济源中生代盆地中的遗迹化石与遗迹组构研究

如题所述

遗迹化石是指地质历史时期的生物遗留在沉积物表面或沉积物内部的各种生命活动的形迹构造而形成的化石,如各种生物扰动、足迹、移迹、潜穴、粪化石等。遗迹组构是指沉积物中生物扰动和生物侵蚀作用所遗留下来的总体结构和内部构造特征,是各期扰动生物在沉积物中活动历史的最终记录,它是物理过程和生物过程相互作用的产物。因此,遗迹化石和遗迹组构的研究可以为恢复古环境,进而了解沉积基底性质、环境能量、沉积速率及变化、底层水化学性质,以及水体深度和层序界面的判释等提供生物学信息,从而在油气勘探领域得到广泛应用。

豫西济源中生代沉积盆地中遗迹化石的研究,前人已做了很多工作。吴贤涛(1985)、Buatois etal.(1996),以及胡斌等(1998)研究并提出了济源早侏罗世鞍腰组湖泊浊流沉积中的遗迹群落;黄长春等(1991)研究了豫西济源晚三叠世潭庄组含煤含油地层中的遗迹化石,提出了中—低能河流、滨湖及半深湖或湖湾沉积环境的遗迹组构特征;胡斌(2000,2004)对豫西济源盆地晚三叠世河流环境沉积类型和遗迹组构特征的研究,指出了温暖潮湿和干旱这两种气候条件下河流沉积环境中遗迹化石在组成上的差异,并提出Stipsellus遗迹组构可作为河流沉积的典型生物遗迹标志;张国成(2005)在研究济源盆地晚三叠世谭庄组上段湖相沉积及遗迹化石时,推测谭庄组上段湖相沉积反映出的强烈季节性可以用潘加亚巨型季风影响的设想模式来解释;齐永安(2007)研究了豫西济源中三叠世油房庄组遗迹组构,建立了6种高能砂质滨湖沉积中的遗迹组构和3种极浅湖泥岩夹粉砂岩中的遗迹组构。

归纳起来,自20世纪80年代以来,济源中生代盆地中取得了以下重要遗迹学研究成果:

1)下三叠统和尚沟组滨浅湖沉积中动物遗迹化石共鉴定出8个遗迹属10个遗迹种(图4.184,图4.185),包括:Arenicolites isp.,Beaconites coronus,Palaeophycus heberti,Palaeophycus tubularis,Pl-anolites isp.,Psilonichnus isp.,Scoyenia gracilis,Skolithos linearis,Skolithos isp.,和Taenidium barretti等。根据遗迹化石分布特征及沉积环境分析,可识别出3种遗迹组构:(1)Scoyenia遗迹组构,反映了干旱气候条件下的滨湖沉积环境;(2)Planolites-Taenidium遗迹组构,属于湖泊水体逐渐变浅的浅湖沉积环境;(3)Psilonichnus遗迹组构,代表了水动力由弱到强的湖泊三角洲沉积环境。

2)中三叠统油房庄组发育了一套滨浅湖相的砂泥岩沉积,在该组上段紫红色与黄绿色砂、泥岩沉积中遗迹组构十分发育,可识别出以下9种遗迹组构类型:

高能砂质滨湖沉积中识别出6种遗迹组构:(1)斑状生物扰动组构,发育在中厚层黄绿色细砂岩中,斑状生物扰动构造呈浅黄色,而未遭受生物扰动的围岩呈黄绿色,由于强烈扰动,细砂岩不显任何层理,单个遗迹化石也难以识别。(2)Skolithos isp.-Planolites montanus遗迹组构,发育在薄层黄绿色、紫红色细砂岩中,由两期生物扰动形成的复合遗迹组构组成。第一期以水平进食潜穴Planolitesmontanus的密集分布为特征,伴随有少量的Planolites beverleyensis和Helminthopsis isp.等;后期为Sko-lithos isp.造迹生物形成的垂直居住潜穴,并切穿了第一期的水平进食潜穴。(3)Skolithos verticalis 遗迹组构,发育在黄绿色细砂岩夹紫红色极薄细砂层中,只有Skolithos verticalis一类遗迹化石。(4)Planol-ites beverleyensis遗迹组构,出现在黄绿色细砂岩夹紫红色极薄细砂层中,以Planolites beverleyensis的密集发育为特征。(5)Skolithos isp.遗迹组构,由两期生物扰动形成的复合遗迹组构组成。(6)Palaeophycusannulatus遗迹组构,产生在棕红色粉、细砂岩中,由Palaeophycus annulatus一种遗迹化石组成。它们可归入陆相Skolithos遗迹相。

极浅湖泥岩夹粉砂岩沉积中识别出3种遗迹组构:(1)Skolithos linearis遗迹组构,以发育短小的垂直居住潜穴为特征,由单个遗迹化石Skolithos linearis构成。(2)Taenidium barretti遗迹组构,主要由小型、水平、具新月形回填构造的进食潜穴组成,常见组成分子有Taenidium barretti,Planolites monta-nus,P.beverleyensis ,Palaeophycus tubularis,Skolithos isp.。(3)植物根迹组构,该组构发育在紫红色粉砂岩、粉砂质泥岩中。它们可归入陆相Scoyenia遗迹相。

图4.184 下三叠统和尚沟组动物遗迹化石(一)

图4.185 下三叠统和尚沟组动物遗迹化石(二)

上述9种遗迹组构除斑状生物扰动组构外,绝大多数与干旱、半干旱气候条件有关。

3)上三叠统谭庄组可识别出Stipsellus遗迹组构,并发现该遗迹组构常与曲流河沉积物伴生,可作为此类沉积的典型生物遗迹标志。其中,Stipsellus sp.A遗迹组构由滤食居住潜穴和觅食潜穴组成,遗迹化石包括:Stipsellus sp.A,Skolithos sp.A,Planolites和水平根迹等,代表发育在河漫滩较浅水体下或潮湿的软底细粒沉积物中的一种遗迹组构类型;Stipsellus sp.B遗迹组构由滤食居住潜穴组成,遗迹化石有Stipsellus sp.B,Skolithos sp.B,并以Stipsellus sp.B为主,代表发育在曲流砂坝上部的一种遗迹组构。

4)下侏罗统鞍腰组中、下部遗迹化石相当丰富,它主要是一套觅食(牧食)拖迹和爬迹,重要组成分子共9个种,即:Cochlichnus anguineus,Helminthoidichnites tenuis,Helminthopsis abeli,H.hieroglyphcia,Monomorphichnus lineatus,Neonereites biserialis,Paracanthorhaphe togwunia,Tuberculichnus vagans,Vagorichnus anyao等,均呈底迹保存。这些遗迹化石构成了较深水湖沉积环境中的遗迹群落。

济源中生代盆地中的遗迹化石与遗迹组构已确定为2009年第十届国际痕迹学会议的主要考察参观路线(点)。

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