黔桂地区石炭系层序地层格架及海平面变化

从石炭系到下二叠统,构成一个二级层序,其底面为紫云运动主幕不整合面及其相关面,顶界面为黔桂运动不整合面及其相关面,包含6个三级层序.研究区范围内,从连陆台地到孤立台地乃至台沟背景,沉积特征明显不同,如在连陆台地上发育煤系地层并且发育较多的白云岩地层,而在孤立台地上则以大套碳酸盐岩地层为特征,台沟背景中以暗色细粒沉积为主包括台盆相和台棚相沉积.因此,三级沉积层序的相序特征形成有规律的空间变化,虽然在不同的地点三级层序的形成时限和相序组构存在差异,但它们所代表的相对海平面变化过程基本上是同步的.在前人大量的古生物学研究成果的基础上,追索各三级沉积层序界面的空间展布特征,以地层记录中的两种相变面和两种穿时性为基本要素,可以建立黔桂地区石炭系(含下二叠统)的地层层序格架.     

中元古代罕见的实体宏观藻类化石——来自天津蓟县中元古界高于庄组第三段非叠层石碳酸盐沉积序列中的新材料

天津蓟县剖面的中元古界高于庄组可以划分为4个段,其中第三段组成一个特别的非叠层石碳酸盐岩序列。在该非叠层石碳酸盐岩序列上部的隐晶质泥晶灰岩中,发育着还存在成因争议的臼齿状构造,与其伴生的是多种类型的实体宏观藻类化石。根据宏观形态特征,可以将这些宏观藻类化石暂时归为球状丘尔藻、椭球状寿县藻、带状塔乌藻和豆荚状荚藻、卵圆状卵圆藻、舌状舌藻等多种类型,以前二种居多,组成一个球状丘尔藻—椭球状寿县藻组合。这些宏观藻类化石,曾经被认为是臼齿状构造的一种而称为"球状臼齿状构造",或被简单地当作燧石结核、钙质结核等等。但是,由于其具有规则的宏观形态,其中的球形或次球形化石在常规岩石薄片下还显示出可能的原始多细胞组织分化和可能的细胞显微结构,与充填臼齿状构造的方解石微亮晶形成明显的区别,所以不应该将其定义为臼齿状构造,更不能解释为钙质结核和燧石结核,其以罕见的实体化石不同于多年来所描述的、以碳质压型化石的形式产出的宏观藻类化石。其规则多样的宏观形态所表明的多种化石类型,以及那些球状或次球状实体宏观藻类化石显示出可能的多细胞组织及相似的细胞显微结构,表明具明显的原始多细胞真核生物特征,这为探索前寒武纪真核生物的起源与演化提供了宝贵的实际材料。     

华北地台东北缘寒武系芙蓉统叠层石生物丘中的钙化蓝细菌

华北地台东北缘的芙蓉统,大致为长山组和凤山组所组成,可以进一步划分为3个三级沉积层序;层序划分主要基于沉积相序列的旋回性所代表的沉积趋势,较深水的陆棚相钙质泥岩和深缓坡相条带状泥晶灰岩和泥灰岩组成的凝缩作用序列、与高水位体系域和强迫型海退体系域的中至浅缓坡相碳酸盐岩组成的总体向上变浅序列,是这些三级沉积层序的基本构成,从而形成了较为典型的淹没不整合型层序。那些典型的叠层石生物丘,类似于微生物礁,主要发育在长山组和凤山组下部构成的三级层序的强迫型海退体系域之中,代表了缓坡型台地中相对海平面下降阶段的沉积记录。这些叠层石生物丘中的叠层石,泥晶和微亮晶是其基本构成,最为特征的是发育着一些典型的钙化蓝细菌化石,表明了这些寒武纪芙蓉世的叠层石生长于蓝细菌主导的微生物席的钙化作用之中。最为重要的是,在构成叠层石生物丘的粗糙纹层柱状和穹窿状叠层石中,较为普遍地发育着"石松藻(Lithocodium)";这种谜一样的钙化蓝细菌化石,与其他的钙化蓝细菌化石一起,表明了寒武纪叠层石形成过程中复杂的微生物沉淀作用,成为窥视叠层石生长和石化过程中重要的微生物作用信号。就像其名称所蕴含着的高级绿藻中的松藻(Codium)的涵义一样,"石松藻(Lithocodium)"状的钙化蓝细菌,多描述于中生代的微生物碳酸盐岩中,而且还常常被解释为结壳状有孔虫或"海绵骨针的网状物",其生物亲和性还存在着剧烈的争论。因此,华北地台东北缘寒武系芙蓉统中的叠层石生物丘,特殊的层序地层位置代表了较为典型的强迫型海退沉积记录,特别的钙化微生物构成代表着叠层石生长和石化过程中复杂的微生物作用信号,成为深入了解"寒武纪-早奥陶世微生物碳酸盐岩复苏期"和"显生宙早期第一幕蓝细菌钙化作用事件"中的微生物造礁和成丘作用的典型实例。     

南非维特沃特斯兰德盆地绍斯迪普金矿床地质特征、成矿模式和找矿模型

对南非兰德砾岩型金矿床的研究成果进行总结,概括了绍斯迪普金矿床的区域地质背景、岩石地层划分,较为系统地分析了矿床的地质特征和矿床成因。 得出如下结论：①金的主要来源可能与太古宙含金花岗绿岩带有密切关系;②金矿体主要受太古宙文特斯多普砾岩地层和中兰德群中的Turffontein亚群埃尔斯伯格组砾岩地层控制;③金矿床可能经历了早期沉积成岩成矿阶段—后期改造富集多个（Klipriviersberg火山活动作用时期和与2050Ma布什维尔德杂岩体有关的变质作用高峰时期）阶段,为复合成因的层控改造型矿床。研究结果对该类矿床的深入研究和走出去的中国企业有重要的参考价值。     

现代叠层石的多样化构成:认识古代叠层石形成的关键和窗口*

自从Kalkowsky在1908年构筑了叠层石的术语之后,叠层石一直是地质学家采用不同方法研究和思考的主题,而且一直被当作证明地球早期生命历史的代表物而得到深入调查。叠层石确实为地球早期生命历史提供了间接而且复杂的证据,所以,现代叠层石确实代表着明显的生物信号而成为研究的焦点。最为引人注目的是,现代叠层石的多样化构成,确实表明了蓝细菌生物席建造了叠层石,而且进一步表明了微生物席转化成叠层石不是一个直接的作用过程。那些反映现代叠层石多样化构成的典型实例包括:(1)南极Untersee地区的湖泊相锥状泥质叠层石;(2)新西兰North群岛被称为煎锅湖的热水湖泊中以及美国黄石国家公园热泉中的硅质叠层石;(3)巴哈马台地、澳大利亚鲨鱼湾以及巴西东南部海湾碳酸盐沉积物构成的叠层石。由于蓝细菌微生物席是否代表了古代叠层石的形态学前体总是存在争议,而且在生命的图像中叠层石一直是一个迷惑的关键片段,因此,现代叠层石的多样化构成,将成为认识古代叠层石形成的关键和窗口。立足于前人的研究成果,追踪和总结现代叠层石的多样化构成,以及它们所代表的沉积作用和微生物新陈代谢活动丰富而复杂的信息,将不但丰富微生物沉积学的研究内容,还将拓宽沉积相分析的基本内容,对深入了解叠层石复杂的沉积学特征和生物学属性具有重要的科学意义。     

前寒武纪与微生物席相关的粉砂岩岩墙——以天津蓟县古元古界串岭沟组为例

在天津蓟县剖面古元古界串岭沟组下部的环潮坪相粉砂质泥页岩细粒沉积中,发育许多粉砂岩岩墙。由于该粉砂岩岩墙在层面上和层内具有特别的形态,因而对其成因具有多种解释:在层面上呈纺锤状粉砂岩裂缝以及在层内呈砂质充填管形态,从而被认为是最古老的后生动物遗迹化石;在层内呈弯弯曲曲的粉砂岩岩墙以及明显的流体化作用特点,所以又被解释为地震振荡作用形成的液化砂岩脉。显微镜下,这种岩墙具有明显的富残余有机质构成的边界,以及由粉砂颗粒相对聚集所显示出的明显的流体化作用特征;再加上与这种粉砂岩岩墙共生的沉积构造主要是皱饰构造,局部还发育变余波痕,由此表明沉积面上曾经发育过微生物席。因此,这种粉砂岩岩墙应该解释为沉积面在曾经被微生物席封闭的情况下,相对富含有机质的细粒沉积物在早期成岩作用过程中所发生的脱气作用和脱水作用的产物,最终可以归为由微生物形成的沉积构造的一种类型。     

甘肃张掖地区白垩系风成砂岩沉积序列! 祁连山白垩纪隆升的沉积学响应

白垩纪祁连山隆升过程及其沉积学响应的研究,对认识青藏高原的形成及其环境效应具有重要意义。受控于祁连山隆升过程的甘肃张掖地区下白垩统,包括赤金堡组、下沟组和中沟组,其基本特征是：（1）分布局限而且厚度上千米的赤金堡组,主要由旋回性发育的“冲积扇（或洪积扇—辫状河—滨湖相风成沙丘”序列所组成,形成一种反映了“雨影效应”的粗碎屑岩序列;（2）下沟组总体为一套红层沉积,在盆地边缘发育更多的风成沙丘,可能代表了与祁连山更加快速隆升相对应的更加强烈的“雨影效应”时期的产物;（3）中沟组,从冲积体系演变为一个分布广泛的湖泊沉积体系,总体上属于潮湿气候背景下未受到“雨影效应”影响的产物,与祁连山均衡抬升存在成因联系;（4）研究区上白垩统总体缺失,可能与祁连山的卸载过程产生的山前地壳均衡反弹存在关联。因此,从赤金堡组到下沟组的风成砂岩序列、特殊的沉积相构成及其演化序列,不但成为窥视早白垩世祁连山隆升过程的物质记录,而且为早白垩世东亚大气环流格局的重建提供了另外一个重要的物质记录。     

中元古代叠层石—非叠层石碳酸盐岩层序地层序列及其沉积特征——以北京延庆千沟剖面高于庄组为例

北京延庆千沟剖面中元古代高于庄组为一套发育在海侵砂岩上的叠层石—非叠层石碳酸盐岩沉积序列,厚度千余米,包括4段:第一段(或称为官地亚组)主要为海侵砂岩地层;第二段(或称为桑树鞍亚组)为发育少量叠层石的含锰白云岩和灰质白云岩地层;第三段又称为张家峪垭组,为一套以均一石灰岩为主的地层序列,发育席底构造且贫乏叠层石;第四段(环秀寺亚组)以叠层石礁白云岩为特征。与蓟县剖面相比较,该剖面的高于庄组具有以下特点:(1)第一段厚度百余米的海侵砂岩地层不但表明了与下伏大红峪组之间存在较为明显的区域不整合面,而且与蓟县剖面厚数百米的叠层石白云岩地层形成明显的区别;(2)在第三段的非叠层石碳酸盐岩沉积序列中,未发现臼齿状构造,但发育丰富而典型的席底构造,而且以均一石灰岩为特征;(3)第四段的厚度为500余m,由罕见的叠层石礁序列所组成。这些特征表明,千沟剖面的高于庄组组成了一个复杂而有序的叠层石—非叠层石碳酸盐岩沉积序列,成为依据沉积相序列进行前寒武纪三级层序划分和二级层序合理归并的典型实例。更为重要的是,第四段中的叠层石生物礁和第三段的均一石灰岩序列的存在,反映了一些值得进一步研究的问题:如前寒武纪叠层石生物礁的沉积模式,非叠层石灰岩序列是否代表了一次叠层石衰减事件等等。     

复合海平面变化控制下的碳酸盐向上变浅层序──以贵阳地区三叠系大冶组灰岩为例

碳酸盐向上变浅层序形成的主因乃因在被动大陆边缘至克拉通盆地中，构造沉降速率一般要小于碳酸盐生产速率，而碳酸盐生产速率又要小于海平面变化相对上升速率。由此就形成了台地淹没事件形成的“淹没不整合”界面之上发育的碳酸盐向上变浅层序。这种低频率海平面变化快速上升超过碳酸盐生产速率形成的向上变浅层序，可由许多种类型的米级旋回层序有规律的垂直叠加所构成。在低频率海平面变化的上升阶段则以淹没节拍为主的米级旋回层序为特征，而在停滞至下降阶段则以暴露节拍的米级旋回层序为特征。而且组成向上变浅层序的下部单元──淹没事件形成的凝缩面具有从靠近盆地区到靠近台地区变薄的趋势。贵阳地区三叠系大冶组灰岩由两个向上变浅层序组成，每一层序包括若干个不同类型的米级旋四层序。     

上扬子区下寒武统的层序地层格架及其形成的古地理背景

上扬子区特别是贵州及邻区的下寒武统发育完整,是一套从黑色页岩系到碳酸盐岩的地层序列,该序列构成一个复杂而有序的层序地层格架。在时间变化方面,下寒武统组成一个二级层序,其中可以进一步划分为5个三级层序,形成一个有序的海侵-海退旋回序列;在二级层序之中,三级层序形成一个有序的垂直叠加形式,自下而上三级层序由“凝缩段（CS）+高水位体系域（HST）”序列演变为“海侵体系域（TST）+凝缩段（CS）+高水位体系域（HST）”,层序界面类型由淹没不整合型层序界面演变为明显的暴露间断面,意味着二级层序的相序组构与三级层序存在相似性。在空间变化方面,从北西向南东随着古地理背景由浅变深,下寒武统厚度变薄,向东南变为一个难以进行三级层序划分的凝缩序列。该层序地层格架不但表明了三级层序的两大属性--“空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性”,而且反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”。同时,所建立的层序地层格架表明了其复杂的古地理背景;具有不同特点的三级层序代表了不同的古地理背景,意味着早寒武世复杂的古地理变迁。因此,系列层序地层格架栅状图反映出每一个三级层序的相序组构的时空变化,而系列古地理图又代表了各个三级层序形成时期的独具特色的古地理背景。