豫西寒武系微生物岩中的葛万菌化石及其微观结构

葛万菌(Girvanella)是由一个相互串联着的细胞列和外部包绕的多糖质黏性胶鞘组成的蓝细菌化石,是豫西寒武系微生物岩中最常见的钙化微生物。葛万菌丝状体在不同的微生物岩中具有不同的排列方式。潮间带环境中的叠层石其葛万菌主要发育在暗色纹层中,丝状体呈规则的水平状分布。在低能的鲕粒滩滩间或滩后洼地环境中形成的核形石形态及圈层结构均不规则,葛万菌丝状体在其核心和暗色纹层中整体表现为不规则的密集缠绕状;高能鲕粒滩环境中的核形石形态浑圆,圈层结构规则,葛万菌丝状体在核形石暗色纹层中多沿切线方向分布。凝块石形成于台地鲕粒滩滩间局限海环境中,葛万菌丝状体相互交织成不规则团块状发育在凝块中。巨鲕形成于台地鲕粒滩滩间海环境,葛万菌丝状体在内圈层呈密集缠绕状分布,在外圈层则沿切线方向展布。虽然葛万菌群的排列方式在不同微生物岩中有所不同,但是单个葛万菌丝状体的特征相似。在偏光显微镜下,葛万菌丝状体呈略弯曲的无分枝、不分节、细长管状,相互缠绕叠覆;单管由深灰色的管壁(胶鞘)和中间明亮的管芯(细胞列)组成。在电子显微镜下,葛万菌的管壁由直径1—2μm沿径向放射排列的粒状或短柱状方解石组成,为葛万菌光合作用诱导产生的生物矿物;管芯直径10—20μm,长度50—200μm不等,由圆柱状方解石组成,为成岩期重结晶所致。根据葛万菌的显微结构,结合现代管状蓝细菌的特征,葛万菌由短杆状细胞而非球状细胞组成,其结构应为由短杆状细胞组成的细胞列、细胞壁和细胞外的胶鞘(EPS)。

河南卫辉地区寒武系苗岭统馒头组二段中的铁质叠层石

河南卫辉地区寒武系馒头组二段顶部发育连续沉积的铁质叠层石。本文综合运用沉积学与沉积古地理、矿物学和地球化学方法,对卫辉罗圈村剖面馒头组二段的铁质叠层石进行了详细的分析。研究区铁质叠层石形成于潮间-浅潮下带滩后微生物丘礁,发育有大量铁矿化的葛万菌(Girvanella)丝状体。地球化学测试显示铁质叠层石中的含铁矿物为赤铁矿;叠层石样品的主量元素Ca、Al、P和Ti含量较高且Al、Fe和Ti元素之间有显著的正相关;微量元素呈现与地壳类似的丰度和变化规律;稀土元素总量较高,总体偏向于轻稀土相对亏损,重稀土相对富集且无明显Eu异常;这些特征说明铁质叠层石的含铁矿物来自陆源。沉积古地理分析表明,含铁矿物很可能来自鄂尔多斯陆的陆源风化产物随陆地径流南下进入研究区。铁质叠层石中铁含量与葛万菌的密集程度呈正相关关系,反映出赤铁矿的沉淀与葛万菌的发育密切相关。葛万菌的光合活性通过增加pH值和氧气浓度来提高铁氧化速率,其细胞外聚合物吸引三价铁离子,为铁矿物的积累提供成核位点,丝状体的运动性有助于捕获沉淀物,从而形成明暗交替纹层的铁质叠层石。