南口虎峪中元古界大红峪组混积岩系的层序地层划分——海侵砂岩中的微生物席碎片简介

北京西北郊南口虎峪一带的中元古界长城系大红峪组发育完整,以一套混积岩系为特征。在南口虎峪剖面中,海侵体系域砂岩地层与高水位体系域砂泥质白云岩和叠层石白云岩组成了较有规律的层序地层相序,可以作为混积岩系层序地层划分的典型代表。在大红峪组的海侵体系域砂岩中,交余波痕、微生物形成的砂质碎片和皱饰构造表明了席底的发育,特别是其中所发育的微生物砂质碎片不但代表了碎屑岩中的一种特殊的“内碎屑”,而且其特殊的形态和产出特点成为窥视前寒武纪砂岩中席底发育的一种典型标志,从而有益于今后对类似沉积构造的阐释与研究;高水位体系域砂泥质白云岩中的纹理化构造似乎也是一种席底构造,它与其中的叠层石生物丘一起代表了前寒武纪海底微生物孤军作战的特殊生境。对该剖面大红峪组的初步研究表明,在前寒武纪地层中,除了要关注叠层石之类的微生物沉积构造以外,碎屑岩中也存在微生物活动的若干证据印席底构造（第五类原生沉积构造）,由此说明正是由于微生物新陈代谢的多样性才使其成为地球上无所不在及其无与伦比的巨大生物量。     

前寒武纪海侵砂岩中的微生物砂质碎片：以北京南口虎峪剖面大红峪组为例

碎屑岩中微生物形成的原生沉积构造,由于缺乏直接的微生物证据,其识别常常比较困难。位于北京西北郊的南口虎峪一带,古元古代晚期的大红峪组(1650～1600Ma),海侵体系域砂岩地层与高水位体系域砂泥质白云岩和叠层石白云岩组成了较为有规律的沉积相序特征,成为将大红峪组划分为三个三级层序的主要标志。在大洪峪组的海侵体系域砂岩层中,一种类似于碳酸盐岩中的“内碎屑”的奇特的砂质碎片,代表了前寒武纪海侵砂岩沉积面上曾经发育过微生物席;该砂质碎片与变余波痕和皱饰构造组成系列席底构造,特殊的形态和产出特点成为窥视前寒武纪砂岩中微生物席发育的一种典型标志。因此,南口虎峪剖面大红峪组海侵砂岩中的微生物砂质碎片及其相关的席底构造的发现,有益于今后对类似沉积构造的阐释与研究,特别是那些常常被厘定为前寒武纪古老的后生动物遗迹化石的沉积构造;同时也表明,在前寒武纪地层之中,除了要关注叠层石之类的微生物沉积构造以外,碎屑岩中也存在微生物活动的若干证据即席底构造(第五类原生沉积构造),这些特别的沉积构造对前寒武纪沉积环境重塑具有重要意义。     

河北省兴隆地区大红峪组沉积古环境研究

大红峪组为燕山地区惟一中、新元古界碎屑岩与碳酸盐岩混合沉积地层。根据“岩性—岩相—相序”的研究思路与方法 ,在详细研究成因单元基础之上 ,将大红峪组地层叠置规律归纳为碎屑岩型、混合岩型、碳酸盐岩型三种相序 ,横向上划分为两个相区 :东部相区以碎屑岩为主、西部相区以碳酸盐岩为主 ,沉积环境表现为由东部靠近陆源区缓斜坡砂质海滩向西部过渡为浅水碳酸盐台地型相模式 ,沉积作用以潮汐作用为主 ,偶见浅水风暴沉积     

山西黎城中元古界常州沟组微生物成因构造(MISS)及其地质意义

在山西黎城县西井镇彭庄至大井盘公路旁剖面以及黄崖洞景区发育大量的微生物成因构造(MISS),多发育在砂岩表面。由于构造形态奇特,被误以为各种遗迹化石或是不规则的泥裂构造。依据其形态特征、成因构造和前人分类方案,将研究区此类构造分为3种类型,即微生物席生长构造、微生物席破坏构造和微生物席腐烂构造,以及9个不同形态构造,即小瘤状突起、圆顶大瘤状突起、不规则侧向生长脊、大脊状生长构造、纺锤状脱水裂痕、多边形网状脱水裂痕、曲形脱水裂痕、微生物席砂片、砂火山构造,对9种不同形态的MISS进行了详细的论述。对研究区微生物成因构造(MISS)的成因进行了探讨,与豫西鲁山地区、贺兰山苏峪口地区、北京南口地区、河北兴隆地区发育的MISS及地层特征进行类比,认为MISS对华北地台中元古代地层对比以及古环境研究有重要的指导意义。     

燕山中段大红峪组火山岩的古风化特征

燕山中段（主要是指北京市平谷县内）大红峪组火山岩,在火山活动的间歇期,存在古风化现象,古风化使火山岩的成分、结构遭受改变,以致影响对岩石岩性的确定及同位素年龄的测定等。不同的地质环境,其风化情景不同。文中论述了火山岩的三种风化带及其不同的风化环境特征,并与现代风化带进行对比,研究大红峪组的古风化现象,有利于更好地认识当时的地质环境。     

河北兴隆地区中元古界串岭沟组沉积环境与相模式

串岭沟组常以页岩为其主要岩性组合。兴隆地区串岭沟组据岩性、岩相组合、垂直相序及厚度变化可划分为3个区：西北区、过渡区和东南区，其中西北区岩性组合为泥岩夹薄层细砂岩，厚49－62m；过渡区为泥岩、细砂岩夹两套厚60－240m不等中粗粒砂岩，厚度达600m；东南区以泥页岩为主，厚度大于530m。它们在横向上呈指状交错关系，其沉积环境隶属于小潮海岸型障壁岛－泻湖沉积体系。     

华北克拉通大红峪组高钾火山岩的地球化学特征及其岩石成因

华北克拉通中元古代大红峪组火山岩是一套高钾(K2O Na2O)、富铝、贫硅的碱玄岩-响质碱玄岩-响岩组合。地球化学特征显示其富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)(Rb,Ba,K等)、贫高场强元素(HFSE)(Th,Zr,Hf,HREE等)和弱亏损Nb,Ta的微量元素特征。稀土元素配分模式为右倾,有轻微的Eu正异常,类似于OIB的特征。较稳定的La/Nb比值和εNd(t)值,说明岩浆在上升过程中并未遭受到明显的地壳混染作用;结合岩石Nb,Ta弱亏损以及εNd(t)值为-0.66~0.63的特征,表明其地球化学特征更多的是其地幔源区的反映。因此,岩浆来源于富集地幔,可能为被俯冲交代作用改造过的深部岩石圈地幔,并有OIB特征的软流圈组分加入。构造环境分析表明,大红峪组火山岩形成于板内裂谷,其深部地球动力学过程可能与地幔柱有关。     

扬子西缘中元古界黑山组MISS构造的发现及其古环境意义

通过1∶5万区域地质调查及剖面研究,在扬子西缘云南东川地区黑山组发现大套流纹质凝灰质板岩夹层,获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值为1522±15 Ma,同时在中元古界黑山组泥质板岩中发现微生物成因沉积构造(MISS),通过对MISS及围岩进行电子探针、XRF分析及能谱分析,研究发现MISS主要成分为P、 S、 Fe、 Cr,明显是微生物沉积过程中形成的化合物特征;而围岩主要为Al、 Si、 K、 Mg、 Ti,为正常黏土质矿物组成元素,两者存在较大差别。笔者等发现的MISS是目前扬子西南缘已知发现的最古老的MISS;MISS在黑山组的出现表明了中元古代时期微生物群落的繁盛,反映了当时沉积环境为滨岸浅水潮上带,在凹陷的位置微生物参与形成了这样不规则的条带皱饰构造,为中元古代地层微生物区域对比、古环境研究提供重要的参考资料,对于恢复康滇裂谷盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。     

燕山中段大红峪组火山岩的古风化特征

燕山中段 (主要是指北京市平谷县内 )大红峪组火山岩 ,在火山活动的间歇期 ,存在古风化现象。古风化使火山岩的成分、结构遭受改变 ,以致影响对岩石岩性的确定及同位素年龄的测定等。不同的地质环境 ,其风化情景不同。文中论述了火山岩的三种风化带及其不同的风化环境特征 ,并与现代风化带进行了对比。研究大红峪组的古风化现象 ,有利于更好地认识当时的地质环境。     

扬子西缘中元古界黑山组MISS构造的发现及其古环境意义

通过1∶5万区域地质调查及剖面研究,在扬子西缘云南东川地区黑山组发现大套流纹质凝灰质板岩夹层,获得LA- ICP- MS锆石U- Pb 年龄加权平均值为1522±15 Ma,同时在中元古界黑山组泥质板岩中发现微生物成因沉积构造（MISS）,通过对MISS及围岩进行电子探针、XRF分析及能谱分析,研究发现MISS主要成分为P、 S、 Fe、 Cr,明显是微生物沉积过程中形成的化合物特征;而围岩主要为Al、 Si、 K、 Mg、 Ti,为正常黏土质矿物组成元素,两者存在较大差别。笔者等发现的MISS是目前扬子西南缘已知发现的最古老的MISS;MISS在黑山组的出现表明了中元古代时期微生物群落的繁盛,反映了当时沉积环境为滨岸浅水潮上带,在凹陷的位置微生物参与形成了这样不规则的条带皱饰构造,为中元古代地层微生物区域对比、古环境研究提供重要的参考资料,对于恢复康滇裂谷盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。     

辽宁东部地区桥头组微生物诱发沉积构造(MISS）的发现及意义

Through the re-investigation and understanding of the “mud crack-like sedimentary structure” in the Qiaotou Formation from late Mesoproterozoic to early Neoproterozoic in the eastern Liaoning, and by comparing with the contemporaneous microbial induced sedimentary structure (MISS) in other areas of the NCC, For the first time, the fractured sedimentary structure discovered in the Qiaotou Formation in Liaoning was identified as MISS.Results: The fissure structure found in the Qiaotou Formation is MISS, which is formed by the physical destruction of microbial mats.Conclusions: The MISS identified in the Qiaotou Formation has spindle-like, three-connected ornithoid and partially connected branched morphology, so it is speculated that the Qiaotou Formation was formed in the sedimentary environment of the upper part of the supratidal zone. This discovery provides basis for stratigraphic and sedimentological studies of the Qiaotou Formation, and is of great significance for studying the evolution of early life on earth and exploring the long-term impact of biota on the atmosphere and hydrosphere.     

辽宁东部地区桥头组微生物诱发沉积构造(MISS）的发现及意义

Through the re-investigation and understanding of the “mud crack-like sedimentary structure” in the Qiaotou Formation from late Mesoproterozoic to early Neoproterozoic in the eastern Liaoning, and by comparing with the contemporaneous microbial induced sedimentary structure (MISS) in other areas of the NCC, For the first time, the fractured sedimentary structure discovered in the Qiaotou Formation in Liaoning was identified as MISS.Results: The fissure structure found in the Qiaotou Formation is MISS, which is formed by the physical destruction of microbial mats.Conclusions: The MISS identified in the Qiaotou Formation has spindle-like, three-connected ornithoid and partially connected branched morphology, so it is speculated that the Qiaotou Formation was formed in the sedimentary environment of the upper part of the supratidal zone. This discovery provides basis for stratigraphic and sedimentological studies of the Qiaotou Formation, and is of great significance for studying the evolution of early life on earth and exploring the long-term impact of biota on the atmosphere and hydrosphere.     

河北省滦县地区大红峪组沉积特征分析

河北省滦县地区大红峪组为野鸡坨镇至响棠镇一带中元古界沉积盖层的最底部层位,这与滦县地区在元古宙地处山海关古陆边缘的地理构造格局有关。根据"岩相一层序一沉积环境"的研究思路与方法,将大红峪组地层划分为碎屑岩型和碳酸盐岩型两种相序,两个由TST-HST体系域构成的层序。沉积环境表现为东南侧为山海关古陆,北西侧为浅海台地,沉积作用初期以河流作用为主,进而发展为潮汐作用为主,偶为浅水风暴作用。     

扬子地块西缘中元古界黑山组MISS构造的发现及其古环境意义

通过1∶5万区域地质调查及剖面研究,在扬子西缘云南东川地区黑山组发现大套流纹质凝灰质板岩夹层,获得LA ICP MS锆石U Pb 年龄加权平均值为1522±15 Ma,同时在中元古界黑山组泥质板岩中发现微生物成因沉积构造（MISS）,通过对MISS及围岩进行电子探针、XRF分析及能谱分析,研究发现MISS主要成分为P、 S、 Fe、Cr,明显是微生物沉积过程中形成的化合物特征;而围岩主要为Al、 Si、 K、 Mg、 Ti,为正常黏土质矿物组成元素,两者存在较大差别。本次发现的MISS是目前扬子西缘已知发现的最古老的MISS;MISS在黑山组的出现表明了中元古代时期微生物群落的繁盛,反映了当时沉积环境为滨岸浅水潮上带,在凹陷的位置微生物参与形成了这样不规则的条带皱饰构造,为中元古代地层微生物区域对比、古环境研究提供重要的参考资料,对于恢复康滇裂谷盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。     

贺兰山地区中元古代微生物席成因构造

贺兰山中段中元古界黄旗口组石英砂岩中发现丰富的微生物席成因构造(MISS),包括由微生物席生长、破坏和腐烂过程形成的3种类型、9种不同形态的构造;与华北大红峪组发现的同类构造在成因类型与多样性方面具有很强的可对比性.砂岩中发育双向交错层理、冲洗层理、高角度单斜层理系和波痕,泥质粉砂岩夹层中发育波痕与泥裂,表明微生物席主要发育于潮间带上部至潮上带下部环境.MISS构造在华北地台长城系下部砂岩中的广泛存在表明在1.6 Ga前以蓝细菌为主的微生物群在环潮坪碎屑环境也很活跃.可能代表了微生物由海洋向陆地环境发展的过渡阶段.具光合作用功能的制氧蓝细菌的蓬勃发展可能是引发中元古代海洋化学条件发生转变、含氧量增高的重要原因,并为真核生物及宏观藻类的兴起创造了条件.研究表明,黄旗口组与华北大红峪组大致同时,反映了Columbia超大陆裂解期华北地台开始拉伸-张裂、缓慢沉降的构造古地理背景.     

贺兰山地区中元古代微生物席成因构造

贺兰山中段中元古界黄旗口组石英砂岩中发现丰富的微生物席成因构造（MISS）,包括由微生物席生长、破坏和腐烂过程形成的3种类型、9种不同形态的构造;与华北大红峪组发现的同类构造在成因类型与多样性方面具有很强的可对比性。砂岩中发育双向交错层理、冲洗层理、高角度单斜层理系和波痕,泥质粉砂岩夹层中发育波痕与泥裂,表明微生物席主要发育于潮间带上部至潮上带下部环境。MISS构造在华北地台长城系下部砂岩中的广泛存在表明在16 Ga前以蓝细菌为主的微生物群在环潮坪碎屑环境也很活跃,可能代表了微生物由海洋向陆地环境发展的过渡阶段。具光合作用功能的制氧蓝细菌的蓬勃发展可能是引发中元古代海洋化学条件发生转变、含氧量增高的重要原因,并为真核生物及宏观藻类的兴起创造了条件。研究表明,黄旗口组与华北大红峪组大致同时,反映了Columbia超大陆裂解期华北地台开始拉伸—张裂、缓慢沉降的构造古地理背景。     

冀北宽城中元古界杨庄组地球化学特征

为分析碳酸盐岩地球化学特征对地层及层序界线、沉积环境的影响,选取冀北宽城中元古界杨庄组剖面进行了实测。冀北宽城中元古界杨庄组常量、微量元素和碳、氧同位素在纵向上具有特征的演变规律,特别是在岩石地层界线与层序界面附近变化明显。CaO含量从杨庄组一段到二段为21.07%～16.45%,从二段至三段则为16.45%～24.21%,Sr、Ba含量分别从杨庄组底部向上由44.59×10-6突变至98.16×10-6和0.51×10-6至10.45×10-6,δ13C值在0‰～-1.5‰之间变化,δ18O在-3.5‰～-8.5‰之间变化。上述常量、微量元素及碳、氧同位素组成、变化与同时期海平面变化基本一致,表明地球化学特征可作为划分地层界面或层序界面的标志,特别是可以优化地层界线或层序界线。杨庄组CaO/MgO、Sr/Ba及V、Rb、Be、B等组成和演化研究表明,杨庄组形成于干热气候下的近岸浅水环境。