中元古界非叠层石灰岩中的MISS:以北京延庆千沟剖面高于庄组第三段为例

前寒武纪碳酸盐岩多以叠层石碳酸盐岩序列为特征。燕山地区中元古界高于庄组,其中的第三段(张家裕亚组)则为一个以灰岩为主、贫乏叠层石的碳酸盐岩沉积序列,该序列被定义为前寒武纪非叠层石碳酸盐岩序列。该非叠层石碳酸盐岩沉积序列,尤其以燕山西部的延庆千沟剖面最为典型。根据沉积相序列及其所反映的旋回性,可以将该剖面的高于庄组第三段划分为3个三级层序。在这些三级层序的海侵体系域和早期高水位体系域中,中薄层隐晶质泥晶灰岩(均一石灰岩)和灰黑色薄层泥灰岩组成若干潮下型米级旋回;而在隐晶质泥晶灰岩层面上,普遍发育各种奇形怪状的沉积构造。这些沉积构造包括穹窿状构造、规则网状和杂乱的帐篷脊、变余波痕等,构成一个潮下相灰岩层面上的特别的微生物形成的沉积构造(Microbial Induced Sedimentary Structure,MISS)组合。因此,延庆千沟剖面的高于庄组第三段,特别的岩石类型和沉积构造成为前寒武纪碳酸盐岩沉积中非叠层石碳酸盐岩沉积序列的典型代表,尤其是那些奇形怪状的MISS所代表的沉积学特点表明:在前寒武纪,即使在叠层石生长的黄金时段,也发育非叠层石碳酸盐岩沉积序列。因此,这些现象将特别有助于对前寒武纪非叠层石生态系所造成的另一类席底生境的深入理解,也有助于复杂多变的碳酸盐岩世界。     

蓟县中元古界高于庄组沉积岩系及地质意义

天津蓟县元古界剖面具有极高的综合研究价值,而高于庄组在该剖面中居于承上启下的位置。高于庄组在整个中、新元古界剖面中厚度较大,岩石类型多样且成因特殊,主要岩石类型包括碳酸盐岩、泥岩、硅质岩和石英砂岩。碳酸盐岩主要为泥晶灰岩、瘤状灰岩、砂屑灰岩、臼齿灰岩及粉细晶白云岩等。硅质岩包括燧石和沉积石英岩,沉积石英岩具鲕状或砾状结构。仅在本组底部见石英砂岩。上述岩石特征表明,蓟县地区在中元古代长城纪晚期的高于庄期以浅海中深缓坡沉积为主,有短期的潮坪碳酸盐沉积环境,沉积作用受大红峪时期火山物质的影响。臼齿灰岩的存在可能提供华北地区中元古代年代地层学和构造沉积演化研究的新证据。     

河北宽城崖门子中元古界高于庄组地球化学特征及其沉积环境意义

河北宽城崖门子剖面的高于庄组属于中元古界长城系,下伏长城系大红峪组,上覆中元古界蓟县系杨庄组,沉积年限200 Ma（1800~1600 Ma）,共划分为4个亚组,自下而上为官地亚组、桑树鞍亚组、张家峪亚组和环秀寺亚组,为一套厚940 m的碳酸盐岩沉积地层.从常量元素和微量元素2个方面探讨了高于庄组的地球化学特征.通过对岩石样品测试结果的分析,各种元素含量在岩石地层界线附近变化较明显,说明地球化学特征可以辅助划分沉积地层或对已划分的地层界线进行优化.另外,据CaO/MgO、Ca/（Ca+Fe）和Sr/Ba比值及V、Ti元素特征分析,该研究区高于庄组为较干热气候下的海洋环境沉积.     

中元古代罕见的实体宏观藻类化石——来自天津蓟县中元古界高于庄组第三段非叠层石碳酸盐沉积序列中的新材料

天津蓟县剖面的中元古界高于庄组可以划分为4个段,其中第三段组成一个特别的非叠层石碳酸盐岩序列。在该非叠层石碳酸盐岩序列上部的隐晶质泥晶灰岩中,发育着还存在成因争议的臼齿状构造,与其伴生的是多种类型的实体宏观藻类化石。根据宏观形态特征,可以将这些宏观藻类化石暂时归为球状丘尔藻、椭球状寿县藻、带状塔乌藻和豆荚状荚藻、卵圆状卵圆藻、舌状舌藻等多种类型,以前二种居多,组成一个球状丘尔藻—椭球状寿县藻组合。这些宏观藻类化石,曾经被认为是臼齿状构造的一种而称为"球状臼齿状构造",或被简单地当作燧石结核、钙质结核等等。但是,由于其具有规则的宏观形态,其中的球形或次球形化石在常规岩石薄片下还显示出可能的原始多细胞组织分化和可能的细胞显微结构,与充填臼齿状构造的方解石微亮晶形成明显的区别,所以不应该将其定义为臼齿状构造,更不能解释为钙质结核和燧石结核,其以罕见的实体化石不同于多年来所描述的、以碳质压型化石的形式产出的宏观藻类化石。其规则多样的宏观形态所表明的多种化石类型,以及那些球状或次球状实体宏观藻类化石显示出可能的多细胞组织及相似的细胞显微结构,表明具明显的原始多细胞真核生物特征,这为探索前寒武纪真核生物的起源与演化提供了宝贵的实际材料。     

天津蓟县中元古界高于庄组中臼齿状构造的层序地层位置及其成因的初步研究

天津蓟县剖面的中元古界高于庄组为一套厚度约为1 600m的碳酸盐岩地层，包括四个段：第一段以潮坪相叠层石白云岩为主；第二段主要为含锰白云岩；第三段发育较多的纹理化石灰岩和泥晶灰岩；第四段则以叠层石岩礁（叠层石生物丘和生物层）的发育为特点。根据岩相到岩相序列可在该套碳酸盐岩地层中识别出L-M型、潮下型、环潮坪型米级旋回层序。根据米级旋回层序的有序垂直叠加形式所反映出的沉积相序列可以把高于庄组划分为13个三级层序（SQ₁至SQ₁₃），并进一步归为4个二级层序。在以灰岩为主的高于庄组第三段中，其中的第三个三级层序（SQ₁₁）中部的灰岩层中发育臼齿状构造。这种臼齿状构造以特别的形态、富含有机质、易硅化等特点可能表明了前寒武纪碳酸盐岩沉积作用的一些基本特征：第一、在浅水环境中发育叠层石而在较深水环境（中缓坡）中发育臼齿状构造，臼齿状构造就象叠层石一样是一种极为特别的与生物沉积作用相关的沉积构造；第二、在发育叠层石的潮坪环境中有利于发生白云石化作用，发育臼齿状构造的地层则以灰岩为主，这从一个侧面反映了前寒武纪白云岩似乎又不是原生白云岩。实际上，这些特征本身即代表了一些前寒武纪沉积学问题，随着研究的深入对这些问题将会得出更加接近自然事实的答案。     

元素地球化学特征在识别碳酸盐岩层序界面中的应用——以冀北坳陷中元古界高于庄组为例

元素是组成岩石矿物的基本单元,它们对环境的变化极为敏感。地层中元素的分配及比值变化、组合都在一定程度上纪录着古沉积环境的演化历程,这些对恢复古沉积环境,研究海相碳酸盐古盐度、海平面相对变化具有重要的指示意义。利用元素地球化学特征对冀北坳陷中元古界高于庄组层序地层单元进行研究,发现在古气候的影响下,古盐度、相对海平面变化与碳酸盐中的元素含量及有关元素比值呈现明显的旋回变化特征。其中Sr/Ba比值法与硼法判别精度相对较高,可以作为识别和划分碳酸盐岩层序界面的有效标志。     

河北平泉中元古代高于庄组震积岩及地震节律

在河北平泉中元古代高于庄组中鉴别出一系列震积岩 ,包括直立板状裂隙、液化泥晶脉、震褶岩及震积砾屑灰岩等 ,这是目前在中国所发现的最低层位的碳酸盐岩震动液化事件。震积岩主要发育于高于庄组一段上部、二段下部及三段中部 ,据此得出地震活跃期之间具有周期长度为 65Ma±的节律 ,认为此地震节律反映的是燕山裂隙槽北部边缘的断裂活动规律 ,这对于研究燕山裂陷槽的构造演化具有重要的意义。     

燕山地区中元古界高于庄组和杨庄组地球化学特征及环境意义

在燕山地区中元古界高于庄组与杨庄组地层野外露头沉积特征研究的基础上,结合区域地质背景,根据26件碳酸盐岩样品的常量元素和微量元素相关关系、组分含量及某些元素的比值对特征,探讨了研究区元素的沉积地球化学特征与古环境意义。研究表明,（1）碳酸盐岩中Sr与CaO呈明显正相关;Al2O3、K2O与TiO2之间呈明显的正相关;SiO2与CaO、MgO呈负相关;Na2O与MgO呈弱正相关;MnO仅与FeO有弱正相关关系。（2）Sr主要赋存于方解石晶格中,Sr和1000×Sr/Ca值随沉积水体的加深而增大,可作为判断古水深的标志。（3）据Sr/Ba、镁铝比值（m=100×MgO/Al2O3）、MgO/CaO值及Ti等元素特征分析,高于庄组与杨庄组的沉积环境有较大差异,高于庄组为潮湿气候下陆源碎屑供应匮乏的远岸陆表海沉积,以高于庄组三段沉积时水体最深;而杨庄组为干热气候下的近岸陆表海沉积,有较多的陆源碎屑物质供应。总之,元素地球化学特征反映的沉积环境与宏观岩性特征所得出的结论是一致的,这表明地球化学特征与沉积环境关系密切,地球化学特征可作为沉积相分析的重要标志。     

北京南口长城系高于庄组硅质臼齿状构造的发现及成因

臼齿构造主要发育于中新元古代地层中,目前所报道的臼齿构造均由纯净的、基本等粒的微晶方解石（或白云石）构成.野外地质考察中,在北京南口长城系高于庄组第3段泥晶灰岩中发现了形态多样的臼齿状构造,野外观察和室内显微镜下分析,发现臼齿状构造与宿主岩石边界多呈圆弧状或港湾状,界线清晰.扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）表明,"臼齿"成分主要以硅质为主,矿物成分为玉髓和自生石英.从臼齿状构造的形态和充填序列分析,发现南口臼齿状构造形成经历了裂缝形成、裂缝充填和后期破坏再充填等过程.认为臼齿状构造可能是多成因的结果,其中在半固结的条件下由地质事件引起的微裂隙系统可能是臼齿状构造形成的重要因素之一.      

蓟县高于庄组燧石中原位保存的单细胞微体化石新类型

本文描述的化石产自天津市蓟县中、新元古界剖面长城系高于庄组(小红峪沟)一段,即官地亚组燧石条带中.其基本外形为两端浑圆的橡皮艇状,沿长轴方向具有一个贯通化石体的纵向开口,开口的大小约占标本宽度的1/3,以开口为界,化石体具有两侧对称特征.该类形态化石在蓟县剖面的报道尚属首次.文中就化石体的基本形态特征及产出特点与国内外相关化石进行了详细对比.另据标本所显示的规则的开口结构,推测其可能具有释放内生孢子的功能,因此视其为可能的真核生物.此外,笔者还就该层位化石种类单调,个体微小(8~17 μm)等特征,结合官地亚组的沉积特点,探讨了化石的形成环境.     

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。     

北京延庆千沟中元古代高于庄组第三段:一个典型的前寒武纪非叠层石碳酸盐岩沉积序列

在前寒武纪碳酸盐岩中,最为普遍的是叠层石碳酸盐岩沉积序列,而以潮下相沉积为主的非叠层石碳酸盐岩沉积序列与前者形成了较大的差异;因此,与叠层石碳酸盐岩沉积序列一样,非叠层石序列成为了解前寒武纪复杂多变的碳酸盐世界的重要线索。燕山地区中元古代高于庄组为一套厚度千余米的碳酸盐沉积序列,包括四大部分:第一段（或称为官地亚组）为发育在海侵砂岩上的叠层石白云岩地层;第二段（或称为桑树鞍亚组）为发育少量叠层石的含锰白云岩地层;第三段又称为张家峪亚组,为一套以发育灰岩为主的非叠层石碳酸盐岩沉积序列;第四段以叠层石岩礁和叠层石礁白云岩为特征。延庆千沟剖面的高于庄组第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列,贫乏叠层石是其基本特点,包含3个三级层序,在三级层序的海侵体系域和早期高水位体系域中,层面上发育席底构造的中层均一石灰岩（隐藻泥晶灰岩）和灰黑色薄层泥灰岩组成若干潮下型米级旋回,晚期高水位体系域则以厚层块状纹理石灰质白云岩和白云质灰岩为特征;三级层序的凝缩段单元则以薄层泥灰岩和泥页岩构成的L-M型米级旋回为特征。因此,每一个三级层序均以一个有序的沉积相序列为特征。高于庄组的分布时限大致为200 Ma（1 600～1 400 Ma）,考虑到下伏的大红峪组和高于庄组之间的地层间断时限大致为50 Ma至100 Ma,所以推断高于庄组的堆积作用时限为100 Ma（1 500～1 400 Ma）左右,其中高于庄组第一段与第二段的分界线正好处于该组的中部而可以推断该界线的大致为1 450 Ma左右;因此,高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列的发育表明,在1 450 Ma左右可能发生过一次可以与前寒武纪其他已经被识别出的三次叠层石衰减事件（2 000 Ma、1 000 Ma和675 Ma）相比拟的又一次叠层石衰减事件。延庆千沟剖面高于庄组第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列,可以大致与北美地区的起始时限为1 450 Ma左右、Belt超群中的Helena组非叠层石碳酸盐岩沉积序列相对比,表明了1 450 Ma左右的叠层石衰减事件具有全球性,从而赋予高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列重要的沉积学意义。延庆千沟剖面高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩沉积序列,特别的岩石类型和沉积构造,成为前寒武纪碳酸盐岩沉积中非叠层石碳酸盐岩沉积序列的典型代表,由其所代表的沉积学特点将有助于深入理解漫长的前寒武纪碳酸盐沉积作用的变化规律而具有重要意义。     

冀东秦家峪中元古界高于庄组锰矿成因: 来自矿物学和地球化学的制约

冀东秦家峪锰矿赋存于中元古界蓟县系高于庄组二段底部含锰岩系内,其成因尚不明确.以秦家峪锰矿ZK58-2钻孔样品为研究对象,通过显微薄片观察、电子探针分析及全岩地球化学分析等方法,探讨了高于庄组锰矿的锰质来源和沉积环境对成矿的贡献.显微薄片观察、电子探针分析表明,原生矿带中含锰矿物主要为菱锰矿、铁镁菱锰矿、钙菱锰矿、锰方...     

中元古代叠层石—非叠层石碳酸盐岩层序地层序列及其沉积特征——以北京延庆千沟剖面高于庄组为例

北京延庆千沟剖面中元古代高于庄组为一套发育在海侵砂岩上的叠层石—非叠层石碳酸盐岩沉积序列,厚度千余米,包括4段:第一段(或称为官地亚组)主要为海侵砂岩地层;第二段(或称为桑树鞍亚组)为发育少量叠层石的含锰白云岩和灰质白云岩地层;第三段又称为张家峪垭组,为一套以均一石灰岩为主的地层序列,发育席底构造且贫乏叠层石;第四段(环秀寺亚组)以叠层石礁白云岩为特征。与蓟县剖面相比较,该剖面的高于庄组具有以下特点:(1)第一段厚度百余米的海侵砂岩地层不但表明了与下伏大红峪组之间存在较为明显的区域不整合面,而且与蓟县剖面厚数百米的叠层石白云岩地层形成明显的区别;(2)在第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列中,未发现臼齿状构造,但发育丰富而典型的席底构造,而且以均一石灰岩为特征;(3)第四段的厚度为500余m,由罕见的叠层石礁序列所组成。这些特征表明,千沟剖面的高于庄组组成了一个复杂而有序的叠层石—非叠层石碳酸盐岩沉积序列,成为依据沉积相序列进行前寒武纪三级层序划分和二级层序合理归并的典型实例。更为重要的是,第四段中的叠层石生物礁和第三段的均一石灰岩序列的存在,反映了一些值得进一步研究的问题:如前寒武纪叠层石生物礁的沉积模式,非叠层石灰岩序列是否代表了一次叠层石衰减事件等等。     

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿...     

前寒武纪与微生物席相关的粉砂岩岩墙——以天津蓟县古元古界串岭沟组为例

在天津蓟县剖面古元古界串岭沟组下部的环潮坪相粉砂质泥页岩细粒沉积中,发育许多粉砂岩岩墙。由于该粉砂岩岩墙在层面上和层内具有特别的形态,因而对其成因具有多种解释:在层面上呈纺锤状粉砂岩裂缝以及在层内呈砂质充填管形态,从而被认为是最古老的后生动物遗迹化石;在层内呈弯弯曲曲的粉砂岩岩墙以及明显的流体化作用特点,所以又被解释为地震振荡作用形成的液化砂岩脉。显微镜下,这种岩墙具有明显的富残余有机质构成的边界,以及由粉砂颗粒相对聚集所显示出的明显的流体化作用特征;再加上与这种粉砂岩岩墙共生的沉积构造主要是皱饰构造,局部还发育变余波痕,由此表明沉积面上曾经发育过微生物席。因此,这种粉砂岩岩墙应该解释为沉积面在曾经被微生物席封闭的情况下,相对富含有机质的细粒沉积物在早期成岩作用过程中所发生的脱气作用和脱水作用的产物,最终可以归为由微生物形成的沉积构造的一种类型。     

快速沉积引发的软沉积物变形构造特征——以灵山岛下白垩统浊积岩为例

灵山岛修船厂剖面发育了多种类型的软沉积物变形构造,其中一些变形构造的要素发生了定向倾斜,影响因素尚不明确。结合野外露头观察和室内分析等方法,研究了变形构造的形成过程、触发因素和地质意义。结果表明：修船厂剖面的两套浊积岩之间发育了负载—挤入构造、泄水—沉积物充填构造和微断层等软沉积物变形构造;变形机制主要是流体化,触发因素为浊流的快速沉积导致的载荷压力。变形构造的形成过程主要与密度倒置梯度和横向剪切力两个驱动力有关,其中横向剪切力来源于浊流的流动,导致变形构造的要素发生定向倾斜。变形构造的要素的倾斜方向为SEE,指示古水流主要来自SEE方向,与浊积岩序列内底痕指示的古水流方向一致,说明浊流快速沉积形成的软沉积物变形构造能够指示古水流或古斜坡方向。     

五台山南缘中元古界的层序地层特征及其古地理意义:以山西五台陈家庄剖面为例

中元古代时期的五台山南缘是华北克拉通北部的燕辽裂隙槽与南部的晋豫陕裂隙槽之间的交接地带。在该地区中元古界由常州沟组潮坪沉积体系碎屑岩地层和高于庄组潮坪沉积体系碳酸盐岩地层组成,常州沟组与下伏的早元古界滹沱群为角度不整合接触,高于庄组与上覆的寒武系之间为地层间断时间超过1000 Ma的平行不连续面;残留不全的元古界不但成为前寒武纪层序地层学划分的典型代表,而且成为窥视早期来自南部裂陷槽向北海侵以及晚期来自燕辽裂陷槽向南海侵的宝贵的物质记录,并且成为重新审视晋豫陕裂陷槽与燕辽裂陷槽的争议较大的地层对比的关键地层记录。对山西五台沉积状剖面中元古界沉积序列及其所表征的层序地层学特征的观察和描述,为今后的进一步研究提供了有用的线索,因而具有重要意义。