海南岛三亚小东海珊瑚礁坪生态沉积分带和碳酸盐沉积作用

海南岛三亚小东海发育有美丽的岸礁,岸礁礁坪环境向海延伸数十米,珊瑚礁生态沉积分带明显,从陆地向海依次为海滩岩、大块礁珊瑚带、礁坪内带、礁坪外带和礁坪前缘斜坡带,不同的分带有不同的碳酸盐沉积和造礁珊瑚生态群落.海滩岩的成分主要有珊瑚骨骼、藻类、腹足类、瓣鳃类和底栖有孔虫等生物砂颗粒;石英砂颗粒含量较少,成岩作用主要表现为早期胶结作用.小东海的礁坪是一种向海进积类型的,礁坪靠海滩岩一侧为大块珊瑚带,平顶、原地、且已死亡的块状珊瑚分布其中,大块珊瑚周围是生物砂粒和灰泥沉积;礁坪内带以死亡的珊瑚居多,表面包有生物颗粒和灰泥沉积物,活珊瑚都以块状复体为主,枝状和其他生态类型的几乎没有.群落动态变化统计分析显示,礁坪外带强波浪作用带是造礁珊瑚生长最繁盛和分布最密集区域,除块状复体的珊瑚大量繁盛外,枝状的伞房鹿角珊瑚也大量发育,由于波浪强烈的冲刷作用,生物颗粒和灰泥沉积物极少.微生物碳酸盐沉积一般发育在海滩岩的孔穴、珊瑚骨骼空腔和生物颗粒上,而以后面二者居多;从海滩岩到礁坪外带的波浪和水流作用变化,决定了小东海珊瑚礁的生态沉积分带,微生物碳酸盐沉积一般不在波浪作用强烈和沉积物受冲刷的礁坪外带发育.     

青海湖湖滩岩的岩石学特征及其形成机制

以青海湖的湖滩岩为研究对象,通过显微镜观察、扫描电镜、矿物阴极发光性观察和电子探针等分析方法研究了湖滩岩的岩石学特征和形成机制.湖滩岩胶结物主要由暗色纹层和文石针组成,识别出五类胶结物晶体和三类胶结物组构.在暗色纹层中,有发现包覆式和缠绕式生长的微生物.微生物对泥晶方解石和黏土矿物起着生物稳定化作用(障积作用、捕获作用和粘结作用).微生物生长过程中的新陈代谢影响了碳酸盐的溶解度,从而导致产生碳酸盐矿物在微生物席内的丝状体之间或沿着丝状体的沉淀作用.从研究湖滩岩胶结物垂向上和横向上的变化规律入手,发现胶结物的类型和组构与水深、温度、盐度、水动力条件有一定关系.破浪带和碎浪带的水深、温度、盐度适宜,为微生物作用最强的水动力带.通过对青海湖湖滩岩中的微生物作用特征及其发育模式的研究,认为湖滩岩中胶结物的形成受到微生物作用的影响较大,从而支持了微生物作用对碎屑岩早期成岩具有重要意义的假设.     

中国南沙美济环礁中微生物碳酸盐沉积及其环境意义

位于中国南沙群岛中的美济礁是由珊瑚礁环围绕泻湖形成的. 在珊瑚构成的礁环上既有突起的小珊瑚岛(在礁环上的小补丁礁)也有低缓的礁沙丘, 微生物碳酸盐沉积发育在环礁底部周围和斑块礁塔的珊瑚上或礁沙丘的珊瑚断枝上, 生长形式主要为绒毛状、发状或细刺状、胶块状、席状或结壳状, 一般发育在0~15 m水深环境中. 这些微生物沉积可能是由丝状蓝菌的自然种群经钙化后形成. 它们的生长位置: (1) 与Acropora共生的球茎状珊瑚上; (2) 块状的Galaxea fascicularis丛体上; (3) 死亡的Montipora digitata丛体上; (4)死亡的Acropora teres上, 一些发状的微生物碳酸盐沉积覆绕这些珊瑚断枝生长. 研究证实了微生物碳酸盐沉积在中国南海珊瑚礁沉积中的发育, 显示出微生物作用过程在现代珊瑚礁系统形成中的重要性. 其研究结果对确定地质时期形成微生物岩(microbialite)的微生物的特征和成分, 以及对评估现代珊瑚礁中的微生物碳酸盐沉积及其在现代礁系统生物化学循环中的重要性都具有重要意义. 研究结果还提供了地质时期浅水环境中形成的古微生物岩现今类比的证据, 并且结合古微生物岩的沉积学研究来了解其生长控制机理.     

桂林中、晚泥盆世微生物碳酸盐沉积、礁和丘及层序地层、古环境和古气候的意义

钙质碳酸盐的微生物沉淀作用从太古代开始一直在碳酸盐台地的发育中起到了至关重要的作用. 微生物碳酸盐在重大的环境变化中(包括台地环境的海侵事件和生物绝灭后的复苏阶段)是碳酸盐沉积体的重要贡献者; 在层序地层不同体系域中有不同的微生物形成的碳酸盐沉积.桂林晚泥盆世法门期碳酸盐台地中的生物礁和丘完全由微生物和胶结物形成, 代表了弗拉-法门期生物事件后骨骼后生生物完全缺失的礁生态系中微生物为主的、独特的生物礁类型; 它们与特定的古环境和古气候有关, 可以用作研究环境变化和生物事件的指标.     

深海(铁)锰结核微生物成因新证据

应用显微荧光技术 ,结合电子探针成分分析 ,对新近从东太平洋采集的铁锰结核进行详细研究发现 ,其中发育清晰的微生物显微荧光结构 ,并保存有大量微生物“活体” ,与铁锰结核的形成密切相关 .根据形态初步确定了两类微体菌 (藻 ) .其一为丛状菌 ,以富锰矿物为骨骼向外生长 ,形成不规则菜花状且表面粗糙的结核体 ;其二为丝状菌 ,呈弧状或同心圆状向外逐层生长 ,形成表面光滑的结核 .也常见两种菌类交互生长 ,形成各种形态复杂的结核体     

海南岛莺歌海海相贝壳层和海滩岩的形成年代

乐东县莺歌海位于海南岛西南角。这里有一个被新砂堤-砂丘封闭的现代泻湖——咸塘。新砂堤之下,有一套含海相贝壳珊瑚碎屑的胶结砂砾层,系全新世时期形成的海滩岩(赵希涛等,1978,海南岛全新世海滩岩,地质科学,2期)。在泻湖相沉积之下,有一套海相贝壳层。为确定贝壳层和海滩岩的形成年代,探     

山东寒武系毛庄阶微生物团块的形态特征与成因

在山东省微山县两城剖面寒武系毛庄阶发现一种微生物团块,通过对其宏观及微观形态特征的详细解剖,指出该类型微生物团块与内碎屑的异同,并分析了微生物团块的成因和指相意义.微生物团块可被磨圆而外形较光滑,或粘聚成不规则状;无核心或有多个不规则"核心",内部无构造,菌藻类含量高,泥晶化作用发育;其粒径组成以砂级和砾级颗粒为主,颗粒组分主要包括磨圆的凝块石和鲕粒,颗粒与亮晶胶结物界限清楚.微生物团块是浅海环境中由蓝细菌类或其他微生物在其生命活动中通过对碳酸盐颗粒钻孔、泥晶化胶结和分泌的胞外聚合物(EPS)粘结而成,属非固着生长的块状碳酸盐岩颗粒,可在潮下带较高能环境中形成.由于其成因与蓝细菌等微生物直接相关,应该将微生物团块归属于微生物碳酸盐岩的范畴.     

香港海滩岩与海滩风暴沉积

根据香港大屿岛南岸贝澳湾和下长沙湾海滩岩的沉积特征 ,从风暴沉积的沉积过程与海滩动力条件的角度论证了海滩岩的形成与风暴潮沉积的关系 ,认为一部分沙质海滩中的海滩岩是由风暴潮沉积形成的 .风暴沉积的结构特征和海滩沿岸的动力差异直接影响海滩岩的胶结过程和分布特征 .     

一种包覆颗粒沉积新类型:鲕状泉华

包覆颗粒(以鲕粒为典型代表)作为一种特殊的沉积颗粒类型,以其特殊组构及长达两个世纪的成因理论演变著称于世.形成包覆颗粒的主导因素主要涵盖:微生物活动域、化学沉淀作用、水动力环境及地形条件、充足的核心物质补给、埋藏条件和水介质中的腐植酸条件等.而包覆颗粒成因理论发展至今,单因素理论似乎已经无法合理阐述包覆颗粒皮层沉淀物的精确形成,本文试图在传统的研究方法基础之上提出一种新的研究方向.羌塘东北缘的温泉地区,如同巴哈马群岛一样,是全世界包覆颗粒正在发育的几个少数地区之一,更是研究包覆颗粒及热泉沉积难得的"天然实验室".该地区发育的鲕状泉华宏观上具有"黄豆状"聚合体的三维形态,与岩溶钙华、正常湖相鲕粒相比有显著的不同.本文在对鲕状泉华发育地区的泉水水化学分析基础上,借助常规显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段,对鲕状泉华展开了矿物学及岩石学的研究.结果表明:温泉地区热泉水具有较高的二氧化碳分压PCO2和高方解石饱和指数(SIc皆大于0,平均值为0.63).鲕状泉华宏观上呈黄豆状,颗粒及填隙物颜色皆为淡黄色.微观上,泉华颗粒共发育六种单元纹层类型,且六种单元纹层发育不同组合样式而构成四种颗粒类型;泉华胶结物矿物颗粒(方解石)C轴垂直于纹层面生长,世代结构明显.综上,鲕状泉华的颗粒类型为核形石,其生长环境水体较浅,水动力较强,具特殊的水文化学条件以及广泛的藻类活动(硅藻)等多因素相互作用主导颗粒发育.     

西沙永兴岛珊瑚礁坪的群落动态和浅水碳酸盐沉积特征

使用线截取断面和潜水装备对西沙永兴岛珊瑚礁的群落动态、微生物碳酸盐沉积、礁坪前缘(礁脊和礁前)沉积特征进行了大量和连续的水下观察、测量和研究.调查和研究发现,永兴岛珊瑚礁坪环境的珊瑚生物已大量死亡,与之相伴的是宏藻类、海草和蓝细菌在礁坪区的广泛发育,微生物和与微生物活动有关的碳酸盐沉积也见于礁坪区,活体珊瑚生物主要生长在礁坪前缘(礁脊和礁前)位置,但也处在急剧衰减中.永兴岛东南珊瑚礁坪从岸向海可以分为沙滩、内礁坪、外礁坪、礁坪前缘(礁脊和礁前)以及礁前斜坡,沉积相带可以划分为礁前斜坡、礁脊和礁前、礁坪和海岸带.沉积物以礁相碳酸盐沉积为特征,可分为珊瑚骨架沉积、珊瑚碎块沉积和生物碎屑沉积三种类型.随着礁坪带环境恶化和水质趋差,珊瑚生物的群落动态变化表现出以宏藻类和苍珊瑚为主的生物群落逐渐占领礁坪,而以石珊瑚为主的生物群落则主要分布于礁脊水质良好、水循环畅通和水能量适合的地方.礁坪前缘(礁脊)覆盖率的统计表明,浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)的覆盖率达28%以上,是绝对的优势种,并且以抗浪的生态类型为主.永兴岛的东南礁坪前缘(礁脊和礁前)与北部和西北连接石岛的礁坪前缘的沉积特征明显不同,前者以不连续的潮道和礁前各种形状和不同水深的礁塘为特征,而后者则以典型的突起脊-槽沟(spur-and-groove)系统为特征.研究显示,绒毛状生长的微生物(Lyngbya sp.)通常发育在内礁坪或礁坪前缘(礁脊)的礁塘中,这两种生境通常具有相对封闭和水流不畅的特征.藻类的普遍发育指示了一种富营养的海水环境,礁坪上珊瑚表面发育的微生物也指示海水富营养和水质恶化的情况.     

华南宜昌陡山沱组四段碳酸盐结核形成环境研究及其烃源岩评价意义

结核对揭示沉积物早期埋藏和成岩环境有重要意义．对峡东地区陡山沱组四段黑色页岩中碳酸盐结核的物质成分、微观组构和有机质分析,揭示了碳酸盐结核的形成环境和演化．陡山沱组结核形成于沉积早期沉积物一水界面下0～3m处,与微生物分解有机质密切相关．高有机质、草莓状黄铁矿和纸房状构造（card—house）的存在揭示了原始的静水缺氧沉积环境,推测在硫酸盐还原阶段产生大量胶结碳酸盐,充填以前的气孔形成球状微晶白云石构造．陡山沱组结核以透入性模式生长,碳酸盐胶结在整个结核中同时析出结晶．岩石有机质热解分析显示,陡山沱组结核相对围岩有较小的TOC含量和较大的有效碳含量;结核的孔隙对有机质具有封闭作用,可使高成熟区亦存在较大的生油潜力．结核是一种广义微生物岩,其独特的形成条件有利于揭示沉积成岩阶段的微生物环境．     

砂岩中碳酸盐胶结物成岩流体演化和水岩作用模式——以川西孝泉-丰谷地区上三叠统须四段致密砂岩为例

碳酸盐胶结物是川西坳陷孝泉-丰谷地区须四段第一重要的胶结物类型.通过碳酸盐胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素以及包裹体均一温度等的系统分析,讨论了研究区须四段致密砂岩中不同类型碳酸盐胶结物的沉淀机制、孔隙流体演化以及分布规律.连晶方解石胶结物具有相对较重的碳、氧同位素(δ13C=2.14‰,δ18O=-5.77‰),沉淀时间早,是在常温常压条件下,直接从过饱和碱性湖水介质中析出的产物.沉淀时流体的氧同位素较轻,主要表现为大气水-海水混合流体的特征(δ18O=-3‰),说明研究区须四段沉积时期的沉淀流体同时受到了大气水和海水的影响;次生孔隙中充填的方解石胶结物具有相对较轻的碳、氧同位素(δ13C=-2.36‰,δ18O=-15.68‰),沉淀时间晚,主要沉淀于中、晚侏罗沉积期的埋藏作用阶段,反映了有机质参与的长石溶蚀过程是该类碳酸盐胶结物沉淀的重要物质来源,粘土矿物转化过程中释放的Ca2+,Fe3+和Mg2+离子也是其重要的物质来源之一.由于埋藏过程中,水岩相互作用的影响,沉淀时流体的氧同位素出现了较明显增大(增重3‰左右);钙屑砂岩中的白云石胶结物沉淀于中侏罗沉积期的埋藏作用阶段,与碳酸盐岩屑具有类似的较重的碳氧同位素特征(δ13C=1.93‰,δ18O=-6.11‰),说明了两者在来源上的一致性,沉淀时流体氧同位素显著偏重(δ18O=2.2‰左右).不同胶结物沉淀时流体氧同位素的差异体现了不同水岩相互作用体系或是不同水岩相互作用强度的影响.这是含较多刚性颗粒的砂岩具有相对偏负的碳同位素(岩屑石英砂岩)、沉淀流体具有相对偏重氧同位素(钙屑砂岩)的主要原因.     

湖南慈利康家坪剖面二叠纪-三叠纪之交的生态系演变

二叠纪-三叠纪之交的钙质微生物岩相地层序列完整地记录了该重大转折期的生物和环境突变过程。通过对湖南慈利康家坪剖面二叠系-三叠系界线附近生物地层序列、碳同位素演变、沉积微相和化石面貌研究,识别出Palaeofusulina-Colaniella带、Hindeodusparvus带和Isarcicella staeschei带。该剖面微生物岩处碳同位素出现显著负偏,并且与生物含量突然减少基本同步。识别出5种微相类型,分别是：藻-有孔虫生物碎屑灰岩、藻纹层状钙质微生物岩、鲕粒灰岩、蠕虫状泥灰岩和内碎屑粒泥灰岩。研究结果表明,慈利地区古、中生代之交由生物礁迅速演变成微生物岩相的生态演变,代表了海相生态系的主幕转变过程。     

准噶尔盆地腹部超压顶面附近碳酸盐胶结带的成因机理

准噶尔盆地腹部超压顶面附近普遍存在碳酸盐胶结带,在分析超压顶面附近碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,重点挖掘了碳酸盐胶结物碳、氧同位素的地球化学信息,得出:(1)碳酸盐胶结物主要由含铁方解石、含铁白云石或铁白云石等组成;(2)碳酸盐胶结物形成于深部较高的地温环境,受有机流体运移的影响;(3)碳酸盐胶结物中所对应的碳、氧离子呈现出自超压仓向上部泄压环境迁移的趋势.综合分析认为准噶尔盆地腹部超压顶面附近的碳酸盐胶结带是地史时期深部超压有机流体向上多次排放的自然产物,这一研究为碎屑岩超压盆地超压仓顶部碳酸盐胶结带的形成与超压流体排放可能具有的内在关联提供了新的研究参考.     

塔里木盆地中上寒武统叠层石白云岩中微生物矿化组构特征及其成因意义

塔里木盆地西北缘的柯坪蓬莱坝剖面是研究寒武系微生物白云岩的良好剖面.此次研究提供了一个在微生物席和生物膜中由微生物沉淀白云石的实例.借助于高分辨率扫描电镜,在中上寒武统的叠层石白云岩的暗层中发现了直径为50~100 nm的球状小颗粒集合组成的球形白云石;和直径是50~170 nm,相互集中呈哑铃状或链状排列的球形白云石;以及硅化后的丝状体及成哑铃状或链状相连的显微结构.通过沉积学、岩石学和地球化学的研究,这些显微结构可能分别是白云石成核的最初阶段在微生物的作用下形成的纳米球粒;被胞外聚合物(EPS)或黏液等包裹而矿化的丝状物,及因硅化而保存良好的球形细菌(可能是蓝细菌).我们认为,作为一种独特的保护方式,硅化作用对于一些微生物席中的显微结构(包括有丝状和球状微生物及生物膜等)的保存,起到了重要的促进作用.同时胞外聚合物能够结合如硅、镁、钙等不同的元素,这些组分适宜球形细菌的矿化和有机底物上白云石的结晶.这些微生物显微组构的发现,可能为古代白云岩的微生物成因提供一些直观证据.     

内陆干旱区柴达木盆地苏干湖年纹层的发现及其意义

柴达木盆地北缘苏干湖若干钻孔岩芯发现, 水深大于3.0 m的沉积物均具有裸眼可分辩的由深色层和浅色层组成的纹层层理. 以湖泊中心SG03I孔上部5.5 m具有纹层结构的沉积岩芯为研究对象. 基于沉积物收集装置的现代过程研究发现, 苏干湖夏秋季以浅色的单水方解石为主, 冬半年以深色有机质为主, 现代湖泊能够形成冬半年深色层和夏半年浅色层的纹层沉积. 岩芯中有四种类型的纹层沉积: 单水方解石-有机质纹层、白云石-有机质纹层、碎屑-硅藻(碎屑)纹层与文石-有机质纹层, 均具有季节特征, 属可靠的年纹层, 且顶部纹层计年与210Pb测年结果一致. 根据纹层计年, 年纹层沉积形成于距今2670 a以来. 苏干湖纹层沉积是中国西部干旱区发现的第一个能够确认为是年纹层的湖泊沉积, 4种不同类型的年纹层指示了不同气候类型及其季节差异, 具有重建高分辨率气候变化的重要意义.     

二叠纪-三叠纪之交缺氧环境的微生物和微生物岩

紫云长兴期生物礁顶部的下三叠统Hindeodus parvus带产小球状微生物化石, 其大小一般在0.15~0.30 mm, 中空, 内部一般为微亮晶方解石充填, 壁为泥晶质. 它们一般呈圆球状, 均匀散布于泥晶基质中, 数量可以密集、丰富、或极少. 没有腹足类或底栖双壳类共生, 但可以有介形虫或/和藻席共生. 岩石中细小草莓状黄铁矿的存在说明这种微生物生活于缺氧环境. 在一些剖面上, 这种微生物岩的上下地层为富含小腹足类和小虫孔化石的泥晶灰岩. 这种小球状微生物的分布严格限于发育到大绝灭开始的生物礁礁顶的浅水环境, 并且不在深水表层水体出现, 表明这种微生物是底栖生活的, 并且需要阳光进行光合作用. 其大小超过所有的球状的细菌和蓝细菌化石, 不能归入这两个门中. 根据其大小、形态、古生态特征、钙化特点, 推测它可能属于低等绿藻, 特为其建立一个新属种: Ziyunosphaeridium sinensis gen. et sp. nov.(中华紫云球藻)(新属新种). 迄今已描述的H. parvus 带的微生物岩可分为6种类型: (1)多孔泥晶结构的灰岩; (2)囊状化石的微生物岩; (3)含树枝状体的岩石; (4)小球状低等绿藻化石(紫云球藻)有关的岩石; (5)小球状蓝细菌化石有关的岩石; (6)叠层石. 紫云球藻有关的微生物岩只出现在生物礁发育到二叠纪末大绝灭开始的那种极浅水的剖面的界线地层中. 其他的微生物岩也形成于浅水环境, 但比紫云球藻微生物岩形成的水体可能要深些. 早三叠世的微生物岩与通常意义的生物礁在形成机制和环境意义上有本质的不同, 因而不应该当成生物礁岩. 那种因为早三叠世微生物岩的存在而认为二叠纪的生物礁生态系延续到中生代的看法是不正确的.     

北华北中上元古界烃源岩发育环境及其控制因素

海相烃源岩发育机理问题制约了我国油气勘探产业的发展. 中上元古界洪水庄组、铁岭组和下马岭组是北华北地区重要的烃源岩, 查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义. 基于沉积学(层序地层学)、古生态及沉积地球化学探讨了烃源岩沉积古地理及其发育模式. 研究表明这些烃源岩中有机质富集的主控因素包括适宜的古地理位置、中低纬度区的生物勃发事件、水底缺氧环境、沉积物中磷组分的富集以及粘土矿物在海相碳酸盐有机质富集保存过程中的赋存驻留作用.     

准噶尔盆地示踪石油运移的无机地球化学新指标研究

以准噶尔盆地为例, 探索了石油运移示踪研究的新思路和新方法. 基于对储层中典型流体—岩石反应产物(方解石胶结物)的元素地球化学分析, 结合样品的地质产状, 提出方解石胶结物的MnO含量是示踪含油气流体活动的良好指标. Mn是典型与火山物质相关的元素, 胶结物中富集的Mn主要来自于油源流体对本区烃源层系中火山岩物质的溶蚀. 同一世代方解石胶结物中MnO含量降低的方向指示石油运移方向. 据此, 结合石油运移过程中的有机地球化学分析, 研究了多源充注地区的石油运移通道和方向, 取得良好效果.     

断层对砂岩胶结物和砂岩物性变化的控制作用——以惠民凹陷临南洼陷夏503井断层为例

惠民凹陷临南洼陷夏503井断层附近致密砂岩的碳酸盐胶结物含量远高于远离断层的正常砂岩,为探讨其形成机理及对断层封堵的影响,本文对夏503井断层附近岩芯开展全岩矿物、铸体薄片、阴极发光、同位素以及物性等分析.研究表明:致密砂岩中δ13C为0.1‰～0.6‰(平均0.42‰),δ18O为-13.5‰～-12.3‰(平均-13.1‰),碳氧同位素投点分布于中低温热液白云岩区;根据占位关系、阴极发光以及碳氧同位素特征,认为碳酸盐胶结物的形成可划分为四期:第一期方解石,第二期白云石,第三期铁白云石,第四期铁方解石;碳酸盐胶结物含量与储层物性呈负相关关系,断层附近致密砂岩的孔隙度、渗透率、排驱压力分别为4.8%,0.37 mD和1.97 MPa,与远离断层正常砂岩的14.3%,3.73 mD,0.27 MPa相比,相差一个数量级;经计算,不考虑对接盘的岩性,仅由于碳酸盐胶结的影响,致密砂岩与正常砂岩的排驱压力差就可以封堵41 m高的油柱.