奥陶纪生物礁

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:00

奥陶纪时,中国大陆广泛遭受海侵,在稳定型沉积地区有大面积巨厚的碳酸盐岩发育。在该时期,寒武纪盛极一时的古杯类已经消失,继而出现海绵、床板珊瑚、层孔虫、苔藓虫和瓶筐石等新的造礁生物类型,它们成为该时期重要的造礁生物;同时腕足类、棘皮类、腹足类、有孔虫类和介形虫类等附礁生物大量涌现。两次标志性事件:瓶筐石(Calathium)-苔藓虫-石海绵(Archaeoscyphyia)动物型礁群落和珊瑚-层孔海绵动物型礁群落的先后起源和辐射,组成了生物礁宏观进化史中的两个重要篇章(李越等,2007)。奥陶纪生物礁是生物礁演化进程中的一个重要演化阶段,其特点是生物礁的造礁方式演化为以粘结-障积作用为主。

简介奥陶纪时,中国大陆广泛遭受海侵,在稳定型沉积地区有大面积巨厚的碳酸盐岩发育。在该时期,寒武纪盛极一时的古杯类早已灭绝,继而出现海绵、床板珊瑚、层孔虫、苔藓虫和瓶筐石等新的造礁生物类型,它们成为该时期重要的造礁生物;同时腕足类、棘皮类、腹足类、有孔虫类和介形虫类等附礁生物大量涌现。两次标志性事件:瓶筐石(Calathium)-苔藓虫-石海绵(Archaeoscyphyia)动物型礁群落和珊瑚-层孔海绵动物型礁群落的先后起源和辐射,组成了生物礁宏观进化史中的两个重要篇章,礁体从之前由微生物为主逐渐向后生动物主导的类型转变(李越等,2007)。奥陶纪生物礁是生物礁演化进程中的一个重要演化阶段,其特点是生物礁的造礁方式演化为以粘结-障积作用为主。1

发育机制奥陶纪生物礁一般在大陆边缘或类似陆架边缘环境比较发育,在纵向上已具有明显的分期性(蒲仁海和徐怀大,1998)。早奥陶世生物礁为石海绵类和藻类繁盛形成的小型点礁,这些点礁主要由小型海绵、层孔虫和钙质微生物构成,该时期的叠层石仍很丰富。中、晚奥陶世生物礁的主要造礁生物通常只有一个属或者几个生物类群的构架生物联合造礁。到晚奥陶世,几乎所有中古生代常见的浅海栖居者在礁中都已经出现,并形成了相当完整的中间营养结构(齐文同,2002)。1

分布奥陶纪生物礁在我国有广泛分布,如扬子地区、塔里木盆地和华北地区(李相明和朱忠德,1995,Li et al.,2002,朱忠德等,2006;刘春燕等,2007)。扬子地区早奥陶世生物礁主要分布在湖北宜昌分乡及黄花场、湖北松滋、湘西北张家界、安徽东至及石台、贵州玉屏彰寨等地,主要发育层位包括南津关组、分乡组和红花园组。扬子板块晚奥陶世的生物礁主要发育在浙赣交界的江山、常山及玉山地区的五峰组。塔里木盆地晚奥陶世生物礁十分发育,是塔里木盆地生物礁发育的主体,主要发育在塔中台地,礁体主要见于巴楚一间房组、柯坪及伽师克尔大湾沟组、轮南地区一间房组和桑塔木组。华北地区奥陶纪生物礁主要分布在鄂尔多斯盆地南缘,此外在河北柳江盆地也有早奥陶世亮甲山组的礁体分布。1

分类关于奥陶纪生物礁术语及分类,Webby,B.D. (2002) 对全球奥陶系礁的报道实例进行了研究,认为奥陶系生物礁包括以下几种类型:

真礁(True reefs):主体造礁生物原地生长,形成粘结的、稳定的格架。大多数奥陶纪珊瑚礁和层孔虫礁属于这种类型(参见插图A类型)。

礁丘(Reef mounds):为格架礁和灰泥丘的过渡类型,它由大量稳定性较差的格架生物建造,多数明显与易碎的、独栖枝状的、及结壳的生物相关,细粒基质支撑结构是其重要的成分组成。大多数奥陶纪苔藓虫礁、海绵礁属于这种类型(参见插图B类型)。

灰泥丘(Carbonate mud mounds):通常由含相对较少格架生物的微晶组成,常发育层状晶洞构造。多形成于水体较深(50—100m)的环境中。主要发现于中-晚奥陶世的地层中。

微生物礁(Microbial reefs):理论上它们应能与灰泥丘有区别,但实际上如果这种细粒礁碳酸盐岩发生成岩变化或弱变质岩中时就很难区分营建它们的单个微生物,或它们特定的微生物结构。两种主要的微生物岩类型为叠层石(具薄层和分指状结构)和凝块石(具凝块,微晶结构,可表示了以钙质球形为主的微生物的不连续生长)。这两种类型都可形成微生物礁,即叠层石礁和凝块石礁(参见插图C类型)。叠层石礁见于整个奥陶纪。Kennard和James(1986)认为凝块石在晚寒武世达到顶峰,然后从早奥陶世到中奥陶世早期持续减少,到晚奥陶世消失。Rowland和Shapiro指出,凝块石在早奥陶世比早寒武世更普遍。

生物层(Biostromes):是水平延伸的礁构造,它显示了原地生长的格架建造的生长,但没有明显的沉积地势起伏。

礁复合体(Reef complex),礁丘复合体(Reef mound complex),灰泥丘复合体(Mud mound complex):是指横向或纵向延伸规模较大的生物礁构造,形成较大的地形起伏,且具有独特地形和相的分带特征,包括礁缘、礁后和礁前、礁顶、礁坪等相带。1

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学