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。     

豫西宜阳地区晚二叠世晚期—早三叠世沉积记录及其对古气候变化的响应

晚二叠世-早三叠世宜阳地区位于东特提斯低纬度地区的华北板块南缘,发育一套连续且沉积特征显著的陆相碎屑 岩相沉积,是研究陆相晚二叠世-早三叠世古环境与古气候变化的理想地层。本文在前人研究与野外实测的基础上,采用 岩石学、沉积学、古生物学方法综合分析研究区的沉积记录,识别出宜阳地区在该时期由陆源近海的滨湖沉积环境向河流 沉积环境过渡的古环境,重建了晚二叠世晚期-早三叠世宜阳地区的古地理面貌。沉积特征显示,此期整体气候条件为炎 热-半干旱,并且在长兴期末期与奥伦尼克期早期出现了极端干旱气候,可能是受到当时全球性巨型季风环流的影响。这 一时期的古气候与古环境的变化可能对二叠纪末陆地大灭绝事件起到了推动作用,并抑制了早三叠世生物复苏的进展。     

豫西宜阳地区晚二叠世晚期—早三叠世沉积记录及其对古气候变化的响应

晚二叠世—早三叠世宜阳地区位于东特提斯低纬度地区的华北板块南缘，发育一套连续且沉积特征显著的陆相碎屑 岩相沉积，是研究陆相晚二叠世—早三叠世古环境与古气候变化的理想地层。本文在前人研究与野外实测的基础上，采用 岩石学、沉积学、古生物学方法综合分析研究区的沉积记录，识别出宜阳地区在该时期由陆源近海的滨湖沉积环境向河流 沉积环境过渡的古环境，重建了晚二叠世晚期—早三叠世宜阳地区的古地理面貌。沉积特征显示，此期整体气候条件为炎 热—半干旱，并且在长兴期末期与奥伦尼克期早期出现了极端干旱气候，可能是受到当时全球性巨型季风环流的影响。这 一时期的古气候与古环境的变化可能对二叠纪末陆地大灭绝事件起到了推动作用，并抑制了早三叠世生物复苏的进展。     

皱饰构造研究进展综述

在综述皱饰构造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 4种有代表性的皱饰构造形成模式,其核心问题是在皱饰构造的形成过程中微生物席和物理作用的参与方式,以及受造席者、透光性、水动力条件、基底类型和生物扰动五大因素的影响程度.在对皱饰构造和现代微生物席对比研究的基础上,发现皱饰构造与微生物席的分布在很大程度上具有一致性,所以通过对现代微生物席的生长发育环境进行综合研究,推测了有利于皱饰构造发育的古环境.皱饰构造一般发育于潮间坪和滨外过渡带,并且在显生宙一般与生物扰动作用具有不相容性.皱饰构造是发育最普遍、受关注最广泛的保存在硅质碎屑岩中的微生物诱导形成的原生沉积构造,所以理清皱饰构造的成因模式及古地理分布,有利于碎屑岩微生物席学的发展,可以为理解硅质碎屑岩中的特殊沉积构造提供重要线索.     

贵州二叠纪——三叠纪古气候和古海洋环境的地球化学研究

通过对贵州二叠纪和三叠纪地层沉积岩相、古生物组合、稀土元素、碳氧同位素和微量元素地球化学综合研究,发现贵州二叠纪、早一中三叠世和晚三叠世三个地质时期古气候和古海洋环境有明显差别。其中二叠纪为潮湿的热带海洋性气候,海水相对氧化,盐度正常,平均温度为53℃;早一中三叠世为干燥的大陆性气候,海水相对还原,盐度较高,平均温度为38℃;晚三叠世又转变为潮湿的气候,海水相对氧化,盐度正常,平均温度为44℃。,结合泛大陆演化特征,讨论了造成气候变化的原因。     

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。     

山西黎城中元古界常州沟组微生物成因构造(MISS)及其地质意义

在山西黎城县西井镇彭庄至大井盘公路旁剖面以及黄崖洞景区发育大量的微生物成因构造(MISS),多发育在砂岩表面。由于构造形态奇特,被误以为各种遗迹化石或是不规则的泥裂构造。依据其形态特征、成因构造和前人分类方案,将研究区此类构造分为3种类型,即微生物席生长构造、微生物席破坏构造和微生物席腐烂构造,以及9个不同形态构造,即小瘤状突起、圆顶大瘤状突起、不规则侧向生长脊、大脊状生长构造、纺锤状脱水裂痕、多边形网状脱水裂痕、曲形脱水裂痕、微生物席砂片、砂火山构造,对9种不同形态的MISS进行了详细的论述。对研究区微生物成因构造(MISS)的成因进行了探讨,与豫西鲁山地区、贺兰山苏峪口地区、北京南口地区、河北兴隆地区发育的MISS及地层特征进行类比,认为MISS对华北地台中元古代地层对比以及古环境研究有重要的指导意义。     

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。     

库车坳陷库车河剖面重矿物分布特征及其地质意义

沉积物中的重矿物分布受物源、构造背景和古气候、古环境等多种因素影响,是盆山演化研究的良好指示剂.本文通过对库车坳陷库车河剖面中新生代地层的野外观察和重矿物分析,将库车坳陷中生代沉积与南天山隆升的分异作用分为4个阶段,即早中三叠世、晚三叠世至早白垩世、第三纪古新世至中新世、上新世(5 Ma)以来,并认为最后一个阶段南天山隆升作用最强烈.将库车坳陷中新生代古气候演化分为3个阶段,即早三叠世(干旱-半干旱)、中晚三叠世-中晚侏罗世(湿润-半湿润)、晚侏罗世以来(半干旱-干旱).     

黔西晚三叠世古植物生态学研究

本文通过对古植物生活环境的分析,定性地将黔西晚三叠世植物群分为湿生植物群落、低地植物群落和高地植物群落。利用叶相分析结合该植物群构成特征及当时的沉积特点,推断黔西晚三叠世为潮湿多雨、炎热的热带—亚热带雨林气候。     

河北南部石炭-二叠纪古气候演化特征

通过对河北南部的石炭二叠纪含煤岩系的岩石学、矿物学及地球化学等特征的研究表明,河北南部晚石炭世到早二叠世早期气候温暖潮湿,早二叠世晚期逐渐向半干旱气候转变,晚二叠世气候又再次向温暖潮湿转变,气候为半湿半干,至晚二叠世末则变得较为炎热、干旱.整体上研究区晚古生代气候由温暖潮湿向炎热干旱转变,但其中又存在着一定程度的波动.这种古气候演变与华北板块所处位置以及晚古生代古地中海的逐渐闭合有关,同时,华北板块晚古生代发生了多次海侵,这种海水的进退所带来的周期性湿气变化,导致了气候的波动,并于晚古生代末海水最终退出华北板块时,气候变得较为干旱.     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

羌塘盆地查郎拉地区中新生代古气候演化初探

通过野外遥感调研和收集整理大量剖面及路线地质资料，讨论了羌塘盆地查郎拉地区气候常量元素、变价元素及微量元素特征；气候沉积物及其分布特征，结合已有的气候指示性古生物化石及岩相古地理资料，首次系统地演绎了本区中新生代古气候特征及其变迁演化史。划分出8个气候旋回，指出晚三叠世为热带亚热带温热半潮湿－潮湿气候，组成第I气候旋回；中株罗世呈热带亚热带半干旱→半潮湿气候的周期性变化，组成第Ⅱ、Ⅲ气候旋回；晚株罗纪经历了热带炎热半干燥→温暖半潮湿和潮湿→炎热半干燥气候的演化，组成第Ⅳ、Ⅴ气候旋回；白垩纪气候早期呈温暖半潮湿，晚期转为半干燥－干燥热带、亚热带气候，组成第既Ⅵ、Ⅶ气候旋回；第三纪为内陆亚热带的干燥、半干燥→高原温凉气候；第四纪曾出现过6次冰期和5次间冰期，新生代总体经历了剧烈而频繁的冷暖波动，气候日益干燥和寒冷。最后简单分析了气候旋回与沉积旋回、构造运动和青藏高原隆升的叠加耦合关系，以及古气候变迁的主因。     

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。     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制*

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

青藏高原沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境分析

沱沱河盆地保存着青藏高原内部至今发现最完整的渐新世至中新世连续沉积记录,由渐新世雅西措群(31.3～23.8Ma)和早中新世五道梁群(23.8～21.8Ma)组成,总厚度2393m。雅西措群主要为紫红色、砖红色砂岩、粉砂岩与泥岩韵律互层,五道梁群为一套内陆湖泊相泥灰岩、内碎屑灰岩和叠层石灰岩沉积。沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境经历了3个阶段的演化:(1)早渐新世,以河流环境为主,古水流以北向为主,反映古气候条件比较干燥;(2)中晚渐新世,以湖泊环境为主,古水流以东北向为主,古气候条件相对温暖潮湿;(3)晚渐新世至早中新世,主要为湖泊环境,古水流转为南向,沉积岩性由雅西措群项部的砂泥岩互层为主转变为五道梁群的泥灰岩为主,反映当时的物源区发生重大转变,构造活动趋于稳定,古气候条件由温暖潮湿转为干燥。沱沱河盆地渐新-中新世气候和构造活动历史对于研究青藏高原早期隆升作用和全球气候变化都有重要意义。     

埋藏古木的树轮碳同位素作为古气候变化代用指标的可能性

本文对广东不同时代、不同树种的埋藏古木树轮纤维素碳同位素序列研究发现:樟树和山桐子分别在相对炎热潮湿的气候环境中,其树轮δ13C值相对越偏正。结论如下:(1)古山桐子反映冰后期的冷凉气候;(2)古樟代表中全新世的潮湿热带气候;(3)古水松的大批死亡代表了晚全新世和历史时期几次寒冷事件。上述结论说明了古树树轮同位素可以作为古气候变化代用指标的可能性。通过古今对比,丰富了树轮气候学的研究内容。     

陇东三叠系延长组主要油源岩发育时期的古气候特征

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区延长组长8段和长7段分别发现以Aratisporites- Punctatisporites和Asseretospora-Walchiites为代表的孢粉组合,时代分别为中三叠世晚期与晚三叠世早期。通过现生主要植物类型生态环境分布规律的讨论和孢粉植物群已知亲缘关系类型的地层分布特征研究,推测陇东地区中晚三叠世气候温暖潮湿,雨量充沛,植被茂盛。孢粉植物群反映的古气候为温带—亚热带暖湿或湿热气候。孢粉植物群特征与孢粉化石分异度曲线都表明,本地区长8—长7段沉积时期为持续温暖潮湿的适宜期, 与湖泊发展的长8期大规模湖进和长7期的最大湖泛相一致。孢粉植物群具有北方植物群的明显特征,由于本地区当时濒临大型湖泊,而且长8—长7段沉积时期正处于湖泊扩张的鼎盛期,因此显示出更为湿润的古环境特征。正因为长期稳定温暖潮湿气候和广大的深水湖泊环境为水生藻类的大规模发育创造了条件,从而为本地区长7期优质烃源岩的形成提供了母质来源。     

羌塘盆地沃若山地区上三叠统土门格拉组烃源岩沉积环境分析

岩石学、沉积相、元素地球化学的综合分析结果表明,羌塘盆地沃若山地区上三叠统土门格拉组(T_3t)地层为三角洲沉积;整体富含水解性元素、Fe族元素以及上部砂岩Fe元素富集(高Fe/Mn比值)的特征表明古水体环境为较浅的河口-滨岸环境;CIA值(63.8~79)、ICV值(0.52~1.4)和Ga/Rb-K2O/Al2O3关系图解分析结果显示当时为风化强度中等、较温暖的半干旱—半湿润气候;Sr/Ba比值全部小于1(0.09~0.27),表明沉积水体为盐度较低的陆相淡水;根据V、U、Mo的含量比值,判断其为氧化-弱氧化的富氧水体环境。较为温湿的气候有利于生物的繁殖,但氧化-弱氧化的环境不利于有机质的富集,限制了该地区烃源岩发育:土门格拉组烃源岩的TOC含量为0.76%~1.46%(均值为1.04%),属中等品质的烃源岩。