鲁山地区中-新元古界汝阳群和洛峪群微生物席及其矿物显微构造特征

郑 伟，袁余洋，邢智峰*，齐永安.河南理工大学资源环境学院，河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室，焦作454003；.四川建筑职业技术学院土木工程系，德阳68000



鲁山地区中-新元古界汝阳群和洛峪群微生物席及其矿物显微构造特征

郑 伟1，袁余洋2，邢智峰1*，齐永安1
1.河南理工大学资源环境学院，河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室，焦作454003；
2.四川建筑职业技术学院土木工程系，德阳618000

摘要：微生物成因沉积构造（Microbially Induced Sedimentary Structures，MISS）是底栖微生物群及其生命活动与沉积物相互作用形成的沉积构造，是微生物群生命活动的重要产物，多出现在陆源碎屑岩中，也是微生物群落在碎屑沉积中最重要的地质记录。该类构造在前寒武纪的广布性和显生宙的局限分布性，对于研究地球表层环境的演变具有重要意义。通过对鲁山地区野外露头发育的MISS的详细观察和描述，依据其成因和形态观察，将其分为微生物席生长构造（Mat growth feature）、微生物席破坏构造（Mat destruction feature）和微生物席腐烂构造（Mat decay feature）三种类型，包括瘤状突起、不规则侧向生长脊、多边形网状生长脊、多边形脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、不规则网状脱水裂痕、次圆状网状脱水裂痕、砂火山构造等8个主要形态构造。根据宏观形态、镜下特征等，分析讨论了MISS的形态构造、成分、成因、沉积环境等。对含有MISS石英砂岩的镜下石英颗粒及其矿物组分特征的研究发现，宏观上形态各异的MISS的镜下特征差别不大，并且在MISS形成过程中生物物理沉积和生物化学沉积共同起着作用，同时也发现微生物群落可能多生长在中等水动力、沉积物为细粒的环境中。

关键词：中-新元古界；MISS微生物席；显微特征

现代微生物席主要由蓝细菌和其他细菌及其胞外聚合物（Excellular Polymeric Substance，简称EPS）在生命活动中通过新陈代谢及生长来粘结、障积、捕获沉积物而形成的层状体（Gerdes et a1.，2000；Noffke et a1.，2001；Riding，2006；Schieber，2007）。微生物席虽然厚度不大，大多数毫米至数厘米不等，但却构成了一个复杂的微生物生态系统。微生物席本身的微细结构具双层构造，下层主要由球状菌及EPS粘结沉积物形成致密层，具良好的不透气性；上层主要由丝状菌障积、捕获沉积物形成皮革状织网层（leathery meshwork），具很强的韧性（Schieber，2007；史晓颖等，2008b）。微生物席不仅对沉积物表层具有重要的保护、平滑和稳固作用，大大增强了沉积表层的抗侵蚀性，而且通过生命活动与生物化学过程对海底环境与沉积物性质产生重要的影响和改造作用（Noffke et a1.，2001；史晓颖等，2008b）。微生物群落通过各种生物地质过程和生命活动来影响沉积作用，形成各种微生物成因构造（Microbially Induced Sedimentary Structures），简称MISS（Noffke et al.，2001，2003，2006a，2006b；Schieber，2007）。它不仅是早期生命活动的证据，也是微生物与环境共同作用的结果（史晓颖等，2008b）。

近年来，微生物席形成的沉积构造及其生物地质过程的研究发展迅速，国内外一些学者相继在中-新元古代碎屑岩中发现有关微生物席形成的沉积构造（Hagadorn and Bottjer，1997；Noffke et al.，2001；2003，2006a，2006b；Tice and Lowe，2004；Shi and Chen，2006；Schieber，2007；梅冥相等，2007；史晓颖等，2008b；邢智峰等，2011；陈留勤，2013；郑伟和邢智峰，2015），为深刻认识地球早期生命演化及微生物与环境系统相互作用提供了重要信息（郑伟和邢智峰，2015）。但是，这些研究多关注于MISS的宏观分类以及形态特征与环境之间的关系等方面的研究，对MISS的微观特征如矿物成分、碎屑结构以及与环境的关系研究相对较少。本文以豫西鲁山县下汤镇王化庄、介盘沟、九女洞一带（图1B、C）发育的MISS为研究对象，其时代为中-新元古界汝阳群和洛峪群，时代约为1750～1400 Ma（Lan et al.，2014）。通过宏观分类与微观特征分析相结合的方法，对研究区含MISS石英砂岩的镜下石英颗粒及其矿物组分方面特征的进行研究，从微观特征阐述了MISS的生长环境，为含MISS古环境的重建起到一定的指示作用。

1 地质背景

1.1 区域构造

豫西地区位于华北地台南缘，包括洛南—栾川—确山断裂以北的豫西、豫陕交界地区。研究表明，古元古代末的中条运动之后，华北板块已初具规模，构成了统一的华北古陆。进入中元古代后，沿华北古陆的南部边缘又发生了大规模的裂陷运动，发育了以熊耳群、西洋河群等火山岩系为代表的三叉裂谷系。中元古代早期后，这个三叉裂谷系便进入缓慢冷却和热收缩条件下的下沉阶段，由此形成相对稳定下降的沉积盆地，并接受了大量沉积，在此基础上发育了中、新元古代沉积（周洪瑞等，1999；赵太平等，2001），并形成汝阳群及洛峪群碎屑岩、碳酸盐岩沉积组合。然而，其并未演变成为一个具有陆架、陆坡及深水盆地的被动边缘，而更接近于一个具缓坡特征的陆缘盆地（雷振宇等，1996）。也有人认为，这个裂谷系（裂陷盆地）演变成了被动大陆边缘，总体为滨海-浅海环境，由北向南海水由浅变深，真正的大洋盆地深水沉积发育在洛南—栾川—确山断裂以南的北秦岭地区（王鸿祯等，1982；孙枢等，1982）。研究区豫西鲁山县正位于这一区域，整个地层剖面是一单斜构造，局部有小型褶皱，根据野外露头剖面的详细观察、测量及室内的综合分析，认为这一区域总体的沉积环境主要为滨海-浅海环境，部分为潮坪和泻湖环境。

1.2 鲁山地区中-新元古界地层序列及沉积特征

在豫西地区鲁山县下汤镇大黑潭沟、王化庄、介盘沟、九女洞一带，发育了较为完整的中-新元古界云梦山组至洛峪口组（图1A、C），露头连续，是我国研究前寒武纪地质较理想的地区。

图1 研究区地质简图和柱状图Fig.1 Simplified geological map of the study area and lithostratigraphic sections

大黑潭沟至王化庄剖面，主要发育云梦山组，总厚度大约1021 m，其下部地层不整合于熊耳群火山岩系之上。云梦山组以黄白色、紫红色薄至厚层状细、中、粗粒石英砂岩为主，部分层位夹有极薄层至厚层状紫红色泥岩，底部为紫红色砾岩和暗红色安山岩；王化庄后沟至九女洞依次发育白草坪组、北大尖组、崔庄组、三教堂组、洛峪口组，各组之间均为整合接触。白草坪组总厚约206 m，主要为紫红色、灰黄、灰白色中-细粒石英砂岩与灰绿色粉砂质泥岩互层，部分层位发育紫红色、灰黑色厚层状泥岩。北大尖组厚约365 m，主要为灰白色细粒石英砂岩，局部夹薄层灰绿色泥岩和粉砂岩。崔庄组厚约240 m，为黄白、紫红色薄层至中厚层状中细粒石英砂岩与粉砂岩和泥岩互层。三教堂组厚约65 m，为浅红、黄白色中厚层状中粗粒石英砂岩；洛峪口组厚约121 m，为肉红色白云岩，内含大量的帽状、饼状、笔状叠层石，与上覆黄莲垛组呈平行不整合接触。整体上，石英砂岩多发育大型板状交错层理、羽状交错层理、冲洗交错层理、楔状交错层理及平行层理，偶见透镜状层理和波状层理；泥岩多发育水平层理。

2 MISS的形态特征及其显微构造特征

从云梦山组至崔庄组均有MISS发育，三教堂组和洛峪口组未发现MISS，所发现的MISS多出现在石英砂岩层间以夹层的薄层泥岩或粉砂质泥岩层面上，少量直接发育在石英砂岩的顶面和底面，多与波痕伴生，在缺少薄泥层的层位，很少发育特征显著的MISS。MISS在地层中的分布丰度不同，云梦山组一段、四段，白草坪组，北大尖组及崔庄组下部较为密集。

关于MISS的分类，前人已有过多种描述（Hagadorn and Bottjer，1997；Gehling，1999；Gerdes et al.，2000；Gerdes，2007；Noffke et al.，2001；2003；Schieber，2004；梅冥相等，2006；Erikssonetal.，2007；Schieber，2007；史晓颖等，2008b；袁余洋，2010；邢智峰，2010；郑伟和邢智峰，2015）。依据Schieber（2007）的分类方法以及野外观察，本文将研究区的MISS分为微生物席生长构造（Mat growth feature），微生物席破坏构造（Mat destruction fea⁃ture）和微生物席腐烂构造（Mat decay feature）3种类型。研究区MISS发育较为丰富，但种类相对单一，多为微生物席的破坏构造，在部分层位见到少量的微生物席生长和腐烂构造。

2.1 微生物席生长构造

微生物席生长构造是微生物席发育过程中由于微生物群落生命活动和生长方式、速率发生变化而在沉积物表面形成的各种构造（Schieber，2007）。常见的生长构造主要是席表发育的瘤状、刺状或簇状突起，以及因生物方向改变而形成的细小网状脊等。生长构造规模较小，突起与网孔直径一般数毫米，个别网孔直径可达l cm；在纵切面上常表现为沿席表分布的一系列毫米级小突起，或呈不规则的锯齿状（史晓颖等，2008b）。鲁山地区发现的微生物席生长构造主要有以下3种：（1）瘤状或簇状突起（图2A，红色箭头所指），突起的直径为0.3～1 cm，高0.2～0.5 cm，大小不等地散布在波痕上，波痕波长5～6 cm，波高0.3～0.7 cm，波顶被部分剥蚀，发育在波痕上的这种突起构造报道不多；（2）不规则侧向生长脊（图2B，红色箭头所指），脊高多为0.05～0.3 cm，脊长1～4 cm不等，向两端收敛歼灭，有分枝现象，和“纺锤体”相似，但与破坏构造中的“卷曲纺锤体”（图3B中b）不同，规模相对较小，且这种脊是从内向外生长突起，脊与宿主岩石是一体的，是由于微生物局部过量生长导致侧向生长及风或水动力的作用所形成（袁余洋，2010；邢智峰，2010）；（3）多边形网状生长脊（图2C），多形成三到五边形的网状结构，脊的相连节点处多增大，形似“十字形绳结”（红色箭头所指），砂脊宽1～5 mm，突出层面0.5～3 mm，脊粗细不等，网孔一般小于1 cm，更小的网孔多由脊的次一级分枝交织而成。一些学者将其解释为由微生物席表层丝状体生长方向改变而形成（史晓颖等，2008b）。我们认为可能是席中微生物个体因吸收营养和光合作用的不同，而使得某一类或单个菌藻体的生长、捕捉、粘结或障积颗粒能力的不同而形成脊的。在研究区并未见到其它类型的生长构造（诸如一些圆顶隆脊构造和微生物席纹层岩构造）。

我们选取了3种生长构造的样品分别进行了磨片。镜下观察发现，石英颗粒所占比例较大，基本上大于95%，其它为填隙物，有岩屑，偶见白云母（图2G）。整体颗粒分选中等，磨圆较好，为次圆状至圆状，胶结物部分以次生加大的形式存在（图2H），岩屑为石英砂岩，磨圆度好（图2E）。此外，有许多黑色细小颗粒散布在细粒石英颗粒缝隙中，放大500倍后，显示樱桃红色（图2F，绿色箭头所指），推测为三价铁矿物，这可能是整套地层以紫红色为主的原因，而在中粗粒石英颗粒之间较少分布（图2H）。从图2H和图2D两图我们可以看出，图2H中石英颗粒较为纯净，以中粗粒为主，磨圆度为次圆状至圆状，分选中等，颗粒间为线接触，黑色小颗粒少，有次生加大现象，说明压实作用较强，没有太多的空间留给微生物生长；而图2D中石英颗粒也较为纯净，以中细粒为主，颗粒之间胶结物较多，黑色小颗粒也较多，可能暗示着中细粒石英砂岩更利于微生物体残留物的保存。而在颗粒之间所发现的少量白云母（图2G），这可能反映了微生物席捕获、粘结、障积矿物颗粒时的水体是较浅且相对动荡。

图2 微生物席的生长构造Fig.2 The growth structure of microbial Mat

2.2 微生物席破坏构造

微生物席破坏构造是指微生物形成席之后由于沉积表层的暴露或其它因素而遭受机械、物理、化学作用的破坏而发生破裂（碎）、卷曲、变形、褶皱、脱水或被搬运再沉积而形成的一系列相关构造（Schieber，2007）。常见的有各种形态的网状脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕等，这种构造是研究区发现最多，也最容易识别的一类。

研究区的破坏构造包括各式各样的脱水裂痕，从单个纺锤形到星形、多边形网状等多种类型，主要为不规则网状脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、多边形脱水裂痕、次圆状网状脱水裂痕。破坏构造在地层中分布较广，形态各异。有多层形态相似的席破坏构造（图3A），不规则网状脱水裂痕出现在多个层位中，各层厚度不等，但每层MISS形态相似，最上层因风化剥蚀现象严重而模糊不清；有两层形态不同的席破坏构造（图3B），下为不规则网状脱水裂痕，脊可区分出多个不同级次，上层为纺锤体脱水裂痕（图3B中b局部放大处，长2～4 cm，直径0.3～0.8 cm，高0.1～0.4 cm）；有发育在底面的较少分支的大型多边形脱水裂痕（图3C），脊宽1～2 cm，脊高多在1 cm左右；也有相对规则的次圆状网状脱水裂痕（图3D），部分脊顶面显示黄白色，应为风化作用所致（图3D中d为局部放大）。破坏构造在镜下与生长构造有很多类似的地方，如成分都以石英颗粒为主，磨圆度为次圆状至圆状，分选中等，细粒石英颗粒间散布着樱桃红色小颗粒。脊处脊部岩性与宿主岩性基本一致。在非脊处石英颗粒磨圆度为次圆状至圆状，分选中等，次生加大明显，基本上每一颗粒都有次生加大现象，颗粒间的黑色物质相对较少，岩石内基本上无丝体的保留（图3E），表明在成岩过程中受温度和压力的影响，不利于微生物丝状体的保存；在脊处发现有黑色有机质丝状残留物（图3J），表明在裂缝形成后，在条件适宜的情况下，周围的微生物生长蔓延去弥合之前的缝隙，沉积物颗粒便在此堆积。在部分样品中，见有细粒石英颗粒形成的微细纹层呈条带状且有机质相对富集，且两侧石英颗粒呈定向性排列，但特征略有差异，如图3F中黑色条带（条带上部为脊）附近的细碎颗粒具定向性（红色箭头所指），条带边缘更为明显，且颗粒边缘多为锯齿状，颗粒间黑色物质充填；有具有无定向性细粒石英颗粒带（红色方框），其磨圆度为次棱角状，分选好，下部石英颗粒定向性明显，磨圆度为次棱角状，分选中等（图3G）；也有定向排列的粘土矿物条带（图H、I），应为粘土矿物的胶结物水云母化后形成的绢云母，其黑色物质总是与红色小颗粒相伴生（图I）。这些明显的定向排列特征也被认为是微生物席（膜）及其丝状体选择性捕获矿物颗粒和障积颗粒的结果，下部石英颗粒的定向性表明微生物席抵抗水流改造的证据，是识别石英砂岩中微生物席的重要标志（Noffke，2009）。

2.3 微生物席腐烂构造

微生物席腐烂构造是指被埋藏的微生物席腐烂分解而产生的气体逃逸出来或未逃逸出而在沉积物表面形成的各种构造（Gerdes et al.，2000；Schieber，2004；Noffke et al.，1997，2001）。由于微生物席较致密并含有大量的胞外聚合物（EPS）致使其具有很强的韧性和不透气性，当其覆盖砂质沉积物后就会阻止沉积物与上覆水或大气之间的气体交换，那么埋藏的有机质腐烂产生的气体逃逸会将表层的微生物席拱起，形成气隆构造；如果微生物席很薄或排放的气体压力较大，则会冲破微生物席的封闭，形成中部穿孔的“砂火山”（Sehieber，2004；史晓颖等，2008b；邢智峰，2010）。

腐烂构造在鲁山地区发现较少，主要为砂火山构造。选取样品镜下分析显示，整体颗粒磨圆度为次圆状，分选中等；突起处颗粒（图4C）与非突起处颗粒（图4D）区别不大，颗粒大小排列基本一致，说明微生物席腐烂后气体逃逸时仅把席上部颗粒上顶；同时，发现颗粒中水云母化的绢云母较以上两种类型含量高，呈条带状（图4B），且都集中于隆起处。绢云母常常在灰色层的石英胶结物中被发现，它是微生物化石层普通的矿物，可能来源于原始的粘土矿物被微生物群落捕获和粘结或是在微生物席层内经过物理化学生物方面的作用而形成的，这些生化过程又对粘土矿物的形成起到了重要影响（Krumbein and Werner，1983；Draganits and Noffke，2004）。

3 讨论

图3 微生物席的破坏构造Fig.3 The destruction structure of microbial Mat

发育在鲁山地区下汤镇王化庄、九女洞一带的汝阳群和洛峪群，完整地记录了中-新元古代地层的沉积特征，在云梦山组至崔庄组约1000 m厚的地层中均有MISS的发育。通过野外详细观察和室内镜下分析研究表明，在宏观特征方面由于成因以及沉积环境的不同使其形态有较大差异，但镜下矿物特征的差异并不十分明显。

图4 微生物席的腐烂构造Fig.4 Decay structure of microbial Mat

（1）整体上以石英颗粒为主，含量多达98%，夹有少量杂基，偶见岩屑，有黑色似沥青质或微生物降解的有机质所散附于石英颗粒周围。此外，石英颗粒之间的胶结物基本上为硅质粘土类胶结物，未发现有其它类型的胶结物，腐烂构造中粘土类胶结物部分经水云母化而转化为绢云母。总体上，颗粒分选中等，磨圆度为次圆状至圆状，表明矿物的成分成熟度和结构成熟度均较高。在MISS发育区，微生物可以透过石英颗粒向上生长或向周围蔓延，在有次生加大的样品中无丝体残留的痕迹，推测是有机质在后期成岩过程中，在较高的温度和压力条件下被降解或以其他形式消失掉，这也许是微体化石难以保存的原因之一。在部分样品中发现有颗粒定向性和成层分布的特点以及代表微生物席（或膜）的富有机质纹层或微纹层状结构。在有机质纹层中能看到大量的细小石英颗粒，且这些颗粒分选好，磨圆为次棱角状，表明这些颗粒在被搬运过程中经过了较好的筛选，但未发生强烈的碰撞和摩擦，即相对较强水动力使其处于悬浮状态，直到被微生物席障积、捕获、粘结之后而固定下来。Noffke等（2008）认为石英颗粒在中粒与细粒之间更适应微生物的生长发育。通过镜下观察分析，我们也得出了类似的结论：微生物的残留物或微生物作用下所形成的矿物多存在于中细粒石英颗粒之间，说明研究区微生物群落生长的环境多出现在以中细粒石英砂岩为主的沉积区域。

（2）生物沉积作用，不仅能使溶解物质大量沉淀或堆积形成岩石或沉积矿床，还可使部分粘土物质或内源粒屑物质沉积下来。生物沉积作用表现为两种方式，一是生物化学沉积作用，即在生物的生命活动过程中或生物遗体分解过程中引起介质的物理环境的变化，从而促使某些溶解物质沉淀，或由于有机质的吸附作用而使得某些元素沉积。二是生物物理沉积作用，即在生物生命活动过程中通过捕获、粘结或障积等作用使沉积物发生沉积。研究表明，研究区MISS的形成是两种生物沉积作用共同作用的结果。微生物席通过捕获、粘结等作用使岩石颗粒沉积并成定向性是生物物理沉积作用。而在岩石样品中，发现有绢云母、铁矿物等，便是微生物作用下矿物沉淀的例证，它们是由于微生物代谢作用和胞外聚合物的存在，改变了研究区微生物群落生活区介质环境的物理化学条件，如酸碱度、氧化还原性等，从而促使某些物质溶解或沉淀。在石英颗粒之间所发现的这些水云母化而形成的绢云母（是一种硅铝含量比大于3的白云母，即白云母的亚种，有些人把细小白云母片也称作绢云母），一般呈现白色，浅黄绿色，是中温热液蚀变作用的产物，也表明研究区地层发生了一定程度的浅变质作用。有许多樱桃红色不透明铁矿物散布于石英颗粒之间，这些铁矿物的细小颗粒有两种存在形式，一种是散布于颗粒间的胶结物中，另一种是附着于丝状体上或与微生物降解的残留物混杂，依据当时沉积环境推断，这些铁矿物在溶解或沉淀时可能为还原状态，在后来成岩过程中，由于环境发生变化而转换到氧化状态，致使二价铁矿物氧化而显现为褐红色或樱桃红色，这也可能是整套地层以红色为主的原因之一。

在前寒武纪没有后生动物出现的环境里，微生物是地球的统治者，并且在统治地球近40亿年的时间里，广泛分布于广泛分布于各种地质环境中（陈骏和姚素平，2005），留下了各种痕迹，为人们对前寒武纪各种地质问题的研究提供了丰富的资料。孙枢（2005）指出：“寒武纪以来的显生宙约占全部地球历史的1/10，因此对前寒武纪地球的了解是地质科学古老而始终引人入胜的命题”。前寒武纪微生物因缺乏钙化外壁而难以保存为实体化石（Knoll，2003；Riding，2006；Kah and Riding，2007），因此人们以往对前寒武纪微生物群落的认识主要来自碳酸盐岩地层中保存的一些生物-沉积构造（如叠层石），而对碎屑岩沉积条件下微生物群的发育与分布研究相对较少（Noffke et a1.，2003；Schieber，2004；史晓颖等，2008a；邢智峰，2010）。通过对鲁山地区MISS矿物特征的研究，进一步认识到微生物群落的生命活动不仅对碎屑沉积表层有良好的保护、平滑和稳固作用（Gerdes et a1.，2000；Noffke et a1.，2001，2003；Schieber，2004；Eriksson et a1.，2007；Porada and Hafid，2007），以及通过多样的生物化学过程对表层沉积性质与海水的物理、化学成分产生局部改变 （Knoll，2003；Peckmann and Goedert，2005；Riding et a1.，2006；Gerdes，2007），还对沉积过程、成岩过程及成岩后生作用产生重要影响。这些矿物特征为我们了解中元古代早期浅海环境地球微生物作用提供了沉积学证据，也为进一步认识早期地球生态系统演化的创新了思路。

4 结论

（1）豫西鲁山地区中-新元古界汝阳群和洛峪群发育了形态各异的微生物成因构造（MISS），可分为3种类型微生物席生长构造、微生物席破坏构造和微生物席腐烂构造，以及瘤状突起、不规则侧向生长脊、多边形网状生长脊、多边形网状脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、不规则网状脱水裂痕、次圆状网状脱水裂痕、砂火山构造等8个不同形态构造。

（2）通过对研究区含有MISS石英砂岩的镜下石英颗粒及其它矿物组分方面特征的研究可以得出:Ⅰ.宏观形态各异的MISS其镜下矿物特征无明显差别；Ⅱ.MISS形成过程存在着2种生物沉积作用，即生物化学沉积作用和生物物理沉积作用；Ⅲ.微生物群落多生长在中等水动力、沉积物为细粒的沉积环境中。

参考文献（References）：

陈留勤.2013.河北兴隆中元古界大红峪组微生物成因构造特征及其地质意义［J］.岩石矿物学杂志，32（3）:366-372.

陈骏，姚素平.2005.地质微生物学及其发展方向［J］.高校地质学报，11 （2）:154-166.

雷振宇，周洪瑞，王自强.1996.豫西中元古代汝阳群层序地层初步研究［J］.地球科学，21（3）:272-276.

梅冥相，高金汉，孟庆芬.2006.从席底构造到第五类原生沉积构造:沉积学中具有重要意义的概念［J］.现代地质，20（3）:413-422.

梅冥相，盂庆芬，高金汉.2007.前寒武纪海侵砂岩中的微生物砂质碎片:以北京南口虎峪剖面大红峪组为例［J］.地学前缘，4（2）: 197-204.

史晓颖，蒋干清，张传恒，等.2008a.华北地台中元古代串岭沟组页岩中的砂脉构造:l7亿年前甲烷气逃逸的沉积标识［J］.地球科学，33 （5）:577-590.

史晓颖，王新强，蒋干清，等.2008b.贺兰山地区中元古代微生物席成因构造—远古时期微生物群活动的沉积标识［J］.地质论评，54 （4）:575-586.

孙枢，从柏林，李继亮，等.1982.豫陕中-晚元古代沉积盆地（二）［J］.地质科学，（1）:5-12.

孙枢.2005.中国沉积学的今后发展：若干建议与思考［J］.地学前缘，12（2）:3-10.

王鸿祯，徐成彦，周正国.1982.东秦岭古海域两侧大陆边缘区的构造发展［J］.地质学报，56（3）:270-279.

邢智峰.2010.豫西中元古界云梦山组微生物成因沉积构造研究［D］.焦作：河南理工大学.

邢智峰，齐永安，郑伟，等.2011.从微观角度认识微生物席在中元古代的繁盛——以豫西云梦山组为例［J］.沉积学报，29（5）:857-865.

袁余洋.2010.豫西中元古界云梦山组微生物作用形成的沉积构造［D］.焦作：河南理工大学.

赵太平，周美夫，金成伟，等.2001.华北陆块南缘熊耳群形成时代讨论［J］.地质科学，36（3）:326-334.

郑伟，邢智峰.2015.山西黎城中元古界常州沟组微生物成因构造（MISS）及其地质意义［J］.现代地质，29（4）:825-832

周洪瑞，王自强，崔新省，等.1999.华北地台南部中新元古界层序地层研究［M］.北京：地质出版社：1-9.

Draganits E and Noffke N.2004.Siliciclastic stromatolites and other microbially induced sedimentary structures in an Early Devonian barrier-island environment（Muth Formation，NW Himalayas）［J］.Journal of Sedimentary Research，74（2）:191-202.

Eriksson P G，Schieber J and Bouougri E.2007.Classification of structures 1eft by microbial mats in their host sediments［C］//Sehieber J，Bose P K，Eriksson P G，et a1.，eds.Atlas of Microbial Mat Features Preserved within the Clastic Rock Record.Amsterdam:Elsevier: 39-52.

Gehling J G.1999.Microbial mats in terminal Proterozoic siliciclastics；Ediacaran death masks［J］.Palaios，14（1）:40-57.

Gerdes G，Klenke T and Noffke N.2000.Microbial signatures in peritidal siliciclastic sediments:a catalogue［J］.Sedimentology，47（2）:279-308.

Gerdes S.2007.Structures 1eft by modern mierobial mats in their host sediments［C］//Sehieber J，Bose P K，Eriksson P G，et a1.，eds.Atlas of Microbia1 Mat Features Preserved within the Clastic Rock Record.Amsterdam:Elsevier:5-38.

Hagadorn J W and Bottjer D.1997.Wrinkle structures:Microbially mediated sedimentary structures in siliclastic settings atthe Proterozoic Phanerozoic transition［J］.Geology，25:1047-1050.

Knoll A H.2003.The geological consequences of evolution［J］.Geobiology，1 （1）:3-14.

Krumbein W E and Werner D.1983.The Microbial Silica Cycle［M］// Krumbein W E，ed，Microbial Geochemistry:Oxford，U K:Blackwell: 125-157.

Lan Z W，Li X H，Chen Z Q，et al.2014.Diagenetic xenotime age constraints on the Sanjiaotang Formation，Luoyu Group，southern margin of the North China Craton:Implications for regional stratigraphic correlation and early evolution of eukaryotes［J］.Precambrian Research，251: 21-32.

Noffke N.2009.The criteria for biogeneicity of microbially induced sedimentary structures （MISS）in Archean，sandy deposits ［J］.Earth-Science Reviews，96:173-180.

Noffke N，Beukes N，Bower D，et al.2008.An actualistic perspective into Archean worlds-（cyano-）bacterially induced sedimentary structures in the siliciclastic Nhlazatse Section，2.9 Pongola Supergroup，South Africa［J］.Geobiology，6:5-20.

Noffke N，Beukes N and Gutzmer J.2006a.Spatial and temporal distribution of microbially induced sedimentary structures:A case study from siliciclastic storm deposits of the 2.9 Ga Witwatersrand Supergroup，South Africa［J］.Precambrian Research，146:35-44.

Noffke N，Eriksson K A，Hazen R M，et al.2006b.A new window into Early Archean life:MicrobiaI mats in Earth's oldest siliciclastic tidal deposits （3.2 Ga Moodies Group，South Africa）［J］.Geology，34（4）:253-256.

Noffke N，Gerdes G and Klenke T.2003.Benthic eyanobacteria and their influence On the sedimentary dynamics of peritidal depositional systems（siliciclastic，evaporitic salty，and evaporitic carbonatic）［J］.Earth Sci.Rev.，62（1-2）:l63-176.

Noffke N，Gerdes G，Klenke T，et al.2001.Microbially Induced Sedimentary Structures： A new category within the classification of primary sedimentary structures［J］.J.Sediment.Res.，71（5）:649-656.

Peckmann J and Goedert J L.2005.Geobiology of ancient and modern methane-seeps［J］.Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecoloy，277（1-3）:1-5.

Porada H and Hafid B E.2007.Wrinkle structures—A critical review［J］.Earth Science Reviews，81（3-4）：199-215.

Riding R.2006.Cyanobacterial calcification，carbon dioxide concentrating mechanisms， and Proterozoic-Cambrian changesin atmospheric composition［J］.Geobiology，4（4）:299-316.

Schieber J.2004.Microbial mats in the silisiclastic rock record：a summary of the diagnostic features［C］//Eriksson P G，Ahermann W，Nelson D R，et a1.，Eds.The Precambrian Earth：Tempos and Events.Amsterdam：Elsevier，（12）：663-673.

Schieber J.2007.Microbial mats on muddy substrates-examples of possible sedimentary features and underlying processes［C］//Schieber J，Bose P K，Eriksson P G，et a1.，eds.Atlas of Microbial Mat，Features Preserved within the Clastic Rock Record.Amsterdam：Elsevier: 117-134.

Shi Xiaoying and Chen Changqing.2006.Microbially induced sedimentary structures（MISS）from the Changcheng Group（ca1.6 Ga），North China Platform and their implications for an oxygen-defficient shallow sea environment［A］//Yang Q，Wang Y，Weldon E A，eds.Ancient Life and Modern Approaches.Hefei：China Univ.Sci.Tech.Press:188-189.

Tice M M and Lowe D R.2004.Photosynthetic microbial mats in the 3，416-Myr-old ocean［J］.Nature，431:549-552.

中图分类号：Q93-3

文献标识码：A

文章编号：1006-7493（2016）02-0385-10

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2014209

Corresponding author：XING Zhifeng，Associate Professor；E-mail:xingzhifeng925@126.com

收稿日期：2014-12-12；修回日期：2016-01-23

基金项目：国家自然基金（41102008；41202071；41472083）；油气资源与探测国家重点实验室开放课题（PRP/open-1207）联合资助

作者简介：郑伟，男，1979年生，博士，副教授，从事沉积学和地球生物学研究；E-mail:zhengw99@hpu.edu.cn

*通讯作者：邢智峰，女，1973年生，博士，副教授，从事地球生物学研究；E-mail:xingzhifeng925@126.com

Microbial Mats and Mineral Microstructure Features of Meso-Neoproterozoic Ruyang and Luoyu Group in Lushan Area

ZHENG Wei1，YUAN Yuyang2，XING Zhifeng1*，QI Yongan1
1.Key Laboratory of Biogenic Traces&Sedimentary Minerals of Henan Province，Institute of Resource and Environment，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454003，China
2.Department of Civil Engineering，Sichuan College of Architectural Technology，Deyang 618000，China

Abstract:Microbially Induced Sedimentary Structures（MISS）rise from the interaction of benthic microbiota with physical sediment dynamics.It was the important product and geological record in clastic sediments of microbial community activity.Research on MISS is of great significance for understanding evolution of earth-surface environment，because MISS was widely found in terrigenous fragmentary rock of Precambrian and was occasionally distributed in Phanerozoic.Based on observation，description and genesis of outcrops，the MISS in Lushan area can be divided into three types:Mat growth feature，Mat destruction feature，and Mat decay feature.With the aid of micromorphological observation，we analyzed and discussed morphological feature，geologic structure，components，genesis and sedimentary environment of MISS.Based on microscopic analysis for quartz grain and composition characteristic of MISS，we found that microbial community develop in the relatively high-energy and fine-grained sediments environment.Therefore，we conclude that MISS mainly developed near intertidal zone to supralittoral zone.This research will contribute to the discrimination of the paleocurrent direction，intensity and ionic content，and can also help reconstruct paleoenvironment to a certain extent.

Key words:Meso-Neoproterozoic；MISS；Microbial mats；Microstructure