华北中元古代鱼骨状方解石: 成因机制和古环境意义*

来源：古地理学报杂志2017年第2期北京时间：

作者：汤冬杰, 史晓颖, 张文浩, 刘云, 吴金键

单位：1 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室,北京 100083。 2 中国地质大学(北京)科学研究院,北京 100083。 3 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083。 4中国地质调查局油气资源调查中心,北京 100029

摘要：鱼骨状方解石是一种特殊的碳酸盐沉积,由锯齿状亮暗交互的亚毫米级条带组成,主要见于太古宙。以往认为,鱼骨状方解石属无机化学沉淀成因,形成于水体缺氧、碳酸盐过饱和、富Fe2+、Mn2+等碳酸盐沉淀抑制剂的环境条件;在地质记录中其丰度随时间的减少反映了海洋的长期氧化趋势。文中首次在华北地台中元古界高于庄组四段微生物礁内发现了大量鱼骨状方解石。宏观观察表明,这些鱼骨状方解石主要以微生物礁孔洞充填物形式产出,明显区别于太古宙以海底沉淀形式直接产出在海底的鱼骨状方解石。显微研究发现,鱼骨状方解石晶体纤维具有沿晶体生长方向旋转消光特征,证明其内部亚晶的光学C轴从纤维底部的随机排列逐步旋转至上部垂直纤维生长方向。这符合球状晶体生长模式,需要方解石沉淀抑制剂的参与。鱼骨状方解石产出具有丰度随时间减少以及产出形式由海底沉淀向孔洞胶结物转变的特征。这些特征与海洋氧化逐渐增强以及具氧化还原敏感属性的碳酸盐沉淀抑制剂逐渐从水体中移除相吻合。笔者认为鱼骨状方解石的沉淀抑制剂为Fe2+和Mn2+,这与微生物岩无明显Ce异常和Fe2+极强的抑制能力相一致。因此,鱼骨状方解石可用于指示缺氧环境条件。此外,显微和超微研究也表明鱼骨状方解石晶体内存在有大量与其生长方向一致的菌丝体残余和与之密切伴生的有机矿物,表明微生物为鱼骨状方解石成核和初始沉淀提供了重要垫板。

关键词：中元古代,高于庄组,微生物礁,鱼骨状方解石,沉淀抑制剂,潜在的古氧相指示器