河南嵩山地区新元古界何家寨组微亮晶(臼齿)碳酸盐岩成因新认识*

作为国际前寒武系碳酸盐岩研究的热点,微亮晶(臼齿)碳酸盐岩(简称MT)在前寒武纪古地理重塑、地层对比和古气候研究等方面具有重要研究意义,但对其成因机制的认识长期存在争论。华北克拉通南缘嵩山地区新元古界何家寨组发育大量MT沉积,被前人解释为地震液化的产物。文中对何家寨组MT发育层位进行了详细的形态描述、系统的微相分析和比较沉积学的研究,确定何家寨组MT沉积于碳酸盐缓坡沉积环境,发现MT具有早期成岩作用特征,其形态类型和宿主岩性、沉积环境之间存在密切关系。从多个方面对比探讨了MT微亮晶和地震“液化脉”之间的不同,明确指出,何家寨组MT的形成受到古海洋条件和沉积岩相的严格约束,具有鲜明的古环境意义,和地震没有必然的成因联系。     

微亮晶（臼齿）碳酸盐成因及其在元古宙地球演化中的意义

本文应用多种技术方法,对微亮晶碳酸盐岩的成岩作用及其成因从宏观至微观进行了分析。根据岩石矿物学、地球化学和有机地球化学等研究证明,它是早期成岩过程中,在超高压的大气 CO_2,水平急剧下降的转折期,快速石化作用形成的具等粒结构μm级的微亮晶方解石集合体。MT 碳酸盐岩微亮晶成岩作用有两种类型:一是主要发生在海底沉积软泥中,在其底基质软泥中经差异压实作用形成褶皱肠状及复杂形的 MT 构造;二是直接在海水中或重力流搬运过程中形成的微亮晶球粒(核)。简言之,MT 碳酸盐岩石是在地球早期浅海环境下,由于微生物自养作用形成的地球化学成因产物。微亮晶碳酸盐岩是约束古大气圈和古海洋环境变化的最灵敏标志。通过详测 MT 丰度值和编制地球古大气圈 CO_2水平演化模式等,在前寒武纪发现有太古宙末期、早元古宙末期、中元古宙中期和新元古宙早-中期四个 MT 碳酸盐岩发育高峰值期,证明全球古大气圈 CO_2水平发生过四次不连续性、跳跃式下降周期,直到晚新元古宙未,全球雪球事件的发生,导致了 MT 碳酸盐岩的消失。其后,才进入显生宙的 CO_2低水平状态。MT 碳酸盐岩具有重要的油气资源远景,应予以重视。     

中国元古代碳酸盐岩微亮晶构造及形成的沉积环境约束

微亮晶构造(Microspar,Molar-Tooth Structure,简称MT)发育于全球各稳定克拉通的中、新元古代盖层碳酸盐岩中。微亮晶构造碳酸盐岩也发育于中国大部分地区的中、新元古代地层中。全球范围的中、新元古代微亮晶构造都表现显著一致的岩石学和沉积学特征。微亮晶构造呈肠状褶皱状等复杂形态。微亮晶由5~15μm的均匀、等粒状,规则或不规则多边形方解石或白云石组成。宿主沉积岩相岩石主要含有少量陆源碎屑物质的碎屑灰岩。微亮晶构造在阴极发光(CL)和背散射(BS)显微镜下显示,每个微晶方解石个体内部发育似棱形的晶核,其外为叠置的微晶方解石晶簇,说明微亮晶构造是围绕微晶核"增生"加大的集合体。微亮晶和宿主围岩电子探针测试表明,微亮晶Ca含量38%~40%,Mg、Al、Si、P、K、Fe含量小于0.2%,基质中粘土矿物含量和Si和Al的含量较高。微亮晶宿主岩相主要砂屑、粉屑和泥屑灰岩(白云岩)与含铁含泥灰质泥页岩,垂向岩相序列表现为向上变浅、变薄,其中频繁发育冲刷、充填和硬底(hardground)与压溶构造,以及平行层理,各种规模斜层理、波状层理-水平层理、粒序层理、同沉积揉皱构造和变浅与暴露构造等,反应了微亮晶构造碳酸盐岩的形成严格受沉积环境和微沉积岩相的约束,无一例外地发育于浅潮下带-潮上带(环潮坪)环境。微亮晶构造碳酸盐岩不仅是环潮坪沉积环境的指相标志,也是全球元古代时期特殊与重要沉积岩石类型,其形成受控于全球古地理和古海洋地球化学条件与背景,是中、新元古代时期全球变化的沉积记录,有益于全球对比和元古代古地理、大地构造重建。     

安徽灵璧地区新元古代臼齿构造（徽亮晶）碳酸盐沉积及意义

微亮晶碳酸盐岩是一种发育在前寒武纪尤其是元古代的特殊类型碳酸盐岩,它在结构上与基质有明显区别,是由均一、等轴、多边形的微亮晶方解石组成,个体为5～15μm。安徽灵璧地区微亮晶碳酸盐岩按其成因可分为原地和异地两类。原地微亮晶主要分布于泥晶灰岩、粉屑泥晶灰岩、泥灰岩或泥岩中;异地微亮晶主要发育在粉屑灰岩或砾屑灰岩中。微亮晶碳酸盐岩的岩石学特征指示其形成并发育于稳定克拉通浅海潮下及环潮坪环境,特别是中浅缓坡向上变浅旋回的底部,风暴浪基面是其发育的最大深度。微亮晶碳酸盐岩作为一种具有全球性意义的沉积碳酸盐岩类,具有特定的时限分布范围,这对于提高前寒武纪地层对比精度具有重要意义。     

河南嵩山地区新元古界何家窑组微亮晶脉特征、成因及地质意义探讨

在河南嵩山地区青白口系何家窑组中可识别出一个碳酸盐岩微亮晶脉集中的层位，笔者等结合微亮晶脉自身的特征、成分和伴生的地震引起的其他变形特征，以及通过显微镜和核磁共聚焦显微镜下的微相研究，认为嵩山地区板状微亮晶脉与华北块体东缘胶辽徐淮地区的泥晶脉特征一致，是由地震液化形成的产物，该层位代表了一个地震活跃期。同处华北块体南缘的豫西鲁山和陕西南部相对应的青白口系层位（洛峪口组和巡检司组）也发现了同期的地震记录。笔者认为嵩山地区微亮晶脉的出现应与华北块体南缘构造事件相关联。     

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组臼齿构造及其沉积特征

吉林南部通化二道江剖面新元古界万隆组广泛发育缓坡碳酸盐岩沉积,其中发育的一种特殊的碳酸盐岩——臼齿碳酸盐岩,近年来引起了中国乃至世界各国地质学家的重视。通过对野外露头的详细观察和描述、室内薄片观察、扫描电镜、能谱分析等测试手段,揭示了二道江剖面万隆组的地层、岩石、臼齿构造(MT)及沉积岩相和沉积环境特征。臼齿构造是特指那些发育在前寒武纪细粒碳酸盐岩中有清晰边界、粒度在0·01mm左右的由等轴或多边形的微亮晶方解石组成的集合体,其形态可分为条带状构造、瘤状构造及棱角碎块状构造。臼齿构造的形成严格受沉积岩相和沉积环境的控制。万隆组由下而上可分为3段第1段下部为发育臼齿构造的纹层状泥晶灰岩、砂屑灰岩及风暴砾屑灰岩,为中—深缓坡沉积环境的产物;上部由浅缓坡相的泥灰岩、钙质页岩、砂屑灰岩与叠层石灰岩组成;第2段为厚层泥晶灰岩和粉屑泥晶灰岩、瘤状灰岩组成的深缓坡相沉积;第3段本剖面未出露。万隆组形成于缓坡沉积环境,其中浅缓坡相可分为4种岩相组合,中缓坡相可分为11种岩相组合,深缓坡相有6种岩相组合。     

徐州—淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩成因探讨

臼齿碳酸盐岩是一种发育在中—新元古代，由微亮晶方解石组成的复杂褶皱构造，其成因一百多年来一直是个谜。通过对徐州-淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩特征、形成环境、分布时限研究，探讨了臼齿碳酸盐岩成因。该区臼齿碳酸盐岩发育在台地缓坡沉积体系中，可作为潮下浅水环境的标志，其形态在微层序中的分布反映沉积环境，具有重要的环境意义。建立了臼齿碳酸盐岩微相环境模式。快速石化作用形成均匀、等粒微亮晶方解石，是臼齿碳酸盐岩显著特征。现代类似于发育臼齿碳酸盐岩潮下环境没有这样的快速石化条件，它要求更高的超过饱和CaCO3沉淀。臼齿碳酸盐岩在本区分布时限介于850～720Ma间，在Sturtian冰期之前消失，与全球其他地区臼齿碳酸盐岩消失的时限一致，Sturtian冰期改变了海洋化学性质，是臼齿碳酸盐岩消失的根本原因。Sturtian冰期对海洋化学性质的影响，可能是揭开臼齿碳酸盐岩成因机理的一个重要新途径。     

大连金石滩兴民村组臼齿碳酸盐岩及其沉积环境研究

Molar-tooth构造(简称臼齿构造或MT)是前寒武纪碳酸盐岩中产出特殊的沉积构造,发育于特定的沉积环境。臼齿碳酸盐岩及其沉积环境的研究有助于其成因解释。大连金石滩新元古代兴民村组臼齿碳酸盐岩的研究表明,兴民村组的MT形成于开阔陆表海浅潮下带—潮间带动荡环境,海平面升降频繁;沉积序列主要为泥晶灰岩与含泥灰岩、砂屑灰岩与泥晶灰岩、纹层状泥晶灰岩与泥晶灰岩和砂屑灰岩与纹层状泥晶灰岩的韵律。MT形成于过饱和CaCO3的微高盐度和高古温度环境,少有陆源物质影响。     

苏皖辽地区新元古代微亮晶构造碳酸盐岩的沉积岩相与环境约束

国内外元古代碳酸盐岩中常见席状、透镜状、脉状和块状等形态的微亮晶碳酸盐岩。微亮晶体宏观、微观边界清晰,内部充填均一等粒结构的方解石微亮晶。宿主岩相以含泥质或粉砂质的细砂屑、粉泥屑灰岩为主,经常与风暴岩共生。微亮晶构造碳酸盐岩发育在缓坡型台地,沉积层序中常见潮汐流、风暴流侵蚀-充填和浪成交错层理与递变层理。微亮晶构造碳酸盐岩发育严格受沉积环境和岩相约束,形成于 (内缓坡深部-中缓坡浅部 )潮下带和环潮坪,风暴浪基面是其发育的最大深度。垂向序列由高频潮下带和环潮坪微层序加积而成,单个微层序顶部通常为环潮坪为纹层状含铁质有机质泥屑碳酸盐岩披盖层,是一个向上沉积动力减弱、沉积物变细和水体变浅的沉积旋回。     

天津蓟县高于庄组微亮晶(MT)碳酸盐岩的沉积环境及成因探讨

微亮晶(MT)碳酸盐岩是发育在中、新元古代的特殊碳酸盐岩,全球分布广泛,MT构造由纯净、等粒的微亮晶方解石组成.天津蓟县中元古界高于庄组发育丰富的MT碳酸盐岩,并且在浊积岩中发现新的MT类型.详测高于庄组剖面,通过米级旋回类型划分、沉积环境、费希尔图解、扫描电镜、电子探针研究,并结合海平面变化、Sr和C同位素研究表明:原生MT构造主要发育在碳酸盐岩台地潮下型,深水非对称型米级旋回中上部的泥晶灰岩、细粉屑灰岩、钙质泥岩以及浊积岩球体的核心部位;MT碳酸盐岩主要发育在米级旋回海平面上升的高水位时期,~(87)Sr/~(86)Sr 值较低(小于0.709 67),δ~(13)C值为(0±1)‰的古海水环境中.     

微亮晶(臼齿)碳酸盐岩:21世纪全球地学研究的新热点

国际地质对比计划委员会批准启动了 IGCP44 7-元古代臼齿碳酸盐岩和地球演化项目 ( 2 0 0 1～ 2 0 0 5 )〔1〕。本文简要地回顾了臼齿碳酸盐岩的研究历史和最新进展。臼齿碳酸盐岩是一种具有类似大象臼齿的肠状褶皱构造的岩石 ,具有特殊的时限范围 (中 -新元古代 )。试图解释其成因和可能用于古大陆地层对比是本项目研究的重要课题 ,其重要意义还在于它们是解决前寒武纪生物学和地球化学事件的关键。臼齿碳酸盐岩的发育和衰退关系到地球生命起源和海洋碳酸盐岩沉积地球化学的突变。 87Sr/86 Sr年龄同位素测定证明 ,微亮晶 (臼齿 )碳酸盐消失的时限很可能为75 0 Ma。另外 ,中 -新元古代碳酸盐岩地层具有重要的生烃潜力。     

辽东大连金石滩新元古代碳酸盐岩臼齿构造形态及其沉积环境指示意义

辽东大连金石滩新元古代兴民村组上部灰岩段发育了一系列形态复杂多样的臼齿构造(Molar-tooth struc-ture,简称MT)。通过野外及室内综合研究鉴别出条带状、短直杆状、蠕虫状、细丝状、圆斑状(气泡状、瘤状)和碎屑状6种主要类型,其中以条带状最为发育。MT发育段主要由含砂屑或粉屑灰岩、泥晶灰岩、纹层状泥晶灰岩和含泥泥晶灰岩的韵律组成,系多个向上沉积动力减弱、水体变浅的潮下-潮间带沉积旋回序列。兴民村组MT发育的沉积环境具有一定水深和频繁波动的水动力特点,MT形态受宿主岩石性质的影响和控制。MT主要发育在浅潮下带-潮间带下部沉积微相。不同形态的MT及其组合分别宿主于不同的沉积岩相或沉积韵律,表现了MT形态的指相意义。     

臼齿碳酸盐岩成因探讨——以吉林-辽宁地区新元古界为例

臼齿(Molar Tooth)碳酸盐岩问题已经研究了100多年,许多学者都对它的成因提出了不同的假设,但始终未能取得共识。文中作者列举了现有各种臼齿碳酸盐岩的成因假说,指出了这些成因假说中存在的种种问题和矛盾,并提出了臼齿碳酸盐岩生物成因的可能性。从元古代生物演化的规律说明臼齿碳酸盐岩形成、繁盛及衰退的时期与地球上真核生物的出现和繁盛及后生动物出现的界线相一致;从臼齿碳酸盐岩形成的构造背景、气候条件和沉积环境、结构构造特征、化学组成（特别是黄铁矿的形态和SnO2的富集）、碳、氧同位素的分布规律以及生物标志物的多样性等方面提出了臼齿（微亮晶）碳酸盐岩生物成因可能性的证据;还特别指出元古代叠层石的生长和繁盛与臼齿碳酸盐的岩发育呈负相关关系。 同时也阐述了生物成因解释遇到的困难,并指出今后应大力开展臼齿碳酸盐岩形成的沉积环境与岩相,特别是早期成岩作用和相关地球化学特征研究。从元古代古海洋化学性质的变化着手研究将成为揭示臼齿碳酸盐岩成因的根本手段。     

2001年IGCP新通过和启动的项目介绍

ＩＧＣＰ44 7项 :全球前寒武纪微亮晶灰岩 :元古代碳酸盐磨牙构造的全球意义(包括成因、古环境、沉积作用、生物地球化学、构造和地层意义 )申请者 :ＭｅｎｇＸｉａｎｇｈｕａ(中国 )ＤａｒｒｅｌＧ .Ｆ .Ｌａｎｇ(加拿大 )ＲｏｂｅｒｔＢｏｕｒｒｏｕｉｌｈ(法国 )　　该项目的目的是 (ＩＧＣＰ319项的连续项目 )调查中晚前寒武纪微亮晶灰岩的成因和构造 ,评估磨牙 (臼齿 )碳酸盐应力沉积、构造和地层意义 (如使用等深和斜坡指数 )的全球对比。磨牙碳酸盐是被用来专门研究和特殊命名早期成岩作用沉积特征的 ;他的名称起源于雏形的、肠状褶…     

再论臼齿碳酸盐岩成因

臼齿(Molar Tooth,简称MT)碳酸盐岩是产于元古代、并具有特殊全球性意义的碳酸盐岩类型之一.MT特有的微亮晶结构、严格的时空分布范围以及百余年来众多的成因解释,一直吸引着国内外地质学家对其进行持续的研究和探讨.作者在前人研究基础上,基于作者近10余年成果积累及新近对MT微观组构的研究进展,提出了若干新认识.M...     

徐州地区新元古界贾园组臼齿构造沉积环境分析及成因探讨

臼齿构造是一种发育于中、新元古代碳酸盐岩中的具有特殊结构和时限性的沉积构造,其成因有多种解释。徐州地区新元古界贾园组风暴沉积及臼齿构造发育。本文通过野外和室内观察研究,对研究区贾园组臼齿构造形态特征及沉积环境进行分析,并探讨其形成过程。贾园组臼齿构造集中发育于古纬度20°N~34°N的潮下碳酸盐岩缓坡地带,古海洋基底在地震波作用下产生裂隙系统,元古代特殊大气成分背景下的海水中的远源风暴流渗透进入温暖的碳酸盐缓坡地带碳酸盐沉积区的裂隙系统,并在裂隙的愈合作用下与孔隙水产生化学反应产生方解石快速结晶作用,并接受后期沉积作用改造。元古代大地构造背景、古海洋、古大气的物理化学条件是控制研究区臼齿构造时空分布的主要因素。     

皖北新元古界水下砾石丘构造的古地震成因

在皖北新元古界四十里长山组滨海潮间或潮下高能动水陆棚,陆源碎屑岩相的粉砂-细砂岩沉积地层中,发育了一组同沉积变形构造。剖面上整体为丘状,可识别出涌流破碎砾石堆、下陷回填砾石堆和震裂砾石堆3部分,下垫层为液化均一层。在它的左侧及下分层发育液化卷曲变形,包括震褶层和液化角砾岩。根据这些发育特征可以确定这组同沉积变形构造为古地震成因。其形成机理是在古地震应力作用下该处发生饱水沙层液化,并形成局部范围的地震能、重力能、与液化能多能量叠加使液化沙层局部爆发,推动沙层流动喷涌与破碎,局部破碎物短暂涌至海底,又下陷回填至液化沙层的负压带,形成由涌流破碎砾石堆和回填砾石堆组成的砾石丘构造。其成因类似河流阶地富含水的砾石丘、沙丘及混杂堆积。     

天津蓟县高于庄组微亮晶(MT)碳酸盐岩的沉积环境及成因初探

MT(微亮晶)碳酸盐岩是具有复杂肠状褶皱构造的特殊碳酸盐岩,自从Bauerman将发育在加拿大-美国边界Montana西部的Belt超群中具有类似大象臼齿构造的碳酸盐岩,命名为臼齿碳酸盐岩(Molar-Tooth carbonates)以来已有130多年.     

陆源碎屑细粒沉积岩中收缩裂隙形成机制研究进展及地质意义

陆源碎屑细粒沉积岩收缩裂隙广泛发育（湖）海陆过渡相中,其成因机制对古环境研究具有重要指示意义,也是震积岩和微生物成因沉积构造领域的研究热点。通过调研国内外收缩裂隙的相关研究,系统总结了收缩裂隙的形态特征、成因机制及其研究的地质意义。结果表明：收缩裂隙主要发育在（湖）海陆过渡相粉砂岩与黏土岩互层的陆源碎屑细粒沉积岩中,通常发育在粉砂岩层的底面,向下逐渐尖灭于下部黏土岩层,呈肠状、脉状或蠕虫状的粉砂质充填,其层面形态可分为纺锤形裂隙、不规则裂隙、多边形裂隙等多种类型,反映了不同的沉积环境。收缩裂隙的成因包括与盐度变化相关的合气作用、地震作用、风暴作用、微生物席破裂作用等。收缩裂隙对沉积环境、事件性沉积、高频（湖）海退—（湖）海侵界面具有重要指示意义。根据收缩裂隙的形态特征及其组合可以指示沉积相带,根据收缩裂隙的发育特征及其伴生现象可以指示地震、风暴、重力流等事件性沉积;微生物成因的收缩裂隙具有沉积物暴露的指示作用,能够指示不同级次的（湖）海退—（湖）海侵界面及古（湖）海平面变化。     

陆源碎屑细粒沉积岩中收缩裂隙形成机制研究进展及地质意义

陆源碎屑细粒沉积岩收缩裂隙广泛发育（湖）海陆过渡相中,其成因机制对古环境研究具有重要指示意义,也是震积岩和微生物成因沉积构造领域的研究热点。通过调研国内外收缩裂隙的相关研究,系统总结了收缩裂隙的形态特征、成因机制及其研究的地质意义。结果表明：收缩裂隙主要发育在（湖）海陆过渡相粉砂岩与黏土岩互层的陆源碎屑细粒沉积岩中,通常发育在粉砂岩层的底面,向下逐渐尖灭于下部黏土岩层,呈肠状、脉状或蠕虫状的粉砂质充填,其层面形态可分为纺锤形裂隙、不规则裂隙、多边形裂隙等多种类型,反映了不同的沉积环境。收缩裂隙的成因包括与盐度变化相关的合气作用、地震作用、风暴作用、微生物席破裂作用等。收缩裂隙对沉积环境、事件性沉积、高频（湖）海退—（湖）海侵界面具有重要指示意义。根据收缩裂隙的形态特征及其组合可以指示沉积相带,根据收缩裂隙的发育特征及其伴生现象可以指示地震、风暴、重力流等事件性沉积;微生物成因的收缩裂隙具有沉积物暴露的指示作用,能够指示不同级次的（湖）海退—（湖）海侵界面及古（湖）海平面变化。