河南宜阳地区馒头组二段的微生物岩特征论文_孙博文

(河南星火工程技术咨询有限公司,河南 郑州 450000)

摘要:微生物岩是由底栖生物群落的生长和生理活动引起沉积质点粘结和圈捕、表面矿物沉淀以及生物矿化作用而产生的生物沉积岩。其主要类型包括叠层石、核形石、凝块石、均一石、树形石等,以及某些鲕粒、团块、球粒和泥晶。其物质成分可由碳酸盐岩、化学岩、粘土、各种碎屑以及有机质岩组成。豫西宜阳地区寒武纪馒头组二段剖面出露良好、宏观形态特征明显。本文选取馒头组二段中微生物岩类型中的叠层石和凝块石作为研究对象,利用野外实地勘察,显微镜下观察,室内资料整合等手段揭示宜阳地区馒头组二段的沉积环境及其中微生物岩的特征。

微生物岩特征为:1)叠层石,研究区地层中的叠层石主要为柱状,最大柱状叠层石高、宽为50*10cm2,最小高、宽为30*9cm2,围岩为鲕粒碎屑灰岩。镜下可以看到叠层石内部有丝状的葛万菌,以及经过生物矿化作用所形成的微晶方解石。巨大的叠层石应当是在有足够容纳空间的水体中形成的,且生长过程中水体的深度,外界的环境温度,以及光照条件都没有太大的变化,说明该叠层石的生长环境是在相对较深,温暖、平静的沉积环境下形成的。2)凝块石,研究区地层的另一微生物岩为青灰色凝块石。其整体上呈树枝状,由下向上生长,围岩为鲕粒灰岩(鲕粒粒径0.1-1.5mm,大多数0.2mm)。镜下观察凝块石中有附枝菌以及大量的后生生物碎屑。通过研究认为,后生动物的出现、微生物种类的改变、水体深度的变化以及光照、温度等对研究区微生物岩的形成、改变以及消失起到了主要作用。

关键词:豫西;馒头组二段;叠层石;凝块石;控制因素

1 引言

1.1微生物岩研究现状

微生物岩是由底栖生物群落的生长和生理活动引起沉积质点粘结和圈捕、表面矿物沉淀以及生物矿化作用而产生的生物沉积岩。其主要类型包括叠层石、核形石、凝块石、均一石、树形石等,以及某些鲕粒、团块、球粒和泥晶。其物质成分可由碳酸盐岩、化学岩、粘土、各种碎屑以及有机质岩组成。

1.2鲕粒灰岩研究现状

鲕粒灰岩:“鲕粒”,一词最早由Kalkowsky(1908)提出。关于鲕粒灰岩的研究最早可以追溯至1855年Lyell描述的“oolitic蛐”。Sorby(1879),对鲕粒进行了详细的解剖,提出三种类型的鲕粒:具有同心状结构的鲕粒、具有放射状结构的鲕粒、重结晶的鲕粒(微晶质鲕粒)。这一划分至今仍然使用。Richter(1983)、Fliigel(2004)先后总结了不同类型鲕粒的形态特征及相对应的沉积环境。之后的研究工作趋向于鲕粒的结构、成分、成因、沉积环境控制等。不同类型的鲕粒的内部结构、显微特征、成因解释等一直是鲕粒研究工作中的热点。此外,现代海相环境中生成的鲕粒亦是研究的热点。

与此同时,鲕粒与微生物之间的关系的研究,逐渐成为鲕粒研究中的又一热点。Mitterer(1968,1972)研究了现代海洋鲕粒后发现,鲕粒与微生物之间存在密切的联系。Daviesetal.(1978)和Ferguson etal.(1978)研究了鲕粒类型与有机质之间的关系,研究表明不同的有机质类型和含量可以导致形成不同类型的鲕粒。现阶段,关于微生物与鲕粒的关系主要存在以下争议:一种观点认为微生物积极参与了鲕粒组构的建设;不同的观点认为:微生物是鲕粒的~个主要破坏因素,或者说微生物只是捕集颗粒或通过提供一个对晶体形成有利的基底而被动地卷入鲕粒纹层的建设中去。

现代鲕粒滩内部次级环境特征进行的研究认为,完整的鲕粒滩包括稳定鲕粒砂坪、活动边缘和水道等。其中,稳定鲕粒砂坪在被海岸一侧分布广泛,近海岸一侧变化较大,鲕粒含量一般在25%~75%之间,是鲕粒滩内部遭受水动力改造相对较弱的区域。鲕粒滩活动边缘以鲕粒含量在75%以上、鲕粒分选好和磨圆度高为典型特征,是鲕粒滩内部遭受水动力改造最强烈的区域。

此外,Reid(1987)、Gerdes等(1994)先后研究了现代环境中微生物沉淀碳酸盐的过程与特征,并比较了现代环境中微生物鲕粒与古代碳酸盐岩中鲕粒形态的相似性,认为微生物鲕粒与生物沉积建造关系密切,并提供了一些识别鲕粒中生物特征的标准。

2 研究区地质概况与地层特征

区域地层区划属华北地层区豫西地层分区。区域地层除缺失寒武系上统长山组至石炭系下统及侏罗系、白垩系外,自元古界熊耳群至新生界第四系均有出露(中间有缺失地层)。元古界地层主要分布于陈宅沟断层以西;寒武系地层主要出露于煤田北部及李沟向斜的西翼,南部高山矿区亦有零星分布;石炭二叠系主要出露于宜洛矿区和高山矿区诸井田之内;三叠系则大面积分布于李沟向斜轴部及殷桥断层以东;古近系、新近系及第四系广布煤田的中部和南部。

2.1区域地质概况

河南省位于华北陆块南部和秦岭褶皱带交接部位。华北陆块先后经历了3000Ma 前的迁西运动和 2500Ma 前的阜平运动,于1850Ma 发生的吕梁运动最终克拉通化后形成其主体,通常指栾川-维摩寺-明港断裂带以北的具基底和盖层沉积的构造单元,一般又以马超营-拐河-确山断裂分为华北陆块和华北陆块南缘(齐永安,代明月,常玉光等,2013)。华北陆块分布有太古宇太华群、登封群,古元古界嵩山群,中元古界熊耳群火山岩系、汝阳群碎屑岩系,新元古界洛峪群碎屑岩、碳酸盐岩,震旦系碎屑岩、碳酸盐岩以及冰川沉积,寒武-奥陶系碎屑岩和碳酸盐岩,石灰-二叠系含煤岩系,三叠系湖相沉积、侏罗系内陆湖盆沉积,以及白垩系、古近系、新近系陆相盆地沉积。华北陆块南缘则太古宇分布局限,发育中元古界熊耳群、官道口群,新元古界栾川群,其上为震旦-寒武系陶湾群。

实习区位于华北板块南部的近边缘地带,隶属华熊构造区的西北部。构造运动集中发育于燕山期,构造格架以北西和北东向两组断层为主,并发育了受北西向断层制约、轴向近北西的背、向斜。矿区划分以葛家崖断层为界,分为北部的宜洛矿区(宜洛区)和南部的高山矿区(高山区)。宜洛矿区由于李沟向斜和沙坡背斜的发育,使近东西向的地层褶皱成反“S”型,总体南倾,倾角20°~45°。高山矿区地层总走向近东西,南倾,倾角22°~35°。

根据古地理及古构造格局、沉积特征、岩性组合、岩相及沉积环境、生物群等综合分析,河南华北型寒武系划分为太行山分区、豫西分区和豫东平原分区,其中豫西分区又进一步划分为渑池-登封小区、灵宝-鲁山小区、叶县-确山小区和卢氏小区如图2-1。

图2-1地区构造图

2.2实测地层剖面

其地层实测剖面图10-13层为主要研究地层(第十层为微生物岩的基底;第十一层青灰色含泥质条带叠层石;第十二层青灰色凝块岩;第十三层含大量生物遗迹化石的微晶灰岩)。馒头组二段第一层到第三层、第七到第九层、第十七层,第十九层以泥岩为主;第四层到第六层、第十到第十六层、第十八层为灰岩。总体上来看馒头组二段是一个以泥岩与灰岩相交互出现为主要特征的地层。结合宜阳地区馒头组一段以泥岩为主,馒头组三段以灰岩为主地层特征,可以推断出总体的大环境是一个海进的过程。所以说馒头组二段的沉积环境是由岸边到朝下带的一种沉积环境。

上覆地层馒头组三段

馒头组二段

M2-19;紫红色页岩 厚16m

M2-18;青灰色凝块岩,充填含泥层鲕粒灰岩底部发育微生物丘8m

M2-17;紫红色页岩夹薄层砂岩 7m

M2-16;灰色薄板状砂屑灰岩;含核型石大小0.5*0.7cm2,顶部发育大核型石 7.2m

M2-15;青灰色薄层含核型石灰岩 1.25m

M2-14;青灰色砂屑灰岩缝合线构造发育、少量土黄色泥质条带 2.7m

M2-13;青灰色微晶灰岩,充填有大量的1*1.1mm的黑色遗迹化石、含网状土黄色遗迹化石表面有丘状波痕 4.4m

M2-12;青灰色凝块岩,充填有鲕粒、碎屑,夹泥质条带灰岩,树枝状生长,从底往上生长,夹泥质薄层,围岩碎屑粒径0.1-1.5mm大多数0.2mm 0.7m

M2-11;青灰色含泥质条带叠层石,叠层石最大50*10cm2最小30*9cm2、底层有一整块微生物岩、叠层石旁充填有鲕粒碎屑灰岩 0.65m

M2-10-3;灰白色鲕粒灰岩,粒径0.5-1.2mm、粒度大小不均一、放射鲕、核部充填粒屑、有一条方解石脉 3.45m

M2-10-2;灰白色鲕粒灰岩,鲕粒放射状大部分重结晶、直径0.4-0.7mm;缝合线和交错层理较发育,交错层理层系9cm 3.85m

M2-10-1;灰白色鲕粒灰岩,同心放射鲕、大部分鲕粒充填土黄色泥屑;有缝合线构造、夹泥质条带 1.2m

M2-9;夹有黄色泥层的青灰色鲕粒灰岩,鲕粒大小0.7-1mm、鲕粒已重结晶,有泥裂 0.9m

M2-8;紫红色页岩 1.72m

M2-7;黄绿色含粒屑凝块岩 0.9m

M2-6;青灰色砂屑鲕粒灰岩 0.3m

M2-5;薄板状砂质灰岩 1.92m

M2-4;青灰色鲕粒灰岩 3.47m

M2-3;猪肝色页岩夹薄层灰岩,页岩表面可见波痕、夹的第一层薄层灰岩11cm,第二层100cm,第三层20cm、页岩中含白云母且其中夹青绿色薄层 11.5m

M2-2;灰绿色含粒灰岩,有叠层石 0.36m

M2-1;灰红色鲕粒灰岩,以放射鲕居多含有同心鲕,鲕粒大小0.5-1.5mm、鲕粒核心被泥质充填 0.1m

下伏地层馒头组一段

3 微生物岩特征分析

3.1微生物岩基底的特征

在宏观上可以看出(图3-1)微生物岩的基底为鲕粒碎屑灰岩,实测剖面(图2-2)第十层可分为三段,第一段灰白色鲕粒灰岩,同心放射鲕、大部分鲕粒充填土黄色泥屑,有缝合线构造、夹泥质条带。第二段灰白色鲕粒灰岩,鲕粒放射状大部分重结晶、直径0.4-0.7mm,缝合线和交错层理较发育,交错层理单个层系高度约为9cm。第三段灰白色鲕粒灰岩,粒径0.5-1.2mm、粒度大小不均一、放射鲕、核部充填粒屑、有一条方解石脉。第十层整体为鲕粒碎屑灰岩很显然这是一个水动力比较强的环境,第二段有交错层理发育,表明沉积环境水动力较两边强。

图3-1微生物岩底部的鲕粒灰岩

由镜下可以看出(图3-2)实测剖面第十层的灰岩为鲕粒微晶灰岩。颗粒组构主要为鲕粒,多为同心鲕粒,有少量的椭球鲕,鲕粒大多被方解石充填结构已经很难辨清。鲕粒直径在0.5-1.2mm之间,粒度大小不均一。杂基部分为胶结物和少量的灰泥,胶结物所占比例较多,而且胶结物有明显围绕鲕粒呈现放射状的结构。

图3-2镜下图片:A-C:单偏光下50倍;D:50倍正交偏光下的照片

鲕粒的形成需要动荡的水力环境。微生物岩的基底为鲕粒碎屑灰岩,灰白色鲕粒灰岩,同心放射鲕、大部分鲕粒充填土黄色泥屑,有缝合线构造、夹泥质条带,鲕粒灰岩段中间交错层理特别发育,单个层系高度约为9cm。由镜下可以看出微生物岩的基底中颗粒组构主要为鲕粒,多为同心鲕粒,有少量的椭球鲕,鲕粒大多被方解石充填结构已经很难辨清鲕粒直径在0.5-1.2mm之间,粒度大小不均一。杂基部分为胶结物和少量的灰泥,胶结物所占比例较多,而且胶结物有明显围绕鲕粒呈现放射状的结构。由此可以得出这一层鲕粒灰岩是在动荡的水流环境下形成的。水力条件较强的情况下形成的碎屑灰岩比较牢固,坚固的基底为微生物的着床,以及生长提供了良好的条件,因为只有生长在比较坚固的碎屑灰岩之上,才不容易被水体冲刷破坏。

3.2叠层石特征分析

图3-2-1叠层石的宏观照片

实测剖面中第十一层为青灰色含泥质条带叠层石(图3-3),叠层石最大50*10cm2,最小30*9cm2,底层有一整块微生物岩,叠层石旁充填有鲕粒碎屑灰岩。叠层石的纹层虽然看起来比较模糊,但仔细观察仍然可以看到有向上生长的纹层。叠层石的围岩为鲕粒灰岩,其间充填有泥质条带,有时泥质条带贯穿叠层石和周围的鲕粒灰岩。以此可以判断叠层石与周围的围岩是同一时期形成的,但碎屑灰岩所形成的水动力条件明显要比叠层石大得多,这就表明鲕粒灰岩以及充填的泥质条带都有可能是外源物质的加入。巨大的叠层石应当是在有足够容纳空间的水体中形成的,并且生长过程中水体的深度,外界的环境温度,以及光照条件都没有太大的变化这说明水动力条件是很弱的,应该是在相对较深,比较温暖的海水中比较平静的沉积环境下生长的。

图3-2-2:镜下照片;A-C围岩单偏光50倍;D叠层石正交偏光100倍

如图3-4,由镜下可以看出第十一层叠层石的围岩为碎屑灰泥灰岩,碎屑部分绝大部分为鲕粒,同时夹有少量生物碎屑,杂基支撑结构,生物碎屑为长条状长度约300-400μm,宽20-50μm有一定的弯曲。鲕粒大部分被亮晶方解石充填,鲕粒的结构已经很难辨认。围岩杂基的主要成分为灰泥,这相对于第十层以胶结物为主的鲕粒碎屑灰岩来说其沉积水动力环境明显要弱得多。围岩中可见少量的生物碎屑,从历史的角度来看微生物与后生动物有着此消彼长的关系,后生动物的出现,不利于叠层石的生长。叠层石中为微晶方解石,这与围岩有着明显的不同,叠层石是由底栖生物群落的生长和生理活动引起沉积质点粘结和圈捕、表面矿物沉淀以及生物矿化作用而产生的生物沉积岩。在镜下叠层石的纹层中可以看到叠层石中有丝状的葛万菌,丝状体直径15~30μm。延伸长度一般为300~500μm。

根据以上对馒头组二段的分析及素描描述中可以明显的看出叠层石是在一个广阔的生长环境下才可能生长为较大的圆柱形叠层石,并且其生长环境是一个静水的条件这样才可能尽可能的对叠层石的生长不进行破坏,由以上分析,在潮下带发育了较为巨大的圆柱状叠层石而且围岩为以灰泥为主要组成的杂基所支撑结构,这就表明叠层石的生长环境是一个水动力较弱的潮下带的环境。

3.3凝块石特征分析

图3-3-1:青灰色凝块宏观照片

Figure 3-3-1: Livid clots macro photos

如图3-3-1凝块石宏观照片、及图3-4-1主要研究地层素描图可以看出凝块石的生长方式为从下向上呈树枝状生长,凝块石中凝块呈现深青灰色,最大凝块宽、高7*8cm2,凝块周围为灰白色的灰岩,围岩为充填有鲕粒夹泥质条带的灰岩。鲕粒粒径0.1-1.5mm,大多数0.2mm。凝块石灰岩岩性致密坚硬,剖面上呈纵向连续生长型式宏观生长形态具大型后生动物-微生物礁特征。整体以黑色凝块树枝状分布,凝块由微生物吸附粘结的灰泥和泥晶方解石为主,块状凝块石上覆地层为青灰色微晶灰岩。微晶灰岩的形成是在水动力较弱的环境下再结合现代的微生物礁相特征和海绵动物适宜生存水深范围,判定该凝块石灰岩形成于潮下带下部低能的沉积环境,并受到间歇性的动荡水流作用影响。

由图3-2-2可以看到有大量的后生生物碎屑,且生物碎屑中多被方解石充填。凝块石灰岩中发育大量的海绵类化石,并间歇性充填大量双壳类和三叶虫碎屑。在镜下还可以看到凝块石中有大量的灰泥成分,这表明沉积时的水动力相对较弱。同时在镜下还可以看到爪型的附枝菌,再根据附枝菌的生长环境为较深的静水环境可以得出凝块石的沉积水动力环境较弱。凝块石灰岩的上覆地层为生物扰动灰岩,其间充填有大量的生物遗迹化石,并且层面上有明显的波痕构造。虽然其上覆地层的基质仍为微晶灰岩,但是其波浪和后生动物的扰动,破坏了原有微生物的生长环境故不能形成凝块石或叠层石。

图3-3-2凝块石其中充填了大量的后生生物碎屑以及灰泥

Figure 3-3-2 Clot bioclasts stone filled with plenty of newcomers, and stucco

3.4微生物岩特征小结

主要研究剖面(11-13层)的底为鲕粒灰岩,其基质为胶结物,这就表明其水动力比较强,再加上鲕粒的形成需要动荡往复的水体环境,这就表明这层作为研究地层的底的鲕粒灰岩的沉积环境很可能是潮间带。如图3-4-1主要研究地层中叠层石的形状以柱状为主,发育较为巨大的叠层石,柱状叠层石最大高、宽为50*10cm2,最小高、宽为30*9cm2,叠层石内部在镜下可以看到有葛万菌,叠层石的围岩为鲕粒碎屑灰岩,鲕粒灰岩的基质主要为灰泥。巨大的叠层石应当是在有足够容纳空间的水体中形成的,并且生长过程中水体的深度,外界的环境温度,以及光照条件都没有太大变化。这表明这一地层中的叠层石水动力条件是很弱的,即这层叠层石的生长环境是在相对较深,比较温暖、平静的沉积环境下生长的。叠层石上的凝块石树枝状生长,其中充填了大量的黑色凝块,在镜下可看到是附枝菌,附枝菌的出现表明水体深度进一步加深。沉积环境依然可以归为潮下带。

图3-4-1主要研究地层素描图

Figure 3-4-1 Sketch main formations

叠层石围岩为鲕粒碎屑灰岩,但基质为灰泥这表明水动力要比第十层的碎屑灰岩要弱,其中的叠层石灰岩中的微晶方解石,很可能是生物作用的结果。由宏观的观测,其中充填的泥质条带在围岩与叠层石之间是没有间断的,这显示叠层石与围岩是同期形成的也就是说围岩与叠层石的水动力条件是相同,所以说叠层石中的微晶方解石是由生物作用的结果,在叠层石镜下可以明显的看到有丝状的葛万菌。凝块石中充填了大量的海绵类化石,并间歇性充填双壳类和三叶虫碎屑。在镜下发现有爪型的附枝菌。凝块石中有大量的树枝状生长的微生物团块。综上可以看出其沉积环境整体为一个水动力逐渐变弱,水体逐渐加深的过程。由以上的分析,及本段地层在整体馒头组二段的位置可以很明显的看出所要研究地层的沉积环境在潮间带到潮下带的区域。微生物岩基底鲕粒碎屑灰岩基质为亮晶方解石。

4 控制因素

通过以上对豫西宜阳地区馒头组二段微生物岩的研究,显示微生物岩是由形成的微生物种类和沉积环境双重作用的结果。水动力条件和水体深度等沉积环境条件的改变不仅会造成宏观大型构造特征的不同,而且会影响凝块石灰岩的构造,也就是暗色凝块形态的不同,使其产生不同类型。微生物的生长需要阳光、养分、温度、盐度、水能等条件适宜,因此微生物岩发育需要特定的沉积地理位置,这控制了微生物岩苛刻的形成环境。

豫西宜阳地区馒头组二段发育的微生物岩整体代表潮下带低能到潮间带中-高能动荡的沉积环境,反映微生物岩的宏观生长形态特征和整体相序演化特征都与沉积环境有着密切的关系。凝块石灰岩中的凝块和叠层石的纹层总体呈现向上生长的痕迹,镜下观察凝块的微观结构,整体以灰泥和生物碎屑为主反映整体较为低能的沉积环境。叠层石的生长发育形态表明,其水动力较弱,使微生物呈现连续生长的状态。因此,水动力条件和水深梯度是影响微生物岩类型特征和演化特征的主要因素,控制着凝块石灰岩宏观生长形态和发育演化。

4.1微生物岩出现的控制因素

宜阳地区馒头组二段微生物岩依附的基底主要以中厚层的鲕粒灰岩,在较低的水动力条件和水能能量下,形成以巨型生物丘构造发育为特征的巨型柱状叠层石。基底在形成叠层石灰岩不同发育规模和空间分布特征上,有着较为特定的规律。微生物群落只有选择较为坚硬的基底依附,才能不被间歇性的动荡水流冲刷带走,为微生物岩后期稳定向上生长提供保证。因此,微生物群落起始选择附着固定的基底和位置一定程度上控制着凝块石灰岩后期空间展布和发育规模。

第十一层叠层石的围岩为鲕粒灰岩,相对于第十层的鲕粒灰岩来说其基质由亮晶方解石变为灰泥,这表明水体能量相对于第十层来说要弱很多,这就为微生物的生长提供了一个相对安静的环境。根据分析可以得出这一层叠层石在水体潮下带水体不深的地方这就表明微生物的生长还可以受到阳光的照射,这就为微生物的生长提供了必要的阳光,温度等条件。在显微镜下发现的叠层石中大量的葛万菌可以说明这一点。

4.2微生物岩转变的因素

从显微镜下可以发现第十二层中的凝块石中发育大量的附枝菌,附枝菌是一种树枝状蓝细菌,一般向上生长扩展,横切面呈泥球状。附枝菌通常形成灌木状群落,生长于微生物丘内部(韩作振等,2009。)。附枝菌所指示的沉积环境一般是水体较深的条件,所以从第十一层的叠层石到第十二层的凝块石转变很明显水体环境进一步加深。温度、光照含氧量等条件都有所变化,这其中表现最为明显的就是主要细菌体的转变,即以葛万菌为主体的叠层石转变为以附枝菌为主体的凝块石。

在第十二层中的部分切片中发现了大量的后生生物碎屑,很明显后生生物的出现也对微生物岩的转变起了很大的影响,首先叠层石的生长环境是需要水动力比较弱且生长空间非常大的环境。后生动物的出现很明显这两个条件是不可能满足的,也就打乱了叠层石生长成层里的一些必要条件。

4.3微生物岩消亡的控制因素

在第十三层微晶灰岩中发现了大量的生物遗迹化石而且还有较大的形态,这就表明在凝块石发育的后期有大量的后生生物,很明显大量后生生物的扰动是不可能有凝块石的发育的。在第十三层的层面上可以观察到有波痕构造这就表明其形成环境的水动力还是相对比较强的,而形成凝块石则需要水动力比较安静的环境。在后生生物扰动和水动力变强的条件下微生物是很难形成凝块石的。在第十三层中还有充填的薄层泥岩这就明显的指出其沉积环境是接受了陆源碎屑物质。陆源碎屑物质会扰乱覆盖在微生物滩丘上阻碍微生物的生长,所以微生物也就很难再生长下去。综上由于水动力的加强、水体变浅、陆源碎屑物质的加入以及光照温度等环境的改变导致微生物很难生长成微生物岩。

在寒武纪到早奥陶世这段时期内, 浅海碳酸盐岩台地大量发育和分布蓝细菌成因的微生物岩,而后生动物生物礁分布则呈负相关趋势(党皓文等,2009)。一方面,从早寒武世生物集群绝灭事件的发生,使原本大量繁盛的古杯类生物逐渐绝灭,以古杯类动物为基础的生物礁逐渐消失,而蓝细菌等钙化微生物开始大量繁盛,逐渐占领主导地位而得以延续。另一方面,从中寒武世开始,特殊的高 CO2、强温室效应等古环境对后生动物的生存产生抑制,有利于钙化微生物的生长发育和钙化作用(党皓文等,2009)。豫西宜阳地区地区馒头组大量发育的微生物岩,包括叠层石、核形石以及凝块石灰岩等, 后生动物很少出现;仅在部分层位发育。上述现象说明,馒头组和张夏组底部沉积期,以微生物生长发育占主导优势,微生物成因的凝块石灰岩等微生物岩因此大量繁盛。后生动物的匮乏是豫西地区微生物成因占主导的凝块石灰岩大量发育的重要因素。

5 结论

如图2-2,及图3-4-1在实测地层剖面中主要研究地层由第十层的鲕粒灰岩的演变为第十三层的生物扰动灰岩,中间经历了第十一层的大型柱状叠层石以及第十二层的凝块岩。主要研究地层中的微生物岩主要为两层,第一层为青灰色含泥质条带叠层石,叠层石最大50*10cm2最小30*9cm2、底层有一整块微生物岩、叠层石围岩为充填有鲕粒碎屑灰岩,杂基支撑结构。叠层石内部主要为微晶灰岩。第二层为树枝状生长的凝块石,生物碎屑中多被方解石充填。凝块石灰岩中发育大量的海绵类化石,并间歇性充填大量双壳类和三叶虫碎屑。在镜下还可以看到凝块石中有大量的灰泥成分,以及爪型的附枝菌。

通过对豫西宜阳地区微生物岩的研究,结合凝块石灰岩的类型特征及沉积环境特征,显示不同水动力条件和水体深度等沉积环境条件会影响凝块石灰岩宏观特征类型。豫西地区微生物岩的生长演化及消亡过程主要受水动力条件,依附基底特征,陆源泥质供给和后生动物扰动等条件的控制。其中,水动力条件控制微生物岩宏观生长形态和演化特征,依附基底控制凝块石灰岩空间展布和发育规模,陆源泥质供给抑制微生物着床和生长,后生动物匮乏是凝块石灰岩繁盛的重要原因,同时后生动物的出现也是微生物岩消失的重要控制因素之一。

参考文献

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[4]齐永安等,豫西登封寒武系馒头组碳酸盐岩中的风暴沉积及相关的生物成因构造。地质调查与研究,2014,241-248页.

论文作者:孙博文

论文发表刊物:《知识-力量》2018年8月中

论文发表时间:2018/7/30

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河南宜阳地区馒头组二段的微生物岩特征论文_孙博文
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