叠层石衰减事件及臼齿构造碳酸盐岩作用幕——了解前寒武纪碳酸盐岩世界的重要线索

叠层石和臼齿构造是前寒武纪较为引人注目的两种沉积现象。叠层石作为微生物碳酸盐岩的典型代表,在前寒武纪由于对叠层石的形成缺乏直接的微生物证据而成为一个"前寒武纪谜";臼齿构造复杂的宏观形态和奇特的微亮晶方解石填充物以及对其成因机制的持续争论而成为又一个"前寒武纪谜"。最新研究表明,叠层石形态种数量在元古宙达到繁盛的顶峰之后开始衰减,而仅产出于前寒武纪地层记录中的臼齿构造似乎总是以较高的丰度呈幕式发育于叠层石的衰减事件之后,在空间上臼齿构造多产出于比叠层石更深的水体环境。叠层石的衰减和臼齿构造的幕式发育历史可能主要与环境因素发生重大变化有关,而后生动物的竞争不是直接原因。

叠层石衰减事件及臼齿构造作用幕:形成机制与研究进展

叠层石和臼齿构造碳酸岩的兴衰是沉积学界倍受关注的研究主题。地史中叠层石经证实发生了5次比较重要的衰减事件,分别在2000Ma、1250Ma、1000Ma、675Ma、450Ma。最近,根据燕山地区非叠层石碳酸盐岩序列,认为在1450Ma又发生过叠层石衰减,所以存在6次叠层石衰减事件。现今叠层石的丰度已经非常稀少。究其原因主要在于:叠层石的形成与微生物钙化作用有关,而其钙化作用又受周围海水化学变化所影响。显生宙后生动物及海水饱和态共同影响了叠层石的形成。著名的"前寒武纪谜"表明,海水化学条件及微生物的进化则是叠层石发展的主要控制因素。臼齿构造(MT)仅出现在前寒武地层中,具有一定的时代限制,其形成及消失受海洋中CaCO3沉淀的影响,而且似乎主要发育在叠层石衰减事件之后,在空间上臼齿构造多产出于比叠层石更深的水体环境。所以古海洋化学的变化影响着地球表面生物演化及生物沉积的历史,上述研究进展对深入了解海洋化学在地质历史时期的长期变化具有重要意义,而且也有利于解开地质历史上的种种谜团。

幕式成藏的机理和规律探讨

根据国内外油气成藏特点及盆地流体动力学综合分析,认为幕式成藏也是含油气盆地一种普遍存在的成藏方式,特别是对于多构造运动、断裂发育的盆地以及异常压力比较发育的盆地,幕式成藏往往占有重要地位。幕式成藏的机理主要有构造幕和构造泵作用、断层阀效应或地震泵作用以及超压积聚效应等3种作用。但与渐进式成藏不同,幕式成藏在时间上并不完全受生烃窗控制,而主要受控于区域构造运动、断裂活动或异常压力的演化,因此盆地的构造演化史、断裂活动史和异常压力发育史往往决定了幕式成藏史。

福山凹陷古近系沉降特征时空差异性及其形成机制

福山凹陷区域构造复杂,研究程度较低,而针对构造沉降史的研究几乎为空白。应用EBM盆地模拟系统对福山凹陷沉降史进行回剥分析的结果表明,福山凹陷先后经历裂陷期、断拗转换期和裂后期,且沉降速率的变化呈现幕式特点。裂陷早期自裂陷Ⅰ幕开始西部次凹沉降速率大于东部次凹,但到裂陷Ⅲ幕东部次凹沉降作用加强,沉降速率反而大于西部次凹;从沉降中心发育的位置看,裂陷初期沉降中心位于凹陷西部的皇桐地区,到裂陷晚期(裂陷Ⅲ幕)沉降中心已经逐步迁移到了东部的白莲地区,而拗陷期区域沉降中心继续向北东方向迁移;这种东、西次凹沉降速率的垂向差异性以及整个凹陷古近系沉降中心自西向东迁移的规律,反映出福山凹陷东、西次凹沉降特征的时空差异性特点。研究结果表明,东、西次凹控凹断层活动差异性以及福山凹陷受区域非对称性拉伸作用是造成这种沉降时空差异性的内在机制。