彭瀚霖, 劉樹根, 宋金民, 孫 瑋, 丁 一, 尹柯惟

(油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059)

Burne(1987)首次提出了微生物巖的概念：“底棲微生物群落捕獲和黏結(jié)碎屑沉積物，并且(或者)形成礦物沉淀位點(diǎn)，通過(guò)這種方式加積的生物成因沉積即為微生物沉積巖[1]。”微生物碳酸鹽巖“是由微生物的生長(zhǎng)、新陳代謝、細(xì)胞表面特性，以及與細(xì)胞外聚合物有關(guān)的礦物沉淀、顆粒捕獲，相互作用的綜合產(chǎn)物[2]”。近年來(lái)，關(guān)于微生物碳酸鹽巖的研究是沉積學(xué)界的一個(gè)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段還處于起步階段，主要是根據(jù)形態(tài)學(xué)特征，采納Riding(2000)所提出的分類方案，將微生物碳酸鹽巖劃分為4類：疊層石、凝塊石、樹形石、均一石[3]。梅冥相(2007)認(rèn)為應(yīng)將核形石、紋理石補(bǔ)充到新分類方案中[4]。

前人早已認(rèn)識(shí)到“藍(lán)藻”在四川盆地震旦系燈影組白云巖的沉積過(guò)程中起到了極為重要的作用，識(shí)別出球狀藍(lán)藻體、絲狀藍(lán)藻體、黏球藻體，并認(rèn)為整個(gè)燈影期盆地處于淺水潮坪沉積環(huán)境[5-10]。朱同興等(1992)報(bào)道了燈影組腎形藻-表附藻(即附枝菌)泥丘，認(rèn)為滇東地區(qū)的腎形藻泥丘主要產(chǎn)于碳酸鹽潮坪的低能環(huán)境中[11]。方少仙(2003)首次提出了四川盆地震旦系白云巖非疊層生態(tài)系藍(lán)細(xì)菌的概念，即主要為球狀-橢球狀藍(lán)細(xì)菌組成的微生物系統(tǒng)在本區(qū)白云巖中廣泛存在，其生長(zhǎng)發(fā)育貫穿白云巖沉積期、準(zhǔn)同生-同生期、表生期[12]。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，借鑒最新的微生物碳酸鹽巖研究成果，以川北出露完整、最具代表性的南江縣楊壩鎮(zhèn)上震旦統(tǒng)燈影組剖面為研究對(duì)象(圖1)，通過(guò)近300塊薄片鑒定，試圖厘清本區(qū)燈影組微生物白云巖發(fā)育特征，探討其沉積環(huán)境，為四川盆地北緣燈影組天然氣勘探提供參考。

1 藍(lán)細(xì)菌形態(tài)及其保存機(jī)制

楊壩燈影組剖面主要發(fā)育2種類型藍(lán)細(xì)菌：球狀藍(lán)細(xì)菌和絲狀藍(lán)細(xì)菌。前者形成了腎形菌(Renalcis，房室型)、附枝菌(Epiphyton，樹枝型)、鏈球型藍(lán)細(xì)菌集合體；后者形態(tài)可分為管型(部分為葛萬(wàn)菌，Girvanella)、疊層型、凝塊型。

圖1 川北楊壩震旦系燈影組剖面位置及實(shí)測(cè)巖性-沉積相綜合柱狀圖Fig.1 Section position and the comprehensive stratigraphic column of the Sinian Dengying Formation in Yangba of North Sichuan(剖面位置據(jù)1∶200 000南江幅區(qū)域地質(zhì)圖)

圖2 川北楊壩燈影組剖面藍(lán)細(xì)菌類型及形態(tài)Fig.2 Cyanobacteria types and shapes of the Dengying Formation in Yangba, North Sichuan(A)鏈球型球狀藍(lán)細(xì)菌，燈二段，10×2，單偏光； (B)附枝菌，燈二段，10×2，單偏光； (C)綿層狀腎形菌、腎形菌礁屑，燈二段，10×2，單偏光； (D)葡萄狀腎形菌，燈二段，10×10，單偏光； (E)叢狀腎形菌，燈二段，10×2，單偏光； (F)管型藍(lán)細(xì)菌，燈二段，10×4，單偏光； (G)綿層狀腎形菌，燈二段，10×2，單偏光； (H)凝塊型絲狀藍(lán)細(xì)菌，燈二段，10×2，單偏光； (I)葛萬(wàn)菌，燈二段，10×10， 單偏光； (J)混合型球狀藍(lán)細(xì)菌集合體，燈二段， 10×2， 單偏光； (K)疊層型絲狀藍(lán)細(xì)菌形成的生物膜，燈二段，10×5，單偏光； (L)叢狀、葡萄狀腎形菌，燈二段，10×5，單偏光

1.1 球狀藍(lán)細(xì)菌

國(guó)內(nèi)外已有震旦系腎形菌、附枝菌的報(bào)道，一般認(rèn)為腎形菌、附枝菌的形成與球狀藍(lán)細(xì)菌有關(guān)[11,13]。另見若干球狀藍(lán)細(xì)菌形成鏈球形態(tài)(圖2-A)。

腎形菌囊狀結(jié)構(gòu)發(fā)育(圖2-L)，壁厚，部分經(jīng)歷了后期成巖作用而變形[11]。單體大小變化較大，長(zhǎng)徑約60～500 μm，以腎形、不規(guī)則橢球形產(chǎn)出。單個(gè)腎形菌房室內(nèi)可見2期白云石充填，邊緣為纖狀白云石，中間為粉-細(xì)晶白云石。若干腎形菌組合生長(zhǎng)，可呈叢狀(圖2-E)、葡萄狀(圖2-D)、綿層狀(圖2-C)。

附枝菌，較少，單體直徑約40 μm，長(zhǎng)度約250～350 μm?？v剖面呈樹杈狀，具一個(gè)開口；橫切面呈大小均一的點(diǎn)球狀(圖4-A)，直徑大小均一，可能受持續(xù)的海水?dāng)噭?dòng)影響，限制了球狀藍(lán)細(xì)菌集合體的直徑上限[13]。附枝菌的葉體呈叢狀產(chǎn)出(圖2-B)，類似于Jusun Wooetal.(2008)報(bào)道的第3種類型張夏組附枝菌[15]。特別地，見附枝菌與腎形菌混合發(fā)育，呈喇叭形(圖2-J)，顯示兩者發(fā)育環(huán)境具一定相似性。

1.2 絲狀藍(lán)細(xì)菌

疊層型(圖2-K)。Turner(2000)認(rèn)為疊層狀的深黑色生物膜是由若干密集填集的絲狀藍(lán)細(xì)菌構(gòu)成[16]。生物膜等間距排布形成同心暗色紋層，暗層之間被粗大的白云石或石英晶粒占據(jù)。此種類型藍(lán)細(xì)菌是本區(qū)核形石、以及大部分疊層石的“骨架”。

管型。部分為葛萬(wàn)菌，具中空的、彎曲的、未分叉的深色泥晶管壁[17,18]。國(guó)外報(bào)道的葛萬(wàn)菌管壁外徑變化范圍較大，小至1 μm，大者可達(dá)100 μm，其中8～30 μm的分布區(qū)間較常見[19,20]；單體長(zhǎng)度可達(dá)1 mm，一般為100～200 μm[16,21]。本區(qū)葛萬(wàn)菌(圖2-I)外管壁直徑約20 μm，長(zhǎng)約80 μm。管壁為暗色白云質(zhì)泥晶，管腔為微-粉晶白云石充填，管壁總厚度約為整個(gè)菌體寬度的1/2。通常若干葛萬(wàn)菌聚集發(fā)育。另一種管型藍(lán)細(xì)菌個(gè)體較大，外管壁直徑約30 μm，長(zhǎng)度約150 μm。個(gè)體之間呈并列管狀(圖2-F紅色箭頭)，或者端緣接觸(圖2-F黃色箭頭)呈“V”字形，整體呈現(xiàn)直立向上生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

凝塊型(圖2-H)。少見，中央絲狀菌體清晰，包繞絲狀藍(lán)細(xì)菌為極厚的、發(fā)散的微晶白云石。形態(tài)類似于Riding(1982)報(bào)道的Angulocellularia[22]，但體形較之大得多，整體呈樹形。

1.3 藍(lán)細(xì)菌的保存機(jī)制

普遍認(rèn)為藍(lán)細(xì)菌的保存與細(xì)胞外聚合物(extracellular polymeric substance，簡(jiǎn)稱EPS)鈣化作用有關(guān)，這種作用依賴于藍(lán)細(xì)菌CO2濃縮機(jī)制(carbon dioxide concentrating mechanisms，簡(jiǎn)稱CCM)[3,18]。特別是管型結(jié)構(gòu)的藍(lán)細(xì)菌，能很好地應(yīng)用上述機(jī)制解釋：藍(lán)細(xì)菌的衣鞘因鈣化而保存，菌絲體未鈣化在死亡后消失，被后期沉淀的白云石晶粒充填。但對(duì)附枝菌、腎形菌等實(shí)心菌體的鈣化機(jī)制現(xiàn)階段仍然存在極大爭(zhēng)議[13,14,16]。特別地，少量薄片中見差異鈣化現(xiàn)象，如圖2-G中央的囊狀藍(lán)細(xì)菌集合體，深黑色泥晶為鈣化的藍(lán)細(xì)菌實(shí)體，而實(shí)體邊緣的云霧狀泥晶(黃色箭頭)可能與低的微生物活動(dòng)程度、衣鞘退化作用有關(guān)。

部分藍(lán)細(xì)菌白云巖在成巖過(guò)程中經(jīng)歷了硅化作用，這種成巖作用對(duì)藍(lán)細(xì)菌形態(tài)的保存可能是有利的[23,24]。破壞藍(lán)細(xì)菌保存形態(tài)的成巖作用明顯，一為溶蝕作用，二為重結(jié)晶作用[11]。

2 巖石學(xué)特征

本區(qū)與微生物作用相關(guān)的白云巖豐富，前人認(rèn)為四川盆地?zé)粲敖M疊層石、層紋石、核形石、凝塊、團(tuán)塊等的形成依賴于“藍(lán)藻”[5-9]。但隨著“藍(lán)藻非藻，而為菌”等一系列認(rèn)識(shí)的提高，這些與微生物作用相關(guān)的碳酸鹽巖的特征及其與藍(lán)細(xì)菌的具體關(guān)系也有必要重新認(rèn)識(shí)。按照Riding(2000)微生物巖分類標(biāo)準(zhǔn)，楊壩剖面微生物碳酸鹽巖主要為疊層石和凝塊石；而與藍(lán)細(xì)菌生物活動(dòng)相關(guān)的碳酸鹽巖組構(gòu)有團(tuán)塊、核形石以及部分碳酸鹽巖碎屑。

2.1 疊層石

疊層石最早是由Kalkowsky(1908)命名，其具2種基本屬性，發(fā)育紋層狀構(gòu)造，且為生物成因。Riding(1991)修訂為紋層狀的、底棲微生物成因的沉積[25]。認(rèn)為除骨架疊層石外[26]，其余疊層石均缺乏鈣化的微生物骨骼[3]，即“前寒武紀(jì)之謎”[27]。梅冥相(2007)定義紋理石為 “水平狀的疊層石”[4]。但國(guó)外文獻(xiàn)中一般不單獨(dú)分類，遵循此標(biāo)準(zhǔn)，本文亦將紋理石劃歸為疊層石。本區(qū)疊層石宏觀形態(tài)主要為丘狀、層狀，少量為圓柱狀(圖3-A、B、I)。部分疊層石鏡下見鈣化的微生物骨骼(圖3-E)。

與微生物作用相關(guān)的各種孔洞發(fā)育。見層狀分布的骨架窗格孔(圖3-C、G、H)，部分已被石英(亮晶白云石)-瀝青充填；相同剖面材料中見平底晶洞構(gòu)造(薛耀松，1984)[31]。兩者均為疊層石建設(shè)時(shí)形成的孔洞[32,33]，特別是后者，Pratt(1982)解釋為藍(lán)細(xì)菌席加積、海水沖洗簸選、同生期膠結(jié)作用的綜合產(chǎn)物[33]，藍(lán)細(xì)菌席的幕式發(fā)育過(guò)程以及黏結(jié)作用，直接控制了孔洞底部平坦、頂部不規(guī)則的特殊形態(tài)。

2.2 凝塊石

Aitken(1967)提出凝塊石(thrombolite)的概念, 為“一種與疊層石有關(guān)的、但缺乏紋層的、具宏觀凝結(jié)結(jié)構(gòu)的隱藻結(jié)構(gòu)[34]”。他認(rèn)為后生動(dòng)物對(duì)疊層石的擾動(dòng)是形成凝塊的直接原因。此觀點(diǎn)被Kennardetal.(1986)否定，認(rèn)為“凝塊石為一種完全不同于疊層石的微生物巖，若干中型凝塊結(jié)構(gòu)(mesoclots)構(gòu)成了宏觀的凝塊石，這些中型凝塊結(jié)構(gòu)為難以區(qū)分的、以鈣化球狀藍(lán)細(xì)菌為主的、不連續(xù)的微生物群落組成”[35]。此前學(xué)術(shù)界對(duì)凝塊石名稱的使用比較混亂，這種混亂始于對(duì)凝塊石尺度的理解。為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)本文采用Shapiro(2000)分類方案：巨型結(jié)構(gòu)(1 m以上，若干凝塊石組成的微生物建造，如層狀生物礁)、大型結(jié)構(gòu)(分米-米級(jí)，如穹隆狀的半球)、中型結(jié)構(gòu)(厘米-毫米級(jí)，仍然肉眼可見，如斑塊狀)、微型結(jié)構(gòu)(毫米以下，僅顯微鏡下可見，如似球粒結(jié)構(gòu))[36,37]。楊壩燈影組剖面凝塊石在塊狀白云巖中發(fā)育，塊狀白云巖內(nèi)部成層性差，類似于梅冥相(2006)報(bào)道的黔中隆起一帶燈影組 “凝塊石生物丘”[38]，大型結(jié)構(gòu)不明顯，中型結(jié)構(gòu)呈雜亂的斑狀(圖4-I)。

圖3 川北楊壩燈影組剖面疊層石Fig.3 Stromatolites of the Dengying Formation in Yangba, North Sichuan(A)低起伏的丘狀疊層石，燈四段； (B)層狀疊層石,燈二段； (C)密細(xì)紋層、瀝青，燈四段，10×2，單偏光； (D)含砂屑的密細(xì)紋層，燈二段，10×2，單偏光； (E)鈣化的管狀微生物骨骼，燈二段， 10×2.5，單偏光；(F)混合型紋層，燈二段，10×2，單偏光； (G)密細(xì)紋層、窗格孔，燈二段，10×2.5，單偏光； (H) 密細(xì)紋層、窗格孔，燈四段，10×2，單偏光； (I)柱狀疊層石，燈二段

圖4 川北楊壩燈影組剖面凝塊石Fig.4 Thrombolites of the Dengying Formation in Yangba,North Sichuan(A)附枝菌橫切面,燈二段,10×2,單偏光; (B)凝塊結(jié)構(gòu)中的附枝菌,燈二段,10×2,單偏光; (C)凝塊結(jié)構(gòu)，附枝菌橫切面斑點(diǎn)依稀可見,燈二段,10×2，單偏光; (D)綿層狀腎形菌鈣化形成微型凝塊結(jié)構(gòu)(紅色箭頭)，燈二段，10×5，單偏光; (E)凝塊、花邊，凝塊內(nèi)部見形態(tài)極好的腎形菌發(fā)育，燈二段，10×4，單偏光; (F)礫狀凝塊被后生皮殼包繞，窗格孔，燈二段，10×4，單偏光; (G)礫狀凝塊，孔洞發(fā)育，燈二段，10×2，單偏光; (H) 樹形凝塊，邊緣孔洞發(fā)育，燈二段，10×2，單偏光; (I)凝塊石，花邊構(gòu)造，燈二段

鏡下中-微型結(jié)構(gòu)，大小集中在(2～4)mm×(5～7)mm。形態(tài)不好者呈斑狀(圖4-C)；形態(tài)較好者呈聚合的葉狀(圖4-H)，具向上生長(zhǎng)的趨勢(shì)；邊緣波狀起伏的礫狀(圖4-F、G)，此為斑狀、葉狀凝塊溶蝕后的形態(tài)，邊緣皮殼包繞。凝塊石色暗，有機(jī)質(zhì)含量不高時(shí)內(nèi)部呈似球粒結(jié)構(gòu)，并具小型溶孔，凝塊相鄰區(qū)域片狀的大型孔洞發(fā)育，已被亮晶白云石充填。有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)，內(nèi)部窗格孔(圖4-F)發(fā)育。凝塊石發(fā)育處，早期溶蝕形成的葡萄-花邊狀構(gòu)造也很發(fā)育，破壞了凝塊原生結(jié)構(gòu)，對(duì)凝塊石的大型、巨型結(jié)構(gòu)的識(shí)別造成極大干擾。關(guān)于凝塊石的形成機(jī)制，正如梅冥相(2007)所述“可能代表了EPS的鈣化作用，也可能是這些聚合物所捕獲的泥晶[4]”。本區(qū)附枝菌(圖4中的A-B-C序列)、腎形菌(圖4-D、E)、葛萬(wàn)菌的鈣化作用為形成凝塊的主要機(jī)制。因此，按照Riding(2000)的分類方案[3]，本文材料中的凝塊石應(yīng)為鈣化微生物凝塊石。

2.3 與藍(lán)細(xì)菌有關(guān)的顆粒白云巖

團(tuán)塊可能是由絲狀藍(lán)細(xì)菌(圖5-C)將砂屑(圖5-B中黃色箭頭)、凝塊(圖5-B中紅色箭頭)黏結(jié)而形成統(tǒng)一的、粒徑>2 mm的聚合顆粒。藍(lán)細(xì)菌的大小、活性、生長(zhǎng)方向、EPS決定了其黏結(jié)、穩(wěn)固碎屑物質(zhì)的能力[3]。大量粗砂屑的結(jié)構(gòu)，代表搬運(yùn)砂屑的原環(huán)境能量較高；分選不好、棱角分明，揭示其搬運(yùn)距離不長(zhǎng)(圖5-H)。大部分團(tuán)塊邊緣不規(guī)則，為模糊的微晶白云石，少部分團(tuán)塊周緣具藍(lán)細(xì)菌結(jié)殼(圖5-F)，這種顆粒邊緣結(jié)構(gòu)的差異可能與水動(dòng)力的變化、擾動(dòng)頻率有關(guān)[37]。部分團(tuán)塊形成似核形石結(jié)構(gòu)(圖5-A)，同心紋層厚度極薄，為動(dòng)蕩水體沉積物[39]。似核形石之間膠結(jié)處常見纖狀藍(lán)細(xì)菌叢體，為后期藍(lán)細(xì)菌與纖狀膠結(jié)沉淀物競(jìng)生而成。特別地，見團(tuán)塊鑲嵌在附近的中型凝塊結(jié)構(gòu)中，凝塊邊緣模糊且被截切，呈負(fù)凹形(圖5-B中綠色箭頭)，而團(tuán)塊邊緣為原始形態(tài)。說(shuō)明團(tuán)塊產(chǎn)于凝塊發(fā)育的藍(lán)細(xì)菌席中，因而常見團(tuán)塊結(jié)構(gòu)與凝塊結(jié)構(gòu)伴生發(fā)育。

核形石的中心顆粒一般為砂屑、角礫，整體形態(tài)呈球狀、橢球狀甚至棒狀，其形態(tài)受中心顆粒影響。見2個(gè)亞類，低能型和高能型。前者個(gè)體小，呈直徑<2 mm的球狀，同心紋層以暗色紋層為主(圖5-E)，核形石周圍為正常的泥-粉晶結(jié)構(gòu)。后者中心顆粒較大，為長(zhǎng)徑>2 mm的棱角狀礫屑，經(jīng)紋層修飾，整體改造為較光滑的短棒狀，且與周圍碎屑間的膠結(jié)物為亮晶白云石(圖5-D)。核形石生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)，中心顆粒受波浪和潮汐影響而翻轉(zhuǎn)，為絲狀藍(lán)細(xì)菌(可能為葛萬(wàn)菌)的包覆生長(zhǎng)提供空間。藍(lán)細(xì)菌自身又受陽(yáng)光控制間歇性生長(zhǎng),生長(zhǎng)期，形成暗色的泥晶紋層，同時(shí)藍(lán)細(xì)菌分泌黏液捕獲并黏結(jié)部分細(xì)粒沉積物；生長(zhǎng)停滯期，亦通過(guò)生物作用促使周圍微環(huán)境沉淀出膠結(jié)物形成亮色紋層。

與微生物作用有關(guān)的碳酸鹽巖碎屑主要為微生物礁屑，長(zhǎng)徑在1～8 mm間，為砂屑狀或角礫狀。沉積環(huán)境不一：(1)礁體內(nèi)部或邊緣發(fā)育，黏結(jié)在周圍藍(lán)細(xì)菌鈣化形成的微生物骨架中(圖2-C)；(2)礁體以外的潮下低能環(huán)境沉積，不規(guī)則角礫狀，碎塊被假亮晶膠結(jié)(圖5-G)。另見部分砂屑經(jīng)建設(shè)性泥晶化作用形成包粒，顆粒內(nèi)部已重結(jié)晶成粉晶白云石(圖5-I-1)。這種機(jī)制的大致過(guò)程為碳酸鹽顆粒表面絲狀藍(lán)細(xì)菌鉆孔，藍(lán)細(xì)菌暴露在外的部分衣鞘鈣化，形成泥晶套[37,40]。但是，本區(qū)由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)充足，大型絲狀藍(lán)細(xì)菌(直徑約15 μm)向顆粒內(nèi)部發(fā)育(圖5-I-2)，砂屑整體均被藍(lán)細(xì)菌鉆孔(圖5-I-3)。大型絲狀藍(lán)細(xì)菌EPS鈣化作用產(chǎn)生泥晶環(huán)邊，絲狀藍(lán)細(xì)菌實(shí)體死亡，留下空腔被微晶白云石充填，形成砂屑內(nèi)部的管狀結(jié)構(gòu)。藍(lán)細(xì)菌的鉆孔活動(dòng)為一繼承性過(guò)程(圖5-I-1,2,3)，環(huán)境的改變可能造成藍(lán)細(xì)菌鉆孔的終止，形成不同程度的鉆孔痕跡。早期藍(lán)細(xì)菌鉆孔形成的泥晶套，在后期亦有不同程度的溶蝕。

圖5 川北楊壩燈影組剖面顆粒白云巖Fig.5 Grained dolostones of the Dengying Formation in Yangba, North Sichuan(A)團(tuán)塊形成的似核型石，周緣為同生期沉積的纖狀藍(lán)細(xì)菌群落，燈二段，10×2，單偏光； (B)團(tuán)塊、微型凝塊結(jié)構(gòu)，燈二段，10×4，單偏光； (C)絲狀藍(lán)細(xì)菌群落黏結(jié)形成的團(tuán)塊，燈二段，10×10，單偏光； (D)高能核形石，燈二段，10×2.5，單偏光； (E)低能型核形石，燈二段，10×2.5，單偏光； (F)亮晶膠結(jié)的被包殼的團(tuán)塊，燈二段， 10×2.5，單偏光； (G)礁屑，燈二段， 10×2， 單偏光； (H)團(tuán)塊，燈二段，10×2，單偏光； (I)被絲狀藍(lán)細(xì)菌鉆孔的砂屑，燈二段，10×10，單偏光

3 沉積模式

本區(qū)燈影組微生物白云巖的沉積受潮汐控制，為潮間-潮下帶的沉積物。潮間帶主要發(fā)育大量的層狀、低起伏的丘狀疊層石。潮下帶沉積物豐富，高能環(huán)境為團(tuán)塊、凝塊、砂屑、高能型核形石，以及少量圓柱形疊層石；低能環(huán)境主要為凝塊、礁屑，以及少量低能型核形石。

微生物分帶性明顯，潮間帶藍(lán)細(xì)菌類型單一，主要為絲狀疊層型藍(lán)細(xì)菌。潮下帶藍(lán)細(xì)菌分布受沉積環(huán)境能量的控制，高能環(huán)境球狀藍(lán)細(xì)菌多呈綿層狀發(fā)育，也含叢狀、葡萄狀藍(lán)細(xì)菌。絲狀藍(lán)細(xì)菌主要在淺灘顆粒白云巖中發(fā)育，另見少量絲狀疊層型藍(lán)細(xì)菌。潮下低能環(huán)境藍(lán)細(xì)菌形態(tài)保存不好，且群落規(guī)模小，以球狀藍(lán)細(xì)菌為主，鏈球型多，房室型、樹枝型少，后兩者多以混合狀產(chǎn)出?？傮w上，潮間帶以疊層石生態(tài)系統(tǒng)藍(lán)細(xì)菌為主；而潮下帶以非疊層石生態(tài)系統(tǒng)藍(lán)菌為主，其中部分參與凝塊石的建設(shè)，其余參與到淺灘顆粒白云巖的沉積、改造中。燈影期處于隱生宙-顯生宙過(guò)渡的特殊時(shí)期，穩(wěn)定碳同位素在燈影組兩端點(diǎn)處強(qiáng)烈負(fù)偏[41]，代表該時(shí)期海洋環(huán)境了發(fā)生較大變化。新遠(yuǎn)古代以來(lái)的長(zhǎng)期缺氧環(huán)境的結(jié)束[42]，早期強(qiáng)烈火山活動(dòng)后導(dǎo)致的高M(jìn)g、Ca濃度、Mg/Ca值[7]，高鹽度的海水，“極端溫室效應(yīng)”延續(xù)下的干燥炎熱的氣候，快速的海侵作用[38,43]，淺水碳酸鹽臺(tái)地環(huán)境中的強(qiáng)烈潮汐作用等，造就了藍(lán)細(xì)菌的繁盛和特殊的發(fā)育特征(如綿層狀的腎形菌)，形成了獨(dú)特的微生物-碳酸鹽巖系統(tǒng)。綜上，建立本區(qū)微生物巖沉積模式如圖6所示。

Riding(2002)探討了碳酸鹽巖礁的定義，并建立了以MSC三角圖(Matrix, Skeleton, Ce-ment)為依據(jù)的新分類方案，認(rèn)為礁是“底棲固著生物在原地造成的鈣質(zhì)沉積物”，將微生物礁納入分類范疇。此觀點(diǎn)得到了Flugel(2004)的充分肯定[37,44]。依此觀點(diǎn)，本區(qū)潮間-潮下環(huán)境廣泛存在微生物礁。潮間帶微生物礁主要為疊層石礁，黏結(jié)形成的基質(zhì)起支撐作用，見少量藍(lán)細(xì)菌鈣化后形成的骨骼，可能具支撐作用，故為黏結(jié)型微生物礁。潮下高能環(huán)境的微生物礁為2種：(1)柱狀疊層石礁；(2)綿層狀腎形菌-凝塊石礁。兩者均由藍(lán)細(xì)菌鈣化形成的骨架支撐礁體，同時(shí)早期亮晶膠結(jié)物也對(duì)礁體提供部分支撐作用，故為骨架型微生物礁。后者具兩種結(jié)構(gòu)單元，下部為團(tuán)塊-凝塊礁基，上部為綿層狀藍(lán)細(xì)菌鈣化骨架。潮下低能環(huán)境發(fā)育黏結(jié)型微生物礁，礁體主要由凝塊石構(gòu)成，見少量鈣化后的藍(lán)細(xì)菌集合體，但不具支撐作用，微生物礁支撐體主要為黏結(jié)的泥晶基質(zhì)。藍(lán)細(xì)菌的生長(zhǎng)發(fā)育、EPS鈣化控制微生物礁的建設(shè)，而藍(lán)細(xì)菌類型受環(huán)境控制，因此不同沉積環(huán)境發(fā)育的微生物礁類型各異。

圖6 川北米倉(cāng)山地區(qū)燈影組微生物碳酸鹽巖沉積模式Fig.6 Microbial carbonate sedimentary model of the Dengying Formation in the Micang Mountain area, North Sichuan

4 意 義

早期的研究已注意到燈影組白云巖中的“藍(lán)綠藻”具備富集鎂離子的能力，可能有助于白云巖的原生沉淀[7]；但是，長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏在常溫常壓下成功合成白云石的現(xiàn)代模擬實(shí)例，原生白云石化模式一直備受質(zhì)疑。Vasconcelos(1995)研究小組采用厭氧菌作為媒介，在常溫常壓下克服了原生白云石化的化學(xué)動(dòng)力學(xué)障礙，成功誘導(dǎo)合成了原生白云石[45]，證實(shí)了自然環(huán)境下白云石可以直接沉淀。四川盆地北緣燈影組中大套質(zhì)純的微生物白云巖很可能為原生成因，藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)育活動(dòng)對(duì)原生白云石的沉淀起著積極的作用，但兩者間的具體聯(lián)系還需深入研究。

5 結(jié) 論

a.米倉(cāng)山地區(qū)燈影組白云巖中發(fā)育大量絲狀、球狀藍(lán)細(xì)菌，前者形態(tài)分為管型(部分為葛萬(wàn)菌)、疊層型、凝塊型，后者主要形成了大量的腎形菌，及少量形態(tài)保存較差的附枝菌。這些藍(lán)細(xì)菌在巖石中的保存條件主要受控于藍(lán)細(xì)菌EPS鈣化作用，以及后期的成巖作用。

b.本區(qū)微生物碳酸鹽巖有疊層石、凝塊石；而與微生物作用相關(guān)的白云巖顆粒為團(tuán)塊、核形石、礁屑；部分砂屑被藍(lán)細(xì)菌鉆孔改造。

c.藍(lán)細(xì)菌群落類型受環(huán)境控制，具分帶性，因而造成了本區(qū)微生物巖的分帶性。

d.本區(qū)發(fā)育2種類型的微生物礁：黏結(jié)型微生物礁和骨架型微生物礁。

e.燈影組微生物白云巖很可能為原生微生物成因，其原始沉積相帶，以及后期的深埋溶蝕作用對(duì)于儲(chǔ)集層發(fā)育具有重要控制作用；但是微生物巖成巖演化、儲(chǔ)集空間演化的具體過(guò)程極其復(fù)雜，值得更加深入、系統(tǒng)地研究。

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