鮞粒是在碳酸鹽沉積過程中形成的具有特殊紋層結(jié)構(gòu)的包覆顆粒,其形成機(jī)制是眾多國內(nèi)外沉積學(xué)家討論研究的熱點(diǎn)話題。本文系統(tǒng)地研究了河北秦皇島潮水峪剖面與北京西山下葦?shù)槠拭婧湎祻埾慕M鮞�；�?guī)r的特征,研究對比結(jié)果表明微生物參與了鮞粒沉淀過程,這與國外實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)具有可對比性,促進(jìn)了對鮞粒成因的認(rèn)識。具體的研究內(nèi)容如下:1)河北秦皇島潮水峪剖面與北京西山下葦?shù)槠拭鎯?nèi)鮞粒類型分為五種類型,主要包括具切線狀紋層結(jié)構(gòu)的鮞粒,具放射狀紋層結(jié)構(gòu)的鮞粒,具同心-放射結(jié)構(gòu)的鮞粒,單晶/多晶鮞和泥晶鮞。不同類型鮞粒的結(jié)構(gòu)特征各不相同。在鮞粒泥晶核心發(fā)現(xiàn)含有黃鐵礦微粒以及鮞粒外圍黑褐色有機(jī)質(zhì)殘余,表明鮞粒原始成分中有機(jī)質(zhì)含量較高。鮞粒紋層內(nèi)存在微生物加積層,與鮞粒紋層比較有明顯的差別,且加積物的熒光更為強(qiáng)烈。所以,鮞粒與生物的沉積建設(shè)作用有著非常密切的關(guān)系。2)高分辨率掃描電鏡的元素分析結(jié)果顯示,鮞粒紋層中可見鮞粒外部皮層局部的粘液狀薄膜包覆桿狀細(xì)菌等EPS生產(chǎn)者。該結(jié)構(gòu)與在巴哈馬海灘的現(xiàn)代鮞粒中發(fā)現(xiàn)的已被證實(shí)的EPS形態(tài)結(jié)構(gòu)具有一致性,推測其可能與微生物活動密切相關(guān)。微生物及其產(chǎn)生物在鮞粒紋層中以有別于紋層結(jié)... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鮞粒結(jié)構(gòu)示意圖（PeterandDana，2003；Tucker，1981）

緒論6粒形成的沉積環(huán)境，包括過飽和的碳酸鈣水體、動蕩水動力條件，經(jīng)過Mg離子與H離子的聚集與有機(jī)物質(zhì)沉淀，最終形成了非球形沉淀物聚集體、球晶以及類似鮞粒的結(jié)構(gòu)。也由此Davies提出了鮞粒生長沉淀模型，主要分為三個(gè)階段：懸浮，靜止與埋藏。首先，在湍流水體狀態(tài)下滿足核心懸浮條件，在核心的存在基礎(chǔ)上產(chǎn)生無機(jī)碳酸鈣沉淀。隨后由于Mg離子與H離子的積累聚集，鮞粒停止生長，進(jìn)入靜止階段。直至經(jīng)歷埋藏階段與可溶性有機(jī)物充分接觸或表面釋放足夠過多的離子而重啟沉淀生長過程。在鮞粒的整個(gè)存在周期內(nèi)，處于懸浮與靜止階段的活躍循環(huán)時(shí)間占整個(gè)生命周期的2%至5%，而在睡眠階段，鮞粒聚集有機(jī)物質(zhì)以滿足再次沉淀?xiàng)l件則需要93%至95%的時(shí)間（圖1-2）。圖1-2鮞粒生長階段示意圖(Daviesetal.1978)Fig.1-2Schematicrepresentationofooidgrowthstages(Daviesetal.1978)Halley(1977)對美國大鹽湖放射狀鮞粒觀察發(fā)現(xiàn)了紋層中富鎂相，推斷這可能代表了鮞粒紋層文石形成的前體相物質(zhì)。Duguid等(2010)研究發(fā)現(xiàn)巴哈馬灘現(xiàn)代鮞粒內(nèi)外紋層Mg/Ca比值存在較大差異，并認(rèn)為是由紋層內(nèi)的非晶質(zhì)鈣碳酸鹽（ACC）微薄層導(dǎo)致的化學(xué)差異，借此提出新的物理化學(xué)鮞粒沉淀模型，其將整個(gè)過程簡化分為活躍與靜止兩個(gè)階段（圖1-3），具體過程為：當(dāng)鮞粒處于沉積物-水界面（活躍階段），受湍流水體牽引跳躍，非晶質(zhì)鈣碳酸鹽（ACC）微薄層開始形成。隨后由于CO2的脫離導(dǎo)致海水堿度增加，進(jìn)而在ACC微薄層形成文石晶體的無機(jī)沉淀（靜止階段或靜止相）。后續(xù)的研究借助核磁共振

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文7(CPMAS-NMR)與掃描電鏡也確認(rèn)ACC在現(xiàn)代海洋鮞粒紋層中存在。圖1-3鮞粒生長過程Fig.1-3ProcessesofooidgrowthasdepictedbyDuguidetal.(2010).1.2.3.2有機(jī)生物介導(dǎo)成因?qū)W說在鮞粒的早期研究中，通過稀鹽酸等酸類物質(zhì)蝕刻鮞粒結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)殘余有機(jī)質(zhì)膜，導(dǎo)致很多研究學(xué)者提出了鮞粒生長與生物作用有關(guān)的假設(shè)。同時(shí)，對鮞粒的顯微觀察發(fā)現(xiàn)存在螺旋狀鈣化絲狀物、細(xì)菌沉淀顆粒，因此認(rèn)為生物（藻類、細(xì)菌）在鮞粒的形成過程中發(fā)揮重要的控制作用。鮞粒的形成與生物產(chǎn)生關(guān)聯(lián)最初源于鮞粒內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的絲狀藻類物質(zhì)（Rothpletz，1892；Wethered，1895），已確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的包括：Girvanella（Wethered，1895）、EntophysialiaDeusta（Newell，1960）、Gomonthiapolyrhiza（Newell，1960）和Nostoc（Bradley，1929）。除此之外，大量的研究結(jié)果也證實(shí)了微生物及其有機(jī)產(chǎn)物的存在，包括：（a）鮞粒層內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)（SuessandFuterer,1972;Daviesetal.,1978,Folk,1993;FolkandLynch,2001）；（b）鈣化生物體具備的特定氨基酸（Mitterer，1972）；（c）現(xiàn)代海洋鮞粒中發(fā)現(xiàn)的桿狀細(xì)菌與球菌（Folk，1993；FolkandLynch，2001；Kahle，2007）。同時(shí)，不同的實(shí)驗(yàn)研究表明藻類能夠合成棒狀和顆粒狀沉淀物（Fabricius，1977年）以及現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過藍(lán)細(xì)菌、硅藻和其他異養(yǎng)細(xì)菌形成的球狀微生物群落組合人工實(shí)驗(yàn)合成鮞粒（Brehm


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