生物岩的分类

生物岩是新兴交叉学科生物岩石学的主要研究对象，是生物作用形成的岩石，主要包括生物礁岩、非造礁生物骨骼和泥晶组成的岩石、微生物骨骼组成的岩石、微生物作用形成的岩石。以往的生物礁和微生物岩分类系统只包括了一部分生物礁岩和微生物岩，尚有一部分宏体生物形成的岩石类型和微生物形成的岩石类型没有准确命名。为了促进生物岩的研究，作者提出一个包括生物礁岩、非造礁生物骨骼碳酸盐岩、微生物岩和其他微生物成因岩石的统一的生物岩分类系统，包括4个层级24种基本岩石类型。新增的基本岩石类型包括生物泥晶岩、微礁岩、微屑岩、包壳石、微骨架岩、微绑结岩、丝状岩、微泥晶岩等。作者还对部分岩石例如骨架岩等的定义进行了补充修正与完善，讨论了生物岩研究中存在的4个问题。     

硅质热泉沉积物的结构和微生物成矿成岩机制

热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积,为认识地球早期生命环境,探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成,主要沉积矿物为Opal-A,具有针状,柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识,也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前,热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展,已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程,但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此,对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。     

西沙海域新生代生物礁序列的沉积构成:以西科1井为例

生物礁是由原地的固着生物所建造的块状碳酸盐岩沉积。西沙海域自中新世以来发育了厚层生物礁地层。通过对最新全取心钻井西科1井岩心的宏观观察和微观分析,结合古生物及岩心测试成果,发现西科1井中新世和第四纪为主要造礁期,形成了两套分别以珊瑚藻和珊瑚为主要造礁生物的生物礁序列,底栖有孔虫为主要的附礁生物,而上新统为一套滩相沉积。生物礁序列发育骨架岩、粘结岩和障积岩三种礁相岩石,以骨架岩含量最高,非礁相岩石包括泥灰岩、颗粒灰岩和生物碎屑灰岩三种。白云岩地层以晚中新世到上新世早期最为发育,多为准同生白云石化作用所致,并受热液活动的影响。对生物礁序列的沉积分析,可为后期南海油气勘探以及生物礁储层分布研究提供一些基础材料。     

广西隆林下二叠统生物礁的综合研究

本文首先讨论了该礁的生物组成。在此基础上,对礁体进行群落古生态学研究,从而划分出五种群团和十种群落,并对群落的演替及生活环境进行了探讨。通过对礁体的沉积岩石学研究,提出了礁组合岩石结构类型的概念,共划分出六大类十二种岩石结构类型,并讨论了它们的形成环境。最后,讨论了礁发育的特点及海绵礁的形成环境。     

中韩第五次《东北亚地壳演化》学术研讨会在北京举行

新疆天山东部广泛发育晚石炭世碳酸盐岩隆。这些岩隆主要为生物丘,少数为生物滩及与岩隆有关的生物层,其中生物丘含大量灰泥和内碎屑。基本岩石类型为泥粒状灰岩、粒泥状灰岩、粒泥状－泥粒状灰岩,少量岩石类型包括颗粒岩、骨架岩和障积岩。成岩作用是碳酸盐岩隆发展演化的重要阶段和过程,在生物丘内,已经识别出四种重要的胶结物,即球粒泥晶、纤状方解石、放射轴状方解石和粒状方解石。尽管缺失典型的造礁生物,但通过岩石类型研究和微相分析,认为碳酸盐岩隆的形成主要取决于生物作用及古环境格局。本区碳酸盐岩隆可以同欧洲瓦尔索坦的岩隆对比     

下三叠统鲕粒灰岩中微生物矿化组构特征及意义 ——以川东北地区飞仙关组为例

PTB全球最大生物灭绝事件后,早三叠世被认为是微生物发育繁殖的黄金时期,浅水环境是微生物活动及微生物岩形成的最有利环境。借助高分辨率扫描电镜和能谱分析,在川东北地区开江—梁平海槽西侧下三叠统飞仙关组浅水碳酸盐岩台地边缘的鲕粒灰岩中发现了三种微生物矿化组构:空腔状微生物矿化组构、显微瘤状微生物矿化组构和纤状微生物矿化组构;通过沉积学、岩石学及地球化学的综合分析,认为显微瘤状微生物矿化组构是微生物新陈代谢时形成的纳米球状云质颗粒,纤状微生物矿化组构是微生物的胞外聚合物,而空腔状微生物矿化组构则属于微生物个体。这些微生物矿化组构的发现,为早三叠世微生物大爆发提供了一定的直观证据;推测大量的微生物活动是早三叠世碳酸盐快速沉积现象的直接诱因,并导致于二叠纪末发育的克拉通内裂陷——开江—梁平海槽在早三叠世被快速填平。     

海水化学演化对生物矿化的影响综述

显生宙非骨屑碳酸盐矿物经历了文石海和方解石海的交替,主要造礁生物和沉积物生产者的骨骼矿物与非骨屑碳酸盐矿物具有同步变化的趋势。这种长期的变化趋势可以用海水化学Mg/Ca摩尔比的变化来解释。流体包裹体、同位素和微量元素等证据也证实了海水化学在地质历史中经历过剧烈的变化。虽然生物诱导矿化和生物控制矿化的相对重要性一直存在争议,但古生物地层记录和人工海水养殖实验结果都表明,海水化学演化对生物矿化有重要的影响,体现在造礁生物群落的兴衰、生物起源时对骨骼矿物类型的选择以及微生物碳酸盐岩在地质历史中的分布等。这些为研究前寒武纪海水化学演化、古气候和古环境的重建、同位素地层对比以及碳酸盐的沉积和成岩等问题提供了新的思路。     

一部优秀的科学图册——《中国西沙礁相地质》(中英文对照)

世界上许多大型石油、天然气田与海相生物礁碳酸岩沉积物有关,因为这些岩层对油、气的形成和储存可以提供极为有利的条件。为了指导古代生物礁区油、气资源的寻找和勘探,沉积学家必需对现代生物礁形成、沉积作用和沉积环境进行全面的研究,采用比较沉积学的方法,再造古代生物礁的     

天山东部晚灰炭世碳酸盐岩隆岩石学与成岩作用

新疆天山东部广泛发育晚石炭世碳酸盐岩隆。这些岩隆主要为生物丘,少数为生物滩及与岩隆有关的生物层,其中生物丘含大量灰泥和内碎屑,基本岩石类型为泥粒状灰岩、粒泥状灰岩、粒泥状－尼粒状灰岩、少量岩石类型包括颗粒岩、骨架岩和障积岩。成岩作用 岩隆发展演化的重要阶段和过程,在生物丘内,已经识别出四种重要的胶结物,即球粒泥晶、纤状主解石、放射轴状方解石和粒状方解石。尽管缺失典型的造礁生物,但通过岩石类型研究和     

叠层石中的海绿石化和黄铁矿化:以天津蓟县中元古界铁岭组为例*

作为微生物碳酸盐岩的主要类型之一,叠层石是微生物席的主要建造物已成为共识。天津蓟县中元古界铁岭组二段叠层石生物礁灰岩发育,其中的细粒叠层石被前人解释为微生物席捕获碳酸盐泥的微生物建造物,使得其既不同于现代叠层石,也不同于显生宙尤其是寒武纪的叠层石。更为特殊的是,这些叠层石中的海绿石和黄铁矿代表着2种特殊的矿化作用,其中研究区普遍产出的黄铁矿,作为硫酸盐还原细菌的产物,是了解古代微生物的窗口;而发育在高能浅海的海绿石,产出环境不同于现代海绿石,不能作为慢速沉积环境的指示矿物,亦不具有沉积间断的地质意义。2种矿化作用表明铁岭组叠层石是由沉淀作用而非捕获碳酸盐泥形成,这为了解中元古代叠层石的形成和特征提供了一些有益的线索。     

叠层石中的海绿石化和黄铁矿化:以天津蓟县中元古界铁岭组为例

作为微生物碳酸盐岩的主要类型之一,叠层石是微生物席的主要建造物已成为共识。天津蓟县中元古界铁岭组二段叠层石生物礁灰岩发育,其中的细粒叠层石被前人解释为微生物席捕获碳酸盐泥的微生物建造物,使得其既不同于现代叠层石,也不同于显生宙尤其是寒武纪的叠层石。更为特殊的是,这些叠层石中的海绿石和黄铁矿代表着2种特殊的矿化作用,其中研究区普遍产出的黄铁矿,作为硫酸盐还原细菌的产物,是了解古代微生物的窗口;而发育在高能浅海的海绿石,产出环境不同于现代海绿石,不能作为慢速沉积环境的指示矿物,亦不具有沉积间断的地质意义。2种矿化作用表明铁岭组叠层石是由沉淀作用而非捕获碳酸盐泥形成,这为了解中元古代叠层石的形成和特征提供了一些有益的线索。     

北大巴山与志留纪火山作用相关的碳酸盐岩沉积学特征及形成环境

生物碎屑灰岩、生物礁是造山带内最为常见的岩石类型之一,它们可以形成于多种构造环境。研究这些岩石组合的结构组成及生物赋存状态可为古地理恢复及造山带演化提供依据。分布于北大巴山地区与富TiO2碱性火山岩紧密相关的碳酸盐岩组合长期以来被认为是被动陆缘台地相组合。该套碳酸盐岩组合主要由生物礁、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩共同构成。砂屑灰岩及生物灰岩中常伴随有薄层凝灰岩夹层;同时这些碳酸盐岩中富含不同比例的火山碎屑成分,发育粒序层理、平行层理、波纹斜层理和滑塌构造。生物碎屑灰岩通常与凝灰质砂岩、泥岩构成韵律层,火山质碎屑在类岩石中主要表现为粒径0.5~3 mm的棱角状—次棱角状玄武岩和凝灰岩碎屑,具有近源沉积特征;生物礁中通常出现1~2.5 cm棱角状—次棱角状玄武岩碎屑,且在生物礁之间的砂岩夹层中含有丰富的0.5~1 mm的次圆状玄武岩碎屑;砂屑灰岩中含有棱角状—次棱角状玄武岩和辉石两类碎屑,其中辉石碎屑粒径通常为1~2 mm,同时该类岩石中还含有丰富的黄铁矿,这些黄铁矿通常因其粒径变化而发育粒序结构特征。角砾状灰岩可分别由砂屑灰岩、生物礁及生物碎屑灰岩构成,也可由三者共同构成,玄武岩碎屑仅出现于角砾状生物礁灰岩中。这些碳酸盐岩中的生物化石具有曾经历过明显的搬运改造特征,其中生物碎屑灰岩和砂屑灰岩中的化石碎屑以次圆状为主,生物礁中的生物化石平行于砂岩夹层分布且发生不同程度的压扁和挤压变形,岩石中普遍发育滑塌沉积构造。这些特征共同表明,该套碳酸盐岩与下伏的碱性玄武岩形成密切相关,二者共同构成了与现代大洋中典型洋岛/海山相一致的结构特征,且这些碳酸盐岩多沿着下伏玄武岩的周边沉积,具有深水—斜坡环境的沉积组合,同时因其中所包含的生物化石经历了一定距离搬运作用而发生再沉积,进一步表明这些生物发育时代可能要略微早于该套火山—沉积组合的形成时代。     

川东鄂西上二叠统生物礁白云石化岩石学和地球化学

川东鄂西上二叠统生物礁常有白云岩发育。白云石化的晶间孔和溶孔是礁型气田的主要储集空间。岩石学和地球化学资料表明,礁白云石化为埋藏成因。交代的流体是盐度比海水要高的地层水。在埋藏成岩作用过程中,礁白云岩是多次交代形成的。     

闽南、粤东海岸带沉积物的沉积学、岩石学比较研究

本文通过对海岸带海滩砂、沙丘砂、砂丘岩、海滩岩和有关近岸海底砂的沉积学,岩石学的比较研究,分析其形成环境,发现沙丘岩沉积特征和历史沙丘相似;沙丘岩和海滩岩的识别有时不是主要从岩石学而可能从沉积学中去识别。兄弟屿比西海底硬地更可能是生物排出的钙质粘液胶结。     

微生物岩研究的发展与展望

概述了微生物岩的定义、研究范围和实用意义；划分了早期启蒙阶段、古生物学派与现实主义（沉积）学派对立阶段、比较现实主义（沉积学）阶段和微生物沉积学阶段等４个研究发展阶段（涉及微生物岩的岩石、微生物、生态系、环境、分类和演化）；介绍了微生物礁丘、热泉沉积和磷铁锰微生物岩等研究热点；指出在构造类型、沉积环境、组成岩石和成因标志等方面的发展趋势；提出当前任务是要分析鉴定微生物岩的细菌化石，微生物成因的结构构造和矿物，标志元素、同位素和生物标志物，以及微生物生态系统和成岩成矿机理.     

生物礁与油气田、金属矿床的相互关系讨论

生物礁因其高孔渗特性而往往成为高产油气井、大型油气田的极好储集体。生物礁与礁硅岩套形成的地质背景、岩石、矿物、生物组合均有很多相似之处。礁—白云岩化—膏盐—油气矿床—金属矿床之间有着密切的联系,与生物礁有关的油气藏、金属矿床赋存的盆地有一个共同的地质背景:均是拉张的裂谷环境,盆地基底破裂,深部物质(包括上地幔物质)大量涌入盆地,这种深部流体一方面携带大量金属成矿元素形成热水沉积矿床;另一方面,富含CO_2,CO,H_2,CH_4的流体与生物礁中的有机质相互作用,从而形成油气田。生物礁与油气藏、金属矿床不仅仅存在空间联系,可能有成因上的联系。     

微生物碳酸盐岩分类体系的修订:对灰岩成因结构分类体系的补充

微生物沉积作用在前寒武纪地层中普遍发育,在显生宙的一些地层中也较为发育。在碳酸盐岩地层之中,以叠层石为代表的微生物岩尤为引人注目。经过长期研究,2000年Riding曾经将微生物碳酸盐岩分为叠层石、凝块石、树形石和均一石4大类型。实际上,核形石以其较为广泛的发育和特殊的微组构也应该作为一种典型的微生物碳酸盐岩类型而纳入微生物碳酸盐岩的分类体系之中,而不能简单地作为球状叠层石。而那些纹理石灰岩,较厚的纹理和较深的产出沉积环境与叠层石形成明显的区别,也应该作为一种微生物碳酸盐岩的类型。生物沉积作用所形成的碳酸盐岩,以生物礁岩最为典型,在20世纪70年代曾经被Embry和Kloven归为骨架岩、障积岩、粘结岩三大类型,后来又增加了胶结岩,这是对20世纪50年代Folk、Dunham关于灰岩成因结构分类体系的良好补充。这些生物礁岩石以其高能量形成环境而有时又几乎见不到颗粒而与"颗粒含量越高沉积环境的能量越高"的基本理念不相符,所以Wright在1992年将它们归为生物作用类岩石,从而将灰岩划分为沉积作用、生物作用、成岩作用三大类。根据该分类,Folk和Dunham所描述的分类则属于沉积作用类灰岩,而Embry和Kloven所描述的生物礁岩石则归为生物作用类灰岩。微生物碳酸盐岩,总体上构成生物作用类碳酸盐岩中的粘结岩类,以其明显的微生物作用特点而具有自己的分类体系;它不但作为生物礁岩石的主要类型,而且也常常以生物礁、生物层和生物丘三种形式发育在地层之中。因此,上述概念和认识的进步,在强调微生物沉积作用的重要性的同时,有必要将微生物碳酸盐岩重新分为6大类:叠层石、凝块石、核形石、树形石、纹理石和均一石。     

银洞子似碧玉岩的海底热液沉积特征研究

陕西柞水银洞子银铅矿含矿层中发育一种似碧玉岩(硅质岩)。岩石同生沉积且速率较快,含钠长石晶屑、重晶石和镁电气石,未见生物作用痕迹。组成元素的分布、变化或关系与现代或古代海底热液沉积物/(岩)一致或相似。稀土配分式样相似于热液沉积硅质岩及现代海水。氧同位素组成与国外热液沉积的硅质岩相近,石英形成温度(80.8℃)高于正常海水温度。地质、岩石学及地球化学提供了较系统的信息证明似碧玉岩的海底热液沉积成因特征。     

陕南勉县寒武系仙女洞组生物礁岩相学及古环境分析

【目的】生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。【方法】以华南板块西北缘汉南—米仓山地区的勉县大河坝剖面为例,对寒武系仙女洞组沉积序列和生物礁临近层位开展了系统的岩相学、沉积学和元素地球化学分析。【结果】岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。【结论】古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。     

生命活动中矿化作用的环境响应机制研究

生物矿化作用及其环境响应机制的研究,关键在于研究生命活动制约矿物形成、分解的机理及其环境响应机制,其内容主要包括生物矿化作用的机理、生物矿化作用的环境效应、生物矿化作用的调控理论和方法。可实现的研究目标是从多学科角度发展生物矿化作用的理论,阐明自然界中矿物－生物－重金属/POPs －水之间的相互作用机理与环境响应机制。有望揭示微生物控制重金属矿化的微观机制,提出微生物治理重金属污染原理;揭示半导体矿物－微生物协同作用降解POPs 机制,发展三元体系研究方法;揭示微生物促进多金属矿山硫化物分解机制,提出微生物分解矿物对生态环境影响的调控方法等。以促进地质生物学前沿交叉学科发展,形成未来环境污染防治重大新技术的科学基础。