华北寒武纪—奥陶纪豹皮状碳酸盐岩系生物扰动成因

华北地区寒武系和奥陶系发育了大量的生物扰动白云岩/生物扰动灰岩,选择两个代表性剖面——河南登封寒武系剖面和山西兴县奥陶系剖面进行碳酸盐岩系生物扰动成因研究。河南登封寒武系第二统朱砂洞组中的遗迹化石较单一,主要为Thalassinoides、含有少量Planolites;山西兴县中奥陶统马家沟组五5亚段中遗迹化石较丰富,识别出的遗迹化石共7个遗迹属,分别为Arenicolites、Cylindricum、Helminthopsis、Lorenzinia、Planolites、Teichichnus、Thalassinoides,其中Thalassinoides占主导地位。朱砂洞组主要为滨岸碳酸盐潮坪相,中奥陶统马家沟组五5亚段主要为局限台地相。通过野外地质考察及室内相关实验手段及方法,利用偏光显微镜、扫描电镜对生物潜穴及围岩进行了宏观和微观结构分析,发现生物潜穴内部主要为白云石,基质围岩主要为方解石,生物潜穴在野外露头上表现为颜色不一的斑块状。两个剖面大量发育遗迹化石Thalassinoides(海生迹),Thalassinoides的三维潜穴系统为白云石化流体提供了良好的运移通道,为回流渗透作用提供了有利条件,促进潜穴充填物白云石化,从而形成了大量豹皮状的生物扰动白云岩。     

豫西地区下二叠统太原组遗迹组构及其沉积环境

豫西下二叠统太原组中发育丰富的遗迹化石,常见有Zoophycos,Taenidium,Thalassinoides,Teichichnus,Gordia,Nereites,Chondrites和Planolites等,部分灰岩层中还发育生物扰动构造。根据遗迹化石的形态、组成、产状、分布特征以及丰度、分异度、生物扰动程度的不同,在研究区太原组碳酸盐岩中共识别出5种遗迹组构,包括类型A--Gordia-Planolites遗迹组构、类型B--Rhizocorallium-Thalassinoides遗迹组构、类型C--Zoophycos-Taenidium遗迹组构、类型D--Zoophycos-Speckle burrow强生物扰动遗迹组构、类型E--Chondrites-Nereites遗迹组构。其中类型C根据Zoophycos在剖面上所展现的各种特征,又可细分为3种类型,即类型C-1,C-2和C-3。通过分析宿主岩的沉积特征,表明太原组碳酸盐岩中的遗迹组构主要分布于潟湖潮坪和台内浅滩(类型A)、正常天气浪基面之上的浅海上部或局限台地(类型B,类型C-1和类型C-2)、正常天气浪基面之下的开阔台地(类型C-3,类型D)和风暴浪基面之下的浅海下部或水动力条件类似的较闭塞的沉积环境中(类型E)。     

Ichnofabric characterization of a deep‐marine clastic system: a subsurface study of the Middle Eocene Ainsa System,Spanish Pyrenees

This paper documents a subsurface trace fossil and ichnofabric study of the proximal parts of a structurally confined and channelized sand‐rich, lower slope and proximal basin‐floor deep‐marine system in the Middle Eocene Ainsa basin, Spanish Pyrenees. Five depositional environments are recognized based on sedimentary facies associations, depositional architecture and stratigraphic context (channel axis, channel off‐axis, channel margin, leveé‐overbank and interfan), as well as a channel abandonment phase. Each environment is characterized by distinct and recurring ichnofabrics. Ichnological measurements and observations were recorded from six cores recovered from six wells drilled at a spacing of between 400 m and 500 m at outcrop, and totalling 1213 m in length. From channel axis to levée‐overbank environments, there is a trend of increasing bioturbation intensity and ichnodiversity. Ichnofabrics in channel axis and channel off‐axis environments are characterized by low bioturbation intensity and low ichnodiversity. Thalassinoides‐dominated firmground ichnofabrics associated with erosive sediment gravity flows are common in these environments. In contrast, channel margin and levée‐overbank environments are characterized by ichnofabrics associated with high bioturbation intensity and ichnodiversity. Sediments of the interfan are characterized by the highest bioturbation intensity, associated with burrow mottling and an absence of primary sedimentary structures. This paper demonstrates that in core‐based studies, ichnofabric analysis is an important and valuable tool in discriminating between different environments in channelized deep‐marine siliciclastic systems. The results of this study should find wide applicability in reservoir characterization studies in the petroleum industry, in field‐based analogue ichnofabric studies and other core‐based studies in deep‐water siliciclastic systems worldwide such as the Integrated Ocean Drilling Program.     

河南西峡盆地上白垩统河流及湖泊沉积中的遗迹组构

河南西峡盆地上白垩统马家村组沉积厚度巨大,达1 960 m,由辫状河沉积、曲流河沉积和湖泊沉积组成。在河流与湖泊沉积中,发育丰富的遗迹化石,共6种类型,分别为Skolithos linearis、Cylindricumichnosp、Palaeophycus tubularis“J”形潜穴、垂直分枝潜穴和垂直螺旋潜穴。从形态分析,大多数为居住迹,按照遗迹化石产出岩层的岩性、扰动特征和残留遗迹等总体特征,将所发现的遗迹化石层划分为两类遗迹组构,即软底组构和僵底组构。前者主要发育在纹层状极细砂岩和粉砂岩中,潜穴密度大,属种单一,包括Skolithos组构和Palaeophycus组构;后者主要发育在厚层泥岩中,潜穴密度较大,类型稍多,包括由Cylindricum ichnosp、垂直分枝潜穴J形潜穴和垂直螺旋潜穴所组成的遗迹组构。与报道过的其他地区陆相遗迹化石的对比表明,随着时间的推移,河流沉积中的组构特征在白垩纪有明显变化,而浅湖沉积中的遗迹组构表明造迹生物的扰动能力显著加强。     

贵阳地区下三叠统安顺组遗迹化石及古环境意义

贵阳地区下三叠统安顺组中的遗迹化石是研究P-T生物大灭绝后古环境、古生态的良好材料,在研究区发现、描述了8个遗迹属,9个遗迹种。安顺组中遗迹化石的垂向分布表明:安顺组一段以结构单一、个体较小的遗迹化石Planolites montanus,Palaeophycus curvatus和Phycodes palmatus为主;二、三段中遗迹化石属种增多、生物扰动增强,除了一段的3个遗迹种外还发现有6个遗迹种:Beaconichnus darwinum,Chondrites recurvus, Thalassinoides paradoxicus,Thalassinoides horizontalis,Arenicolites isp.,Rhizocorallium commune,在三段出现的复杂遗迹化石Rhizocorallium commune和Thalassinoides paradoxicus代表了本地区海洋环境在早三叠世晚期的重大改善。岩性特征和生物化石特征表明安顺组一段上部为台缘浅滩环境,二段为碳酸盐岩台地边缘斜坡环境,三段为靠近台地边缘的潮间-潮下环境,在一至三段沉积期,海水含氧条件有所改善,研究区处于浅海“宜居带”上。安顺组四段沉积于半局限台地内的潮间-潮上环境,处于“宜居带”之外,在此区域遗迹化石不发育,生物活动相对较弱。早三叠世奥伦尼克期遗迹化石发育特征表明生物复苏活动在碳酸盐岩台地边缘带相对活跃。     

Lower Devonian tempestites in western Yangtze,South China: insight from Zoophycos ichnofabrics

A Lower Devonian (Emsian) tempestite in the western Yangtze plate, China, was studied based on ichnological and stratigraphical features. The results indicated that the local tempestite can be grouped into clastic constituent types, which include bottom erosion structures, graded beds, swaley cross‐stratification (SCS), parallel lamination, bioturbation and the new composition Zoophycos ichnofabrics. Five storm sequences and three Zoophycos ichnofabrics (Zoophycos–Chondrites ichnofabric, Zoophycos–Chondrites–Thalassinoides ichnofabric and Zoophycos–Thalassinoides–Palaeophycus ichnofabric) were discerned. It is demonstrated that the Zoophycos‐producers from the complex types of Zoophycos in storm sequences were opportunistic organisms (r‐strategists). This study reveals storm‐generated physical and biogenic structures and textures and provides a good ichnological method to identify storm deposits. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

粤北晚泥盆世天子岭组遗迹组构及其环境解释

遗迹组构是由生物成因改造的沉积岩组构,它是物理过程和生物过程相互作用的产物。本文在广东韶关晚泥盆世天子岭组碳酸盐岩沉积中建立了4个遗迹组构,即反映局限台地或封闭海湾环境的Planolies montanus遗迹组构,反映台地潮下低能环境的Thalassinoides—Planolites遗迹组构,反映潮上-潮间环境的．Skolithos遗迹组构和受固底底质控制的Thalassinoides遗迹组构。对遗迹化石和生物扰动构造进行阶层分析,从中识别出受固底底质控制的遗迹化石Thalassinoides.sp,这类遗迹化石常常代表层序地层学中的重要界面。     

东营凹陷沙河街组生物扰动构造半定量分析试验

根据东营凹陷沙河街组若干层段保存遗迹化石的形态、分异度、潜穴大小、密度、潜穴生成次序与相互叠复程度及原生沉积构造清晰度等指标,半定量地估算了它们的生物扰动指数,绘制了指数曲线图和直方图;在详尽分析生物遗迹组构基础上编制了组构分解图。     

贵阳花溪地区下三叠统大冶组遗迹化石及沉积环境分析

贵阳花溪下三叠统大冶组中富产遗迹化石,产出18个遗迹属:Beaconichnus,Circulichnis,Cosmorhaphe,Dendrohaphe,Glockerichnus,Gyrochorte,Gordia,Maeandropolydora,Micatuba,Mammillichnis,Megagrapton,Planolites,Palaeophycus,Phycodes,Phycosiphon,Rhizocorallium,Thalassinoides和Undichna。自下而上可识别出三个遗迹组构,分别为Phycodes、Phycosiphon Mammillichnis和Thalassinoidess遗迹组构。根据遗迹化石各属种分布,大冶组自下而上出现四个遗迹相:Cruziana遗迹相、Zoophycoss遗迹相、Nereites遗迹相和Cruziana遗迹相。结合遗迹组构,对大冶组的沉积环境进行了讨论,Phycodes组构属于Cruziana相,指示浅水环境;Phycosiphon Mammillichnis组构属于Zoophycos遗迹相—Nereites遗迹相,代表台缘下斜坡半深海低能环境;Thalassinoides组构属于Cruziana相,指示早三叠世印度期末的浅水高能环境。     

豫西济源地区中三叠世油房庄组遗迹组构及其环境解释

河南济源地区中三叠世油房庄组发育了一套滨浅湖相的砂泥岩沉积，在该组上段紫红色与黄绿色砂泥岩沉积中发现了大量的遗迹化石。其中高能砂质滨湖沉积中识别出6种遗迹组构:斑状生物扰动组构、Skolithos isp.-Planolites montanus组构、Skolithos verticalis组构、Planolites beverleyensis组构、Skolithos isp.组构和Palaeophycus annulatus 遗迹组构，它们可归入陆相Skolithos遗迹相；极浅湖泥岩夹粉砂岩沉积中识别出3种遗迹组构: Skolithos linearis遗迹组构、Taenidium barretti遗迹组构和植物根迹组构，它们可归入陆相Scoyenia遗迹相。     

塔河油田奥陶系生物扰动型储集层的三维重构及启示意义*

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组生物扰动型储集层发育。在岩心观测的基础上,通过典型岩样切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜和X射线显微镜观测以及XRD测试分析,对研究区奥陶系生物扰动型储集层的发育特征进行了研究。研究区奥陶系可识别的生物扰动分为2类,分别是 Thalassinoides和Helminthopsis,但以Thalassinoides最为发育,扰动体积可达90%;生物潜穴充填物以白云石颗粒为主,可达90%以上;宿主围岩为泥晶灰岩。随着塔河油田早—中奥陶世海侵、海退沉积环境的变化,生物潜穴的发育呈现出明显的周期性演化规律。在综合提取生物扰动型储集层特征信息的基础上,以沉积学和遗迹学理论为指导,应用3ds Max软件对研究区奥陶系生物扰动型储集层进行了三维重构。该研究虚拟再现了塔河油田生物扰动型储集层的内部结构与微观特征,不仅为后续研究这类储集层的宏观非均质性与微观各向异性、定量表征该类储集层微观尺度上的渗流特征奠定了基础,而且还为完善塔河油田奥陶系油藏模型提供了一种新思路。     

中国遗迹学研究十年进展

近十年来,中国遗迹学的研究取得许多新进展和新认识,重要成果概述如下: (1)在显生宙海相和过渡相沉积中新识别出84个遗迹属和211个遗迹种,新建28种遗迹组合及26种遗迹组构;在中生代和新生代陆相冲积扇、河流与湖泊沉积中识别出44个遗迹属和107个遗迹种,新建22种遗迹组合及10种遗迹组构;(2)论述了寒武纪底质革命对早期底栖生物的进化和生态效应的影响;(3)提出了3种古氧相(常氧相、贫氧相和厌氧相)的遗迹化石响应关系及其形成的沉积背景;(4)在华北下二叠统太原组灰岩中发现了大量成因与微生物相关的碳酸盐岩微形体,在动藻迹(Zoophycos)潜穴充填物中识别出球状、杆状、簇状、网状、瓶状和似脑球状6种微形体,描述了由造迹者与共生微生物一起进行一系列生命活动行为所形成的复杂精美的生物成因构造;(5)揭示了复杂遗迹化石动藻迹(Zoophycos)从浅阶层迁移至深阶层与从浅海迁移至半深海-深海同步的演化规律;(6)提出了滨-浅海和湖泊环境中风暴与浊流事件沉积序列中以及P/Tr界线附近遗迹化石的组成与分布特征,并论证了P-Tr事件前后遗迹化石及其造迹生物生态系统的演变规律,为晚二叠世末生物大灭绝后的生态系统复苏过程提供了可靠的遗迹学信息;(7)在华东、华北和西部地区多处新发现侏罗纪和白垩纪大量兽脚类、蜥脚类和鸟脚类恐龙足迹群;(8)在华北地台中元古界和上二叠统-下三叠统碎屑岩中识别出多种微生物成因沉积构造;(9)详细分析了碎屑岩和碳酸盐岩储集层中的生物扰动作用和遗迹组构及其对储集层物性的影响,建立了生物扰动变化三维地质模型,并提出了生物扰动型储集层的表征与研究方法。上述研究成果极大地促进了中国在遗迹分类学、遗迹相、遗迹组构、地微生物以及遗迹学在事件沉积和油气储层应用研究等方面的发展和进步。     

洛阳龙门地区中寒武统张夏组下部遗迹组构及其沉积环境

洛阳龙门地区中寒武统张夏组为一套富含生物扰动的薄层微晶灰岩和厚层鲕粒灰岩沉积,根据沉积学和遗迹学特征,从中识别出6个遗迹组构,从下到上依次是:潮下低能碳酸盐岩台地中的Planolites montanus遗迹组构,潮下浅水较高能碳酸盐岩台地中的Palaeophycus tubularis-Thalassinoides horizontalis遗迹组构,高、低能交替的滨岸浅滩或开阔台地滩间坪或滩前沉积中的Skolithos linearis-Planolites montanus遗迹组构,深水低能开阔台地沉积中的模糊生物扰动遗迹组构,高能鲕粒浅滩中的Macaronichnus segregatis遗迹组构和潮下低能局限台地环境中的Palaeophycus heberti遗迹组构.龙门地区张夏组由无鲕粒滩的碳酸盐岩台地逐渐向发育厚层鲕粒滩的碳酸盐岩台地演化,沉积环境从滨岸浅滩逐渐演变为无鲕粒滩的开阔台地,并随着海退由深水、开阔台地逐渐变浅形成鲕粒滩、局限台地.      

豫西北奥陶系马家沟组三段豹斑灰岩的生物潜穴成因及成岩演化

通过野外露头实地观测和室内薄片分析,对豫西北奥陶系马家沟组三段豹斑灰岩的发育特征及成因进行了研究。结果表明：研究区马家沟组三段豹斑灰岩中“豹斑”形态多样,形似生物潜穴,结合遗迹学特征分析,可将“豹斑”按其形态划分为Psilonichnus、Chnodrites、Thalassinoides、Helminthopsis及Planolites等5种生物潜穴类型,不同类型生物潜穴的出现主要受到沉积环境的制约;生物潜穴充填物按照其不同白云石化程度可被划分为泥晶白云石充填物及粉-细晶白云石充填物两种类型,其中泥晶白云石主要存在于Psilonichnus及Chnodrites两种潜穴中,而粉-细晶白云石则主要存在于Thalassinoides、Helminthopsis及Planolites之中;潜穴充填物的白云石化过程可被分为白云石化前的准备阶段、白云石的形成阶段及白云石的后期调整等三个阶段,不同潜穴的白云石化状态差异就是在此过程中形成的。     

豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组生物扰动构造及其地球化学特征

生物扰动在现代海洋沉积物地球化学循环中起着重要作用,它影响着底栖生物群落特性、有机物分解速率、海水化学性质、沉积物氧化还原性以及营养物循环.豫西登封地区寒武系第二统朱砂洞组碳酸盐岩发育了大量以Thalassinoides主导的扰动构造,对其进行碳和氮同位素测定,可以了解扰动生物对沉积物生物地球化学循环影响.测试结果表明,潜穴充填物和围岩中δ13C_carb值区别显著,不同扰动程度也差异明显,而δ13C_org和δ15N值差异不大,反映出生物对沉积物的扰动改造可以改变沉积物的氧化还原性及孔渗性,这一变化可能与生物扰动引起沉积物孔隙水含氧量增高导致的自生碳酸盐岩比例降低和成岩期白云岩化的增强有关.Thalassinoides造迹生物对沉积物的扰动改造不仅改变了沉积物的原始物理化学信息,促进了海水与沉积物的生物地球化学循环,而且诱导了沉积底质革命,扮演了显生宙早期生态系统工程建造者的角色.      

四川盆地中部磨溪地区龙王庙组沉积微相研究

结合四川盆地早寒武世龙王庙期区域沉积背景,本文对川中磨溪地区下寒武统龙王庙组的岩石类型、沉积构造、测井响应等沉积相标志进行了详细研究,探讨了磨溪地区龙王庙组的沉积微相特征及分布规律。研究表明早寒武世龙王庙期磨溪地区主要位于局限台地内,包括澙湖、颗粒滩和云坪三个亚环境,沉积产物以晶粒云岩及颗粒云岩为主。纵向上,龙王庙组由两个向上变浅的沉积旋回构成,旋回底部以澙湖沉积为主,中上部以颗粒滩沉积为主,顶部以云坪沉积为主。其中,颗粒滩亚相根据不同的岩性组合、沉积构造、颗粒岩累计厚度、单滩体颗粒岩厚度等可划分为滩主体(滩核)、滩翼以及滩间洼地三个微相。平面上,龙王庙组上下两段的沉积相展布具有明显的继承性,较龙王庙组下段而言,上段沉积时滩体的沉积范围、规模均有所扩大,同时颗粒滩具有向东迁移的趋势。磨溪地区龙王庙组沉积微相的展布主要受沉积期微古地貌以及相对海平面变化的影响,本文最后建立了磨溪地区龙王庙组颗粒滩沉积演化模式。     

陕西金粟山中奥陶统生物扰动构造与古环境分析

首次在鄂尔多斯盆地南缘陕西金粟山中奥陶统峰峰组八陡段与金粟山组第一段发现遗迹化石及其生物扰动构造.该地区中奥陶统含大量无法鉴定遗迹属种的生物扰动构造并产丰富的叠层石.分析、概括了生物扰动构造的分布及其特征, 采用生物扰动构造半定量分析方法并结合叠层石及沉积学研究对各组段古环境进行了解释, 进而认为: 中奥陶世自峰峰组八陡段到金粟山组第一段沉积期, 本区经历了3次由叠层石发育的潮坪环境到开阔台地浅海低能环境的古地理演变, 即海平面发生了3次较大的升降过程.      

苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组滨浅湖沉积中的遗迹化石

苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组滨浅湖沉积中动物遗迹化石共鉴定出6个遗迹属8个遗迹种,其中1个为未定种。包括Taenidium barretti、Taenidium satanassi、Beaconites coronus、Cystichnum curvativum、Palaeophycus isp.、Planolites montanus、Skolithos verticalis和Skolithos linearis等。这些遗迹化石主要是无脊椎动物的进食迹和居住迹,呈全浮痕或半浮痕保存。根据组合特征及沉积环境分析,可识别出两个遗迹化石组合:1）Taenidium—Beaconites遗迹组合,主要由具新月型回填纹构造的进食迹组成,反映了周期性干旱气候条件下的滨浅湖沉积环境;2）Skolithos linearis遗迹组合,主要由居住潜穴组成,代表了三角洲平原—前缘沉积环境。生物扰动根据扰动特点,可分为三种类型,即1）均一型,反映了湖平面缓慢上升之后较长时间保持稳定;2）增强型,反映了湖平面整体稳定条件下的小幅度快速上升,然后保持稳定和缓慢下降;3）复合型,反映了湖平面先缓慢上升,然后缓慢下降。三角洲平原-前缘分支河道沉积序列中遗迹化石的类型、丰度、分异度和扰动指数垂向上呈规律性的变化,结合其沉积学特征分析,可分为四个沉积单元,每个沉积单元的内部物理成因构造和生物成因构造明显不同。     

四川盆地磨溪—高石梯地区加里东—海西期龙王庙组构造古地貌恢复及地质意义

本文基于磨溪-高石梯地区三维地震和钻孔资料,选择地震层位易于追踪的二叠底-龙王庙底厚度变化趋势来表征龙王庙组底界构造古地貌。分析发现高台组沉积是对龙王庙末期的填平补齐,而二叠底-龙王庙底厚度与高台组地层厚度具明显的正相关关系,因而恢复的龙王庙组底界构造古地貌可以近似代表高台组沉积前的龙王庙组沉积古地貌;同时,该古地貌高地南缘的相对低地是龙王庙组颗粒滩最发育的地区,表明龙王庙沉积期古地貌特征具有类似特征。进一步分析发现认为:在加里东-海西期,经侵蚀窗补给的岩溶水顺层流动的活动规律受控于该古地貌,古地貌对岩溶储层的差异发育和质量变化具有明显的控制作用,即在古地貌斜坡带和岩溶水汇聚的沟谷地带,岩溶改造作用最强,所形成的储层质量最好;在孤立古地貌高地,岩溶改造作用相对较弱,所形成的岩溶型储层质量相对变差。结果表明该古地貌是龙王庙期沉积古地貌长期继承性发展的结果,其对沉积、储层的控制作用也为后期新钻井和开发井所验证。该研究方法和思路可供相似地质背景的同类工作对比参考。