塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组...型共生鲕粒特征及其成因探讨_钱一雄.pdf

书书书第 25 卷第 1 期2023 年2 月古地理学报JOUNAL OF PALAEOGEOGAPHY(Chinese Edition)Vol.25No.1Feb 2023文章编号:16711505(2023)0105619DOI:107605/gdlxb202301004塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨*钱一雄1何治亮2陈代钊3储呈林1董少峰4张庆珍11 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡 2141512 中国石油化工股份有限公司科技部，北京 1007283 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 1000294 西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都 610500摘要碳酸盐岩中的鲕粒是古沉积环境重建的重要载体之一。塔里木盆地北部露头剖面、星火 1 井区埃迪卡拉系奇格布拉克组潟湖相及浅滩相沉积中发现了多种类型鲕粒及其共生现象。文中通过剖面详勘、岩心观察以及薄铸片、阴极发光、环境扫描电镜等研究方法，阐明了不同类型鲕粒的基本特征及分布，探讨了鲕粒成核、生长的特殊沉积环境和成岩改造等过程。按显微结构、特殊形态、组合以及成岩改造，依次将研究区奇格布拉克组鲕粒划分出 12 种类型，其中大气淡水、快速拟晶白云岩化、重结晶、交代白云岩化等成岩作用主要发现于中等水动力条件形成的同心(圈)鲕、同心放射状鲕等。近源风暴引起的底流和涡流产生的撕裂、磨损及搬运作用为泥晶(大)鲕、薄皮鲕、放射状泥晶(正常或大)鲕、脑状鲕以及部分球(或细菌)鲕、复鲕的成核和微生物作用提供了基本条件，而文石白云石海中低能环境下的黏性软底质中广泛发育的文石高镁方解石胶结促进鲕粒的形成;前者发育于潮道或浅滩环境，后者发育于潮坪潟湖环境，短暂风暴潮或底流是两者共生的可能原因。微生物参与泥晶成核、一定水动力条件下台阶状生长、差异性成岩改造是前寒武纪多种类型鲕粒发育的主控因素。鲕模孔、粒间(内)溶孔、晶间孔、有机微孔等孔隙具有一定储集意义。对奇格布拉克组鲕粒的研究，有助于深化对前寒武纪古海洋和大气组分、黏性软底质中成核与生长中的水动力及微生物作用、早期成岩改造及孔隙形成与保存机理等的认识。关键词多类型鲕粒成核鲕粒生长风暴作用沉积环境奇格布拉克组塔里木盆地第一作者简介钱一雄，男，1962 年生，博士，正高(级)工程师，研究方向为碳酸盐岩沉积与储层研究。E-mail:。中图分类号:P588.2文献标志码:A*国家深地项目(编号:2017YFC0603103)和中国科学院 A 类战略性先导科技专项(编号:XDAXX0102013)联合资助。Co-fundedby the National Key Basic esearch Project of China(No.2017YFC0603103)and a Strategic Leading Science and Technology Project，the Chinese A-cademy of Sciences(No XDAXX0102013)收稿日期:20220608改回日期:20220731Characteristics and genesis of various oolites in the EdiacaranQigebulake Formation in northern Tarim BasinQIAN Yixiong1HE Zhiliang2CHEN Daizhao3CHU Chenglin1DONG Shaofeng4ZHANG Qingzhen11 Wuxi Institute，Exploration Production esearch Institute，SINOPEC，Jiangsu Wuxi 214151，China2 Department of Science and Technology，China Petroleum Chemical Corportion，Beijing 100728，China第 25 卷第 1 期钱一雄等:塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨3 Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China4 School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，ChinaAbstractOoids in carbonate rocks are significant for the reconstruction of sedimentary environmentThe co-occurrence of various ooids is found in the lagoon and shoal of the Ediacaran Qigebulake Formation inthe Well Xinghuo 1 region located in the northern Tarim Basin The characteristics and distribution of dif-ferent types of oolites are studied based on the systematic methods including the description of field profile，observation of cores，thin sections，casting film，cathodoluminescence，environmental scanning electronmicroscope(SEM)etc The specific sedimentary environments of the nucleation and growth of oolites，dia-genetic transformation and other processes are discussed in detail Twelve types of oolites in Qigebulake For-mation of the study region are classified based on the microstructure，morphology，assemblage(single orpolyphase)and diagenetic alteration The fresh water metasomatism，rapid pseudo-dolomitization，recrys-tallization occur in the concentric ooids，radial ooids，etc The tearing，wear and transport of the bottomcurrents and eddy currents caused by near-source storms provide the basic conditions for the nucleation ofmud crystal ooids，thin-skin ooids，radial mud crystal ooids，brain-shaped ooids，and some sphericalooids，and compound ooids，and the microbial activities The extensive development of aragonite-high mag-nesium calcite cementation in the soft substrate of the low-energy environment in the aragonite-dolomite seapromotes the formation of ooids The former develops in tidal or shoal environments，while the latter developsin tidal-lagoon environments，and the storm surges or undercurrents caused the symbiotic combination of dif-ferent types of ooids Therefore，the micrite nucleation with the microbial participation，terrace-form crystalgrowth in the suspension and accretion process under a certain hydrodynamic condition，differential diage-netic alteration are the dominant factors for the development and occurrence of various types of ooids in theEdiacaran carbonate rocks The oolitic mold pores，intergranular dissolved pores，intergranular pores，andmicropores in the organic matters play the certain role of oil-gas reservoir The study of the ooids in the Qige-bulake Formation is helpful for the reconstruction of Precambrian palaeomarine and atmospheric components，hydrodynamic and microbial effects in nucleation and growth of oolites in soft substrates，early diagenetictransformation，and the formation and preservation mechanisms of poresKey wordsvarious ooids，nucleation，growth of ooids，storm turbulence，sedimentary environ-ment，Qigebulake Formation，Tarim BasinAbout the first authorQIAN Yixiong，born in 1962，Ph.D，is a senior engineer His research in-terests focus on carbonate rock sedimentology and reservoir E-mail:1概述鲕粒是碳酸盐岩颗粒组分中一类重要类型，也是碳酸盐岩沉积学的研究热点之一。鲕粒的组成、大小、形态、核壳结构、丰度、岩石组合及时空分布等特征，不仅代表了不同地质时期的碳酸盐岩石库与岩相古地理环境，而且是反映古海洋生物、物理化学参数及其变化的重要记录，如水深、能量、温度、盐度、Eh-pH 等，可指示全球古海洋组成、生产力、海平面变化、古气候、古大气 pCO2等重要指标及成岩演化(Fabricius et al，1970;Schia-von，1988;Chatalov，2005;李 飞 等，2015;Petrash et al，2017)。另外，铸(鲕)模孔或孔缝洞也是油气的主要载体之一，深受产业界的重视(Hood and Wallace，2018)。前人研究表明，地质历史时期均可出现鲕粒，早至中太古代(2.9 Ga)和新太古代(2.72 Ga)(Siahi et al，2017;Flannery et al，2019)，晚至全新世(Fabricius et al，1970)或现代。它们常出现于海滩、临滨前滨、环潮坪、潟湖、湖泊等浅水环境中(1 10 m)(Milroy and Wright，2002)，深75古地理学报2023 年 2 月水环境的泥灰岩凝缩段中偶见铁质鲕粒(Collinet al，2005)，偶有见于毛细管成岩作用过程(Sie-sser，1973)或成矿热液中(Binda et al，1985)。在已发现的鲕粒中，正常鲕(2 mm)常见，大鲕(粒径 210 mm)少见，巨鲕(10 mm)偶见，如在太古代至中元古代，碳酸盐岩缓坡沉积十分发育，粒 径 大 于 5 mm 的 大 鲕 少 见(Sumner andGrotzinger，1993)。鲕粒的内核组成多种多样，主要包括文石、高(低)镁方解石、方解石、铁白云石、陆源碎屑、生物碎屑等，还有独居石、针铁矿等(Schiavon，1988;Collin et al，2005)、藻细菌类等罕见类型(Christopher，1990)，主要受潮汐流、风浪及风暴改造等驱动。随着人工合成实验与计算模拟技术的发展(Brehm et al，2006;eilly et al，2017)，以及激光拉曼光谱、原位熔融等离子质谱(LAICPMS)、纳米级二次离子质谱(SIMS)、元素分析仪稳定同位素质谱仪(EA-IMS)等新技术的运用，目前已还原出鲕粒成核过程中的有机、生物矿物作用过程(如蓝细菌光合、硫化还原作用等)，实现了对单个颗粒生长、磨圆过程的定量化研究，揭示出千年时间尺度内的环境参数变化(Antoshkina et al，2020)。鲕粒组分及其胶结物受不同时期海洋(方解石海或文石海等)中碳酸盐饱和度(溶度积)、大气中二氧化碳压力(pCO2)、水动力学参数、温度、盐度等参数的共同影响(Chatalov，2005;Trower，2020;Trower et al，2020)，但随着对鲕粒有机无机复杂形成过程的深入研究，谨慎地评估鲕粒所指示的古环境参数，尤其是地球化学参数，已逐渐形成了共识(Diaz et al，2015，2017;Diaz and Eberli，2019;Harris et al，2019;Purkis et al，2019)。埃迪卡拉系奇格布拉克组主要是由藻球粒藻纹层云岩、叠层石云岩、凝块石云岩夹少量鲕粒云岩等一套微生物碳酸盐岩组成(图 1a)，塔北地区是主要分布区。文中阐述的重点是研究区奇格布拉克组同心放射状鲕、泥晶鲕、薄皮泥晶鲕、球鲕、脑状鲕、复鲕、朵状和半月形等异形鲕以及少量遭受成岩改造的同心鲕、同心放射状鲕等不同类型鲕粒共生的成核、生长及其沉积环境。对奇格布拉克组鲕粒的研究，有助于深化对前寒武纪的古海洋和大气组分、粘性软底质中鲕粒成核与生长过程中的水动力及微生物作用、早期成岩改造及孔隙形成与保存机理等的认识。2沉积背景塔北地区埃迪卡拉系奇格布拉克组(Z2q)残余厚度介于 110 240 m 之间。根据对乌什阿克苏地区苏巧恩布拉克东、阔什塔西、昆盖阔坦、什艾日克、苏盖特布拉克和皮艾日克等 6 条剖面的详细研究，认为奇格布拉克组下部为一套的缓坡沉积，向中上部变为弱镶边碳酸盐岩台地沉积，共可划分出 4 个级海侵(TST)与海退(ST)体系(图 1)。下部的内缓坡沉积是从滨岸带中(薄)层钙质砂岩(砾)开始，依次为前滨临滨石英细砂岩、粉砂岩，逐渐变为潮间带藻球粒藻纹层云岩(丘席)及藻球粒、肾形藻、凝块石或核形石云岩(潟湖)，并夹有多套鲕粒(潮道)、粒屑滩以及风暴沉积(图 1b);中缓坡水深增大的部位出现了冷水上涌的代表矿物海绿石、柱状叠层石礁以及由肾形藻、凝块石、藻粘结或泡沫绵层构成的微生物丘滩，向内缓坡的潮坪、潟湖丘席沉积过渡，同时伴随发育鲕粒滩及风暴沉积。中上部碳酸盐岩台地沉积自台地边缘向台内分别发育:柱状叠层石礁，粒屑滩、潮道及风暴沉积，纹层状丘状穹隆状叠层石云岩，扁平状藻球粒泥晶云岩的潟湖沉积，波状叠层石藻纹层以及藻球粒云岩等潮坪沉积。位于塔北隆起带古生代碳酸盐岩潜山上的星火1 井和星火101 井，底部钻揭了中新元古代变质基底(Pt)、新元古界苏盖特布拉克组(Z2s)陆棚至潮坪碎屑岩沉积。星火 1 井钻揭地层包括奇格布拉克组(Z2q，残留厚度为 134 m)和上寒武统玉尔吐斯组。受加里东、海西、印支期多期构造运动影响，星火101 井古生代与部分中生代地层面被剥蚀(韩强等，2017)，Z2q 残留厚度为 82 m。2 口井取心段均揭示了奇格布拉克组发育以藻纹层藻球粒、肾形藻、凝块石、叠层石为代表的微生物碳酸盐岩为主的沉积(钱一雄等，2017)，其中多类型鲕粒层段分布于奇格布拉克组的上部，厚度为 25 m。3共生鲕粒的类型及特征3.1共生鲕粒类型鲕粒是一种具明显壳核结构的球形或椭球形85第 25 卷第 1 期钱一雄等:塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨图 1塔北地区阿克苏剖面及星火 1星火 101 井位置(a)、星火 1星火 101 井奇格布拉克组柱状图及取样位置(b)及昆盖阔坦、苏盖特及什艾日克剖面奇格布拉克组地层沉积柱状图(c)Fig.1Locations of outcrops in Akesu as well as wells Xinghuo 1 and 101(a)，stratigraphic succession of the Ediacaran Qigebulake Forma-tion at wells Xinghuo 1 and 101(b)，profiles of Kungaikuotan(KG)，Sugaite(SGT)，and Shiairike(SA)(c)in northern Tarim Basin95古地理学报2023 年 2 月体，包壳呈同心圈层(切向)/放射状或由泥晶等构成，分类依据主要包括显微结构、沉积结构、核心类型、壳核比、形态及大小、化石和细菌藻类以及成岩作用的叠加改造等(Flgel，2004)，与内部无结构的各种(似)球粒、较大的不规则状或具圈层结构的核形石、结壳中发育无机核心及具厚包壳的豆粒较易区分。根据对塔北地区埃迪卡拉系奇格布拉克组鲕粒的详细观察，笔者提出了以下分类方案:(1)按显微结构、壳核比，划分出同心鲕、同心放射状鲕、泥晶鲕或球鲕(spheroids)以及表鲕或薄皮鲕;(2)根据特殊的形态，划分出蜘蛛状脑状鲕、泥晶放射状正常大鲕等，它们呈似核形石的卯形、犁状或不规则状;(3)上述较小粒径的同心鲕、同心放射状鲕、泥晶鲕或球鲕，通过水体搅动、包覆或包卷等作用形成各种复鲕;(4)经历了机械破裂、塑性变形以及压实、压溶、重结晶或白云岩化等多种成岩改造作用的鲕粒，如破碎鲕或再生鲕、刺毛鲕、半月形鲕、异形鲕等。同时，除了复鲕，其他不同结构鲕粒均可能出现无/有微生物(细菌藻类活动遗迹)、机械破裂或成岩改造，可据此进一步划分为 3 个亚类。3.1.1显微结构类型()同心鲕、放射同心鲕(图 2a，2b):较少见。呈球形或椭圆形，大小为 150 450 m，包壳无泥晶套(1)或具泥晶套，核部含有泥晶化颗粒或微生物活动遗迹(2)，常与复鲕(1)、破碎鲕(3)、极少量泥晶鲕()等共生。发育重力悬垂 Pe(钟乳石 Sta)、白云石化、鲕模孔(OM)、粒间孔(BP)、沥青(Bit)或 溶 孔 洞(Vug)及 中 粗 晶 白 云 石 胶 结 物(D)。指示了中高能水动力条件下文石海(白云石)的产物。()同心放射状鲕:最常见的类型。以球形为主，分选及磨圆度一般至较好，点或线接触、镶嵌状，微晶放射性纤状粒状胶结，无核(1)或有核(2)，有或无明暗有机纹层。其中，泥晶核大小 1080 m，壳宽 100500 m，壳/核=6 110 1。核部发中等橙黄红色光，壳层的放射性纤状胶结为十字消光、阴极下不发光(图 2d，2e，2f，2g，2h)，偶见重力悬垂(钟乳石)、示底构造(图 2c)、共轴增生胶结、溶蚀及微生物矿化(图 2d)，常与泥晶鲕()、放射同心鲕()共生。指示了中低能水动力、弱还原弱氧化条件下的高镁方解石沉积。()泥晶鲕或球鲕:呈球形或椭圆形，主要由放射状纤状泥晶组成。又可分为无核(1)或微晶核(2)2 种，大小 100500 m。发均匀的中等橙黄红或不发光(核)。常与同心放射状鲕、薄皮鲕等共生，偶见放射同心状鲕或复鲕(图 2e，2f)，点线接触，泥晶化，微亮晶胶结。指示了中低能、还原的沉积环境。()薄皮鲕或泥晶大鲕:与类似，但形态、大小、壳核比等不同，有椭球状、眼球形或不规则形 态，大 小 为 0.5 5.5 mm，内 核 为 150 1000 m，外壳为 10200 m，壳/核=1 51 20。核部由泥晶颗粒或含藻鲕(20 50 m)的泥晶(斑块)构成，其中，放射状纤状薄壳、核部泥晶或藻鲕不发光，其他部分发中暗橙红色，推测核部来源于弱还原条件下的泥晶沉积物。常与同心放射状鲕、葡萄状文石等共生(图 2g，2h)。推测原岩主要为文石或白云石，是通过颗粒的底部牵引、滚动及纤状或纤柱状海底胶结而成，指示了低能的沉积环境。3.1.2特殊形态类型()蜘蛛状玛瑙纹、脑状鲕:包壳中发育向内 规 则 弯 曲、皱 纹 状 暗 色 纹 层，宽 120 150 m，推测其类似于叠层石中的明暗纹层，暗层是由季节性或日夜变化导致的微生物细菌降解物或沉淀的蓝细菌丝状体组成。内核为泥晶化的藻球粒和暗色有机质纹层条带，大小为 450 600 m，壳/核=0.5 110 1。与同心放射状鲕、葡萄状文石(B)和泥晶鲕或颗粒等共生，可见悬垂状胶结、溶蚀或细菌藻类活动遗迹(图 3a)。指示了在中等水动力、早期弱还原条件下的微生物成核，后遭受弱氧化条件下大气淡水作用的影响。()放射状泥晶(正常或大)鲕:形似“核形石”，大小为 1.32.1 mm。核部由大小不等的卯形、犁状或三角形泥晶块(650 1100 m)构成，并伴有较小的球鲕或泥晶细菌鲕，外壳宽为500 600 m，具 纤 状 生 长 环 带、帚 状 消 光(GBS)、放射状纤状(柱)文石胶结(SD/AC)，壳/核=1 12 1。可见悬垂状胶结，常与泥晶斑块、泥晶或薄皮鲕共生(图 3b)。指示了中低水动力条件下的沉积产物。06第 25 卷第 1 期钱一雄等:塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨aSGT-Z2q12，亮晶鲕粒云岩，同心鲕(1)、复鲕(1)，发生碎裂化(3)和重结晶，发育粒间孔、溶孔洞胶结物顺序:AC(纤状)bla(刀刃状)D或 D或沥青)，();bSA-Z2q24Z，亮微晶鲕粒云岩，同心鲕(2)，泥晶核或藻菌遗迹，碎裂化(3)，与同心放射状鲕(2)、泥晶鲕()等共生，重结晶，发育鲕模孔、粒间孔、晶间孔，();c星火 10014，5872 m，微亮晶藻球粒鲕粒云岩，由无(1)或有微生物藻菌遗迹(同心放射鲕(2)以及泥晶斑块等组成，溶蚀孔洞中见示底构造，();d同 c，文石(假象)的十字消光，指示了结晶过程各向异性:微纤束的径向辐射，鲕粒边缘的溶蚀，压溶(线接触镶嵌)，机械搬运后磨损的1/2鲕粒(3)，(+);e-fSA-Z2q25，微亮晶鲕粒云岩，发育泥晶鲕、同心放射鲕、复鲕(3)、薄皮鲕()、云化交代鲕()，泥微晶呈中等橙黄红、粉晶呈中亮橙红色，e 为单偏光，f 为阴极发光照片;g-h星火 10014 井，5872 m，同 c-d，无(1)或有微生物藻菌遗迹薄皮鲕(2)，壳由纤状或放射性纤状文石(不发光)组成，见钙化微生物膜，部分由泥晶小鲕或藻球粒组成，g 为单偏光，h 为阴极发光照片。BP粒间孔，Vug溶孔洞，OM鲕模孔，BC晶间孔，Bit沥青，Geop示底构造，Pe重力悬垂胶结，Sta钟乳状胶结，B葡萄状文石，Cb钙化微生物膜图 2塔北地区埃迪卡拉系奇格布拉克组同心、同心放射状、泥晶或薄皮鲕(偏光显微及阴极发光照片)Fig.2Photographs of thin sections of concentric or tangential，concentric radial，micrite or superficial ooids under plane-polarizedlight(PPL)and cathodoluminescence(CL)of the Ediacaran Qigebulake Formation in northern Tarim Basin16古地理学报2023 年 2 月a蜘蛛状或脑状鲕(1)，核部为具微生物藻菌遗迹的泥晶，壳层为发育暗色圈层的蓝细菌丝状体，与 B葡萄状文石(现为白云石)、同心放射状鲕(高镁方解石)等共生，后者发育了重力悬垂、钟乳状以及共轴增生胶结;b卵形、犁状或不规则正常或大鲕()，核部由泥晶小鲕的不规则泥晶斑块组成，壳层是由不规则生长圈层放射状或放射纤(柱)构成;c菌藻泥晶复鲕(2)，核部是由暗色球形的细菌或泥晶鲕而成，外壳是由纤柱状或刀刃状胶结物构成;d椭圆蜘蛛状巨复鲕，具有特殊的“三层结构”，即核部为同心放射状小鲕、中部为泥晶包裹物(类似于示底构造)、外壳是放射纤状胶结，与大量镶嵌边缘的同心放射状鲕共生，后者可见 S刺状(spiny，大气淡水渗流带切向压溶);e半月形异形(复)鲕，由 2 期泥晶鲕或细菌藻鲕参与的破裂再生过程形成;f指示了同心放射状鲕、脑状鲕等共生的撕裂的大量“泥晶颗粒或泥晶斑块”，作为薄皮、泥晶鲕、复鲕成核的来源。af 样号为 XH10014，星火 1井，5872 m，()。Pe重力悬垂胶结，Sta钟乳状胶结，B葡萄状文石，Cb钙化微生物膜，GBS纤状生长环带，SD放射纤(柱)状胶结物，FC纤柱状胶结物，Bla刀刃状胶结物图 3塔北地区埃迪卡拉系奇格布拉克组脑状鲕、放射状(正常大)泥晶鲕、多种复(大)鲕和半月形的破碎再生鲕Fig.3Photographs of cerebroid with microborings，normal or large ooids with radial cortex and micrite nuclei(coniatoid)polyphaseooids as well as eccentric，half-moon broken and regenerated ooids of the Ediacaran Qigebulake Formation in northern Tarim Basin3.1.3复鲕及再生鲕()复鲕:指示了沉积间断、再沉积或成岩改造过程。据壳核结构进一步划分为 3 个亚种:(1)1，是核部为多个同心鲕和(成岩作用)交代鲕等、外壳由圈层放射状纤状胶结组成的同心复鲕(图 2a);(2)2，泥晶(或细菌)复藻鲕，由几十个球形的“细胞状”泥晶或藻鲕构成，单个直径 3040 m，少量是由薄皮鲕(3070 m)、放射状小鲕(50 150 m)复合而成，内核 550 700 m，外壳宽为 100 120 m;由同心圈层的纤状(510 m)、纤柱状及粒状胶结物构成，壳/核=6 17 1(图 3c);(3)3，椭26第 25 卷第 1 期钱一雄等:塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨圆放射状大复鲕，核部由几十个大小不等的有核或无核的同心放射状鲕粒(1550 m)镶嵌构成，外壳为放射纤状或纤柱状粉晶白云石构成，宽 120150 m，中间为不等厚的泥晶包壳。整个复鲕的大小为 1.002.25 mm，壳/核=8 118 1，常与同心放射状鲕、蜘蛛状泥晶鲕等共生。指示了早期一定的水动力条件下的成核质点多、中期逐渐向(中)富藻的泥晶、微生物活动增强的低能转变，至晚期发育葡萄状、纤柱状文石胶结。另外，与此共生的同心放射状鲕具有刺状结构、增生边、曲直面粒状镶嵌结构，表明其接受了早期大气淡水改造和埋藏期的化学压实改造(图 3d)。a同心放射状复鲕(1)，由 5 个扇形(放射状文石)通过不规则的大气淡水溶蚀边界镶嵌而成，并与微生物鲕(2)、铁矿化重结晶鲕粒()等共生，();b重结晶的同心放射状的微粉晶鲕粒()，与不同的是，前者残留了放射性泥微晶核部，后者重结晶作用较强，();c云化交代鲕，可进一步划分出较完全云化(1)、未完全云化(2)，可能受水岩作用界面控制，(+);dKG-Z2q10，含陆屑石英的亮晶鲕粒云岩，部分核部由石英构成，放射状同心鲕(3)模孔中发生了去云化作用(DC)，大气淡水淋滤，()。Py黄铁矿化，Mt磁铁矿化，Pe重力悬垂胶结，BC晶间孔，Bit沥青，BP粒间孔，OM鲕模孔图 4塔北地区埃迪卡拉系奇格布拉克组成岩改造下(早期为主)的同心放射状鲕及同心鲕Fig.4Photographs of concentric or tangential，concentric radial ooids in diagenetic processes(predominantly early diagenesis)of the Ediacaran Qigebulake Formation in northern Tarim Basin()半月形异形(复)鲕:大小为 450 600 m，其中薄皮泥晶鲕(50 m)经过二次成核及生长后可宽至 700 900 m，壳/核=1 10 1 18，与泥晶或细菌鲕集合体(100 200 m)、泥晶斑块等共生(图 3e，3f)。推测以跳跃至牵引再至底载荷运动为主，经历了破裂再生作用，总体是在搅动较弱的水动力条件下形成，又经历了沿裂隙带文石的大气淡水溶解作用。3.1.4成岩改造鲕()朵状或异形的放射状改造(复)鲕:与同心放射状鲕()不同的是，它是由 5 个同心放射状小鲕通过大气淡水溶蚀边界镶嵌而成，大小为 600750 m。微球粒或微亮晶胶结，与薄皮鲕或泥晶(大)鲕、同心放射状鲕、脑状鲕或微生物鲕、黄铁矿磁铁矿化及云化鲕粒共生(图 4a)。指示其主要经历了成岩早期海底胶结、硫化还原、铁氧化以及早期大气淡水作用等过程。()黄铁矿(磁铁矿化?)白云石化鲕粒:大小为 350450 m，核部为微粉晶白云石，外壳为纤状胶结，黄铁矿主要呈立方体或微球粒(图 4a)。可能是沉积期至早成岩期成岩改造的结果。()重结晶云化鲕粒。原鲕粒为同心放射状，鲕粒中的云化与胶结物类似，均以米粒状、刀刃状镶嵌微晶白云石为主(图 4b)。指示为文36古地理学报2023 年 2 月石快速拟晶化的白云岩，即原生或早期的准同生白云岩化。()选择性白云石化(交代)鲕:与不同，原鲕为泥晶鲕，大小为 300600 m，沿鲕核粉晶、中细晶白云石(20320 m)完全交代呈镶嵌状(1)。见放射性泥微晶核部残留、部分交代(2)(图 4c)，或沿放射状同心鲕或同心鲕的核部发生去云化(3)(图 4d)，后者还发育了鲕模孔、粒间孔和晶间孔。指示相对中高水动力条件下形成的放射状同心鲕或同心鲕更易遭受大气淡水溶蚀作用、云化交代等成岩过程。3.2多类型鲕粒共生特征奇格布拉克组共生鲕粒具有以下特点:(1)不同大小的鲕粒共生，从小的泥晶或藻鲕(细菌)(1020 m)至大鲕(5.5 mm);(2)不同形态的鲕粒共生，常见如球形、椭球形、卵形或胞形，次之为长卵形、三角形、扇形和蜘蛛状等;(3)多种显微结构的鲕粒共生，如同心放射状鲕、放射同心鲕、泥晶(大)鲕、球鲕、复鲕、微生物鲕或成岩改造的鲕粒，但较少见到同心鲕;(4)从薄皮鲕至正常鲕，壳核比变化较大，变化范围为100 11 2，间接反映了鲕粒形成中的水动力条件、成核及生长过程不同;(5)无论是在成核还是壳体的生长过程中，泥晶化颗粒、微生物藻菌遗迹十分发育，且泥晶化颗粒与未发生泥晶化的颗粒共生，指示鲕粒中微生物细菌具有重要作用;(6)纤状胶结的不规则泥晶(大)鲕、半月形异形(复)鲕与亮晶同心放射状鲕共生，脑状鲕与不同大小泥晶斑块等共生，指示了曾存在相对中高能量至相对低能量的搬运过程;(7)同心放射状鲕、放射同心鲕中微粉晶、亮晶、共轴增生胶结常见，并可见到悬垂状胶结、去云化作用、大气淡水溶蚀边界、示底构造等早期大气淡水成岩作用现象，同时还可见到硫化还原或氧化作用、刀刃状镶嵌微晶白云石、中细晶白云岩等 2 期不同的白云岩化，指示了水动力相对强、成岩改造也较强的特点;(8)薄皮泥晶大鲕、蜘蛛状鲕、放射状泥晶(正常或大)鲕、球鲕等核部占比均较高，泥晶化、钙化微生物膜、微生物的藻菌遗迹等较明显，纤状与纤柱状海底胶结较强，指示了微生物藻菌繁盛、较低能水动力的生长环境。总体来看，上述不同类型的鲕粒形成于中低水动力条件下的潟湖、潮坪环境中。4讨论4.1鲕粒成核作用类型及机理4.1.1泥晶白云石成核在奇格布拉克组鲕粒中，泥晶白云石的成核作用有多种方式:(1)球形、次球形、鞘状的鲕粒核心由半自形泥微晶白云石组成，白云石大小为 0.52.0 m(图 5a);(2)呈“旋转”状次球形，除了半自形片状或菱形的泥微晶白云石外，还发育大量晶间孔、暗色泥晶颗粒或球藻鲕，由纤状或纤柱状微晶白云石(0.51.0 m)组成(图 5b);(3)球形的泥微晶白云石，核部、外壳分别由 2个粒 级 的 菱 形 白 云 石(2.5 5.0 m、0.5 1.5 m)组成，同样发育大量晶间孔(图 5c);(4)球形的放射性纤状泥微晶白云石，有呈放射状、串珠状的晶间孔分布(图 5d);(5)在泥微晶鲕或藻鲕表面，特殊的纳米级胞状、钟乳状泥晶白云石呈台阶式生长，指示了泥微晶成核及其形成是饱和溶液主要的生长方式(图 5f)。与上述多种泥晶白云石成核作用不同的是，以菱形粉晶白云石(15 25 m)为核心、外壳为微晶白云石(3 5 m)的同心鲕，成核数量相对较少，水体能量相对较大(图 5e)，且其孔隙中可见板状和柱状氟磷灰石(Ca5F(PO4)3)(图 5 g)、天青石(CsSO4)、重晶石(BaSO4)类质同像矿物(图 5h)，表明残余孔隙流体中含有营养元素磷、碱土金属以及硫酸盐离子等。4.1.2微生物参与成核微生物参与了鲕粒成核作用，表现为:(1)细小的藻菌遗迹可形成复鲕(图 3 k;图 6 a);(2)出现似球状、薄膜状、凹凸不平、卷曲片状或丝状的胞外聚合物(图 6b);(3)在球形鲕粒核部片状、似绵层状泥微晶白云石中发育了少量杆状(1 2 m)微生物或黏土有机质(图 6 c);(4)在球形鲕粒核部或晶间孔中，出现了六方片状、胞状、蠕虫状、花椰菜、针状、管状、丝缕状似微生物诱导的微米纳米级别、半自形自形的白云石及胞外聚合物(图 6d 至 6h);(5)SEM-EDS 成分显示，纳米级白云石除了富含镁、钙、氧元素外，还富含(有机)碳，而特殊形态胞状物的主要成分为硅、铝、镁、钙、钠以及碳、硫及氯等黏土有机复合物(图 6d 至 6h)。46第 25 卷第 1 期钱一雄等:塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨aXH10011，星火 1 井，5927.75 m，微亮晶藻鲕粒云岩，球形次球形鞘状外壳的鲕粒(150180 m)，半自形泥微晶白云石;bXH10014，星火 1 井，5872 m，亮晶藻鲕粒云岩，由菱形、球形、菱面体的半自形自形泥微晶白云石(0.51.0 m)组成，部分为暗色泥晶颗粒或藻鲕(紫色箭头)，暗色有机纹层、晶间孔较发育;c同 b，泥微晶的自形白云石(1.05.0 m)、晶间孔构成的泥微晶鲕;d同 a，放射性纤状的泥微晶鲕，半自形、菱形泥微晶白云石大小 0.52.5 m，呈放射状簇状生长;e同 a，围绕自形粉晶白云石及陆屑石英，半自形的泥微晶白云石呈同心圈层生长;f同 a，泥微晶或藻鲕表面(壳)纳米级的豆荚状、胞状、球形、钟乳状体(50250 nm，100 nm 为主)以及呈隔板状的微粉晶白云石的台阶生长样式;g同 b，晶间孔、MP(510 m)中充填的氟磷灰石(黄色箭头)、暗色斑点为沥青;hXH1010022，星火 101 井，5975.09 m，藻球粒粘结粉晶云岩，晶间孔、Vug 中呈花椰菜状、不规则形状的天青石、重晶石的类质同像矿物图 5塔北地区埃迪卡拉系奇格布