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.     

地史中叠层石衰减机制综述

叠层石是蓝细菌等微生物群体形成的一种层状生物沉积构造,从太古宙到全新世的沉积岩中都有分布.叠层石研究因其重要的理论意义和经济应用价值而备受地质学家关注.虽然叠层石不是实体化石,无所谓演化或进化问题,但它却像微生物和其他生物进化一样,随时间和地球环境的变革而发生丰度和分异度上的变化.现在已知地质历史中共发生了5次重要的叠层石衰减事件,分别为2000Ma,1450Ma,1000Ma,675Ma,460Ma.对这种地质事件的解释主要有后生动物竞争和沉积环境变革两种解释.综合来看,叠层石衰减是全球大环境和整个生物圈大变革的必然结果.     

天津蓟县中元古界雾迷山组微指状叠层石及其对1250 Ma±叠层石衰减事件的响应

天津蓟县中元古界雾迷山组是一套厚度超过3000,m的叠层石碳酸盐岩沉积序列,在该序列中潮下相叠层石生物层、凝块石生物丘与潮坪相泥晶白云岩、潟湖相白云质泥页岩一起构成若干个环潮坪型米级旋回——"雾迷山旋回层"。在雾迷山组下部发育微指状叠层石,并被古生物学家定义为"Pseudogymnosolen mo-panyuensis-Scuphus-Yangzhuang columnaris"组合,即假裸枝叠层石科叠层石,沉积学家将其解释为元古代文石(灰华)海底沉淀物所构成的叠层石,代表从太古代海底结壳状文石沉淀物组成的叠层石到新元古代碎屑结构相的泥晶碳酸盐岩叠层石过渡时期的特殊产物。因此,雾迷山组巨厚的叠层石碳酸盐岩沉积序列,记录了元古代文石(灰华)海底沉淀物所构成的特殊的叠层石大规模消亡的层位,为研究前寒武纪以叠层石为代表的微生物碳酸盐岩所经历的漫长而复杂的地质历史演变提供了宝贵的材料。     

瓮安埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩形成环境及成矿机制

瓮安地区埃迪卡拉系灯影组叠层石磷块岩是瓮安-福泉磷矿区新发现的含磷层位。磷块岩以典型的叠层石构造为主 要特征,呈透镜状生物礁（藻礁）形式产于灯影组顶部。叠层石磷块岩的矿物组成主要为磷酸盐矿物及碳酸盐矿物;白色 纹层富含磷酸盐矿物,而暗色纹层磷酸盐矿物含量较低,主要为碳酸盐矿物。通过对叠层石磷块岩矿物学及地球化学特征 进行研究,提出灯影组叠层石磷块岩属于潮下带半局限环境叠层石礁,是大量藻类通过生物或生物化学作用,将海水中磷 质富集-沉淀而形成磷质柱状叠层石礁;磷酸盐的矿化主要发生在沉积物-海水界面弱碱性次氧化环境,藻类在磷块岩形成 过程中起重要作用。     

深水碎屑流与浊流混合事件层类型及成因机制

同一重力流事件形成的包含碎屑流和浊流及其之间过渡流体的混合流沉积形成的沉积层称为混合事件层。混合事件层主要包含下部砂质碎屑流-上部浊流混合事件层(类型1)和下部浊流-上部泥质碎屑流混合事件层(类型2)以及泥质碎屑流和浊流频繁互层混合事件层(类型3)3种类型。类型1主要为流体转化成因,包含液化作用、沉积物破碎、流体顶部剪切侵蚀、接触面不稳定性和波浪破碎、水力跳跃、流体头部与环境水体混合和多种机制作用下的整体转化7种成因认识。类型2和类型3主要涉及流体转化及流体差异搬运和沉降过程成因,包含碎屑流覆盖浊流、碎屑流内部差异沉降、浊流侵蚀转化、浊流膨胀减速、局部沉积物垮塌和浮力转化6种成因认识。下部砂质碎屑流上部浊流混合事件层和下部浊流上部厚层富含泥质碎屑的泥质碎屑流混合事件层在沉积近端到沉积远端均有分布,多呈条带状或树枝状;下部浊流上部贫泥质碎屑的泥质碎屑流混合事件层主要在沉积远端或基底相对低部位分布,多呈环带状或牛眼状。深水重力流混合事件层的分布主要受泥质含量、颗粒粒度、水体密度等内部因素和重力流成因机制、古地形和构造活动等外部因素综合控制。深水重力流混合事件层的形成及其分布研究对于丰富和完善重力流沉积理论,指导现阶段深水重力流砂体常规和非常规油气勘探及理解自然活动规律、防灾减灾具有重要意义。现阶段对深水重力流混合事件层的多种成因及形成条件和横向分布演化规律的研究还有待进一步深入。     

扬子板块西缘新元古代典型中酸性岩浆事件及其深部动力学机制:研究进展与展望

华南板块发育有巨量新元古代岩浆岩,因而是研究罗迪尼亚（Rodinia）超大陆演化期间华南板块地幔属性、地壳演化和壳幔相互作用最理想的场所。虽然在扬子西缘新元古代镁铁质和酸性岩浆作用方面已有大量的研究,但是在系统研究中酸性花岗岩类所代表的不同深部动力学意义的方面还较为薄弱。文章基于团队近期对于扬子板块西缘新元古代典型花岗岩类的研究成果,系统揭示不同深度层次的岩浆作用。最新研究支持扬子西缘新元古代受控于俯冲构造背景,除发生俯冲流体和板片熔体交代地幔作用外,最新识别的ca.850~835 Ma高Mg#闪长岩指示俯冲沉积物熔体也参与了地幔交代作用。Ca.840~835 Ma过铝质花岗岩的发现说明扬子西缘新元古代时期不仅存在新生镁铁质下地壳的熔融,也发生了俯冲背景下成熟大陆地壳物质的重熔。Ca.780 Ma Ⅰ型花岗闪长岩-花岗岩组合揭示了俯冲阶段后期板片回撤断离后软流圈地幔瞬时上涌引发的不同地壳层次的岩浆响应。从ca.800 Ma的增厚下地壳来源的埃达克质花岗岩到ca.750 Ma的酸性地壳来源的A型花岗岩的出现,表明扬子西缘新元古代时期经历了俯冲有关的地壳增厚到俯冲后期弧后扩张背景下的区域性地壳减薄。     

南秦岭早古生代碱性岩地球化学特征及其成因机制：研究进展与展望

南秦岭地区在早古生代经历了大规模且持续性的碱性岩浆活动,其丰富的碱性岩石记录为探索深部地幔物质组成、壳内岩浆演化过程以及地球动力学演化机制提供了珍贵的地质载体。文章基于团队近期对于区域上典型碱性岩的地球化学分析结果和成因机制探讨,旨在对南秦岭早古生代碱性岩浆的源区和演化过程进行全面地约束。南秦岭早古生代碱性岩石类型主要包括一套成分从碱性玄武质向粗面质变化,呈双峰式分布的碱性火山- 侵入岩组合,以及少量与碱性硅酸岩（角闪辉石岩、正长岩）- 碳酸岩共生杂岩体。岩相学、年代学和地球化学证据显示这些碱性岩具有相同的地幔源区,其中演化程度较低的镁铁质端元记录了南秦岭早古生代交代岩石圈地幔的部分熔融事件,交代介质主要为硅酸盐熔体。演化程度较高的碱性岩端元（粗面- 正长岩、碳酸岩）来源于初始镁铁质组分的岩浆分异过程,其中粗面- 正长岩类主要受到以长石和单斜辉石为主的分离结晶作用控制。中生代热液交代过程主要记录在北大巴山东部和武当地块西南缘的早古生代碱性岩体中,热液交代作用促进了碳酸岩杂岩体中稀土元素的富集成矿。副矿物年代学和独居石Nd同位素特征反映了热液可能形成于岩体本身的再活化事件,晚三叠世秦岭地区的造山运动可能对此过程具有促进作用。     

徐州—淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩成因探讨

臼齿碳酸盐岩是一种发育在中—新元古代，由微亮晶方解石组成的复杂褶皱构造，其成因一百多年来一直是个谜。通过对徐州-淮南地区新元古代臼齿碳酸盐岩特征、形成环境、分布时限研究，探讨了臼齿碳酸盐岩成因。该区臼齿碳酸盐岩发育在台地缓坡沉积体系中，可作为潮下浅水环境的标志，其形态在微层序中的分布反映沉积环境，具有重要的环境意义。建立了臼齿碳酸盐岩微相环境模式。快速石化作用形成均匀、等粒微亮晶方解石，是臼齿碳酸盐岩显著特征。现代类似于发育臼齿碳酸盐岩潮下环境没有这样的快速石化条件，它要求更高的超过饱和CaCO3沉淀。臼齿碳酸盐岩在本区分布时限介于850～720Ma间，在Sturtian冰期之前消失，与全球其他地区臼齿碳酸盐岩消失的时限一致，Sturtian冰期改变了海洋化学性质，是臼齿碳酸盐岩消失的根本原因。Sturtian冰期对海洋化学性质的影响，可能是揭开臼齿碳酸盐岩成因机理的一个重要新途径。     

华南地区二叠纪栖霞组碳酸盐岩成因研究及其地质意义

二叠系栖霞组是华南地区一个特殊的碳酸盐岩地层,富含有机质和燧石结核,具广泛的空间分布,但是岩相和厚度变化极小,同时发育天青石结核和海泡石。概述前人对这些沉积特殊性的研究成果及存在问题。对其特殊性的深入成因分析表明,栖霞组其他沉积特殊性均与栖霞期的缺氧沉积环境有关,而缺氧沉积环境的成因可能与栖霞期较高的生物产率有关。根据栖霞期全球古气候、古海洋背景研究的最新进展,结合栖霞组的沉积学特征,认为栖霞组特殊性的成因可能与当时较高生物产率有关,进一步研究、确定栖霞期较高生物产率的成因及其变化将具有重要的地质意义。     

冀东高板河中元古代硫铁矿叠层石结构特征及其成因

冀东高板河中元古代多金属硫化物矿床呈层状和透镜状与容矿岩石整合产出,其中发育大量各种类型的硫铁矿叠层石,呈中、小型丘堆状分布在多金属硫化物矿床中。通过对其进行形态学及显微结构研究和激光拉曼光谱测试表明,高板河硫铁矿叠层石的形成环境明显不同于普通藻叠层石的生长环境,形成于局部强封闭还原的半深海环境中,远离透光带,是海底黑烟囱周围嗜热微生物周期性生长形成的原生微生物沉积构造。硫铁矿叠层石的形态与其所处的环境以及微生物的种类有关。嗜热微生物对于黄铁矿矿床的形成具有重要的促进作用。     

塔中地区古生界热化学硫酸盐还原作用与原油中硫的成因

用氧气燃烧弹将原油和干酪根氧化后,分析了δ34S值,并与伴生的H2S、自生黄铁矿、硬石膏和重晶石脉δ34S值进行了对比。结果显示,奥陶系原油相对贫硫,δ34S值为13.6‰~19.9‰,接近于伴生的H2S和黄铁矿的δ34S值15‰~18.5‰;石炭系-志留系原油相对富硫,δ34S值为20‰~25.8‰,伴生黄铁矿的δ34S值为9.5‰~34‰。有意义的是,奥陶系溶扩缝的硬石膏和重晶石脉δ34S值为44.2‰~46.6‰,远高于显生宙的海水,被认为是热化学硫酸盐还原作用(TSR)的残余。研究还表明,原油中硫含量的增高可能与后期无机硫并入有关,而奥陶系低硫原油δ34S值比寒武系源岩低2.5‰~7.5‰,可能来自寒武系干酪根的裂解作用。因而,低硫原油δ34S值可用于油-源对比。     

Mathematical and Image Analysis of Stromatolite Morphogenesis

Stromatolites are internally laminated organosedimentary structures that result from the environmental interactions of Benthic Microbial Communities. They have been traditionally described and classified either by quasi-Linnean taxonomic systems or by morphometric schemes. Neither of these approaches has proved entirely satisfactory. The application of the mathematics of evolving surfaces provides a promising alternative for the modelling and classification of stromatolites in terms of their morphogenesis. The suggestion of Grotzinger and Rothman that stromatolite-growth in general could be attributed to a combination of four processes that constitute the variables of the Kardar–Parisi–Zhang (KPZ) equation has been analyzed and found to be an oversimplification. While some stromatolites can be characterized in this way, because of local growth effects, the majority of stromatolite forms exhibit nonlocal growth characteristic of Laplacian growth. Work is being undertaken to model such growth.     

Origin of Molar-Tooth Structure Based on Sequence- Stratigraphic Position and Macroscopic Features： Example from Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation at Jixian Section, Tianjin, North China

INTRODUCTION Located at the famous Jixian Section in Tianjinin the North China , the MesoproterozoicGaoyuzhuang Formationis a set of 1 600 mthick car-bonates that formed over about 200 Ma in the Clym-Figure 1 .Section location of the Mesoprotero-zoic Gaoyuzhuang Formation at the Jixian Sec-tion in Tianjin.mian (1 600 Ma to 1 400 Ma ;Zhu et al .,1994 ; Du,1992 ;Fig.1) . The Gaoyuzhuang Formation at theJixian Section can be divided into four members thatare characterized by differ…     

徐州地区新元古界下部具臼齿构造碳酸盐岩事件成因探讨

徐州地区新元古界贾园组-赵圩组发育陆棚-缓坡-台地边缘的碳酸盐沉积,记录有广泛的风暴事件,并在其中发现 大量具“臼齿构造”碳酸盐岩。依据野外剖面系统观察与室内综合分析,将臼齿碳酸盐岩划分为原地型：条带状M1（平直 条带状M1-a、分叉条带状M1-b）、蠕虫状M2（短小蠕虫状M2-a及长条蠕虫状M2-b）、丝状M3、悬针状M4;异地型：碎屑 状M5等五种形态类型,主要发育于缓斜坡下部到潮坪环境。以水体深度及水动力条件下的七种代表性风暴序列为背景,将 臼齿碳酸盐岩的形态及分布与瞬时高能事件沉积做关联分析。研究发现,臼齿构造与风暴事件有密切联系,表征晴好天气 下的块状层中以M3为主,风暴期动荡水体序列层段以M1,M2为主,而在表征风暴高潮期序列层段以异地型的M4, M5为 主。风暴的强弱及水深变化控制了风暴序列的分布,进一步控制了臼齿构造的形态与规模。由此推断,臼齿构造形成是在 中-新元古代特殊的古大气古海洋背景下,在风暴周期的不同阶段,经历具有裂缝形成与微亮晶充填的紧密联系的过程。 风暴前期和风暴高潮期,风暴浪对臼齿构造的形成主要体现在造缝阶段,而风暴后期则主要为微亮晶的填充阶段。最终形 成广泛分布的具臼齿构造碳酸盐岩这一地质历史内特殊的事件型碳酸盐岩类型。     

新疆塔河油田奥陶系碳酸盐岩溶洞、裂隙中方解石胶结物元素分析与成因

通过对新疆塔河油田奥陶系的溶洞 (穴 )和裂隙充填的 31件方解石胶结物元素分析及因子和聚类分析表明 :①方解石中的CaCO₃ 、MgCO₃ 、FeCO₃ 、MnCO₃ 相对平均摩尔百分含量分别为 98.38%、0.87%、0.6 8%和 0.0 7%,SiO₂ 、Al₂O₃ 平均分别为 1.95 %、0.73%,Sr、BaO平均分别为 131.4× 10-6、5 16.5× 10-6,F和Cl 平均分别为 0.0 14 %和0.0 13%,而Mn +Fe/Mg、Mn/Fe平均分别为 0.87、0.10;②方解石中Sr/Ca =0.0 0 6 18Mg/Ca + 0.0 0 0 5 33( R2 =0.197),主要显示出无机成因特点;③方解石常量与微量元素特征均可由六个因子可代表组成,具有一定的沉积与成岩作用意义;④据聚类分析将样品划分出四组 :其中,以S6 9 W 0 37等代表的可能为潜流带中的淡水淋滤的产物,并可能经历了相当强烈的水 岩作用或埋藏溶蚀作用;以S6 9 W 0 38等为代表的则为大气淋滤的产物;以S80 W 0 6 4等代表显示出埋藏作用或海水成岩及混合带的产物特征,但不排除埋藏热水作用的影响;S85 W 0 0 5等样品推测为海水浓缩背景下埋藏成岩产物,可能出现酸性还原条件.     

蓟县高于庄组臼齿构造形态特征及成因意义

本文以蓟县地区高于庄组发育的臼齿构造为例,通过对臼齿构造详细的岩石学、形态学和岩性与流变学的关系,以及追踪具独特岩性的臼齿构造母岩的变化.结果表明,微亮晶方解石大小、底基质岩性和粘性在臼齿构造发育过程中具有重要作用;相对的,岩性均一地层中臼齿构造形态多种多样.而臼齿构造直径与其弯曲度之间的关系说明臼齿构造形成过程本身也...