硅质热泉沉积物的结构和微生物成矿成岩机制
发布时间：2021-11-25 22:55
热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积,为认识地球早期生命环境,探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成,主要沉积矿物为Opal-A,具有针状,柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识,也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前,热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展,已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程,但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此,对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。
【文章来源】：沉积学报. 2020,38(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
颗粒状Opal-A与葡萄状Opal-A SEM照片（黑色箭头指向颗粒状Opal-A，白色箭头指向葡萄状Opal-A据Smith et al.[3]，有修改）
泉池深约5～10 cm，底部光滑，以涟漪状Opal为特征[5,25]，底部细沟的长轴指向流径方向。水下环境为颗粒状Opal-A沉积[1,25,31]或葡萄状沉积[3]，泉池底部覆盖弱胶结的核形石，鲜有树枝状结构生长的锰的氧化物[6,38,40]和自生硫沉积[42]。硅质核形石由Opal-A组成，外壳富微生物[3]，含有少量砂级角砾状石英[5]，内部多为同心层状[26,28]，少数夹有针状结构或簇丛状结构。Jones et al.[26]推测泉池底部的豆状结构或为核形石的前身。
硅质热泉沉积物具有多样的沉积结构，包括针状结构、柱状结构、簇丛状结构、瘤状结构[22,24]、核形石、条纹状和栅栏状结构[21,24]。不同的沉积结构形成于不同的微环境，而导致微环境变化的因素十分复杂。内部因素主要包括水化学条件[32]、热泉类型、喷发频率[25]、持续时间和量级等。外部因素包括距离泉口的远近、周围空气温度、主导风向和水温驱动的微生物分布[38]等。内外影响因素通过影响泉华的湿润、蒸发、干燥和生物分布进而控制着热泉沉积的地点、形态和结构[25,37]。虽然不同微环境下的沉积结构会有一定的差异，但这些沉积结构内部都呈现出一种深色与浅色高低孔隙层交替出现的状态[24]。Walter[7]认为这种深色与浅色层的循环代表着年沉积层，由硅沉积的季节性波动形成，秋冬季节，硅沉积的速度快，形成浅色层，春夏时期，硅沉积缓慢或停滞，形成深色层。Jones et al.[16]认为这种深色与浅色交替层代表快速的蒸发或沉积。近地面的泉华表层由于暴露干燥的影响，会形成深褐色近不透明的层，而水面下的热泉沉积多为透明或半透明的浅色层[38]。高孔隙度的层是由硅化的近直立的丝状微生物结构形成，低孔隙度的层是由硅化的近平行于层的丝状和球状微生物结构形成[37]，而造成这种微生物形态差异的原因可能与微生物的趋光性[8,43]和氧含量[39]有关。Jones et al.[8]认为孔隙度的高低也可能与Opal-A的沉积速率和微生物的生长速率有关。偶发岩浆流体的改变、水文和通道系统的变化或季节性降水变化的影响也会造成夹层沉积[22]。显然，影响内部层交替变化的原因是多解的，但它们共同反映了环境条件的变化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]秦岭造山带西段八方山-二里河地区硅质岩的地球化学特征及其地质意义[J]. 李红中,周永章,杨志军,古志宏,吕文超,何俊国,李文,安燕飞. 岩石学报. 2009(11)
[2]西藏搭格架热泉型铯矿床矿物学与矿石组构特征及地质意义[J]. 赵元艺,韩景仪,郭立鹤,钱作华,周永章,聂凤军,李振清. 岩石学报. 2008(03)
[3]菌株Thermus sp.TibetanG7对铯的吸附:热泉铯硅华形成过程中生物成矿作用的征兆[J]. 王海雷,郑绵平,黄晓星. 科学通报. 2007(17)
[4]太古宙的生命起源信息及研究评述[J]. 付伟,霍晓萍,周永章,杨志军. 中山大学研究生学刊(自然科学、医学版). 2006(02)
[5]雅鲁藏布江缝合带及藏南地区硅质岩微组构特征及其地质意义[J]. 周永章,付伟,杨志军,聂凤军,何俊国,赵元艺,李振清,胡朋,石贵勇,李文. 岩石学报. 2006(03)
[6]腾冲现代热泉系统硅华的矿物学特征及其地质意义[J]. 张天乐,王宗良,胡云中. 岩石矿物学杂志. 1997(02)
[7]地热系统的成岩成矿作用[J]. 朱梅湘. 矿物岩石地球化学通讯. 1993(04)
博士论文
[1]西藏地热区微生物对铯的吸附及其对铯硅华成矿的贡献[D]. 王海雷.中国地质科学院 2006
硕士论文
[1]藏南中生代以来硅质沉积物的微组构特征及其地质意义[D]. 张余.中山大学 2007
本文编号：3518944
【文章来源】：沉积学报. 2020,38(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
颗粒状Opal-A与葡萄状Opal-A SEM照片（黑色箭头指向颗粒状Opal-A，白色箭头指向葡萄状Opal-A据Smith et al.[3]，有修改）
泉池深约5～10 cm，底部光滑，以涟漪状Opal为特征[5,25]，底部细沟的长轴指向流径方向。水下环境为颗粒状Opal-A沉积[1,25,31]或葡萄状沉积[3]，泉池底部覆盖弱胶结的核形石，鲜有树枝状结构生长的锰的氧化物[6,38,40]和自生硫沉积[42]。硅质核形石由Opal-A组成，外壳富微生物[3]，含有少量砂级角砾状石英[5]，内部多为同心层状[26,28]，少数夹有针状结构或簇丛状结构。Jones et al.[26]推测泉池底部的豆状结构或为核形石的前身。
硅质热泉沉积物具有多样的沉积结构，包括针状结构、柱状结构、簇丛状结构、瘤状结构[22,24]、核形石、条纹状和栅栏状结构[21,24]。不同的沉积结构形成于不同的微环境，而导致微环境变化的因素十分复杂。内部因素主要包括水化学条件[32]、热泉类型、喷发频率[25]、持续时间和量级等。外部因素包括距离泉口的远近、周围空气温度、主导风向和水温驱动的微生物分布[38]等。内外影响因素通过影响泉华的湿润、蒸发、干燥和生物分布进而控制着热泉沉积的地点、形态和结构[25,37]。虽然不同微环境下的沉积结构会有一定的差异，但这些沉积结构内部都呈现出一种深色与浅色高低孔隙层交替出现的状态[24]。Walter[7]认为这种深色与浅色层的循环代表着年沉积层，由硅沉积的季节性波动形成，秋冬季节，硅沉积的速度快，形成浅色层，春夏时期，硅沉积缓慢或停滞，形成深色层。Jones et al.[16]认为这种深色与浅色交替层代表快速的蒸发或沉积。近地面的泉华表层由于暴露干燥的影响，会形成深褐色近不透明的层，而水面下的热泉沉积多为透明或半透明的浅色层[38]。高孔隙度的层是由硅化的近直立的丝状微生物结构形成，低孔隙度的层是由硅化的近平行于层的丝状和球状微生物结构形成[37]，而造成这种微生物形态差异的原因可能与微生物的趋光性[8,43]和氧含量[39]有关。Jones et al.[8]认为孔隙度的高低也可能与Opal-A的沉积速率和微生物的生长速率有关。偶发岩浆流体的改变、水文和通道系统的变化或季节性降水变化的影响也会造成夹层沉积[22]。显然，影响内部层交替变化的原因是多解的，但它们共同反映了环境条件的变化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]秦岭造山带西段八方山-二里河地区硅质岩的地球化学特征及其地质意义[J]. 李红中,周永章,杨志军,古志宏,吕文超,何俊国,李文,安燕飞. 岩石学报. 2009(11)
[2]西藏搭格架热泉型铯矿床矿物学与矿石组构特征及地质意义[J]. 赵元艺,韩景仪,郭立鹤,钱作华,周永章,聂凤军,李振清. 岩石学报. 2008(03)
[3]菌株Thermus sp.TibetanG7对铯的吸附:热泉铯硅华形成过程中生物成矿作用的征兆[J]. 王海雷,郑绵平,黄晓星. 科学通报. 2007(17)
[4]太古宙的生命起源信息及研究评述[J]. 付伟,霍晓萍,周永章,杨志军. 中山大学研究生学刊(自然科学、医学版). 2006(02)
[5]雅鲁藏布江缝合带及藏南地区硅质岩微组构特征及其地质意义[J]. 周永章,付伟,杨志军,聂凤军,何俊国,赵元艺,李振清,胡朋,石贵勇,李文. 岩石学报. 2006(03)
[6]腾冲现代热泉系统硅华的矿物学特征及其地质意义[J]. 张天乐,王宗良,胡云中. 岩石矿物学杂志. 1997(02)
[7]地热系统的成岩成矿作用[J]. 朱梅湘. 矿物岩石地球化学通讯. 1993(04)
博士论文
[1]西藏地热区微生物对铯的吸附及其对铯硅华成矿的贡献[D]. 王海雷.中国地质科学院 2006
硕士论文
[1]藏南中生代以来硅质沉积物的微组构特征及其地质意义[D]. 张余.中山大学 2007
本文编号：3518944
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