微生物岩的定义和分类

【作者】 吴亚生； 姜红霞；

【机构】 中国科学院油气资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所； 中国科学院地球科学研究院； 中国科学院大学； 河北地质大学；

【摘要】 微生物岩研究的开展比微生物岩定义的出现要早很多。叠层石这个术语早在1908年就提出了(Kalkowsky,1908)。1967年Aiten定义了微生物岩的又一个重要类型凝块石。凝块石的初始定义很简单:指与叠层石外形和大小相似,但内部不具有纹层构造,而具有凝块状或海绵状结构(a macroscopic clotted or spongy fabric)。Pratt and James (1982)在使用凝块石这一术语时,出现了重大歧义。他们将薄片见到的1～3 cm宽的暗色斑块叫做凝块石。实际上是把Aiten的凝块石内部的凝块当成了凝块石。Kennard and James指出了Pratt and James (1982)使用凝块石术语的错误,否定凝块石是有叠层石内部构造被生物扰动破坏形成的观点,主张凝块石是一种独立的微生物沉积类型,以具有凝块结构为特征,并把凝块结构定义为具有凝块的结构。他们把凝块定义为mm到cm大小的、通常是暗色的、泥晶的或者微晶组成的、形状和分布不规则的、被泥晶或砂级沉积物或亮晶分隔开的东西;凝块的内部结构包括叶状的、细胞状的微球状的、凝块状的、微粒状的、球粒状的、蠕虫状的、斑点状的、块状的、杂色的,或者由肾形藻、葛万藻、努亚藻等钙化微生物组成;凝块的成因是不连续分布的小球状微生物的群落(主要是蓝藻)的原地钙化。这一定义为凝块石的识别提供了基本依据,其关键点是凝块是原地的泥晶为主的沉积,凝块形成岩石的格架,凝块之间是沉积物或亮晶胶结物。其不足之处是把原地钙化微生物骨骼当成凝块。我们主张,原地钙化微生物骨骼为主形成的岩石属于生物礁的范畴,可以归入微生物岩的范畴,但不应该归入到凝块的范畴。1987年,Burne and Moor定义了微生物岩这一术语,并且把微生物岩分为三类:微生物绑结岩、微生物泉华、微生物骨架岩。微生物绑结岩指丝状蓝藻、小球状蓝藻、硅藻以及少数真核微生物借助体表粘液吸附、固着沉积物而形成的沉积物。这类微生物岩的典型代表是叠层石。微生物泉华是微生物在无机成因泉华的形成过程中被包裹进去,所以把这种泉华归入微生物岩的范畴。微生物群落的存在造成了泉华的一些特有结构。微生物骨架岩指丝状蓝藻等微生物的矿化作用形成的岩石,不具有明显可鉴定的微生物化石形态。在后来学者的文章中,属于Burne and Moor(1987)的微生物骨架岩范畴的岩石一般都被归入凝块石中。尽管第三个名称不妥,第一个名称还是比较合理的。将含有微生物引起的构造的泉华归入微生物岩也被后来的学者认可。Burne and Moor(1987)提出把微生物岩分为几种:叠层石—具有纹层构造;凝块石—具有凝块结构;核形石—由同心状结构的核心石组成;隐结构微生物岩—模糊的斑点或斑状结构的;球粒状微生物岩—球粒状集合体。Riding(2000)将微生物岩分为叠层石、凝块石、树枝石、均一石四种。叠层石和凝块石的定义与前人相同。但将凝块石分为钙化微生物凝块石、粗糙粘结凝块石、树形凝块石(arborescent thrombolite)、泉华凝块石、沉积后成凝块石。钙化微生物凝块石是由树枝状钙化蓝细菌形成骨架,这种骨架在薄片中状似凝块,但不是典型的钙质微生物化石(原作者图10),而是特殊的钙化微生物(Tarthinian)。粗糙粘结凝块石指凝块石中包含较粗的沉积物颗粒。作者未提供显微照片,因而特征不好把握。泉华凝块石即具有凝块结构的泉华。树形凝块石指有十几厘米大小的树形结构的凝块石,作者未提供显微照片。沉积后凝块石指准同生期或者成岩期形成的凝块石。树枝石指由厘米级的、灌木状钙化微生物(表附藻、肾形藻等)形成的微生物岩,我们认为实际上是钙质微生物形成的骨架岩。这是新定义的一个微生物岩类型,但名称与树状凝块石容易混淆。Shapiro(2000)指出Aitken (1967,p.1171)对凝块的原始定义就不清楚,就是等同于凝块石的。他还提出凝块石是宏观构造,凝块是构成凝块石的中观构造。我们认为微生物包括底栖微生物和浮游微生物二大类。底栖微生物和浮游微生物形成的沉积物都应该属于微生物岩的范畴。微生物分为钙化的和非钙化的。钙化的底栖微生物形成的沉积物既属于微生物岩的范畴,也属于生物礁岩的范畴。浮游的钙化微生物形成的岩石,以往没有被包括进微生物岩的范畴。由于钙化微生物也属于微生物,它们形成的岩石自然应该属于微生物岩的范畴。非钙化底栖微生物形成的沉积物,如果具有纹层构造,属于叠层石的范畴;如果不具有纹层构造,内部结构不均一,属于凝块石的范畴;如果内部结构均一,属于均一石的范畴。更多还原