华北地台马沟剖面寒武系苗岭统微生物岩的组构特征、沉积环境和地质意义

摘要

华北地台大约从寒武纪第二世的晚期开始接受沉积,超覆在前寒武—寒武纪"巨型不整合面"之上,形成了一套二级海侵背景下的厚层陆表海硅质碎屑岩—碳酸盐岩混积序列,这套特别的地层序列在苗岭统和芙蓉统中包含了多种多样的微生物岩.研究区苗岭统出露较为完整,包括毛庄组、徐庄组、张夏组和崮山组,分别构成4个三级层序即SQ1至SQ4.在SQ2的高位体系域和强迫型海退体系域中,以及SQ3的高位体系域中发育了较为特别的由微生物岩构成的生物层、生物丘或生物丘复合体.微生物岩的种类和沉积环境包括形成于正常浪基面以下、潮下带低能环境的类型I迷宫状微生物岩,潮下带上部至潮间带中—高能环境的类型II和类型III迷宫状微生物岩,风暴浪基面之上浅水环境中的均一石,潮间带短柱状叠层石和潮上带近水平缓波状叠层石,以及高能鲕粒滩中的小型叠层石生物丘.通常认为寒武系苗岭统的微生物岩(礁)以凝块石和树形石为特征,而本次研究在苗岭统中发现了迷宫状微生物岩和均一石,补充丰富了对寒武系微生物岩(礁)多样化和复杂化构成的认识.无论是在迷宫状微生物岩、均一石中,还是叠层石中,都见到了一种或多种钙化蓝细菌(鞘)化石,如葛万菌(Girvanella)、附枝菌(Epithyton)和基座菌(Hedstroemia)等,以及大量的钙化微生物席残余物,表明这些微生物岩是由蓝细菌所主导的微生物席的复杂的钙化作用产物,而大量呈弥散状分布的黄铁矿晶体或颗粒则表明硫酸盐还原菌等非光合作用细菌和异养细菌可能在促进碳酸盐沉淀过程中扮演了重要角色.