华北地台西缘早-中寒武世过渡期核形石：微生物群落对浅海缺氧环境的响应*

地质记录表明在早-中寒武世过渡期发生了一次重要的生物灭绝事件,但对其成因的认识仍存在分歧。作者试图通过对华北地台该时段广泛发育的核形石微组构和矿化过程研究,揭示微生物群落对灾变事件和海洋环境变化的响应。研究发现核形石内富含细菌化石;包壳的微组构和有机矿化特征表明其形成于细菌硫酸盐还原(BSR)作用活跃的高碱度海水条件,密集的莓状黄铁矿微粒和异养细菌残余指示为缺氧环境;而沉积相分析显示核形石发育于浅海陆棚背景。研究认为,同期的核形石及其他可对比微生物岩不仅在华北广泛分布,在其他大陆和板块上也有良好记录,表明在这个生物灾变期浅海环境有广泛的微生物群爆发,并可能与大火成岩省喷发、全球气温升高以及深部缺氧海水向陆棚侵进引起的浅海广泛缺氧相关。早-中寒武世过渡期广泛发育的微生物岩可能记录了底栖动物大量灭绝后,微生物群在缺氧水体中的快速繁盛与生态扩张过程。     

华北地台是晚寒武世沉积层序中生物丘构造研究

华北古克拉盆地中晚寒武纪沉积层序中发育的生物丘沉积构造的生物组成有隐藻类，钙藻类和非藻类多细胞生物，它们构成了隐藻凝块石生物丘简单类型和复合的五种生物丘类型。生物丘的发生，发展，灭亡过程经历了奠基期，拓殖期，泛殖期及消亡期等四个阶段，每阶段都爱相对海平面变化的控制，它决定了丘体的大小，生物组成及内部结构及周期。     

中元古代微指状叠层石: 超微组构和有机矿化过程

微指状叠层石(microdigitate stromatolites,以下简称MDS)是新太古代—中元古代一种重要的沉积构造。由于其内部以纤维状组构为重要特征,而缺乏直接的微生物化石证据,被认为代表特定海洋化学条件下形成的一种海底碳酸盐沉淀,属无机成因。本文对华北中元古代雾迷山组硅化MDS的显微组构研究发现,其柱体由亚毫米级浅色微亮晶纹层(平均厚约65μm)和暗色微晶纹层(平均厚约680μm)交互叠加而成。前者含较少细菌残余,重结晶显著;后者富含细菌残余、微晶多面体及微球粒,并进一步分为具密集连续次级微纹层的(平均厚约380μm)和具稀疏断续微纹层的(平均厚约300μm)两种暗纹层。这三种纹层在纵向上的规律性交互可能反映了季节性变化。毛发状垂向纤维贯穿于整个柱体,但在亮纹层内稀疏。这种纤维可能由垂向生长的丝状菌束(宽<10μm)矿化而成,有些由微球粒(粒径为10～30μm)定向富集构成。微球粒富含细菌残余、胞外聚合物(EPS)以及与之密切共生的纳米颗粒(粒径<45nm)。纳米颗粒可粘结形成亚μm级多面体,构成碳酸盐晶体生长的基点。包围微球粒的微亮晶环边和纤维组构间的微亮晶条带内少细菌残余,可能属微生物影响的矿化成因,而纤维体和微球粒则是微生物诱发矿化的结果。故中元古代MDS属微生物成因,它所展现的有机矿化过程可能也适用于更古老的叠层石。此外,MDS内有机矿物从纳米颗粒到微球粒的有序聚合可能代表了有机矿化的普遍过程,并可用作判定微生物成因碳酸盐岩的重要标识。     

华北地台西缘晚石炭世-早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段。笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究。结果表明：晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由泻湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控泻湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境。研究区在晚石炭世早期-早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育。早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次。最大海侵前夕晚石炭世晚期末是大区域发育厚-巨厚煤层的最好时期。泻湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所。     

华北地台西缘晚石炭世一早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段.笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究.结果表明:晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由潟湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控潟湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境.研究区在晚石炭世早期一早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育.早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次.最大海侵前夕——晚石炭世晚期末是大区域发育厚—巨厚煤层的最好时期.潟湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所.     

贵州兴义烂滩剖面中—上三叠统之交鱼类微体化石和牙形石生物地层

贵州兴义烂滩剖面位于扬子地台西南缘,在该剖面第6层中发现3类辐鳍鱼牙齿化石,其伴生有介形类Cavellina jangyouensis,在12层中发现软骨鱼类鱼鳞化石和2类辐鳍鱼牙齿化石,在第14发现大量的粗菊石Trachyceras sp.。在该剖面上建立了2个牙形石带,自下而上分别为:Paragondolella polygnathiformis和Paragondolella tadpole带。根据牙形石特征,把中晚三叠世拉丁和卡尼期的界线定于12层底部。该剖面为该区中上三叠统之交的地层提供了较好的生物地层格架,对地层时代划分及区域对比具有重要意义。     

广西南垌早石炭世牙形石生物地层研究新进展

笔者等对广西南垌五指山组、巴平组下段所产丰富的牙形石进行了系统的检查和研究。经研究表明,南垌剖面巴平组下段20~30层牙形石系统演化特征与早石炭世杜内期牙形石快速演化类群的系统发生、谱系演化十分相似。且化石组合特征也颇为一致。依据它们在剖面上的垂向分布特征和牙形石带分子首现为标志,将巴平组下段划分为10个牙形石间隔带,自下而上依次为:Siphonodella duplicate sensu Hass,S cooperi morphotype 1,S.obosoleta,S.sandbergi,S.quadruplicata,S.lobata,S.crenulata,S.isosticha,Gnathodus delicatus,Protognathus preadelicatus.其中,Siphonodella duplicata sensu Hass,S.cooperi morphotype 1,S.obosoleta,S.quadruplicata,S.lobata,S.isosticha,Gnathodus delicates,Protognathus preadelicatus为新建化石带。重要的是,进一步补充完善和确定了本区早石炭世早期牙形石S.sandbergi,S.crenulata,S.isosticha,Gnathodus delicatus,Protognathus preadelicatus带垂向分布特征和带分子首次出现位置等内容。这一划分方案为进一步精细地层对比提供了翔实资料。     

华北板块奥陶纪牙形石生物地层研究回顾及在西北缘区新进展

牙形石在以碳酸盐岩为主的华北奥陶系划分对比中占有举足轻重的地位。针对华北奥陶纪牙形石的研究已持续近半个世纪,总体上可以分为两个阶段:第一阶段自20世纪70年代到21世纪初,第二阶段为最近10年(2010—2020)。第一阶段以建立牙形石生物地层序列为目标,主要为解决石油勘探过程中地层时代的确定和地层对比的需求;第二阶段的研究以修订化石带为主,目的是与国际地层研究接轨。近年来在华北板块西北缘的工作显示,该区奥陶纪牙形石在纵向上具有显著的生态变化,可分为达瑞威尔期中期、达瑞威尔期晚期—桑比期中期、桑比期晚期—凯迪期中期3个时段。第一时段以介于北美中大陆区和北大西洋区之间的热带台地边缘型牙形石为特征;第二时段以北大西洋型为主混有少量亚澳型牙形石为特征;第三时段以亚澳型和北美中大陆型牙形石混生为特征。在华北西北缘尽可能使用广布性标准牙形石属种进行化石带厘定,共识别牙形石带12个,自下而上分别是达瑞威尔期Histiodella cf. holodentata间隔带、Histiodella kristinae谱系带、Histiodella bellburnensis延限带、Dzikodus tablepointensis间隔带、Eoplacognathus suecicus间隔带、Pygodus serra间隔带和Pygodus anserinus(早期型)间隔亚带,桑比期Pygodus anserinus(晚期型)间隔亚带和Belodina compressa间隔带,凯迪期Belodina confluens间隔带、Yaoxianognathus neimengguensis间隔带和Yaoxianognathus yaoxianensis间隔带。由于部分化石带与国际同名带的对比还存在一些矛盾,尚需今后进一步解决。     

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。     

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...     

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。     

贵州关刀剖面中-晚三叠世之交牙形石生物地层再研究

贵州省南部关刀地区在三叠纪位于南盘江盆地内的大贵州滩北西缘,属于碳酸盐台地边缘斜坡相沉积环境。关刀剖面因产出丰富的三叠纪牙形石而备受关注,前人已对该剖面的牙形石进行了详细的报道。本文在前人研究的基础上,详细重建了关刀剖面中-晚三叠世之交的牙形石序列,识别出安尼期晚期至卡尼期早期的8个牙形石间隔带,由下至上分别为:Neogondolella cornuta带、Budurovignathus truempyi带、Budurovignathus hungaricus带、Budurovignathus mungoensis带、Paragondolella inclinata带、Paragondolella foliata带、Quadralella polygnathiformis带和Quadralella intermedius带。其中,Paragondolella foliata带和Quadralella intermedius带首次识别于该剖面。据此,本文重新厘定了该剖面拉丁阶的底界和顶界。其中,以Budurovignathus truempyi的首现为标志,将拉丁阶的底界下移了14.8 ...     

安徽石台地区中—晚奥陶世牙形类生物地层研究北大核心CSCD

安徽石台地区柳树亭剖面是下扬子区中—晚奥陶世地层代表性剖面,本文对该剖面开展了详细的牙形类生物地层学研究。通过系统的样品采集分析,在柳树亭剖面的牯牛潭组和大田坝组自下而上识别出牙形类Lenodus antivariabilis带、Lenodus variabilis带、Yangtzeplacognathus crassus带、Dzikodus tablepointensis带、Yangtzeplacognathus jianyeensis带;宝塔组自下而上可识别出Baltoniodus alobatus带和Hamarodus brevirameus带。柳树亭剖面中—晚奥陶世牙形类生物地层序列可以在区域内乃至全球范围内进行较好的对比,但中—晚奥陶世之交缺失Eoplacognathus suecicus带、Yangtzeplacognathus foliaceus带和Yangtzeplacognathus protoramosus带。