分为3段第1段下部为发育臼齿构造的纹层状泥晶灰岩、砂屑灰岩及风暴砾屑灰岩,为中—深缓坡沉积环境的产物;上部由浅缓坡相的泥灰岩、钙质页岩、砂屑灰岩与叠层石灰岩组成;第2段为厚层泥晶灰岩和粉屑泥晶灰岩、瘤状灰岩组成的深缓坡相沉积;第3段本剖面未出露。万隆组形成于缓坡沉积环境,其中浅缓坡相可分为4种岩相组合,中缓坡相可分为11种岩相组合,深缓坡相有6种岩相组合。     

古地震记录与岩相古地理

本研究概括了古地震记录三方面的主要特征,即宏观构造、微观构造和地球化学异常。提出了不同沉积岩相古地理环境下古地震记录的差异性,指出了地震泄水充填脉构造在潟湖、潮坪、浅海碳酸盐岩和缓坡碳酸盐岩等相带中形成的特点,以及臼齿构造(molar tooth)出现在缓坡碳酸盐岩相带的原因。根据在地震事件层内发现火山晶屑和火山玻璃假象的事实,指出采取同位素测年样品的必要性。     

臼齿状构造成因新解——以天津蓟县高于庄组第三段为例

臼齿状构造（Molar—tooth structure）是一种主要发育在前寒武纪非叠层石碳酸盐岩中的沉积构造。由于形态多样且缺乏现代的类比物,国内外地质学家曾先后建立多种模式来解释其成因,这些模式大致可以归为两类：地震液化模式和生物成因模式。近年来,一种新的模式：气泡膨胀与迁移模式得到了地质学家的广泛引用。产在天津蓟县剖面高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列上部的臼齿状构造,虽然可以应用气泡膨胀与迁移模式来解释其形成机制,但是,考虑到臼齿状构造可能是微生物席封闭沉积面所激发的气泡膨胀与迁移作用的产物,并且气泡可能是由于细粒沉积中微生物提供的有机质的裂解作用的结果,表明了臼齿状构造的形成间接地与微生物生命活动存在关联。因此,可以将臼齿状构造归为席底构造（第五类原生沉积构造）的一种类型。     

辽南新元古代营城子组臼齿灰岩的沉积环境

臼齿(Molar—Toom)灰岩是发育于中新元古代碳酸盐台地的一种特殊灰岩类型。辽东半岛南部大连地区震旦系营城子组中部臼齿灰岩十分发育，野外观测、室内薄片以及比较沉积学研究表明，臼齿灰岩的出现与环境密切相关。通过米级旋回研究发现，该岩相段以发育浅水碳酸盐岩米级旋回层序为主，臼齿构造主要产出在微旋回中下部的中薄层泥晶灰岩和粉屑灰岩中，形成环境为潮下浅水环境。     

中国辽吉地区新元古代臼齿碳酸盐岩中分子化石及早期生命演化

臼齿碳酸盐岩是指具有类似大象臼齿特征并具有肠状褶皱构造的元古宙微亮晶碳酸盐岩,其成因众说纷纭。首次对分布于中国吉辽地区新元古代震旦纪（0.65～0.81 Ga）的臼齿碳酸盐岩可溶有机抽提物进行了研究,从中发现了大量的分子生物化石--生物标志物,诸如正构烷烃、无环类异戊二烯烷烃、烷基环己烷、长侧链三环萜烷、藿烷、伽马蜡烷、甾烷等;同时对各类生物标志物的先体生物进行了详尽的生物门类归属,并对早期的原始生命的演化进行了深入的分析。其分子化石研究表明,MT灰岩中含有大量的原核生物细菌（蓝细菌）、古细菌（硫细菌、甲烷菌）、真核生物藻类（蓝藻、绿藻、褐藻、红藻）、真菌及原生动物。毫无疑问,臼齿构造的形成离不开生物活动的参与;同时也说明元古宙原始生物已演化到一个相当高级的程度,已蕴含埃迪卡拉纪的第一次生物大爆发。     

臼齿碳酸盐岩: 解密前寒武纪海洋化学性质的钥匙*

臼齿构造(Molar tooth structure,MTS)是指主要由微米级微亮晶方解石充填的、具有肠状褶皱等特殊形态和结构的前寒武纪沉积构造。具有臼齿构造的这类前寒武纪碳酸盐岩称为臼齿碳酸盐岩(Molar tooth carbonate,MTC)。MTS具有全球分布、时代限定、形态多样、由微米级微亮晶方解石组成及早期成岩等基本特征,该认识早已得到学界广泛认同。在系统归纳MTC的地理分布、发育时限、宏观形态和微观组构的基础上,再次总结性地剖析了物理作用、生物作用和生物-地球化学作用3类主要成因假说的基本论点及其局限性。长期以来,作为一种大量出现于中—新元古代、具全球性分布的特殊碳酸盐岩类或沉积构造,研究关注的焦点和热点是MTS形成与消失的机制。尽管MTS成因还有争议,但其所具有的早期成岩特征,使越来越多的研究者将其作为前寒武纪海洋地球化学环境重建的重要研究对象。MTC的兴衰与前寒武纪海洋化学性质演化和前寒武纪一系列全球性事件密不可分。在此基础上提出MTC进一步研究的方向:一是探索MTC事件与相关全球性事件(如叠层石、冰川事件等)相互响应、促进或消长的关系,MTS的兴衰如何协同Columbia和Rodinia超大陆的聚散过程; 二是从MTS微亮晶方解石微观组构出发,采用行之有效的地球化学方法,将MTC的形成、演化、更替与前寒武纪海洋性质以及大气圈、生物圈的演化相结合,进一步完善MTC成因理论,为前寒武纪诸多重大科学问题的研究提供参考。     

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.