含交互白云石-方解石纹层的奥陶系碳酸盐岩研究及其对沉积白云石形成过程中微生物催化效应的意义

积白云石的形成机理困扰地质研究人员的时间已经长达一个世纪。过去几年来,有关采用由多糖和胞外聚合物(EPS)等微生物提取非生物材料合成无序白云石的研究取得了一些进展。实验室实验的成功推动了在天然古代碳酸盐岩样本中寻找白云石层与有机质相关联的证据方面的工作。通过光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加X-射线能谱仪(EPMA)、电子探针分析、扫描透射电子显微镜(STEM ),激光诱导荧光(LIF)成像、短波红外成像(SWIR )和X射线荧光(XRF)成像等手段,研究了来自宾西法尼亚南部阿巴拉契亚中部的中-下奥陶统圣保罗(St. Paul)群中含互层白云石-方解石层的微纹层状碳酸盐岩样本。结果表明该样本主要由两种类型的层构成。第一种是白云石主导层(Dolomite-dominated layers ),颜色较暗,通常也较薄,含有诸如石英和长石之类的碎屑矿物o第二种是方解石主导层(calcite-dominated layers),颜色较亮,通常也较厚,所含碎屑矿物较少,由微晶方解石基质支撑。现场XRD、LIF、XRF和SWIR分析结果表明,白云石层中富含有机质残留。这个结果与空间分布研究得出的结果一致,即白云石和有机质之间存在正相关性,从而为沉积白云石的微生物-胞外聚合物-催化形成的机理提供了证据。