版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:010000
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

中扬子台地与塔里木台地早—中奥陶世微生物岩形成条件对比研究

时间:2016-09-05来源: 作者: 点击: 232次


王康莉   肖传桃   刘宇航   葛婧艳   汪严   刘磊

(长江大学地球科学学院,湖北武汉,430100)

摘要地质历史时期的微生物及其活动记录主要以微生物岩的形式保存下来。从现有的资料表明对中扬子台地和塔里木台地早—中奥陶世的微生物岩的研究实例较少。本文主要阐述微生物岩的研究现状、两个台地之间早—中奥陶世微生物岩的关键特征对比、构造古地理条件、岩相古地理条件等方面的对比特征,分析两个台地各时期微生物岩的发育状况。通过微生物岩类型对比得出中扬子台地微生物岩形成时间早于塔里木台地,且种类繁多。构造古地理条件对比表明中扬子台地早奥陶世时期总体处于开阔台地环境,比较稳定,有利于生物生存,中奥陶世发生大规模海侵后,微生物岩数量有所增加。早奥陶世塔里木台地并不稳定,中奥陶世末期,大规模海退和构造活动等因素是生物群落相继解体,微生物岩才大量形成。微生物岩对古环境有一定的指示作用,且在油气勘探领域中也意义重大。

关键词早—中奥陶世 ; 微生物岩 ; 中扬子台地; 塔里木台地

Research on Earlymiddle Ordovician microbiolites in     Tarim and Middle Yangtze Platform

WANG  Kang−li      XIAO Chuan−tao      LIU Yu−hang       GE Jing−yan           WANG Yan       LIU Lei

        (College of Earth Science ,Yangtze University ,Wuhan,Hubei,430100)

 

Abstract:

The microbiolites and its activity logs of geological periods is mainly persevered in the form of microbiolites.It is found in the available information that there are less examples about the microbiolites during the early—middle Ordovician of middle Yangtze platform and Tarim platform. This paper mainly elaborates about the current research status of microbiolites and the comparison of key features of microbiolites between the two platforms during the early—middle Ordovician. Also, it states the comparison of the conditions of tectonic paleogeographic and lithofacies  palaeogeography between the two platforms ,and analyzes comparatively the development status of microbiolites in each period of these two platforms .It is concluded that the Yangzi platform microbiolites with wide varieties formed earlier than those of Tarim platform through the comparison of microbioties types.The comparions of the tectonic paleogeographic  suggest that during the the early Ordovician, the Yangtze platform generally was in an open platform environment and much more stable, which is beneficial to living things. The increase in the number of microbiolites appeared after several large-scale regression in Middle Ordovician. While in the early ordovician Tarim platform is not stable,  until  the late middle oordovician large-scale  retrogression and factors such as tectonic activity make biocenosis disintegrate and microbiolites largely form. Microbiolites has the certain instructive function to the ancient environment, and also is of great significance in the field of oil and gas exploration .

Key Words:  early—middle Ordovician microbiolites middle Yangtze platform Tarim platform

 引言

  微生物岩是生物沉积物,即由底栖微生物群落捕捉和固结碎屑沉积物或以它们为中心进行矿物沉淀而形成的沉积物1  其种类繁多,主要是由碳酸盐矿物组成。微生物作用与微生物岩的形成密切相关,其形成相关的生物主要是底栖微生物群落,它主要包含蓝细菌、真核微体藻类以及化学自养或异养微生物(如硫细菌等)。微生物岩是微生物群落与外界环境进行物能的交换所形成的。一般生长在清澈、温暖及较浅的水体中。微生物岩在前寒武纪大量繁盛,寒武纪生命大爆发后,生物种类大大增加,导致微生物数量有了很大衰减,在晚寒武世至早中奥陶世微生物岩逐渐繁盛,中奥陶世后又开始衰退。本文主要对塔里木台地和中扬子台地的早中奥陶世微生物岩及其形成条件进行对比,并分析其相似点和不同点。

1 微生物岩研究现状

微生物岩分布广泛,主要分布在时代较老且埋深较大的地层中,尤其以元古界最为发育,其次为寒武系和奥陶系中最为发育。根据不同的分类依据,微生物岩可分为不同的类型。因微观结构和巨型构造分类的局限性,一般采用宏观构造将微生岩分为四类,分别为树形石、凝块石、叠层石和均一石3。叠层石是微生物对沉积物的粘结和捕获形成的呈纹层状紧密排列的生物灰岩。凝块石是底栖微生物沉积,其颗粒为不规则形态。树形石为典型的钙化微生物的产物,其成因往往是微生物钙化而不是颗粒粘结。均一石是一种隐晶质或泥晶质的微生物碳酸盐沉积,无清晰纹层。

 微生物岩研究历史已长达200余年,由于微生物碳酸盐岩可以作为良好的油气储层,所以在微生物岩五种物质组分中研究的最多。2012 6 AAPG 在美国德克萨斯州休斯顿召开了“微生物碳酸盐岩表征”的专题大会,引发了全球微生物碳酸盐岩储集层探究的高潮2。国内对微生物岩的研究相对来说比较滞后,其方向大多为微生物碳酸盐岩与古生代生物灭绝的关系,反映一些重大地质事件的影响。但很少涉及到微生物岩与环境和气候之间的变化关系。国际上微生物岩的研究仍是一个关注的热点,美国,巴西等地均已找到多个油气田。当然,微生物碳酸盐岩的研究也存在许多问题,如储层表征问题、白云岩问题等。目前的研究重点是微生物岩储层的岩石类型、沉积构造、相序结构、沉积模式和储层有利相带3

2 微生物岩特征对比

     地质历史中微生物岩是重要的生物礁造礁组分之一4中寒武世是微生物活动在浅海区再次繁盛的时期。中扬子台地早奥陶世就有微生物岩的出现,种类有叠层石,凝块石与核形石。凝块石往往发育在潮下带地区,而且沉积的水深一般要大于叠层石21。而塔里木台地在中晚奥陶世才有微生物岩的出现。在低能台地边缘主要发育隐藻凝块石灰泥丘、珊瑚-凝块石灰泥丘等。核形石、叠层石较少出现。

2.1   中扬子台地:早奥陶世生物礁在扬子地台广泛分布,叠层石和凝块岩为主体的礁见于湖北松滋南津关组。核形石也在该地区分乡组下部出现。岩相为亮晶核形石灰岩,岩石呈灰色,厚层状为主。岩石为粒屑结构,颗粒主要是核形石,大小310mm,含量30%50%20。叠层石礁分布于南津关组一段和分乡组上部两个层段 ,每一个层段各见一礁体 ,礁体的产出特点和内部构造大致相同5。礁体为块状层 ,具突起状地貌 ,造礁生物为蓝绿藻。在礁体内部,其纹层呈水平 、波状 、穹状 、柱状等产出 ,反映了水体加深和能量增加的过程。叠层石具暗层和明层,即富藻纹层和富碳酸盐纹层相互呈现组成的基础层6。红花园组则演化为规模较小、较细的藻丝体。

2.2   塔里木台地:特殊的大地构造和地理条件使本地区的生物礁只能形成于中、晚奥陶世7。在早奥陶世多沉积白云岩,中奥陶世开始多沉积灰岩。早奥陶世早期,主要是微生物进行造礁;早奥陶世晚期至中奥陶世早期,造礁生物主要是微生物、海绵等,含少量藻类8。中奥陶世时期,因为生态环境变得良好适合生物生存,使瓶筐石类、苔藓虫类等造礁生物繁盛,钙藻类为附僬生物,并无叠层石出现。晚奥陶世,良里塔格组巴楚露头区第一期藻丘建造由微生物黏结藻团粒、、核形石、灰泥、鲕粒形成的灰泥丘。塔中油田和轮南油田井下剖面同期地层中的生物化石以不同比例组成多种群落, 表现为格架岩、障积岩和黏结岩等类型9, 部分礁体中有叠层石, 并夹含各类生屑、核形石。

3 构造古地理条件对比

3.1   中扬子台地: 中扬子台地早奥陶世时期,由于基底抬升的影响开始发生大规模的海侵,由局限台地转换为开阔台地,造礁生物由早期微生物岩变为晚期后生动物瓶筐石类等。红花园组之后,后生动物的消耗和觅食也阻碍了微生物岩的形成。中奥陶世开始,由于基底进一步抬升导致中扬子台地的沉没,造礁生物和微生物岩均消失。

3.2   塔里木台地:该台地中阿尔金地区有火山活动;且滩极为发育,云坪不发育,表明早奥陶世塔里木区域经历了一次大的海侵。早奥陶世初期, 塔里木盆地断块差异性活动加强, 水下隆起形成。地幔柱的持续上升作用导致台地在早中奥陶世一直处于拉张环境。早奥陶世末期,海平面的快速上升使台地被淹没,最终生物大量消亡,给微生物的生长提供了条件。

3.3  分析:早奥陶世时期,两地区中微生物岩的发展情况明显不同。中扬子台地发生大规模海侵,为稳定的开阔台地环境,水体循环好,盐度正常14,不适合微生物岩的大量形成。而塔里木台地早中奥陶世由于构造活动强烈。海平面的快速上升,导致缺氧事件的发生15,有利于微生物岩的形成。

4 岩相古地理条件对比

4.1   中扬子台地:早奥陶世早期处于台地环境,在南津关组和分乡组底部发育有亮晶砂屑灰岩、亮晶生物屑灰岩、亮晶核形石灰岩等10,总体为开阔台地相,阳光充足,水体清澈。且在早奥陶世中后期发生大规模的海侵,形成了海水清澈、温度适中的古地理条件,微生物在此环境下竞争力较弱,因此微生物岩也很难形成。红花园组中蓝绿藻群落产于礁体的下部,主要由各种蓝绿藻类组成,礁体下部叠层石构造及含大量微体藻的灰泥灰岩均由其构成18。群落内造架生物很少,代表岩隆礁发育早期阶段,为开阔台地环境。扬子地块红花园组微生物礁的繁盛恰好处于后生动物辐射高峰期之前19。虽然生物礁中有一些后生动物的出现,但大多为滤食动物。由此可见,红花园组微生物礁的繁盛是由于底栖生物的扰动对潮下带微生物发育影响尚未明显造成的。

4.2   塔里木台地:主要为碳酸盐岩沉积,分布规模相对于晚寒武世稍有减小。该台地沉积了一套褐灰色、灰白色中厚层状灰泥石灰岩和颗粒石灰岩。在巴楚及塔中地区,早奥陶世早期沉积物以白云岩与灰质白云岩为主,为局限-半局限台地相沉积; 早奥陶世晚期, 沉积环境为半局限-开阔海台地相,沉积物主要为云质灰岩、灰岩。在塔里木地台早奥陶世海平面的上升速度大于盆地的沉降速度,台地斜坡向西部迁移并且其下部沉积速率低水动力强,水体不利于生物大量生存。中奥陶世末期,大规模海退和构造活动致使生物群相继解体,微生物岩大量形成。

4.3   分析:早奥陶世早期,扬子地区地形相对平坦,气候温暖,生物繁盛。早奥陶世末期,差异升降明显,部分正常台地被闭塞台地取代16。中奥陶世,本地区上隆,海水较浅,气候干燥炎热,沉积物中泥质含量大幅增长,还原特征突显,微生物岩可大量形成。塔里木台地早奥陶世海平面变化特征与中扬子台地相似,总体上受全球海平面变化的影响17,表现为海平面不断上升,构造活动强烈,环境较为动荡。中奥陶世海侵规模达到最大,水体不适合生物生存,且无叠层石出现。

 5 研究意义

   微生物在石油的形成过程中起着至关重要的作用,其生长贯穿整个地质历史时期,是石油形成和长期演化的基础。 高的微生物生产力和还原环境条件为海相烃源岩的形成创造了有利的条件11,因此微生物岩的研究在油气勘探方面具有重要的经济意义。在奥陶纪/志留纪、二叠/三叠纪生物事件前后,微生物碳酸盐沉积在生物灭绝事件之后都达到了极大繁盛12,表明微生物碳酸盐岩的繁盛与重大地质历史时期的环境和气候变化有关,是再造古地理古气候的重要线索13

6 结语

1)微生物岩类型对比表明,中扬子台地微生物岩形成时间较早,早奥陶世在分乡组,南津关组,及红花园组均有出现且种类较多。可见叠层石,核形石及凝块石。而塔里木台地形成时间较晚,主要发育凝块石,偶见叠层石。

2)构造古地理条件对比表明,中扬子台地早奥陶世时期,总体处于开阔台地相,有利于生物生存,微生物岩没有大量形成。早奥陶世末期及中奥陶世大规模的海侵使水体变深变冷,含氧量下降,微生物岩数量才有所增加。塔里木台地相对中扬子台地并不稳定,中奥陶世末期,大规模海退和构造活动致使生物群相继解体,微生物岩大量形成。

3)微生物岩的繁盛是地球环境急剧变化的时期,也是修复调整的时期,通过对微生物岩的分析和研究,可以了解地质历史转折时期生命与环境之间的演化关系。而且微生物岩在油气勘探领域也具有重要的经济意义。

                                               主要参考文献

1.韩作振,陈吉涛,迟乃杰,.微生物碳酸盐岩研究:回顾与展望.海洋地质与第四纪地质,2009294:29—38.

2】宋金民,罗平,杨式升,等.塔里木盆地下寒武统微生物碳酸盐岩储集层特征.石油勘探与开发,2014404—413.

3】罗平,王石,李鹏威,等.微生物碳酸盐岩油气储层研究现状与展望.沉积学报,2013,315):807—823.

4】、【19】曹隽,刘建波,等.安徽东至早奥陶世红花园组生物礁:奥陶纪生物大辐射前的微生物礁.北京大学学报(自然版),2009,45(2):279—288.

5】朱忠德,刘秉理,孟宪富,等.湖北松滋早奥陶世生物礁.石油与天然气地质,1990,114:418—428.

6】、【20】李梦,李艺斌,肖传桃.湖北松滋刘家场地区早奥陶世含礁层序岩相及沉积环境.石油天然气学报 (江汉石油学院报),2011,33(11):19—23,29—30.

7】顾家裕,方辉,蒋凌志.塔里木盆地奥陶系生物礁的发现及其意义.石油勘探与开发,2001,28(4):1—3.

8】顾家裕,张兴阳,罗平,.塔里木盆地奥陶系台地边缘生物礁、滩发育特征.石油天然气地质,2005263):277—283.

9】王建坡,邓小杰,等.中国奥陶纪生物礁的类型和造礁生物群的演替.科学通报,2012,5711:924—932.

10】汪孝敬,肖传桃,王新蕾,等.中扬子地台和塔里木地台早-中奥陶世生物礁对比研究.长江大学学报(自科版),2014,11(2):84—86.

11】杨浩,王永标,等.地球微生物过程与潜在烃源岩的形成:钙质微生物岩.地球科学中国地质大学学报,2007,326):797—802.

12】王月,沈建伟,杨红强,等.微生物碳酸盐沉积及其研究意义.地球科学进展,201126(10):1038—1049.

13】雷丽丹.微生物岩在地质历史时期的研究.基础科学,2011104.

14】袁晓光,张宝露.开阔台地与局限台地的比较以湖北松滋刘家场为例.科技致富向导,201223:24.

15】李玉成.华南晚二叠世碳酸盐岩碳同位素旋回对海平面变化的响应.沉积学报,1998

16(3):52—57.

16】胡书毅,文玲,田海芹.扬子地区奥陶纪古地理与石油地质条件.中国海上油气(地质),2001,155)::317—321.

17】肖传桃,朱忠德,李相明.中扬子台地下奥陶统含礁层系层序地层研究.中国地质,2003,

30(3:274—280.

18】刘秉理,朱忠德,等.湖北松滋下奥陶统红花园组生物群的生态及沉积环境.石油与天然气地质,1993,144):291—296.

21】何磊,王永标,杨浩,等.华南二叠纪三叠纪之交微生物岩的古地理背景及沉积微相特征.古地理学报,2010,122):151—163.

 

 

 

 

 

 

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。