华北克拉通北缘寒武纪生物丘沉积组构多样性研究

There are great diversities of both the forming environment and the sedimentary fabric for ancient carbonate buildups (i.e. the organic reef and the carbonate mudmound). Particularly, those bioherms (or carbonate mud mounds) made up of automicrites become unique organosedimentary features, and their formation and growth are genetically related directively or indirectivle to biological activities, above all, to microbial activities. However, like the controversy problem reflected by the nominating classification represent by the bioherm or the carbonate mud mound, there are many enigmatic problems on the studies of the bioherm, such as their complexity of sedimentary fabric, the diversity of their forming setting, and the sophisticate growth mechanism. In particular, it draws attention to increase in microbial carbonates as metazoans radiated during the Cambrian. During the Cambrian, many big or small bioherms were developed in various sedimentary environment from the deep-water shelf to high-energy shallow of the oolitic-grain bank within the strata from the 3 Series to the Furongian in the northern margin of the North-China Craton. These bioherms that are made up of the automicrites will provide a good geological condition for the further research on many scientific problems of the carbonate bioherms, i.e. the diversity of both the forming environment and the sophisticate sedimentary fabric, and the genetic relation between this diversity and the activity of microbe. Therefore, the studies on the carbonate bioherm of the Cambrian in the North-China Craton will be endowed with lots of scientific meanings, which is very useful for the further development of carbonate sedimentology.

古代碳酸盐建隆（生物礁和碳酸盐泥丘）的产出环境和沉积组构存在巨大多样性。尤其特别的是，那些多为原地自生泥晶组成的生物丘则成为独特的有机沉积特征，它们的形成与生物活动尤其是微生物活动存在着直接与间接的联系。但是，就像命名体系（碳酸盐泥丘或生物丘）还存在较大的争议一样，许多生物丘的沉积组构的复杂性和产出环境的多样性所代表的生长机制就成为谜一样的问题。在寒武纪，随着后生动物的辐射而微生物碳酸盐岩也在增加，代表了一个引人注目的沉积学现象。在这个特殊的地质时期，华北克拉通北缘的第三统上部到芙蓉统，发育各种大大小小的生物丘，它们产在深水陆棚到高能颗粒滩的多样环境中，为研究原地自生泥晶构成的生物丘提供了一个难得的实例，也为破解生物丘的特殊构成与产出环境的多样性、及其与可能的微生物沉积活动之间的联系所蕴含的科学问题提供了良好的地质条件，从而赋予本项目研究在促进碳酸盐沉积学的深入发展方面的重要科学意义。

华北寒武系微生物碳酸盐岩主导的生物丘，代表着壮观的沉积现象，为研究被誉称为“最难研究的沉积岩——微生物碳酸盐岩”提供了得天独厚的地质条件。立足于大量的野外观察和精细的室内研究，主要针对华北地台寒武纪生物丘中各种微生物碳酸盐岩多样化的钙化蓝细菌构成和高度非均质的沉积组构开展系统研究，取得了一些重要的发现和进展，为微生物碳酸盐岩继续深入的研究提供了有用的思考途径和研究线索。这些重要的发现和进展，包括以下几个方面：第一，在寒武系微生物碳酸盐岩生物丘中，发现和确定了多样化的微生物碳酸盐岩构成，包括叠层石、凝块石、树形石、均一石和核形石；第二，在多样化的微生物碳酸盐岩主导的生物丘中，率先发现了多样化的蓝细菌构成并证实了寒武纪微生物碳酸盐岩的光合作用微生物席成因；第三、在辽东半岛芙蓉统树形石与均一石生物丘中发现了附枝菌（Epiphyton），修正了前人“苗岭世末期可能的附枝菌灭绝事件”的结论性认识；第四，基于寒武系第二统和苗岭统的核形石研究和发现，强调了核形石的双重属性（颗粒属性和叠层石属性），探索了核形石与鲕粒形成机理的差异性，而且在寒武纪第二世核形石中发现了特别的类似于现代胶须菌（Rivularia）的钙化蓝细菌构成；第五，在芙蓉统长山组凝块石生物丘中，率先发现了多样化的丝状蓝细菌主导的凝块、及其与特别的放射纤维状方解石结壳组成的复合型凝块，为了解凝块的光合作用生物膜成因提供了宝贵的实际材料；第六，在苗岭统树形石发现了除了附枝菌之外多样化的钙化蓝细菌构成，包括、葛万菌、基座菌和可能的石松菌（Lithocodium）-孢网菌（Bacinella）状组合；第七，在寒武纪叠层石、树形石中，发现了石松藻（Lithocodium）状的可疑钙化蓝细菌的普遍产出，对近年来将这样的显微管状组构解释为海绵木乃伊提出了另外一个解释，即可能是念珠菌（Nostoc）菌落钙化残余物的创新性认识；第八、在微生物碳酸盐岩内主导性的葛万菌化石组合中，发现了可以类比于现代第谷菌（Tychonema）的非缠绕状葛万菌化石新类型。