鲕粒滩中光合作用生物膜构建的高能核形石:以辽西葫芦岛三道沟剖面寒武系张夏组为例

核形石是一种具有双重属性而较为特别的微生物碳酸盐岩:①作为一种包覆颗粒类型,核形石以不平滑的圈层和较大的大小被解释为微生物成因区别于成因存在着较大争议的鲕粒;②作为一种形成在围绕着核心的序列式纹层化作用过程中的球形或椭球型的生物沉积构造,核形石还常常被解释为微生物碳酸盐岩的一种类型而被归为球状叠层石。在辽西葫芦岛三道沟剖面寒武系苗岭统张夏组顶部的块状鲕粒滩相灰岩之中,密集发育着厘米级别大小的高能泥晶核形石。另外,以下重要特征将张夏组鲕粒灰岩中的核形石特征化,包括:①厘米级别的大小;②椭圆形为主的形态学特征;③特征性的纹层状构造;④核形石皮层中普遍发育而且较高密度保存的丝状蓝细菌鞘的钙化化石等等。尽管穿越成岩作用过滤器去解释古代核形石复杂的形成机理将存在着巨大的挑战,也尽管形成这些核形石复杂的生物膜钙化作用机理还没有得到精确的了解,但是,辽西葫芦岛三道沟剖面张夏组中的核形石,直接的微生物化石证据,尤其是在核形石内较为丰富的丝状蓝细菌鞘化石,使其成为一个了解光合作用生物膜建造核形石的典型实例;同时,也为进一步了解形成在水柱中的放射鲕粒以及形成在海底的泥晶核形石之间复杂的形成机理的差异性,提供了一个较为典型的实例。     

鲕粒滩相灰岩特别的核形石灰岩帽——以山西繁峙茶坊子剖面寒武系张夏组为例

作为一种较为特别的微生物碳酸盐岩类型,核形石以双重属性而著称：① 以不平滑的皮层和较大的大小而常常被解释为微生物成因,从而区别于而成因存在着较大争议的鲕粒,所以,核形石也可以作为一种包覆颗粒类型;② 作为微生物碳酸盐岩的一种类型而被归为相互不连接的球状叠层石,因为核形石形成在围绕着核心的序列式纹层化作用过程之中,并且表现为球形或椭球型的生物沉积构造。在山西繁峙茶坊子剖面寒武系苗岭统张夏组块状鲕粒滩相灰岩的顶部,密集发育着厘米级别大小的高能泥晶核形石,核形石灰岩的厚度接近1 m,从而组成一个块状鲕粒滩相灰岩之上特征性的核形石灰岩帽。该层厚度较小的（小于1 m）核形石灰岩中的核形石,具有以下特征：① 厘米级别的大小（1至3 cm）;②球形或椭球形的形态学特征;③核形石皮层主导性的泥晶和少量的微亮晶构成;④核形石皮层中较高密度保存的丝状蓝细菌鞘化石;⑤核形石间特别的凝块基质,以及明显的丝状蓝细菌鞘化石构成的凝块。尽管穿越成岩作用过滤器去解释古代核形石复杂的形成机理将存在着巨大的挑战,也尽管形成这些核形石复杂的生物膜钙化作用机理还没有得到完全而且准确的了解,但是,山西省繁峙县茶坊子剖面张夏组顶部的核形石,壮观的宏观特征,核形石皮层中直接的微生物化石证据,尤其是在核形石内较为丰富的丝状蓝细菌鞘化石,使其成为一个了解光合作用生物膜建造核形石的典型实例,而且成为了解发育在高能鲕粒滩相灰岩之上最为特别的“藻坪”沉积的一个较为典型实例。     

辽东半岛复州湾剖面寒武系第二统光合作用生物膜建造的核形石

作为一种经常大于鲕粒的包覆颗粒类型,核形石以其不平滑的圈层被解释为微生物成因,区别于成因存在较大争议的鲕粒,而且常与鲕粒和其他类型的碳酸盐颗粒相互共生;作为一种在围绕着生物碎屑和非生物碎屑核心的序列式纹层化作用过程中形成的球形或假球型生物沉积构造,核形石还常常单独产出和分布,所以又被解释为微生物碳酸盐岩,或者被归为球状叠层石。在辽东半岛寒武系第二统碱厂组和馒头组之中,厘米级别大小的核形石密集发育在三级层序的顶部,成为一种时间特化的相。另外,以下重要特征将辽东半岛寒武系第二统的核形石特征化,包括:(1)与凝块和微凝块共生;(2)多为球状和椭球状;(3)由不均一的非纹层状致密泥晶和微亮晶构成;(4)核形石皮层以及核形石间凝块中发育特别的蓝细菌鞘钙化化石等。尽管穿越成岩作用过滤器去解释古代核形石复杂的形成机理存在着巨大的挑战,也尽管形成这些核形石的复杂生物膜钙化作用细节需要更加深入地研究才能得到更好地了解,但是,辽东半岛第二统碱厂组和馒头组核形石中直接的微生物化石证据,尤其是核形石内较为丰富的钙化蓝细菌鞘化石,使其成为一个了解光合作用生物膜建造核形石的典型实例。     

豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段的核形石

豫西渑池地区寒武系第三统馒头组二段主要由紫红色、褐黄色页岩夹叠层石灰岩、核形石灰岩和鲕粒灰岩组成,其 下部灰岩中富含核形石,形态和纹层结构多不规则,可见弯曲、不分枝的葛万菌(Girvanella )管状体呈密集而不规则的网 状缠绕于核心和暗色纹层中,在亮纹层中则少些。含核形石地层呈薄层或透镜状夹于鲕粒灰岩之间或被潮上带泥岩覆盖, 形成于低能的滨岸鲕粒滩滩间或滩后洼地。从核形石的特征可以看出,后生动物的匮乏或衰退是渑池地区馒头组二段核形 石产生的决定性因素,不同的水动力条件造就了核形石形态类型的多样化,持续动荡的高能条件和大量泥质(陆源物质) 供应直接导致了核形石消亡。     

河北宣龙地区铁质包壳粒及其形成的微生物作用

通过对宣龙地区“鲕状矿石”的详细镜下切片观察,与叠层石结构、形态和成分的对比,以及稳定同位素和有机地球化学特征分析研究,提出“鲕状矿石”实际上均为微生物成因的铁质包壳粒,并按其形态分为核形石,微生物鲕石、微生物豆石三种类型。对铁质包壳粒的微生物矿化作用也作了初步探讨。     

四川黄龙地区鲕状钙华包壳粒的发现及其特征

在雪宝顶北麓的黄龙地区新发现的鲕状钙华包壳粒,是高寒区钙华形成环境中产出的一类典型陆相包覆颗粒构造。通过系统采样鲕状包壳粒沉积剖面,并借助常规显微镜、扫描电镜与能谱分析等,揭示出鲕状钙华包壳粒的矿物组分、微观结构等特征。结果表明:研究区的鲕状钙华包壳粒分为同心圆状、同心圆—放射状、薄壁同心圆状3种基本类型,包壳粒核部是由异地的钙华碎屑构成,外壳层是由泥晶与微亮晶方解石纹层围绕核部逐层形成的圈层构造;微观特征显示泥晶层无明显微生物成因发育特征。鲕状钙华包壳粒的微观形态与组构特征反映出壳体中的泥晶圈层可能形成于相对深的静水环境,亮晶圈层可能形成于浅水高能环境,鲕状钙华包壳粒的成因偏于鲕类而非核形石类。      

震旦系灯影组核形石白云岩成因机制及其意义：以柳湾剖面为例

震旦系灯影组核形石白云岩作为典型的前寒武纪微生物碳酸盐岩,是我国古老深层油气勘探的岩石类型之一.核形石成因模式的研究,对研究古水体、恢复古环境及其成储模式有重要指导意义.根据核形石结构特征和成因机制将灯影组核形石分为6类,结合岩石学、沉积学和地球化学等研究手段,开展了四川盆地北缘核形石分布特征和沉积过程的综合研究.结果显示：灯影组二段核形石发育于潮下带-潮间坪环境下,水动力和微生物条件的差异影响着微生物生长、自身钙化作用、微生物膜粘结和捕获作用、化学沉淀作用4种核形石纹层形成机理;进一步体现在水动力条件控制着核形石纹层发育厚度、形态特征和伴生岩石类型,而微生物活动习性控制影响着核形石主微量、稀土元素分异特征：贫藻纹层较富藻纹层有较高的Fe/Mn比、实体藻较非实体藻有较高Cu/Zn比,纹层稀土元素富集度一般低于核心.综上所述,灯二段核形石的形成存在4种机理,且它们被海平面变化下的微生物和水动力条件联合控制.     

四川江油马角坝地区船山组核形石基本特征及其环境意义

四川江油马角坝地区船山组核形石十分发育,类型多样。基于对其内部显微结构的研究发现核形石核心和纹层各有5种类型,并伴随有3种圈层"构造"。基于对其核心、纹层和形态的研究将研究区核形石分为大球状核形石、小球状核形石、长棒状核形石、帽状核形石、不规则状核形石和复合核形石等6大类,并将它们划分成3种沉积环境,即台地边缘滩、开阔台地和局限台地,并探讨了碳酸盐岩地层中核形石的分布、形成环境和沉积环境的耦合关系。高含量、大颗粒、纹层厚度大于核心厚度、纹层复杂、核心组分与基质组分存在较大差异,亮晶胶结的核形石的形成环境与沉积环境不一致,即核形石形成于水动力较弱的局限台地或开阔台地环境,强水动力使核形石发生磨圆,基质生物碎屑破碎,进而沉积于水动力较大的台地边缘滩环境。中等含量、中等粒度、纹层简单、与完整生物碎屑共存且粒径类似、亮晶胶结的核形石的形成环境与沉积环境类似,即部分生物碎屑在中等水动力条件下,处于悬浮状态,捕获和粘附碳酸盐质点,当个体增大和水体环境变化时,核形石就地沉积于中等能量的开阔台地环境。含量低、粒径变化大、纹层厚度小于核心厚度、纹层简单、形状易受核心的影响,纹层外壳凹凸不平,基质生物含量低、泥晶基质含量特别高的核形石的形成环境与沉积环境一致,即形成并沉积于水动力偏弱的局限台地环境。     

山东平邑盆地古近系湖相微生物碳酸盐岩形成机理*

微生物碳酸盐岩是当前沉积学的研究热点之一,但关于古近系湖相微生物碳酸盐岩的报道还非常少。为探讨山东平邑盆地古近系官庄组中段湖相微生物碳酸盐岩的形成机理,笔者进行了野外实测以及室内偏光显微镜和扫描电镜观察。研究结果认为：（1）研究区微生物碳酸盐岩主要有核形石、叠层石和凝块石;（2）在核形石、叠层石和凝块石内部均发现了球状微生物化石、席状体和凝块状泥晶等微生物成因的显微组构,表明了它们形成过程中共同的生长、粘结和钙化等微生物作用;（3）微生物作用对环境变化比较敏感,水体较小、变化频繁的湖泊环境,对微生物碳酸盐岩结构和形态的发育有很大影响;核形石、叠层石和凝块石的形成环境大致呈现出水动力依次减弱、陆源碎屑物质依次减少、水深依次加大的规律;（4）提出了研究区微生物碳酸盐岩的成因模式,认为这3种微生物碳酸盐岩正是以微生物活动为共同基础,在不同的环境条件下形成的。     

浅谈华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒沉积

中奥陶统铁质鲕粒(简称铁鲕)沉积在华南上扬子区广泛分布,但迄今仅有零星报道,缺乏系统的研究。本文在前人工作的基础上,通过开展广泛的野外勘察和分析测试,全面阐述了这套铁鲕沉积的分布规律、发育特点及其控制因素与环境背景。该铁鲕沉积主要见于华南上扬子区中—上奥陶统华弹组、十字铺组和牯牛潭组,在川滇交界至川西南以鲕铁岩、砂页岩、灰岩形式产出,在滇东北—川南—黔北及陕南—川北多为灰岩,含铁矿物主要包括赤铁矿、鲕绿泥石、针铁矿等。铁鲕沉积的时代主要为达瑞威尔中—晚期,在多数地点发育1～2层,个别可见3层,可归属于两期。铁鲕的形成主要受沉积或早期成岩环境的影响或控制,如区域构造运动、古海洋水物理化学条件、微生物活动等。华南的铁质核形石、叠层石和海相红层等独特沉积记录同样发育在大致同期的台地上,共同构成一套含铁质“时征相”。进一步系统研究这套铁鲕沉积,将为全面认识铁质沉积、深入理解华南乃至全球奥陶纪古地理与古环境演变、探索地史时期重大事件等奠定基础。     

新疆阿合奇地区哈拉奇组、康克林组碳酸盐岩微相特征和沉积环境

采用微相分析的方法,对新疆阿合奇地区晚石炭世一早二叠世哈拉奇组和康克林组碳酸盐岩的微相类型和沉积环境进行了研究,发现两地层单元具有不同的岩石结构、颗粒组分及生物化石组合微相特征。哈拉奇组沉积粒度相对较细,泥质含量较高,生物碎屑相对较少,可划分出5种微相类型和5种次一级微相类型;康克林组生物种类丰富,个体保存较完整,颗粒组分出现了较多鲕粒、核形石等,亮晶胶结普遍,泥级组分相对较少,可划分出6种微相类型和8种次一级微相类型。根据微相类型组合特征和野外沉积构造,认为哈拉奇组碳酸盐岩主要形成于深水陆棚和台地斜坡2种沉积环境,其次为台地边缘浅滩和开阔台地沉积,总体反映较深水沉积环境;康克林组碳酸盐岩主要形成于台地边缘浅滩、开阔台地和局限台地3种沉积环境,反映沉积环境水体相对较浅。     

新疆阿合奇地区哈拉奇组、康克林组碳酸盐岩微相特征和沉积环境简

采用微相分析的方法,对新疆阿合奇地区晚石炭世—早二叠世哈拉奇组和康克林组碳酸盐岩的微相类型和沉积环境进行了研究,发现两地层单元具有不同的岩石结构、颗粒组分及生物化石组合微相特征。哈拉奇组沉积粒度相对较细,泥质含量较高,生物碎屑相对较少,可划分出5种微相类型和5种次一级微相类型;康克林组生物种类丰富,个体保存较完整,颗粒组分出现了较多鲕粒、核形石等,亮晶胶结普遍,泥级组分相对较少,可划分出6种微相类型和8种次一级微相类型。根据微相类型组合特征和野外沉积构造,认为哈拉奇组碳酸盐岩主要形成于深水陆棚和台地斜坡2种沉积环境,其次为台地边缘浅滩和开阔台地沉积,总体反映较深水沉积环境;康克林组碳酸盐岩主要形成于台地边缘浅滩、开阔台地和局限台地3种沉积环境,反映沉积环境水体相对较浅。     

Significance of stromatolites for the environmental interpretation of the Buntsandstein (Lower Triassic) rocks

When interpreting the depositional environment of the Buntsandstein sequence, thin stromatolite layers, if present, were often overlooked or given short shrift. The present paper provides evidence of value of stromatolites for the environmental interpretation of the Buntsandstein rocks. Algal stromatolites found in western Poland occur in form of thrombolites, LLH-type structures, SH-type structures, and rarely as oncolites. Stromatolites are usually associated with oolites. Very often stromatolites show important traces of scouring and channelling action of water. Since stromatolites occurred in the zone of clastic-carbonate deposition they were covered up by continuous sheet of detrital grains. Periodic catastrophic erosion and deposition was produced by hurricanes and severe storms in the peritidal and shallow subtidal zone. It is possible to distinguish the peritidal and subtidal stromatolites. In the vicinity of stromatolites are of frequent occurrence spirorbids, conchostracs, gastropods, and rare foraminifers. Besides, spirorbids are associated with stromatolites — they constituted the initial hard substratum for the stromatolitic structures and sometimes they also occur inside stromatolites. The not-hypersaline sedimentary environment of the Buntsandstein rocks can be compared with modern environments of the Persian Gulf and the Gulf of Aqaba.     

中国豫西寒武系馒头组叠层石的沉积特征及其古环境意义

中国豫西寒武系馒头组一、二段共出露9层叠层石,占寒武纪18层叠层石中的50%,且其特征明显、形态多样,可分为圆柱状、波状、半球状和围绕竹叶状砾屑灰岩生长的叠层石等4大类8小类。本文在逐层分析豫西寒武系馒头组一、二段叠层石相序特征的基础上,通过对不同类型叠层石的宏观、中观形态特征及伴生的其它沉积特征进行详细描述,并以巴哈马Highborne Cays现代海相叠层石的生长环境和前寒武纪叠层石的沉积环境等为佐证,建立了豫西寒武系馒头组8小类11种不同叠层石的沉积环境分布模式,其中潮上带以近水平状叠层石为主,少量为缓波状、小柱状和含水平状薄泥层的叠层石;潮间带上部以缓波状、小柱状和含水平状薄泥层的叠层石为主,少量锥柱状叠层石;潮间带中部以圆柱状叠层石为主,含扁平状核形石和竹叶状砾屑,少量为锥柱状和围绕竹叶状砾屑生长的叠层石;潮间带下部至潮下带以含圆形核形石的圆柱状和半球状叠层石为主,少量含核形石的倒锥状叠层石。海平面的变化即水动力条件是叠层石生长类型变化的决定因素。     

光合作用生物膜诱发的放射鲕粒:以江苏徐州贾旺剖面寒武系苗岭统张夏组为例*

几年来针对巴哈马现代文石鲕粒的持续性研究表明,微生物和细胞外聚合物质(EPS)在鲕粒的形成和发育中起着关键而重要的作用,从而产生了一个重要的认识,即: 鲕粒可以看作是“纹层状的有机沉积构造”并遵循着微生物岩体系的一些形成特征。但是,鲕粒30亿年的发育历史、多样化的产出环境、特征性的矿物构成和各种各样的沉积组构,确实赋予了鲕粒生长和形成机理的复杂性和神秘性,因为鲕粒在何处而且如何形成、以及鲕粒究竟记录着何种生物与非生物过程的许多问题还存在剧烈争论。来自于江苏徐州贾旺剖面苗岭统张夏组上部鲕粒滩相灰岩,由较为典型的方解石放射鲕粒所组成,表现出放射状、放射—同心状和泥晶质的沉积组构,而且在鲕粒核心、鲕粒皮层以及在鲕粒间的不规则团块或凝块的暗色泥晶质构成中高密度地保存着精美的葛万菌(Girvanella)化石,进一步表明了这些暗色泥晶构成代表着较为特征的光合作用生物膜,从而提供了一个苗岭世方解石海中放射鲕粒形成较为直接的微生物证据,以及与光合作用生物膜之间复杂的成因联系,因为葛万菌是相对较为肯定地类比于近代钙化织线菌(Plectonema)的丝状蓝细菌化石,尽管还可类比于现代的伪枝菌(Scytonema)。虽然形成放射状鲕粒皮层的放射纤维状方解石的沉淀作用确实不能解释为直接的微生物沉淀作用的结果,但是,这些放射鲕粒确实表现出光合作用生物膜诱发、滋养并促进了放射纤维状方解石皮层增生作用的重要证据,为拓宽“鲕粒谜”的阐释提供了一个较为重要的典型实例,而且还成为寒武纪苗岭世方解石海与后生动物辐射相耦合的蓝细菌繁荣的重要证据。     

龙门山地区北川石沟里泥盆系养马坝组铁质鲕粒沉积及其环境分析

龙门山地区中泥盆统养马坝组铁质鲕粒是我国"宁乡式"鲕粒赤铁矿矿床重要铁质赋存形式。为查明龙门山地区泥盆系铁质鲕粒的沉积环境和成因机制,以甘溪石沟里剖面精细实测为基础,通过薄片鉴定和扫描电镜分析,对铁质鲕粒的沉积特征进行了详细研究。研究结果表明:龙门山地区甘溪石沟里泥盆系养马坝组铁质富集于生屑灰岩、鲕粒生屑灰岩和生屑鲕粒灰岩,呈层状或透镜状夹于粉砂质泥岩和泥岩中。铁质鲕粒是重要的铁质赋存载体,类型多样,根据鲕粒成分可将其划分为灰泥鲕粒、绿泥石鲕粒、铁化鲕粒和铁质鲕粒4种类型。龙门山地区石沟里剖面养马坝组铁质鲕粒沉积于有障壁海岸的潟湖环境中,根据鲕粒的纵横向分布特征,建立了有障壁海岸铁质鲕粒的成因分布模式,从障积滩外侧、障积滩内侧到潟湖,依次发育灰泥鲕粒、铁化鲕粒、绿泥石真鲕、绿泥石薄皮鲕和铁质鲕粒。     

山东省平邑盆地古近系湖相核形石特征及环境意义

山东省平邑盆地古近系官庄组湖相核形石较富集,其特征和分布受古沉积环境的控制。在总结前人研究的基础上,运用野外现场观测、偏光显微镜和扫描电镜观察、地球化学测试等技术手段,研究了本区核形石灰岩的岩石形态、结构、古生物、构造、元素地球化学等具有环境指示意义的特征,并据此将该区核形石分成A、B两类,它们之间根本性区别在于其形成的沉积环境的不同,A类核形石形成于翻转、滚动的强水动力的,水体较浅且较混浊的滨湖岸滩-浅湖浅滩环境;而B类核形石形成于水体较深、较平静的且较清澈的浅湖湖湾环境。研究结果表明,本区的核形石发育于一个处于湖侵体系域阶段的干热湖盆的缓坡地带。     

深水异地鲕粒灰岩的特征及成因探讨——以宁夏中宁地区香山群徐家圈组为例

深水异地鲕粒灰岩可从宏观特征、微观特征、粒度特征及沉积构造等方面进行识别。通过宁夏中宁县狼嘴子地区香山群徐家圈组中部发育的鲕粒灰岩的野外露头剖面和室内薄片观察,对鲕粒灰岩的宏观及微观特征进行了研究。对颗粒粒径的统计和对比分析表明,鲕粒与假鲕、正常鲕与表皮鲕分别来自不同环境,粒度分析结果显示其具有重力流搬运的特征。结合沉积背景认为,此种鲕粒灰岩应为深水异地沉积成因,鲕粒可能来自同时期的鄂尔多斯地块西缘碳酸盐台地,由重力流搬运至深水。     

Tests of computerised strain analysis methods by the analysis of simulated deformation of natural unstrained sedimentary fabrics

Axial ratio—fluctuation measurements made on markers (oncolites, oolites, quartz grains, and accretionary lapilli) on bedding-perpendicular sections of unstrained sedimentary rocks have been homogeneously strained mathematically by set amounts, using published transformation equations, to provide a simulation of natural tectonic deformation. The resultant data have been used as test input to the strain analysis computer programs of Dunnet and Siddans (1971) and Matthews et al. (1974), which were devised to assess tectonic strain in assemblages of strained elliptical markers, with the use of limited specific assumptions concerning the nature of the pre-tectonic fabrics of the markers. The tests have shown that even slight deviations in the initial fabrics from the assumptions involved in the use of the strain analysis methods may lead to significant errors in the strain determinations. Errors are particularly large when fabrics which were imbricate in the unstrained state are used with the mistaken assumption that they were bedding-symmetric.