豫西中寒武统馒头组二段中的核形石及其意义

摘要

豫西登封、渑池地区中寒武统馒头组二段出露完整，主要由厚层紫红色、褐黄色页岩夹叠层石灰岩、核形石灰岩和鲕粒灰岩组成，其下部灰岩中保存了大量核形石。本文应用“将今论古”的现实主义原理，对核形石的宏观形态特征、微观纹层特征、微生物化石组成及其钙化机理、以及核形石形成和控制因素等方面进行了深入研究，为豫西中寒武世古环境重建以及揭示寒武纪微生物与后生动物之间的协同演化关系提供依据。
　　豫西登封地区中寒武统馒头组二段发育有三种类型的核形石：球状、椭球状核形石与大型柱状叠层石伴生，形成于高能的潮下带；长卵形核形石与小型柱状叠层石伴生，形成于低到中等能量的潮间带；不规则状核形石与近水平状、缓波状叠层石伴生，形成于低能的潮上带和潮间带。渑池地区中寒武统馒头组二段中的核形石形态多不规则，圈层亦不规则，发育有大量密集缠绕的葛万菌丝状体。含核形石地层厚度薄而不稳定，局部可尖灭，形成于低能的滨岸鲕粒滩滩后或滩间洼地。
　　从核形石的特征可以看出，后生动物的匮乏或衰退造成的微生物繁盛是豫西馒头组二段核形石产生的决定性因素，不同的水动力条件造就了核形石形态类型的多样化，持续动荡的高能条件和大量泥质（陆源物质）供应直接导致了核形石消亡。
　　蓝细菌化石大量出现在豫西渑池地区中寒武统馒头组二段的核形石中，而在登封地区相同地层则仅有少量发现。这些蓝细菌化石以葛万菌丝状体化石Girvanella为主，局部可见一些肾形菌球状化石Renalcis。这些蓝细菌化石多出现在核形石核心和暗色纹层中，在明亮纹层也有少量发育。葛万菌丝状体多呈群体出现，密集缠绕、交织在一起，沿基本层匍匐或不规则分布。
　　核形石中葛万菌丝状体的钙化作用有三种方式：1）通过丝状体的缠绕生长将碳酸盐微粒包裹其中，以及通过具粘性的胞外聚合物将碳酸盐微粒粘结在微生物席内或席的表面；2）丝状体胞外聚合物（EPS）吸附Ca2+离子的直接钙化；3）碳酸钙等微晶体在生物膜表面沉淀并导致钙化作用的发生。

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1 引言

1.1 选题来源及意义

1.2 核形石的概念、组成及特征

1.3 核形石研究现状及进展

1.4 研究内容与路线

1.5 创新点

2 豫西寒武纪区域地质特征及剖面描述

2.1 区域大地构造背景

2.2 研究区地层特征

2.3 馒头组剖面描述

3 登封地区中寒武统馒头组二段中核形石及其环境意义

3.1 核形石特征描述

3.2 含核形石地层的相序特征及沉积环境分析

3.3 核形石-叠层石组合特征及成因分析

3.4 核形石形成与消亡的控制因素

3.5 小结

4 渑池地区中寒武统馒头组二段中核形石及其环境意义

4.1 核形石特征描述

4.2 含核形石地层的相序特征及沉积环境分析

4.3 核形石灰岩的成因分析

4.4 核形石形成与消亡的控制因素

4.5 小结

5 核形石中的蓝细菌化石及其钙化作用

5.1 蓝细菌化石及其显微结构特征

5.2 蓝细菌钙化作用机理

5.3 现代核形石的垂直生物分层

5.4 研究区核形石中葛万菌丝状体的钙化与碳酸盐沉淀

5.5 小结

6 结论

参考文献

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