宜昌界岭地区Tremadocian早期微生物成因构造的发现

【研究目的】微生物成因构造(MISS)是国际研究热点之一。中国地质学家较多关注前寒武纪的MISS,而较少研究其他时期的该类构造。奥陶纪早期微生物的繁盛是全球性的,但MISS此前仅见于法国和加拿大纽芬兰等地的浅水碎屑岩,中国目前尚无报道。【研究方法】通过野外调查和剖面测量,本文首次在宜昌界岭地区早奥陶世Tremadocian早期地层(南津关组上部)中发现微生物成因构造。【研究结果】宜昌界岭地区的微生物成因构造主要为微生物席生长构造和微生物席破坏构造。其中值得注意的是,微生物席破坏构造与广泛发育于前寒武纪的臼齿构造形态上具有相似性。【结论】该MISS的发现,不仅丰富了全球含MISS的地层单元,也对显生宙微生物岩研究具有重要理论意义。这一发现也是对宜昌市地质遗迹的重要补充。

冀西南中元古界长城系赵家庄组叠层砂质MISS组合的发现及意义

在冀西南中元古界长城系赵家庄组沉积特征研究过程中,发现了一种特殊沉积构造——“叠层”砂质MISS组合。其在平面上与岩层面齐平,仅表现为颜色的明显差异,轮廓清晰截然,且内部具同心圆状结构;垂向上,内部纹层多与外部不一致,除颜色差异之外,还具有“叠层”特点,故将其命名为一种新的MISS类型——“叠层”砂质MISS组合。通过分析其产出背景、发育特征、成因及演化特点,认为叠层砂质MISS组合主要形成于潮坪相潮下和潮间环境,包括典型叠层砂质MISS(可演变为颗粒状砂质MISS、叠合砂质MISS等)和非典型砂质MISS,且随着沉积环境的变化,具有向碳酸盐岩MISS或常规MISS演化的趋势。叠层砂质MISS组合的发现和研究,为微生物成因沉积构造的研究提供了新的依据和方向。

山西黎城中元古代砂岩层面多种痕迹特征及成因初析

山西黎城地质公园中元古界砂岩夹页岩的层面上除波痕、泥裂等常见构造外,有"石蚯蚓"、弧形迹、星形迹等多种遗迹,用简单的力学原理难以解释它们的形成机制。初步分析认为,自由弯曲水平潜穴(meander burrows)或爬迹(Nereites)、交叉"S"或"8"字形遗迹可能为生物遗迹或与微生物席有关的构造;而星形迹两端变尖,常组成三射星形,与已报道的冰晶痕相似。更可贵的是,我们可以看到这些痕迹间具有渐变过渡的特征,这提示我们研究这些痕迹的成因必须统筹而系统地考虑问题。

贺兰山地区中元古代微生物席成因构造--远古时期微生物群活动的沉积标识

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一张裂、缓慢沉降的构造古地理背景。

从微观角度认识微生物席在中元古代的繁盛——以豫西云梦山组为例

豫西云梦山组发育了大量的微生物成因沉积构造(MISS)。在地层纵剖面上,毫米级的深色沉积物层和浅色的石英颗粒层交替出现,形成典型的微生物席纹层,代表着微生物席在沉积表面的多次生长和埋藏。深色层包含有泥质物和细砂—粉砂颗粒,被认为是先前微生物席的残留区;浅色层则是较纯净的石英颗粒,由物理沉积作用形成。进一步对纹层区的薄片观察揭示了5种明显的MISS微结构类型,分别是:波曲层(wavy crinkled laminae)、网状结构(network fabrics)、定向颗粒层(oriented grains)、细小颗粒层(mat layer bound small grains)和重矿物层(heavy mineralsmat layer bound)。这些微结构代表了微生物席在沉积物表面殖居、生长、代谢以及与沉积物相互作用的一些特征,同时也指示了当时的水动力状况和古环境特征。

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。

豫西鲁山中元古界云梦山组微生物成因沉积构造发育特征及古环境意义

前寒武纪的生物界是以微生物为主导的,微生物所引起的生物沉积构造的研究一直受到地质学家重视。以往的研究多集中在碳酸盐岩地层,近年来以发育在碎屑岩地层为主的微生物成因沉积构造(MISS)也成为地学界的研究热点之一。豫西鲁山地区云梦山组隶属于中元古界汝阳群,在构造古地理上属于华北地台南缘,主要为一套陆源碎屑岩沉积,其层面发育了大量的MISS,且类型多样。MISS类型的分布特征对精细环境有良好的指示作用;MISS的大量发育表明了当时微生物群落的繁盛,揭示了当时的微生物群落对古环境具有的强大改造功能。

微生物席成因构造形态组合的古环境意义:以华北南缘中—新元古代为例

微生物席成因构造(microbially induced sedimentary structures,MISS)是由微生物与沉积物相互作用形成的生物-沉积构造,可作为早期微生物群活动的重要标识,但对其指示古环境的研究尚显不足.华北地台南部中-新元古代汝阳群(Pt2)和洛峪群(Pt3)以近岸浅水陆源碎屑沉积为主,其中发育大量MISS,包括多向波痕、微生物席稳化波痕、微生物席碎片、微生物席平滑波痕、多种微生物席脱水形成的砂裂及不规则网状生长脊等.研究表明,在潮坪环境中MISS最为发育.地势差异对水动力、基底暴露、水分补给和沉积条件等环境因素具有显著控制作用,影响微生物席的发育与结构,因此,MISS的形态组合特征能够反映沉积微相变化.研究发现,在潮上带以微生物席脱水形成的砂裂构造为主,潮间带上部以破坏-改造型构造为主,潮间带下部-潮下带一般少见原位MISS,但可见再沉积微生物席碎片.据潮间带下部至潮上带上部MISS产出类型及其形态组合分析,识别了4个MISS形态组合带,MISS形态组合由潮间带下部至潮上带上部的变化反映了古地形由低到高的明显变化.

硅质碎屑岩中的微生物席相关构造——联接现代与过去的纽带

微生物通过自身生命活动可以在硅质碎屑物上形成微生物席。微生物席具有黏结性、柔韧性、抗剥蚀性等特征,与物理营力相互作用可以形成一系列独特的原生沉积构造,即微生物诱发的沉积构造(MISS)。形成和保存MISS的基本条件包括经历较低的变质程度、发育于海退—海侵的转折点、出现在有利的"微生物席沉积相"中。微生物席本身很难保存在岩石序列中,所以识别石化MISS具有一定难度。与现代环境中发育的MISS具有相似的几何形态和包含古代微生物席组构是识别石化MISS的有效途径。微生物生长、稳化、障积、捕获和黏结作用可以形成形态各异的MISS,根据这些作用和特征可以将其划分为5大类17小类。对保存在硅质碎屑岩中的微生物诱发的原生沉积构造和现代潮坪中发育的MISS进行综合对比研究,有利于微生物席沉积学的发展,也为进一步理解古代硅质碎屑岩沉积环境提供重要线索。

豫西P–Tr之交的微生物成因构造与后生动物扰动构造的耦合变化及生态学意义

豫西登封、济源、宜阳、荥阳和巩义等地发育一套连续的二叠纪–三叠纪之交的陆相地层孙家沟组、刘家沟组和和尚沟组,保存着有环境和生物信息的微生物成因构造以及后生动物扰动构造,对二者的深入研究对二叠纪–三叠纪之交的陆相微生物与环境以及早三叠世的生物复苏有着重要的意义。研究区5个剖面保存了丰富的微生物成因构造和后生动物扰动构造,其中微生物成因构造有3大类、25小类,后生动物扰动构造有6属13种。这些构造在地层自下而上有一定的变化规律:微生物成因构造自孙家沟组中上部出现到刘家沟组顶部消失;后生动物扰动构造自刘家沟组上部出现,到和尚沟组上部逐渐增多,至中三叠世油房庄组基本达到灾变事件前的生物水平;二者仅在刘家沟组共生。本研究表明研究区微生物成因构造和后生动物扰动构造在整体上具有负相关性与耦合变化关系。