（矿产普查与勘探专业论文）现代生物礁与贵州石炭纪生物礁的对比研究.pdf

j ；，：0 上 、 ad i s s e r t a t i o c o n t r a s d o c t o rg u a nc h a n g q i n g a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 8 一 7，_一y ，00 lfl-二h 7 j ij 一t 东北大学硕士论文摘要 现代生物礁与贵州石炭纪生物礁的对比研究 摘要 黔南地区在晚石炭世发育了大规模的生物礁，礁体规模在后生动物造架礁罩尚属罕 见。现代生物礁在热带海洋里广泛发育，珊瑚礁占据了绝大多数。本文以发育于紫云猴 场扁平村的晚石炭世珊瑚礁和发育于中国南海和华南大陆沿岸的现代珊瑚礁为代表，对 两种礁体的特征和发育演化做了对比。 扁平村珊瑚礁由四个单元组成，按照自下而上的顺序依次是：生物碎屑滩单元、点 礁泥丘单元、f o r m i t c h e v e l l a 定殖单元和f o r m i t c h e v e l l a 统殖单元。根据礁岩中沉积物的 特点，可以划分出五个沉积相带。 根据生态系统中各种生物的生活和捕食习性，划分出了处于不同营养级的生物群 团，并分析了珊瑚礁群落的营养结构和营养机制。群落在礁体发育的过程中也不断演变， 按照礁岩出现的旋回特征，将礁群落划分出叶状藻群落、i v a n o v i ac f m a n c h u r i c a 群落、 l v a n o v i ac f m a n c h u r i c a - a n t h e r i a 群落和f o m i t c h e v e l l a 群落。通过分析各个生物群团在造 礁过程中所起的作用，划分出了不同的功能群团，它们共同作用建造了礁体0 礁群落的演化决定了礁体的生长发育，礁体的建造过程：首先形成了生物碎屑滩； 然后蓝细菌、叶状藻和i v a n o v i ac f m a n c h u r i c a 群落分别作用，共同建造了下部的点礁 层；接着由于环境的变化接受了一次沉积，再次形成了生物碎屑滩；之后f o m i t c h e v e l l a 定殖该区分散发展，没有形成造礁群落；最后f o m i t c h e v e l l a 群落迅速壮大并统殖海底， 环境的再次变化导致f o m i t c h e v e l l a 死亡，礁体的建造过程结束。 现代珊瑚礁经历了珊瑚定殖、群落繁盛、发育停滞和珊瑚礁发展等几个阶段，经历 了几个生长停滞旋回后，最终形成大型礁体并继续发育。 本文通过对两种礁体的研究，得到了礁体在形态特征、内部结构、生物学特征、造 礁作用、群落演化和礁体发育等方面的异同点。现代珊瑚礁与黔南晚石炭世珊瑚礁的基 本特征类似，沉积特征、造礁作用、礁体形成过程也大同小异。不同之处在于生物学特 征，现代珊瑚礁群落中的生物种类更先进，生物量和分异度也更大。黔南晚石炭世珊瑚 礁的几次生长停滞说明了在晚石炭世黔南地区经历了大规模的环境变化，海侵海退和气 候变化的辐度要远远高于现代。 关键词：生物礁现代珊瑚礁黔南晚石炭世对比 ， 1 p 东北大学硕士论文a b s t r a c t c o n t r a s tb e t w e e nm o d e r nr e e f sa n d 1 一 nj l a r d 0 n l i e r 0 u sr e e i sl nl u l z n 0 u a bs t r a c t l a r g e 。s c a l er e e f sw e r ed e v e l o p e di nt h el a t e c a r b o n i f e r o u si ns o u t hg u i z h o u ，a n dt h e s i z eo ft h er e e f sw e r er a r ei nm e t a z o af r a m e b u i l d i n gr e e f m o d e mr e e f sa r ew e l ld e v e l o p e di n t r o p i cs e aa n dm o s to ft h e ma r ec o r a lr e e f s i nt h i sp a p e r ，t h el a t e c a r b o n i f e r o u sc o r a lr e e fi ns o u t hg u i z h o ua n dm o d e mr e e f si n s o u t hs e ao fc h i n aa n da l o n gc o n t i n e n t a lc o a s to fs o u t hc h i n aa r et a k e nf o re x a m p l e st o s h o wt h ec o n t r a s tb e t w e e nt w ok i n d sc o r a lr e e fi nt e r m so ft h ec h a r a c t e r i s t i c sa n de v o l u s i o n t h er e e fs t r u c t u r ei s ，f r o mt h eb o t t o mt ot o p ，c o m p o s e do f f o u rs u b u n i t s ：b i o c l a s t i cs h o r e ， p a t c h yr e e f sa n dm u dm o u n d ，b i o c l a s t i cl i m e s t o n ea n df o m i t c h e v e l l af r a m e s t o n e f i v e s e d i m e n t a r yf a c i e sb e l t sa r em a r k e do f fa c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es e d i m e n ti nt h e r e e f r o c k s o m eb i o l o g i c a lg r o u p so fd i f f e r e n tt r o p h i cl e v e l sa r em a r k e do f fa c c o r d i n gt ob i o t i cf i f e a n dp r e d a t i o nh a b i t s ，a n dt h et r o p h i cs t r u c t u r ea n dt r o p h i cm e c h a n i s mo ft h er e e fc o m m u n i t y a r ea n a l y z e d t h ec o m m u n i t ye v o l v e da l lt h r o u g ht h ep r o c e s so fr e e fd e v e l o p m e n t f r o mt h e a s p e c to fc y c l e f e a t u r e so ft h er e e fr o c k ，t h er e e fc o m m u n i t yc a nb ed i v i d e di n t of o u r s u b c o m m u n i t i e s ：p h y l l o i da l g a e ，i v a n o v i ac f m a n c h u r i c a ，l v a n o v i ad m a n c h u r i c a - a n t h e r i a a n df o m i t c h e v e l l ac o m m u n i t y b a s e do na n a l y s i so fc o n t r i b u t i o nt or e e fd e v e l o p m e n t ， d i f f e r e n tf u n c t i o n a lg r o u p sa r em a r k e do f f , a n dt h e yb u i l dt h er e e ft o g e t h e r r e e fc o m m u n i t y se v o l u t i o nd e t e r m i n e dr e e f sg r o w t ha n dd e v e l o p m e n t t h ep r o c e s so f r e e f - b u i l d i n gw a s ：f i r s t l yt h eb i o c l a s t i cs h o r ew a sf o r m e d ，t h e nc y a n o b a c t e r i a ，p h y l l o i da l g a e a n dl v a n o v mc f m a n c h u r i c aa c t e dr e s p e c t i v e l ya n db u i l tt h ep a t c h r e e fs u b u n i tt o g e t h e r a n d t h e na n o t h e rs e d i m e n tw a sr e c e i v e dd u et ot h ee n v i r o n m e n t a lc h a n g e sa n dn e wb i o c l a s t i c s h o r ew a sf o r m e d ，a n da f t e r w a r d sf o m i t c h e v e l l ac o l o n i z e da n dg r e wd i s p e r s e d l ya n dn o r e e f - b u i l d i n gc o m m u n i t yw a sf o r m e d ，a n da t l a s tf o m i t c h e v e l l ac o m m u n i t yd e v e l o p e d r a p i d l y a n dd o m i n a t e dt h eo c e a nf l o o r , a n o t h e re n v i r o n m e n t a l c h a n g e r e s u l t e di n f o m i t c h e v e l l a sd e a t h ，a n dr e e f - b u i l d i n gw a so v e rt h e n t h ef o r m a t i o no fm o d e mc o r a lr e e fe x p e r i e n c e ds e v e r a l s t a g e s ：c o r a lc o l o n i z i n g ， c o m m u n i t yb l o o m ，a r r e s to fd e v e l o p m e n ta n dr e e fd e v e l o p m e n t a f t e rs o m eg r o w - d e t e n t i o n c y c l e s ，l a r g e s c a l er e e fw a sf o r m e da n dk e p tg r o w i n g b a s e do nt h er e s e a r c ho nt h e s et w ok i n d so fr e e f , s i m i l a r i t i e sa n dd i f f e r e n c e so n m o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，i n t e r n a ls t r u c t u r e ，b i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，r e e f - b u i l d i n g m e c h a n i s m ，c o m m u n i t ye v o l u t i o na n dr e e fd e v e l o p m e n ta r eo b t a i n e d m o d e mr e e f sa n dt h e l a t e - c a r b o n i f e r o u sr e e f si ns o u t h e r ng u i z h o uh a v et h es i m i l a rb a s i cc h a r a c t e r i s t i c s ，a n d s e d i m e n tf e a t u r e s ，r e e f - b u i l d i n gm e c h a n i s m sa n dr e e f - b u i l d i n gp r o c e s s e sa r ea l s oa l i k e t h e 1 1 1 东北大学硕士论文 a b s t r a c t o n l yd i f f e r e n c e l i e si nb i o l o g i c a lf e a t u r e s t h eb i o l o g i cs p e c i e si nm o d e r nc o r a lr e e f c o m m u n i t ya r em o r ea d v a n c e da n db i o m a s sa n dd i v e r s i t ya r ea l s oh i g h e r t h es e v e r a lg r o w t h r e t a r d a t i o n so ft h el a t e - c a r b o n i f e r o u sc o r a lr e e f si ns o u t h e r ng u i z h o ue x p l a i nt h a tt h i sr e g i o n w e n tt h r o u g hm a s s i v ee n v i r o n m e n t a lc h a n g e s ，a n dt h ed e g r e eo ft r a n s g r e s s i o n ，r e g r e s s i o na n d c l i m a t ec h a n g e sa r em u c hh i g h e rt h a nm o d e r np e r i o d k e yw o r d s ：r e e f m o d e r nc o r a lr e e fs o u t h e r ng u i z h o ul a t e - c a r b o n i f e r o u s c o n t r a s t i 东北大学硕士论文目录 。目录 独创性声明i 摘要i i a b s t r a c t i i i f j l j 舌1 第一章自然地理概况及区域地质4 1 1 自然地理概况4 1 2 区域地质4 1 2 1 区域地层系统。4 1 2 2 黔桂地区晚石炭世概况5 1 2 3 区域演化史及古地理环境6 1 2 4 研究区地层及古生物概况。6 第二章紫云扁平村晚石炭世礁体沉积特征8 2 1 礁体基本特征8 2 1 1 含礁层特征9 2 1 2 礁岩结构特征一9 2 2 礁体沉积特征1 0 2 2 1 颗粒组分。1 0 2 2 2 颗粒的环境指示意义1 1 2 3 沉积相类型1 2 2 3 1 受保护的台地相。1 2 2 3 2 搅动水中的浅滩相1 3 2 3 3 珊瑚礁相1 3 2 3 4 浪基面以上斜坡相1 3 2 3 5 较深的开阔台地相1 3 第三章紫云扁平村晚石炭世珊瑚礁生态系统1 4 3 1 生物组成1 4 东北大学硕士论文 目录 3 1 1 生产者1 5 3 1 2 消费者1 5 3 1 3 分解者2 0 3 2 群落结构2 0 3 2 1 营养结构2 1 3 2 2 功能结构2 3 户 3 2 3 群落营养机制。2 4 第四章成礁模式与造礁过程探讨2 7 4 1 礁体类型2 7 4 2 生物礁的分类2 8 4 3 生物礁岩分类2 9 4 4 礁体演化过程与成礁模式3 0 4 4 1 生物碎屑滩阶段。3 0 4 4 2 点礁和泥丘阶段3 1 4 4 3 沉积阶段。3 2 4 4 4f o m i t c h e v e l l a 定殖阶段3 3 4 4 5f o m i t c h e v e l l a 统殖阶段3 4 第五章现代珊瑚礁的基本特征3 6 5 1 现代珊瑚礁3 6 5 1 1 我国现代珊瑚礁研究现状3 6 5 1 2 现代珊瑚礁类型一3 6 5 1 3 现代珊瑚礁的分布3 8 一 5 2 造礁石珊瑚3 9 5 2 1 造礁石珊瑚的起源一4 0 5 2 2 造礁石珊瑚的生活环境。4 0 5 2 3 造礁石珊瑚的常见科属。4 1 5 3 中国南海珊瑚礁概述4 1 5 3 1 礁体基本特点4 2 5 3 1 1 华南大陆沿岸礁体4 2 东北大学硕士论文 目录 5 3 1 2 海南岛南岸礁体4 3 5 3 1 3 南海诸岛礁体4 3 5 3 2 礁体沉积特征分析4 4 5 3 2 1 华南大陆沿岸涠洲岛礁体4 4 5 3 2 2 海南岛和西沙群岛礁体4 4 5 3 3 造礁群落4 6 5 3 3 1 生物组成4 6 5 3 3 2 珊瑚礁白化与虫黄藻4 7 5 3 3 3 营养机制4 8 5 3 4 造礁作用与礁体发育模型“4 9 5 3 4 1 造礁作用5 0 5 3 4 2 礁体发育过程。5 1 第六章现代珊瑚礁与黔南晚石炭世珊瑚礁的对比5 3 6 1 珊瑚礁地貌特征对比。：5 3 6 1 1 礁体类型劬。5 3 6 1 2 礁体基本特征5 3 6 1 3 珊瑚礁地貌5 3 6 2 珊瑚礁沉积学特征对比：5 4 6 2 1 沉积物特征对比5 4 6 2 2 沉积相带对比5 4 6 3 珊瑚礁生物学特征对比。5 4 6 3 1 群落结构一5 4 6 3 2 造礁生物5 5 6 3 3 附礁生物5 5 6 3 4 共生生物5 5 6 3 5 营养机制。5 6 6 4 珊瑚礁造礁过程对比5 6 6 4 1 造礁作用类型5 6 6 4 2 礁体发育过程5 6 东北大学硕士论文 目录 结 仑：5 8 参考文献。6 0 致谢。6 6 东北大学硕士论文 前言 工- j - 月| j 吾 生物礁是由固着生物所建造的本质上是原地沉积的碳酸盐建造【1 1 。许多现存的和灭 绝的生物集合群体建造了过去各地质历史时期的生物礁。生物礁内部孔隙和空洞非常发 育，从而成为油气和多种矿产资源的有利富集场所，所以生物礁的研究具有重要的实际 意义。上个世纪2 0 年代，在生物礁中发现的大量油气，刺激了人们对生物礁的研究兴 趣，也掀起了生物礁研究的热潮，有关成果大量涌现，生物礁也因此越来越受到人们的 关注。 珊瑚礁是一种规模比较大的生物礁，也是在各地质历史时期不可或缺的一类礁体。 我国海相碳酸盐岩地层十分发育，南方广布古生代碳酸盐岩【2 】，其中就有相当规模的珊 瑚礁。对珊瑚礁的研究涉及到沉积学、古生物学和古生态学三个方面，它是生物礁研究 领域的非常重要的课题，也是现代生物礁研究的热点问题。本文以黔南的晚石炭世生物 礁为研究区域，拟以其中的珊瑚礁作为代表，对现代珊瑚礁和晚石炭世珊瑚礁进行对比 性研究，主要从以下几个方面着手： 1 礁区碳酸盐岩石学和沉积学 3 0 多年来，已查明我国古代生物礁产出于古生代、三叠纪和第三纪的海相地层中， 分布遍及滇、黔、川、鄂、湘、桂、苏、鲁等省( 区) 之陆域，以及南海北部大陆架【2 】o 我国拥有如此大面积的海相碳酸盐岩沉积，因此有充足的条件开展碳酸盐岩石学和沉积 学方面的研究。黔南地区在晚石炭世位于海相沉积的边缘地带，礁体数量多，规模大， 是进行碳酸盐岩石学和沉积学研究的典型地区。该区在晚石炭世属西南部碳酸盐岩台 地，在经过数次不同规模的海侵和海退后，形成了特殊的碳酸盐岩沉积旋回。 2 古生物和生态特征 晚古生代的黔南地区处于低纬度热带、亚热带气候区，发育了高分异度的暖水动物 群，其是不乏各种造礁生物。我国大部分地区海生生物繁盛，生物的丰度和分异度均较 高，常见珊瑚、叶状藻、苔藓虫、层孔虫、海绵等造礁生物以及大量腕足及蜓类。在上 石炭统的威宁组和马平组灰岩及白云岩中，可见大量的珊瑚( 研究区内主要种类为 f o r m i t c h e v e l l a 和l v a n o v i ac f m a n c h u t i c a ) 、蜓( t r i t i c i t e s ) 、叶状藻、海百合、腕足类、 微体生物t u b i p h y t e s ，此外，还有尚未定名的管状生物和丝状生物。其数量之大，种类 之多，可称是晚古年代生物进化和发展的典型。 形形色色的生物，构成了一个巨大的生态系统。而与现代礁相比，黔南晚石炭世生 物礁在造礁生物构成、生态运行机制以及生态系统功能方面均有不同点。通过二者异同 1 东北大学硕士论丈前言 点的比较，对揭示晚石生代的海平面升降、古环境变迁及造礁背景演化具有重要意义。 3 礁体发育过程 现代礁与古代礁虽然在不同的时代形成，但它们形成的机制是基本一致的，礁体发 育的过程也十分相似。在黔南晚石炭世珊瑚礁中，由于礁后的部分未能出露，我们只能 从礁前区和礁核区的剖面中分析礁群落的发育和礁体的生长过程。而现代珊瑚礁大都直 接出露在浅海地区，有利于进行分析采样和剖面实测，因此研究起来也更方便。通过对 现代礁特征的分析，我们可以反过来用于推测古代礁的形成、发育、演化的过程，这是 揭示黔南地区晚石炭世的古气候与古环境的良好材料。 此次研究工作是在巩恩普教授的指导下于2 0 0 7 年7 月份开始，在前人工作的基础 之上，在导师的精心指导和师兄的大力帮助之下，笔者进行了一系列的前期工作，主要 包括：资料收集和消化吸收、标本的处理，光面和薄片的观察，生物鉴定、拍照等。这 些工作内容繁多，基础性强，是后期研究工作必不可少的基础，这些工作的圆满完成也 为后续工作奠定了坚实的基础。 本文的主要研究内容包括以下几个方面：( 1 ) 黔南晚石炭世珊瑚礁的基本特征。( 2 ) 以华南大陆沿岸和中国南海现代珊瑚礁的基本特征。( 3 ) 从形态规模、沉积特征、生物 学特征、造礁作用与礁体演化过程等方面对黔南晚石炭世珊瑚礁和现代珊瑚礁进行对 比。论文进展的技术路线如图1 。 地质学是一门实践与理论结合性很强的科学，为确保论文的顺利进行，笔者先后进 行了大量的室内标本观察和资料的收集，文章的主要结论也是在这些基础上得出的。同 时，由于工作进展的需要，笔者绘制了大量的图件，以便更清楚地说明问题。此外，在 所发表小论文的基础上，笔者拍了少量的照片。具体工作量如表1 。 通过对黔南晚石炭世珊瑚礁和中国南海珊瑚礁的研究，其本查明了两种礁体的沉积 特征、造礁群落面貌、礁体生长发育特征，揭示了两种礁体所处的地质历史环境和发育 演化过程，并二者的异同点进行了深入研究和探讨，提出了一些新的观点和认识，这对 于开展晚石炭世生物礁的研究工作具有重要的指导意义。 表1 本文的工作量 t a b l e1t h el o a do ft h i st e x t 2 东北大学硕士论丈 第一章自然地理概况及区域地质 图1 技术路线 f i g 1t e c h n i c a ll i n e 3 c a - - 、 东北大学硕士论文第一章自然地理概况及区域地质 第一章自然地理概况及区域地质 1 1 自然地理概况 研究区位于贵州省南部的紫云苗族布依族自治县，属亚热带季风湿润、半湿润气候， 夏无酷暑，冬无严寒，年平均气温1 5 3 ，年降雨量1 3 3 7 m m ，降雨多集中在5 8 月。 森林资源以亚热带常绿阔叶林带的针叶、阔叶等用材林、经济林和灌木林为主；矿产资 源有煤、铁、大理石，石灰石等。当地的地貌主要有两类组成，一是以碳酸盐岩切割的 喀斯特中低山区，常发育峰丛、峰林、溶洞、洼地及地下暗河；二是以碎屑岩形成的侵 蚀中低山区，地表水系发育，为当地的主要产粮区。区内工业不发达，农业落后。交通 主要有紫云一望谟省级公路构成交通主线，有简易的公路通往工作区，交通不便( 图 1 1 ) 。 封、v 崩 花扛、心苎云 。代化 牛毒六鼍趴 l 2 3m 7 浅灰色块状珊瑚骨架岩，骨架间隙充填泥晶、球粒和生物碎屑，含少量蜒、腕足、海百合及 藻屑4m 6 泥晶球粒生物碎屑灰岩，含蜒、腕足类等。腕足个体大小不一1 3m 毒 5 浅灰色块状珊瑚骨架岩，笙柱状珊瑚密集排列，保持生长状态。珊瑚群体数量多、分布面积 大，礁岩厚度大，构成了珊瑚礁的主体1 5 m 4 造礁珊瑚骨架岩、生物碎屑灰岩，造礁珊瑚团块状分布，未连接成片。生物碎屑灰岩中含大 量海百合茎、蜓及藻屑，构成扁平珊瑚礁组合的基底 5 m 3 灰色中厚层泥晶球粒生物碎屑灰岩，含腕足类，以个体大者占优势8 m 2 下部由叶状藻礁、灰泥丘、i v a n o v i ac f m a n c h u r i c a 三个独立发育的点礁组成，局部相连，构 成扁平珊瑚礁组合的第一旋回层。上部为泥晶球粒生物碎屑灰岩、亮晶生物碎屑灰岩，含少量蜓、 腕足、海百合等lom 1 亮晶生物碎屑灰岩，含蜒、腕足、海百合等 8 m ( 未见底) 2 1 2 礁岩结构特征 自早石炭世至二叠纪末，本区经历了多次规模较小的海平面升降，一直处于台地边 缘礁滩沉积环境中。在此期间，随着时代的更迭，沉积的加强或减弱，各时间段内生物 的数量和分异度又有所不同。按照礁体内部各层的生物群落情况，可将含礁层分为四个 单元( 如图2 1 ) ，自上而下依次是： 9 一 东北大学硕士论文 第二章紫云扁平村晚石炭世礁体沉积特征 1 、f o m i t c h e v e l l a 骨架单元 全部由f o m i t c h e v e l l a 骨架构成。f o m i t c h e v e l l a 个体柱状，直径最大可达7 c m ，长达 6 0 c m ，笙状紧密排列，珊瑚个体之间充填灰泥。在珊瑚骨架之间充填了生物碎屑、泥晶 和球粒。生物碎屑主要是藻屑、海百合茎、腕足类和少量的蜒以及t u b i p h y t e s 。 2 、f o m i t c h e v e l l a 定殖单元 该单元内f o m i t c h e v e l l a 首次出现，含量不及其上覆单元多，构不成骨架。珊瑚主 要是以稀疏的个体存在，个体之间填充大量的灰泥质或生物碎屑，主要是蜒、腕足壳、 海百合茎和大量的t u b i p h y t e s ，腕足个体大小不一，它们构成了新的生物碎屑滩。 f o m i t c h e v e l l a 个体的密度自下而上逐渐增大，体现出了由定殖向泛殖转变的过程。 3 、点礁一泥丘单元 该单元生物分异度高，生物量大。群落中起重要作用的生物主要有l v a n o v i ae 1 m a n c h u r i c a 、叶状藻和蓝细菌。i v a n o v i ae 1 m a n c h u r i c a 块状群体珊瑚构成骨架，珊瑚群 体之间为生物碎屑和亮晶方解石胶结物，生物碎屑以海百合茎为主，形成i v a n o v i ac f m a n c h u r i c a 点礁；叶状藻藻片之间为灰泥，灰泥中含多种腕足类、蜒类和少量单体珊瑚， 礁岩内原生孔隙较发育，并充填多个世代的亮晶方解石，构成叶状藻点礁；蓝绿藻团块 粘结灰泥成礁灰岩，灰岩中含海百合茎等生物碎屑，为蓝细菌点礁。l v a n o v i ae 1 m a n c h u r i c a 点礁、叶状藻点礁、蓝细菌点礁和一些泥丘以及上覆的灰泥质沉积物共同构 成扁平珊瑚礁礁基底组合的一部分。 4 、生物碎屑滩单元 为扁平村珊瑚礁的礁基底，岩性为亮晶生物碎屑灰岩，含丰富的蜓屑、腕足碎片、 海百合茎等，小型的i v a n o v i ae 1 m a n c h u r i c a 群体和叶状藻零星出现。 2 2 礁体沉积特征 扁平村珊瑚礁剖面为浅灰色碳酸盐沉积，无陆源碎屑物，按照d u n h a m 的碳酸盐岩 分类应包括泥灰岩、泥粒灰岩、颗粒灰岩三种类型。 2 2 1 颗粒组分 碳酸盐颗粒的组合包括生物碎屑、球粒、聚合颗粒、核形石，缺乏在浅水碳酸盐台 地环境中常见的鲡粒。 球粒：主要为藻球粒、灰泥球粒。分选差，形状不规则，大小分散，直径在o 0 4 加4 m m 之间。珊瑚礁内障积大量球粒，粒径在o 0 3 加3 m m ，一定区域内近等大，不同区域问 大小不等，二者之间渐变过渡，形状规则，反映了经过一定的分选。( 图2 2 ) 1 0 东北大学硕士论文第二章紫云扁平村晚石炭世礁体沉积特征 聚合颗粒：按f l i i g e l 归纳的聚合颗粒类型【2 0 1 ，剖面出现的颗粒主要为藻团块，可能 有极少的葡萄石。藻团块所粘结的颗粒主要有有孔虫、苔藓虫等生物碎屑，直径1 - 5 r a m 。 ( 图2 3 ) 核形石：呈椭圆形、纺锤形，中心是空洞或有孔虫，直径0 5 l m m 。( 图2 4 ) 生物碎屑：扁平村生物礁剖面中生物碎屑的含量最高，生物类型比较丰富。出现的 生物碎屑有：蜒、苔藓虫、棘皮类、非蜒有孔虫、腕足类、介形虫、腹足类、粗枝藻、 珊瑚等。( 图2 5 ) 从生物碎屑的破碎程度看【2 ，该剖面包含了从静水到强动荡水条件各 种沉积环境f 2 2 l 。 图2 2 球粒图 f i g 2 2c h o n d r i 图2 4 核形石图 f i g 2 4n u c l e i f o r ms t o n e 2 2 2 颗粒的环境指示意义 2 3 聚合颗粒 f i g 2 3a g g r e g a t e dp a r t i c l e 2 5 生物碎屑 f i g 2 2b i o c l a s t 粗枝藻分布的深度取决于光照强度和水体的混浊度，从低潮线向下至水深3 0 m 都有 分布，在水深5 - 6 m 最为繁盛。粗枝藻的生活环境是受保护泻湖和礁坪，松藻的生活环 境是受保护的泻湖和较深的礁前斜坡。聚合颗粒及大多数包粒多局限于较浅的潮下区 1 l - 东北大学硕士论文 第二章紫云扁平村晚石炭世礁体沉积特征 【2 3 1 。葡萄石很可能是产在较高盐度和暖水区，腕足类和海百合为窄盐类生物。钙球在 剖面中下部含量较高，一般高能带水体变浅并向低能带过渡，是有利于钙球形成的环境 1 2 1 10 2 3 沉积相类型 晚石炭世至早二叠世，黔桂地区为开阔台地与台棚相间的沉积格局，扁平村珊瑚礁 的位置在开阔台地与台棚的过渡地带。总体上扁平村珊瑚礁剖面沉积环境为潮下开阔台 地环境，符合中国南方晚石炭世陆表海沉积的特点。再根据珊瑚礁的特点：低圆丘形状、 。 附生有腕足海百合生物层，扁平村礁剖面与w i l s o n 总结的台地边缘类型二圆丘礁 缓坡相似【2 4 1 。根据上述两点，在扁平村珊瑚礁剖面可以识别出5 种沉积相类型( 图2 6 ) ： 受保护的台地相；搅动水中的浅滩相；珊瑚礁相；浪基面以上斜坡相；较深 的开阔台地相。 图2 6 扁平村珊瑚礁剖面沉积相模式图( 据孙宝亮，2 0 0 7 ，修改) 受保护的台地相；搅动水中的浅滩相；珊瑚礁相；浪基面以上斜坡相； 较深的开阔台地相。 f i g 2 6 t h es e d i m e n t a r yf a c i e s m o d e lo ft h eb i a n p i n gv f l l a g ec o r a lr e e fs e c t i o n ( m o d i f i e df r o ms u nb a o l i a n g ，2 0 0 7 ) al i t t l ep r o t e c t e de n v i r o n m e n to ns h a l l o w e ro p e np l a t f o r m ；s h o a li na g i t a t e dw a r mw a t e r ； c o r a lr e e f ；s l o p ea b o v ew a v eb a s e ；( 量) d e e p e ro p e np l a t f o r m 2 3 1 受保护的台地相 主要由含绿藻、藻团块的粒泥灰岩或颗粒灰岩组成。苔藓虫含量高，生物颗粒保存 12 东北大学硕士论丈第二章紫云扁平村晚石炭世礁体沉积特征 完好。蜒较大，纺缍形，大小混杂，分选差，非蜒有孔虫较多，并且分异度较高。为静 一弱动荡的、受保护的、温暖的、较浅台地环境的产物【2 2 1 。 2 3 2 搅动水中的浅滩相 由亮晶颗粒灰岩组成。生物种类多，分异度高。有孔虫较多、分异较高，生物碎屑 具轻微微晶化。沉积环境为中等动荡的、温暖的、沉积较慢的、浅开阔台地环境，水深 5 - 3 0 m 。 2 3 3 珊瑚礁相 由f o m i t c h e v e l l a 珊瑚格架岩或障积岩组成，f o m i t c h e v e l l a 珊瑚形成在垂直方向上近 连续的多层笙柱状排列的密集群体。礁内部生物含量少，障积灰泥，在某些部位形成棘 皮类和腕足类的附生生物层，边部珊瑚骨架之间生物碎屑含量较高，含腕足壳和刺、海 百合茎、藻屑和少量的蜒。符合台地边缘类型二：静一中等动荡海圆丘礁缓坡。 2 3 4 浪基面以上斜坡相 由海百合泥粒灰岩或颗粒灰岩组成，经过水流分选大小基本上一致的海百合颈，往 往形成厚度不大、分布不广的透镜体，是一种浪基面以上斜坡或潮下滩的堆积。 2 3 5 较深的开阔台地相 、。、 由不含绿藻的粒泥灰岩组成。颗粒细、略显定向、含量较低，钙球、苔藓虫、腕足 含量相对高。腕足壳厚。蜒类包含细长壳形的t r i t i c i t e s ，大小分选差，能反映沉积物颗 粒大小混杂、分选差。沉积环境为弱一中等动荡的、较深的开阔台地环境。 扁平村珊瑚礁剖面的沉积相的变化是由这5 种沉积相来完成的。这5 种沉积相的近 于重复出现形成三个向上变浅的过程：由温暖的、较浅的受保护的台地相变为温暖的、 搅动水中的浅滩相；由较深的台地相变为浪基面以上斜坡相再到珊瑚礁相；最后由 较深的台地相到温暖的、较浅的受保护的台地相。 1 3 它的演化过程记录了f f 事件的作用方式和强度，是研究即事件背景下礁群落复苏过 程的绝好材料【1 8 】。 珊瑚礁生物群落是海洋环境中种类最丰富，多样性程度最高的生物群落，几乎所有 海洋生物的门类都有代表生活在珊瑚礁中各种复杂的栖息空间，生活方式多样。本章拟 从生物组成和群落结构两个方面对黔南晚石炭世珊瑚礁生态系统进行分析，并全面了解 紫云扁平村晚石炭世珊瑚礁生态系统的特征。 3 1 生物组成 距今3 6 7 亿年前的晚泥盆世发生的一次大规模的生物集群灭绝事件( 即f f 事件) 是显生宙( p h a n e r o z o i c ) 五大生物灭绝事件之一2 7 1 。这次事件之后，泥盆纪生物礁和泥 盆纪特征的珊瑚、层孔虫、苔醉虫等基本灭绝，全球1 5 1 种珊瑚全遭劫难，4 7 个浅海相 珊瑚属中也只有2 个属尚能残存下来1 2 8 2 9 1 ，但f f 绝灭事件对较深海盆地相珊瑚的影 响较小，尚有1 2 个属残存下来【州。此外，f f 事件之前珊瑚骨骼及其微细结构都是属于 泥盆纪类型，而f f 事件之后则属于或接近石炭纪类型【3 ，具有明显的石炭纪色彩。 黔南晚石炭世珊瑚礁中的生物量大，但组成较为单调，这是全球石炭纪生物礁的共 同特征【3 2 1 。按照生物在食物链中的位置可以分为生产者、消费者和分解者；按照生物在 造礁过程中所起的作用可分为主要造架生物、粘结生物、障积生物、附礁生物和破坏性 生物【3 2 1 。具有相同或相似功能的生物构成一个群团，在生态系统中它们可能处于不同的 1 4 东北大学硕士论文第三章紫云扁平村晚石炭世珊瑚礁生态系统 空间位置，但属于同一个营养级。 ”，、” 谢*移；- 。j 7 ：、 3 1 1 生产者 ， 珊瑚礁中的生产者指能够将外界的能量