一、理论沉积学及其新技术、新方法应用天津蓟县地区中元古代微亮晶碳酸盐岩的 发现及其成因初探王德海，郭峰，任国选，孟祥化，葛铭( 中国地质大学沉积盆地研究所，北京1 0 0 0 8 3 )臼齿碳酸盐岩事件已成为当今地学研究的热点之一臼齿碳酸盐岩( 简称M T ) 按其岩石成因组份、结构应命名为微亮晶碳酸盐岩( 孟祥化，2 0 0 2 ) M T 碳酸盐岩的分布具有全球性和特定的时限性，主要产出于中一新元古代的中一内斜坡和浅台地古环境中一个多世纪以来，虽然许多科学家对它进行了研究，但关于M T 碳酸盐岩的成因和消亡还有待于探讨微亮晶碳酸盐岩对古海洋、古气候、早期地球生命演化以及后期全球性雪球事件研究均具有重要意义1蓟县中元古界微亮晶碳酸盐岩的发现1 ．高于庄组M T 碳酸盐岩的发现孟祥化等( 2 0 0 4 ) 在元古代盯S r ／8 6 s r 同位素比值演化曲线研究中，发现有两次大的低峰值：一个是新元古代( 8 5 0 ～7 3 0 M a ) ，即北华系M T 碳酸盐岩集中发育段( 如吉辽、徐淮地 区) ；另一个是中元古代的高于庄期( 1 5 0 0 “ ～1 4 0 0 M a ) ，推断在高于庄组应该有M T 碳酸盐岩发育。
2 0 0 5 年4 月I G C P 4 4 7 项目中国工作组在蓟县中元古代高于庄组半壁山剖厩发现了 M T 碳酸盐岩，并详测了高于庄组大红峪．桑树鞍．三道岭剖面和半壁山剖面M T 碳酸盐岩分布在高于庄组六段，横向分布稳定，M T 碳酸盐岩在该区中元古界地层中具有类型多样的 特点，并发现新的M T 碳酸盐岩类型2 ．高于庄期的沉积环境、层序地层的分析高于庄组沉积时期为长城纪的最大海侵期，燕山坳拉谷盆地的海域面积大为扩展初期基本上继承了大红峪期的浅水环境，为发育范围较广的碳酸盐潮坪中期受区域性海平面上升的影响，盆地水域增大，在兴隆一宽城地区水深达到最大，形成深水碳酸盐盆地相( 溶解 碳酸盐相，瘤状灰岩相) 沉积高于庄晚期水体有相对变浅的趋势高于庄超旋回层序组中，大红峪．三道岭剖面厚度1 5 3 0 m 该超旋回层序组时限值约为1 4 0 M a ( 1 5 4 0 “ ～1 4 0 0 M a ) ，自下而上可以划分为4 个超旋回 层序，平均每一个超旋回时限为4 0 M a 下部亚超旋回层序为一低位期一海侵初期旋回层序，相当于高于庄组一、二段( 官地亚 组1 地层，主要为砂泥屑白云岩( 灰岩) 、含燧石条带或结核白云岩( 灰岩) 和叠层石白云岩( 灰岩) ，底部有厚2 - - 一3 m 的石英砂岩。
中部超旋回层序为高于庄期超旋回层序组的最大海侵期旋回层序，相当于高于庄组三、四段( 桑树鞍亚组) 其下部为薄层灰质泥岩与泥质灰岩互层，水平纹层发育，上部为厚层、 巨厚层结晶灰岩( 白云岩) ，微含锰，常发育凹凸层面溶解碳酸盐沉积，代表最大海侵时期 海水深度已接近或达到C C D 碳酸岩溶解线，发育碳酸盐溶解面构造标志中上部超旋回层序为台盆相最大海泛层序，相当于高于庄组五、六段( 张家峪亚组) 地层，主要由含云粉砂质页岩、黑色碳质页岩、深灰色板状灰岩( 白云岩) 、泥晶灰岩( 白云岩)和白云质泥晶灰岩组成，此外，常见有瘤状灰岩上部层序多夹厚层至中厚层泥晶灰岩或泥3 6一、理论沉积学及其新技术、新方法应用晶云质灰岩，内显水平一微纹层理，含分散状球粒、含屑和云质结核，发育M T 碳酸盐岩该超旋回为高于庄巨旋回的最大海平面上升时期，并继续受拗拉谷断陷构造作用控制，发生海水加深，形成盆轴区边缘多期次的接近C C D 碳酸盐溶解深度线顶部超旋回层序属潮坪和潮下带沉积层序，相当于高于庄组七段( 双秀寺亚组) 地层，底部为发育沥青质的水平纹层状灰岩( 白云岩) ，下部为灰黑色中厚层状结晶云质灰岩，上部 为含燧石条带、含结核白云岩沉积。
2M T 碳酸盐岩类型及形态1 ．高于庄组M T 碳酸盐岩宏观形态 高于庄组原生M T 构造主要发育在泥灰岩和泥晶灰岩、粉屑灰岩和灰质泥岩中其形态以丝状、条带状、褶皱肠状和瘤状体，中部较宽，向两端变窄或者尖灭，基本上集中在岩层的中上部，与层面垂直、平行为主，斜交次之M T 的宏观形态可归纳为以下几种：( 1 ) 丝状 构造，主要发育在泥晶灰岩中，砂屑灰岩中也可出现，多呈近垂直或斜交于层面 2 ) 条带状构造，包括带状、弯曲带状、褶皱肠状等，形态多变，与层面垂直、平行、斜交 3 ) 瘤状构造，成不规则状，外型多变 4 ) 斑点状、线状构造，一般沿层理水平方向不连续排列 5 ) 此外，在一些泥、粉屑灰岩中还发现一种呈浊积漂浮状的“球粒”，薄片鉴定可见“球粒” 核心为微亮晶该类型M T 构造为新发现的类型，有利于M T 碳酸盐岩的沉积环境和成因机制的研究2 ．M T 碳酸盐岩微观特征( 1 ) 薄片中可见，微亮晶与底基质的碳酸盐组分和结构有明显区别，底基质一般由不纯的粉屑、泥晶方解石组成，通常含有少量粘土物质、有机质，而M T 构造中的微亮晶则由纯净的、结构均一、个体为5 ～1 0 9 r n 的等粒多边形方解石晶体组成。
( 2 ) 微亮晶条带与底基质之间呈突变接触，界线清晰 ( 3 ) 微亮晶方解石一般不穿层理面，泥晶或粉屑碳酸盐岩中的纹层在微亮晶条带边缘处不发生错断，而是受压实作用影响，发生褶皱弯曲变形，表明微亮晶方解石条带与周围基质的准同生沉积特征，并且在底基质固结之前，微亮晶方解石就已经快速结晶形成 4 ) 漂浮状球粒微亮晶碳酸盐岩，由微亮晶构成球粒的核心，核心外部的泥晶或粉屑方解石围绕微亮晶核心呈滚雪球状，说明微亮晶形成的早期性质3高于庄组M T 碳酸盐岩沉积环境分析高于庄组M T 碳酸盐岩段中发育大量丘状交错层理和风暴粒序层，说明M T 构造和风暴作用密切相关，如异地M T 构造的微亮晶碎屑常常呈定向顺层排列，表明它们经过了长距离的搬运原生M T 构造主要发育在丘状层理发育的细粒灰岩中或风暴粒序层上部的细粒灰岩中反映M T 碳酸盐岩形成于风暴层发育的较深水相的中一深缓坡环境从M T 碳酸盐岩在潮下型米级旋回中发育位置来看，其一般形成于向上变浅的旋回层序的中下部粉屑或泥晶灰岩中，说明M T 碳酸盐岩形成于米级旋回的海进和海泛时期4 高于庄组M T 碳酸盐岩成因分析M T 碳酸盐岩的发育与古海洋性质和变化周期( 约1 0 0 “ - ' 2 0 0 M a ) 有关，M T 的形成发育适宜于古海洋盯S r ／8 6 S r 比值小于0 ．7 0 6 4 环境中。
在M T 碳酸盐岩中，底基质纹层在微亮晶边界处发生弯曲，说明微亮晶沉淀析出时间要 早于底基质固结时间，在压实作用下，微亮晶发生弯曲呈肠状褶皱因此，M T 碳酸盐岩形成与地震液化无关，不能用地震液化来解释其成因，而是与古环境与生物化学沉积作用成因有关。