巨鲕的微生物成因:来自重庆石柱地区下寒武统的证据

巨鲕的产出时代多见于新元古代和早三叠世,而寒武纪的巨鲕却鲜见报道。近期,笔者在重庆石柱地区下寒武统天河板组中发现厚约35cm的透镜状巨鲕灰岩。在该层巨鲕灰岩中,巨鲕粒径一般为5～7mm,最大可达9mm,约占岩石组分的55％,与大量强烈重结晶的正常鲕粒伴生。钙质生物壳体较常见,颗粒间见亮晶方解石胶结物。研究区巨鲕最外圈纹层上常见蓝细菌化石,形成发育不完全的突起状“夭折的纹层”;巨鲕内的暗色纹层中亦见杂乱交错的、有一定重结晶的蓝细菌等微生物化石。故推测其为微生物成因形成的,且早寒武世频繁的强风暴背景和蓝细菌等微生物的积极参与是该层巨鲕形成的必备条件。     

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。      

广西隆安都结剖面下石炭统都安组上部鲕粒类型及其地质意义

鲕粒是一类特殊的沉积颗粒,为古气候和古海洋环境的重要指示器。为了深入认识此类特殊颗粒的成因机制、形成环境及地质意义,对广西隆安地区都结剖面下石炭统都安组上部含鲕粒地层开展了古生物学、沉积学和岩相学研究。研究区共识别出5种主要的鲕粒类型:放射状纹层鲕粒(O1)、规则同心放射状纹层鲕粒(O2)、不规则同心放射状纹层鲕粒(O3)、泥晶鲕粒(O4-A和O4-B)和复合鲕粒(O5)。各类鲕粒的显微组构和沉积环境指示其具有不同的形成过程,其中水动力条件影响和控制着鲕粒的发育和分布情况。研究区含鲕粒地层形成于维宪期末-谢尔普霍夫期,恰好对应早石炭世晚期冰川作用的开始。受冰川作用影响,全球海平面频繁波动,研究区地处低纬度地区并以浅滩和潮坪沉积环境为主,为鲕粒的形成提供了适宜的水体条件,即温暖、动荡的浅水环境。此外,含鲕粒岩层内广泛发育钙质微生物和微生物席,说明微生物活动在研究区较为常见,可能与鲕粒的形成过程具有一定的关联。     

广西隆安都结剖面下石炭统都安组上部鲕粒类型及其地质意义*

鲕粒是一类特殊的沉积颗粒,为古气候和古海洋环境的重要指示器。为了深入认识此类特殊颗粒的成因机制、形成环境及地质意义,对广西隆安地区都结剖面下石炭统都安组上部含鲕粒地层开展了古生物学、沉积学和岩相学研究。研究区共识别出5种主要的鲕粒类型: 放射状纹层鲕粒(O1)、规则同心放射状纹层鲕粒(O2)、不规则同心放射状纹层鲕粒(O3)、泥晶鲕粒(O4-A和O4-B)和复合鲕粒(O5)。各类鲕粒的显微组构和沉积环境指示其具有不同的形成过程,其中水动力条件影响和控制着鲕粒的发育和分布情况。研究区含鲕粒地层形成于维宪期末—谢尔普霍夫期,恰好对应早石炭世晚期冰川作用的开始。受冰川作用影响,全球海平面频繁波动,研究区地处低纬度地区并以浅滩和潮坪沉积环境为主,为鲕粒的形成提供了适宜的水体条件,即温暖、动荡的浅水环境。此外,含鲕粒岩层内广泛发育钙质微生物和微生物席,说明微生物活动在研究区较为常见,可能与鲕粒的形成过程具有一定的关联。     

四川龙门山石炭纪鲕状赤铁矿及其古环境意义

四川龙门山地区石炭系总长沟组底部发育一层鲕状赤铁矿,其内的铁质鲕粒由各种不同类型的核心和同心纹层构成.鲕粒核心主要有3种:由纯赤铁矿颗粒构成的鲕粒核心、由破碎鲕构成的鲕粒核心、由夹有石英颗粒的赤铁矿构成的鲕粒核心.鲕粒同心纹层由赤铁矿及高岭石组成,存在着明显的颜色、成分差别.纹层颜色有暗黑色、铁红色及亮白色,与之相对应,Fe2O3含量分别为39.472%～58.200%、12.988%～24.275% 及3.617%～9.230%.三者交替出现,构成鲕粒圈层.通过对鲕状赤铁矿的成分、结构及其他相关特征分析,推测其形成于后砂坝环境.汤靶沟阶晚期存在一次规模较大的古暴露及古岩溶事件,其间风化剥蚀形成的铁铝质风化壳为鲕状赤铁矿提供了物质基础.     

太原西山七里沟剖面本溪组铁质鲕粒成因探讨

著名的“山西式”铁矿几乎分布于整个华北地区,其成因曾是一个古老的地质问题。本文在前人研究的基础上,通过野外露头观察,并结合镜下鉴定与能谱分析对太原西山七里沟剖面本溪组铁质层中铁质鲕粒结构及其特征进行了详细研究。研究表明,大部分铁质鲕粒具有放射结构,并能隐约看到同心圈层,同时,在鲕粒内部及其周围发现了大量的似蓝细菌丝状体,以及铁质凝块和球粒,具有明显的微生物成因特征。因此,认为铁质鲕粒的形成与微生物密切相关,微生物参与了铁矿的形成。     

云南马关都龙锡锌多金属矿床鲕状黄铁矿微束分析

鲕状黄铁矿是都龙锡锌多金属矿床中的特殊硫化物矿物之一。本文通过扫描电镜观测其矿物微形貌结构特征,并利用电子探针分析其化学成分,为认识该类矿物成因及其与成矿作用的关系提供依据。扫描电镜观测显示,该矿床中黄铁矿鲕粒主要由黄铁矿微晶组成,在鲕粒纹层孔隙中发现了丝状体、杆状体、球状体等微生物成因显微组构。这些微生物化石与热液喷流沉积成因硫化物矿床、热泉、海底热液喷口中的微生物化石具有诸多相似特征,表明该矿床形成过程中可能存在热水沉积成矿作用,微生物在黄铁矿鲕粒形成过程中可能起到转换硫源、吸附金属元素、粘结黄铁矿微晶等作用。电子探针观测显示,黄铁矿鲕粒中的Zn含量较高,暗示鲕状黄铁矿可能作为后期成矿作用Fe、Zn、S等成矿元素的物源之一。从鲕粒边部到中心Zn含量逐渐递减的趋势,并由交代作用在鲕粒边部形成富Zn边。     

北京西山下苇甸剖面寒武系徐庄组鲕粒研究

对北京西山下苇甸剖面寒武系徐庄组鲕粒灰岩进行了观察和研究,在其中不仅发现了有核及无核同心-放射状鲕、单(或多)晶鲕、泥晶鲕和复合鲕,而且还发现了暗色颗粒包壳、凝聚颗粒和黄铁矿聚集体等特殊组构。暗色颗粒包壳的发现尚属首次,其可能是丝状蓝细菌菌体的残留物。凝聚颗粒由方解石或白云石构成,可能代表了微生物席内的含氧气泡。生物碎屑上的附着体可能是微生物群落的痕迹,在其内部发现有类似鲕粒的球状颗粒。复合鲕胶结松散,包壳不发育,表明其可能形成于相对稳定的水体环境。研究表明,徐庄组鲕粒可能形成于水动力条件相对较弱的浅海环境中,微生物在鲕粒的形成过程中发挥了较大的作用。     

河北涉县巨鲕粒灰岩的成因及地质意义

鲕粒,一直存在化学成因和生物成因的争论,其实这两种成因都客观存在,而且存在两种成因都有的混合成因。对涉县寒武系张夏组地层中发现的巨型鲕粒,通过手标本和薄片观察,发现鲕粒形成前期属于化学成因,受水动力条件的限制,化学成因的鲕层最大生长直径5mm左右。后期鲕粒圈层通过与核形石和藻叠层的微观对比,确定属于生物成因,且生物有一个从繁盛到消亡的过程。鲕粒的生长终止于一层泥质薄膜,被含骨屑和泥质的泥晶方解石所胶结。     

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。     

寒武纪丝状蓝细菌生物膜主导和诱发的巨型鲕粒:以河南新安县石井剖面苗岭统徐庄组为例*

多样化的产出环境和30×10⁸年的分布历史表明,鲕粒成因一直是一个谜一样的沉积学难题,争论的关键问题是其究竟是有机(微生物)成因还是无机成因。来自于华北地台寒武系苗岭统徐庄组鲕粒滩相灰岩顶部的方解石巨鲕表现出同心状、放射—同心状和泥晶质的沉积组构,在鲕粒核心和鲕粒皮层中保存着精美的葛万菌(Girvanella)化石所主导的光合作用生物膜的钙化作用残余物,这为研究鲕粒形成与光合作用生物膜之间复杂的成因联系提供了一个较为直接的微生物证据,因为葛万菌可相对较为肯定地类比于近代的钙化织线菌(Plectonema)丝状蓝细菌化石。所以说,在伴随着后生动物辐射的寒武纪蓝细菌繁盛的方解石海中,尽管形成放射状鲕粒皮层的放射纤维状方解石的沉淀作用机理还没有得到完全彻底的了解,但是这些巨鲕确实表现出光合作用生物膜诱发、滋养并促进了鲕粒形成的直接证据,进一步支持了“鲕粒沉积可以作为一种不同的微生物岩体系新类型”的重要科学理念。     

寒武纪丝状蓝细菌生物膜主导和诱发的巨型鲕粒:以河南新安县石井剖面苗岭统徐庄组为例

多样化的产出环境和30×108年的分布历史表明,鲕粒成因一直是一个谜一样的沉积学难题,争论的关键问题是其究竟是有机(微生物)成因还是无机成因.来自于华北地台寒武系苗岭统徐庄组鲕粒滩相灰岩顶部的方解石巨鲕表现出同心状、放射—同心状和泥晶质的沉积组构,在鲕粒核心和鲕粒皮层中保存着精美的葛万菌(Girvanella)化石所主...     

豫西宜阳地区寒武系馒头组鲕粒中的泥晶方解石特征及其成因

依据鲕粒的形态、结构及方解石组成,将豫西宜阳地区寒武系馒头组鲕粒灰岩中的鲕粒分为4种类型:不规则放射状泥晶鲕粒、泥晶套亮晶表皮鲕粒、同心放射状泥晶鲕粒和规则放射状微亮晶鲕粒。这些鲕粒多由泥晶方解石组成,且泥晶方解石可出现在鲕粒的不同部位,从而与研究区张夏组的鲕粒明显不同,后者由亮晶方解石组成。在电子显微镜下,鲕粒中的泥晶方解石表现为六边形蜂格和片状壁,而这种结构被认为是细菌或蓝细菌的细胞结构,是由附着的微小晶粒呈切向围绕细菌或蓝细菌排列所致。构成蜂格结构的矿物主要为碳酸钙,其被认为是蓝细菌死亡后灰泥化的结果。由此可见,鲕粒中泥晶方解石的形成与微生物的生命活动密切相关,这对于阐明鲕粒在其形成过程中受到微生物的影响具有重要意义。     

Diagenetically formed ooids and intraclasts in South African calcretes

Certain South African calcrete (caliche) beds contain structures that very closely resemble normal marine ooids and intraclasts. The ooids/intraclasts are actually non-marine in origin, and were formed by an in situ process of calcretization and selective neomorphism. The term ‘diagenetic ooids/intraclasts’ is thus applied to distinguish these grains from marine ooids/intraclasts. Quaternary calcretes contain the only known ooids/intraclasts in any South African Cretaceous or Cainozoic rocks. The diagenetic grains are believed to have formed in the following manner. Rain water percolates through an unlithified calcareous sand deposit, dissolving carbonate along its downward path. This carbonate-laden water is eventually checked in its descent and drawn upward somewhat by capillary action. Evaporation and soil suction in the uppermost zones of the sediment body cause precipitation of a concentric coating of carbonate mud around individual grains (incipient ooids) or composites of grains (incipient intraclasts). As this dissolution-precipitation cycle is repeated the micritic coatings thicken and locally push grains apart. At this stage three things can happen: (a) sparry calcite may be introduced as an intergranular cement (very rare in these calcretes), (b) wet carbonate mud may fill the pore spaces and lithify to micrite (common), or (c) wet carbonate mud may fill the pore spaces and neomorphose to microspar (common). The last process causes ooids/intraclasts to stand out distinctively, since they are opaque, micrite-coated grains set in a fabric of clear microspar. This selective neomorphism of the micritic mud in pore spaces, rather than the micritic mud forming ooids/intraclasts, is probably a function of rapidity of lithification. The micrite of the coatings must have lithified quickly, before neomorphic crystal enlargement could occur, whereas lithification of the intergranular mud was delayed long enough for the growth of microspar crystals.     

Ooids in Purbeck limestones (lowermost Cretaceous) of the Swiss and French Jura

ABSTRACT Ooids occurring in the shallow-water Purbeckian carbonate sediments of the Jura mountains can be grouped into six types. Gradations from one type to another and coexistence of the various types are common. Type 1 ooids are small and well rounded. They display fine concentric micritic laminae. In many cases their cortices are dissolved and replaced by void-filling spar. Microsparitic neomorphic replacement occurs locally. Type 2 ooids are large and have irregular shapes. They show fine micritic laminae and occasional layers of fine-radial crystals. They commonly evolve into oncoids. Ooids of type 3 display many fine-radial cortical laminae and are patchily micritized. They are medium in size and mostly well rounded. This type of ooid may pass into large, irregularly shaped coated grains. Type 4 ooids have 1 to 4 cortical laminae with a fine-radial structure and patchy micritization. They are medium in size and well rounded. Type 5 ooids have only one lamina with a coarse-radial structure. They are small and well rounded. Associated are spherical grains containing bundles of elongate crystals. Ooids of type 6 show superpositions of two or more different, radial and or fine micritic laminae. The cortical structure may also change laterally in the same lamina. The preferential dissolution of type 1 ooid cortices to form oomoulds indicates a primary composition of unstable carbonate. Sedimentological features and comparison with modern ooid occurrences point to formation on high-energy sandbars in normal-marine waters. Type 2 ooids grew in marine-lagoonal environments with quiet water and abundant cyanobacteria. The radially structured ooid cortices of types 3, 4 and 5 show no dissolution features. This implies that they were originally composed of stable carbonates, or that an unstable carbonate phase was transformed into a stable one at an early stage of diagenesis. Type 3 ooids occur together with marine faunas and indicate high water energy. Ooids of type 4 and type 5 originated probably from relatively quiet water of variable salinity. Coexistence of different ooid types and mixed forms of type 6 implies gradual or rapid changes in hydrodynamic, geochemical and microbiological conditions which were a feature of the Purbeckian depositional environments.     

一种新的错时相沉积物——巨鲕及其环境意义

华南下三叠统缓坡背景的地层中广泛发育高能滩相鲕粒灰岩,其中含相当数量的巨鲕,粒径大部分在2~6 mm之间,最大可达12 mm。巨鲕的核心类型以多晶粒状方解石和球粒为主,具明暗相间的同心纹层,沿切线方向定向排列的晶体结构表明其原生矿物可能为文石。含巨鲕灰岩与生物碎屑灰岩交互沉积,指示了当时海平面的相对变化。巨鲕在新元古代地层中广泛发育,但在显生宙和现代海洋环镜中超过5 mm的鲕粒相当少见。巨鲕在二叠纪末灭绝事件后大量出现,随着中三叠世生态的复苏、海洋环境趋于正常而又消失。这些特征说明巨鲕可以作为一种错时相沉积物,它的形成无疑与当时的生态和海水环境有关,代表着一类特殊的沉积学现象。分析了巨鲕产出背景、微观结构和沉积特征,对于了解其成因、探索二叠纪—三叠纪之交地质突变期异常的生态状况和特殊的海洋环境具有重要意义。     

峡东地区下寒武统天河板组鲕粒灰岩微相分析及沉积环境探讨

通过对峡东地区下寒武统天河板组底部鲕粒灰岩进行微相分析,划分出放射鲕型鲕粒灰岩(SMF15-R)、同心鲕型鲕粒灰岩(SMF15-C)以及微晶鲕型鲕粒灰岩(SMF15-M)三种不同类型的鲕粒灰岩亚相。通过与标准微相类型中镶边碳酸盐岩台地模式和缓坡模式相带对比,认为研究区鲕粒形成于镶边碳酸盐岩台地内部局限环境至台地边缘鲕滩相的沉积环境。对鲕粒粒径大小和类型的分析,支持后期海侵事件的存在。     

豫西登封地区寒武系第三统鲕粒和鲕粒灰岩演化及其意义*

豫西登封寒武系第三统灰岩中的鲕粒自下而上个体直径与鲕核逐渐变小、形态变得更加浑圆、鲕粒间胶结程度更高,反映了从深水不稳定鲕粒灰岩到浅水高速建造鲕粒滩的演变过程。研究区鲕粒灰岩发育可以分为3个阶段:(1)台地深斜坡鲕粒灰岩建造阶段(A段),主要发育放射鲕及同心—放射鲕,鲕粒形态多样、粒径大,粒间多为灰泥充填;(2)滩前缓斜坡鲕粒灰岩建造阶段(B段),主要发育同心—放射鲕、同心鲕,鲕粒含量极不稳定,粒径差异大,粒间由微亮晶及亮晶方解石胶结;(3)台内鲕粒滩高速建造阶段(C段), 主要发育白云化的同心鲕和微晶鲕,鲕粒含量极高、粒径极小,鲕核也很小,粒间由亮晶方解石胶结。由A段到C段,相对水深逐渐变浅,成鲕环境变得成熟而稳定,鲕粒沉积规模逐渐扩大。