冀西南中元古界長(zhǎng)城系趙家莊組疊層砂質(zhì)MISS組合的發(fā)現(xiàn)及意義

賀萍 王青春 申方樂(lè) 楊克基 馬寶軍 李偉 王對(duì)興 杜江民

摘要：在冀西南中元古界長(zhǎng)城系趙家莊組沉積特征研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一種特殊沉積構(gòu)造——“疊層”砂質(zhì)MISS組合。其在平面上與巖層面齊平，僅表現(xiàn)為顏色的明顯差異，輪廓清晰截然，且內(nèi)部具同心圓狀結(jié)構(gòu)；垂向上，內(nèi)部紋層多與外部不一致，除顏色差異之外，還具有“疊層”特點(diǎn)，故將其命名為一種新的MISS類型——“疊層”砂質(zhì)MISS組合。通過(guò)分析其產(chǎn)出背景、發(fā)育特征、成因及演化特點(diǎn)，認(rèn)為疊層砂質(zhì)MISS組合主要形成于潮坪相潮下和潮間環(huán)境，包括典型疊層砂質(zhì)MISS（可演變?yōu)轭w粒狀砂質(zhì)MISS、疊合砂質(zhì)MISS等）和非典型砂質(zhì)MISS，且隨著沉積環(huán)境的變化，具有向碳酸鹽巖MISS或常規(guī)MISS演化的趨勢(shì)。疊層砂質(zhì)MISS組合的發(fā)現(xiàn)和研究，為微生物成因沉積構(gòu)造的研究提供了新的依據(jù)和方向。

關(guān)鍵詞：微生物成因沉積構(gòu)造；中元古界；趙家莊組；疊層砂質(zhì)MISS

中圖分類號(hào)：P534.3，P512.5

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020-06-017

The discovery and significance of mesoproterozoic stomatolithic

sandy MISS group in Zhaojiazhuang formation， ChangchengSystem， South-western Hebei， China

HE Ping1，2，3， WANG Qingchun2，3，4， SHEN Fangle5， YANG Keji2，3，MA Baojun2，3， LI Wei2，3， WANG Duixing2，3， DU Jiangmin2，3

（1.School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan 430100， China;

2.School of Geosciences， Hebei GEO University， Shijiazhuang 050031， China;

3.Hebei Key Laboratory of Strategic Critical Mineral Resources， Hebei GEO University， Shijiazhuang 050031， China；

4.Shandong Key Laboratory of Depostional Mineralization & Sedimentary Mineral， Shandong

University of Science and Technology， Qingdao 266590， China；

5.College of Huaxin， Hebei GEO University， Shijiazhuang 050031， China）

Abstract： Stomatolithic Sandy MISS assemblage （SSMISSa）， one new special kind of sedimentary structure， has been found during the study on the sedimentary characteristics of Zhaojiazhuang formation of Mesoproterozoic Changcheng system in south-western of Hebei Province， China. The MISS found in Zhaojiazhuang formation is unique. With obviously different color， distinctive outline and internal concentric circular on top surface， the MISS in the study area are flush with the top of rock strata. Vertically， the internal laminate is mostly inconsistent with outer. On the basis of the different color and "stomatolithic" features， SSMISSa has been identified. The studies on the production background， development feature， genesis and evolutionary characteristics， showed that the SSMISSa are mainly formed in subtidal and intertidal environments of tidal-flat facies. Typical stomatolithic sandy MISS （which can evolve into granular or superimposed sandy MISS， et al） and atypical sandy MISS are the main subgroups. With the changes of sedimentary environment， carbonate rocks MISS or conventional MISS are its evolutionary trend. The discovery and the study of SSMISSa provide new basis and direction for the study of microbially induced sedimentary structures.

Key words： microbially induced sedimentary structures; Mesoproterozoic; Zhaojiazhuang formation; stromatolithic sandy MISS

迄今發(fā)現(xiàn)的最古老的生命記錄見于澳大利亞距今約3.48 Ga的古太古代Dresser組，也就是說(shuō)，地球上生命的存在已有3.48 Ga之久［1］。顯生宙早期，后生動(dòng)物出現(xiàn)之前的漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史中，微生物是地球生物圈的主宰［2-6］，其影響力至今仍不可小覷。微生物可簡(jiǎn)單理解為顯微級(jí)別的生物，主要包括細(xì)菌（包括藍(lán)細(xì)菌）、菌類、小型藻類和原生動(dòng)物等［7-8］。微生物是一種重要的地質(zhì)營(yíng)力，對(duì)地球早期的環(huán)境演變產(chǎn)生了重要影響［5-6］，MISS便是其影響的有利佐證。MISS全稱為Microbially Induced Sedimentary Structures，是指微生物通過(guò)其生長(zhǎng)、新陳代謝、破壞、腐爛等作用過(guò)程而在沉積物中保留下來(lái)的各種與微生物相關(guān)的沉積構(gòu)造［2，9-15］。MISS是認(rèn)知地球早期生物、硅質(zhì)碎屑沉積環(huán)境下的微生物生命活動(dòng)及相關(guān)地質(zhì)作用的重要記錄［13］，因而受到眾多學(xué)者的關(guān)注，新的發(fā)現(xiàn)和成果層出不窮［1，2，5-6，8-30］。

目前已報(bào)道的MISS，大多“突出”于沉積巖層表面，即使與泥裂、波痕等沉積構(gòu)造疊合，也依然能保留有部分“突出”的特點(diǎn)。冀西南中元古代長(zhǎng)城紀(jì)早期發(fā)育有一套特殊的沉積地層——趙家莊組［31-33］，其是杜汝霖在1985年研究太行山中南段地層時(shí)建議命名的一組地層，地質(zhì)年齡約2 000 Ma［31-32］。近年來(lái)，筆者在冀西南井陘地區(qū)開展科研工作的過(guò)程中，在趙家莊組砂泥質(zhì)碎屑巖地層中發(fā)現(xiàn)了大量形態(tài)特征頗似“蟲跡”的沉積現(xiàn)象，曾將其識(shí)別為“生物遺跡化石”，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)其“蟲跡”特點(diǎn)并不顯著，且與地層時(shí)代不相符合。通過(guò)查閱大量相關(guān)資料及前人成果，經(jīng)綜合分析其外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)為將其識(shí)別為微生物成因沉積構(gòu)造（MISS）更為確切。但需要強(qiáng)調(diào)的是，研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的MISS，無(wú)論是外部形態(tài)還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)，均與前人的發(fā)現(xiàn)不同［2，6-8，11-15，34］。研究區(qū)MISS個(gè)體在平面上與沉積巖層面平齊，外部輪廓清晰，內(nèi)部具同心圓狀結(jié)構(gòu);垂向上，外部輪廓也很清晰，內(nèi)部紋層與外部不同，且具有明顯的“疊層”特點(diǎn)，故而將其命名為疊層砂質(zhì)MISS。對(duì)于常規(guī)MISS和早期地球生命演化特征的研究來(lái)說(shuō)，“疊層”砂質(zhì)MISS的發(fā)現(xiàn)很可能具有特殊意義。

1 疊層砂質(zhì)MISS產(chǎn)出背景

研究區(qū)位于冀西南井陘縣測(cè)魚鎮(zhèn)（見圖1）。該地區(qū)趙家莊組地層分布較為廣泛，厚度幾十米至百余米，與上覆中元古界常州溝組呈平行不整合接觸，與下伏古元古界呈沉積不整合接觸［31-33］。在研究測(cè)魚鎮(zhèn)趙家莊組沉積地層時(shí)，將發(fā)育較為完整的剖面從老到新依次劃分為一、二、三、四段［33］，本研究發(fā)現(xiàn)的疊層砂質(zhì)MISS則主要發(fā)育在第二、三段（見圖2）。鑒于認(rèn)識(shí)的局限性，此前其曾一度被識(shí)別為生物遺跡化石［33］。

趙家莊組一段以紫紅色礫巖、砂礫巖和粗砂巖為特征，礫石多為硅質(zhì)礫石，磨圓度較高，粒度粗細(xì)不均，將其形成環(huán)境劃歸為沖積扇相，未見MISS發(fā)育。

趙家莊組二段以中薄層砂巖夾薄層泥頁(yè)巖為特點(diǎn)，主色調(diào)為紫紅色，發(fā)育平行層理、羽狀交錯(cuò)層理、泥裂（印痕）、波痕等沉積構(gòu)造，形成于潮坪環(huán)境。典型疊層砂質(zhì)MISS（見圖2A）主要發(fā)育于砂巖層，部分粒度較粗的砂巖層可見“顆粒狀”MISS碎屑。

趙家莊組三段以厚層紫紅色、豬肝色泥頁(yè)巖夾中薄層細(xì)砂巖為主，發(fā)育小型交錯(cuò)層理和浪成波痕，野外露頭泥頁(yè)巖易于風(fēng)化呈碎片狀。紫紅色砂質(zhì)泥頁(yè)巖中可見淺灰綠色（橢）圓球狀及不規(guī)則狀“團(tuán)塊”或夾層，二者界線截然，將其識(shí)別為非典型砂質(zhì)MISS（見圖2B）。

趙家莊組四段則以中厚層狀含砂灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、疊層石白云巖為主，夾鈣質(zhì)泥頁(yè)巖。其中，疊層石白云巖呈點(diǎn)礁狀態(tài)分散分布，發(fā)育典型的小型疊層構(gòu)造，屬于碳酸鹽巖MISS（見圖2C）。

趙家莊組上覆地層為常州溝組，以灰白色、褐紅色中厚層狀鈣質(zhì)石英砂巖為主，其間發(fā)育波痕、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，部分層面可見常規(guī)MISS（見圖2D）。

2 疊層砂質(zhì)MISS的發(fā)育特征

冀西南井陘縣測(cè)魚鎮(zhèn)趙家莊組地層中，發(fā)育了大量的微生物成因沉積構(gòu)造（MISS），但其特點(diǎn)易于常態(tài)，LAN Zhongwu在該區(qū)的研究中所提到的常規(guī)MISS則僅有少量發(fā)現(xiàn)［6］。根據(jù)研究區(qū)疊層砂質(zhì)MISS的形態(tài)特征，將其識(shí)別為典型疊層砂質(zhì)MISS、非典型砂質(zhì)MISS、碳酸鹽巖MISS和常規(guī)MISS共4種類型，其中典型疊層砂質(zhì)MISS又可演化為“顆粒狀”或疊合砂質(zhì)MISS。

2.1 典型疊層砂質(zhì)MISS的發(fā)育特征

趙家莊組第二段中薄層砂巖中發(fā)育一種特殊現(xiàn)象：具有粒序?qū)永?、波痕等沉積構(gòu)造的紫紅色砂巖中，其表面及內(nèi)部“夾雜”淺土黃色“團(tuán)塊”，二者界線截然;“團(tuán)塊”在巖層面上大多呈不規(guī)則同心圓或橢圓狀，平面上與巖層面齊平;垂向上，內(nèi)外紋層多表現(xiàn)為不一致，內(nèi)部具有典型“疊層”上拱生長(zhǎng)的形態(tài)特點(diǎn)，故本文將其命名為典型“疊層”砂質(zhì)MISS（見圖2A，圖3A～D）。部分粒度較粗的砂巖中，淺土黃色“團(tuán)塊”呈具有一定磨圓的“內(nèi)碎屑”狀（見圖3E），內(nèi)部結(jié)構(gòu)模糊不清，本文將其命名為“顆粒狀”砂質(zhì)MISS。此外，在砂泥巖互層界面、砂巖頂面等處還可見泥裂、波痕等沉積構(gòu)造上發(fā)育有平面上較為平整的MISS構(gòu)造，本文將其命名為疊合砂質(zhì)MISS（見圖3F）。本文將此3種MISS合稱為廣義典型疊層砂質(zhì)MISS。

典型疊層砂質(zhì)MISS主要發(fā)育在趙家莊組第二段細(xì)砂巖中，整體呈棕紅、紫紅等氧化色（見圖2A）。典型疊層砂質(zhì)MISS，外部輪廓清晰截然，形態(tài)比較規(guī)則;內(nèi)部雖不具備典型疊層石明暗相間的紋層，但無(wú)論在平面上還是在垂向上，均可觀察到明顯的紋層狀“疊層”生長(zhǎng)特點(diǎn)（見圖3A～D）。典型疊層砂質(zhì)MISS內(nèi)部紋層也可通過(guò)顏色、粒度、成分等細(xì)微變化加以區(qū)分，賦存巖層多為潮間淺灘環(huán)境的產(chǎn)物（見圖2A）。

趙家莊組二段發(fā)育的“顆粒狀”砂質(zhì)MISS，外部形態(tài)不規(guī)則，多呈次棱角狀、次圓狀（見圖3E），內(nèi)部“疊層”特點(diǎn)不清晰，垂向上偶見MISS“顆?！甭猿石B瓦狀排列?！邦w粒狀”砂質(zhì)MISS多出現(xiàn)在發(fā)育粒序?qū)永?、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造的、含細(xì)礫粗砂巖層中，推測(cè)為潮下水道環(huán)境的產(chǎn)物。

疊合砂質(zhì)MISS多發(fā)育在砂泥巖過(guò)渡的巖層面上，常呈淺土黃色薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖覆蓋于紫紅色細(xì)砂巖之上，推測(cè)是席狀MISS與泥裂（見圖3F）或波痕的疊合。

2.2 非典型砂質(zhì)MISS的發(fā)育特征

非典型砂質(zhì)MISS， 主要產(chǎn)出于趙家莊組第三段， 該段地層以紫紅色泥頁(yè)巖、 砂質(zhì)泥頁(yè)巖為主， 夾中薄層狀砂質(zhì)白云巖。 非典型砂質(zhì)MISS呈淺土黃色、 淺黃綠色， 以“異物狀”夾雜于紫紅色泥頁(yè)巖中， 表現(xiàn)為多種形態(tài)， 包括外形規(guī)則的圓球狀、 橢球狀（見圖2B）以及不規(guī)則團(tuán)塊狀， 薄層狀、 波浪狀等夾層也較常見， 也可與紫紅色泥頁(yè)巖交互出現(xiàn)。 非典型砂質(zhì)MISS是潮間泥坪環(huán)境的產(chǎn)物。

2.3 碳酸鹽巖MISS的發(fā)育特征

研究區(qū)發(fā)育的碳酸鹽巖MISS，疊層石比較常見，多呈柱狀、枝狀、波狀（見圖4A）。此外，在巖層面也可見到干裂或波痕與MISS的疊合（見圖4B）。疊層石單體規(guī)模一般較小，直徑1～3 cm，高度小于15 cm（見圖4C）。疊層石可聚集生長(zhǎng)形成集合體，外圍有包殼層，外徑和高度均可達(dá)十幾至幾十厘米，甚至更大（見圖4D）;集合體中的單體疊層石可呈柱狀、枝狀，向上演變成波狀（見圖4E）。單體疊層石、集合體疊層石可進(jìn)一步組合，形成幾米甚至更大規(guī)模的點(diǎn)礁（見圖4F）。碳酸鹽巖MISS主要是潮間泥坪、灰坪、云坪環(huán)境的產(chǎn)物。

2.4 常規(guī)MISS的發(fā)育特征

冀西南井陘縣測(cè)魚鎮(zhèn)趙家莊組地層中，并未大量發(fā)現(xiàn)如同參考文獻(xiàn)［6］中所述的常規(guī)MISS，僅在趙家莊組向常州溝組轉(zhuǎn)變的地層中發(fā)現(xiàn)了少量的波痕疊合砂質(zhì)MISS（見圖2D），這或許是微生物生存環(huán)境要求苛刻而導(dǎo)致MISS分布不均造成的。

3 疊層砂質(zhì)MISS成因分析及演化

冀西南趙家莊組發(fā)現(xiàn)的疊層砂質(zhì)MISS組合， 包括典型疊層砂質(zhì)MISS、 “顆粒狀”砂質(zhì)MISS、 “疊合”砂質(zhì)MISS、 非典型砂質(zhì)MISS、 碳酸鹽巖MISS、 常規(guī)MISS等類型， 其成因和演化具有相關(guān)性（見圖5A～K）。

典型疊層砂質(zhì)MISS， 形態(tài)特征如圖3C和圖3D所示， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)與碳酸鹽巖疊層石構(gòu)造（見圖4A， C， D）極具相似性， 因此推測(cè)其形成過(guò)程與常規(guī)MISS及碳酸鹽巖疊層石的成因類似。 沉積巖中常規(guī)MISS的形成， 需要比較穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境， 包括合適的沉積水動(dòng)力環(huán)境、 透光性、 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給、 后生動(dòng)物擾動(dòng)等條件; 也需要適宜的保存埋藏條件， 包括水動(dòng)力、 暴露時(shí)間、 沉積物表層基質(zhì)性質(zhì)、 沉積速率及氧化還原條件等［2，35］。

元古代的地球表面廣布陸表海、 陸緣海，陸地面積較現(xiàn)在要小得多， 大氣中塵埃稀少，且臭氧層尚未形成， 光照強(qiáng)烈， 天氣炎熱，海水蒸發(fā)量大， 氣候變化劇烈， 風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈， 加之大氣圈及水圈富含二氧化碳， 非常利于具有光合作用能力的藍(lán)細(xì)菌及微體藻類繁盛［33，36］。 渾水沉積環(huán)境， 雖然對(duì)微生物生存具有一定的抑制作用， 但微生物依然可通過(guò)“生物膜”的保護(hù)來(lái)營(yíng)造較為“舒適”的生存空間。 生物膜是與微生物密切相關(guān)的聚集體， 且經(jīng)常嵌入在胞外聚合物（extracellular polymeric substances）中， 對(duì)其內(nèi)的微生物具有保護(hù)作用， 且具有通透性，能夠保證微生物與外界的物質(zhì)交換［8］。? 生物膜很常見， 水體、 土壤、 裂隙、 巖石表面， 甚至冰蓋內(nèi)部、 深海熱水水道壁上， 均可形成生物膜［8］。 藍(lán)細(xì)菌等微生物因具備光合作用能力， 且在光照作用下具備形態(tài)多樣性變化及生物穩(wěn)化特點(diǎn)， 因此可促使微生物膜擴(kuò)展成微生物席［37］。

因此，典型疊層砂質(zhì)MISS的形成過(guò)程，如圖5中A→B→E→K所示，可表述為：在潮坪淺水環(huán)境中，在水體能量較為穩(wěn)定時(shí)，陽(yáng)光可透過(guò)海水直射水底，微生物不斷尋找合適的生存環(huán)境。伴隨砂質(zhì)碎屑顆粒的沉積過(guò)程，微生物在EPS及生物膜的保護(hù)下繁衍，并不斷黏結(jié)、汲取水體中的顆粒物質(zhì)，有利環(huán)境與不利環(huán)境的交替促使紋層狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成，而保護(hù)膜的存在則使得其外形規(guī)則且與周圍砂質(zhì)沉積物界線截然，進(jìn)而完成“疊層”構(gòu)造的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部形態(tài)的“建造”，典型疊層砂質(zhì)MISS形成。

在潮下水道等水體能量較強(qiáng)的環(huán)境中， 微生物“定居”困難， 非常不利于原生砂質(zhì)MISS的形成， 但強(qiáng)水流可將“異地”的原生MISS打碎， 并通過(guò)搬運(yùn)作用使其與粗碎屑進(jìn)行混合進(jìn)而形成“顆粒狀”砂質(zhì)MISS（如圖5中A→B→C→H， A→B→D→H， A→B→E→H所示）， 這也是該類MISS“顆?！倍喑示邆湟欢A度的次棱角狀、 次圓狀形態(tài)的原因。 “顆粒狀”砂質(zhì)MISS多產(chǎn)出于趙家莊組第二段潮下水道環(huán)境， 其與“透鏡狀”或“豆莢狀”砂質(zhì)MISS以及典型疊層砂質(zhì)MISS， 在巖層面上的形態(tài)均與遺跡化石［33，38-39］“非常相似”， 但從生物演化的角度來(lái)看， 趙家莊組不應(yīng)該出現(xiàn)常規(guī)“生物遺跡”化石。 不過(guò)， 若將微生物誘導(dǎo)成因的MISS理解為“廣義生物遺跡”化石也未嘗不可。

當(dāng)能量較弱的大面積水體環(huán)境出現(xiàn)時(shí)，微生物迅速繁殖（見圖5C），具備形成微生物席的條件，可形成微生物MISS沉積層（如圖5中A→B→C→F所示）。隨著后期環(huán)境的演化，當(dāng)光照受限或水體極淺等惡化環(huán)境出現(xiàn)時(shí)，微生物大量死亡，MISS層與泥裂等沉積構(gòu)造疊加則可形成“疊合”砂質(zhì)MISS（如圖5中A→B→C→G所示）;但當(dāng)水體能量增強(qiáng)或海進(jìn)等不利環(huán)境出現(xiàn)時(shí)，“疊層”MISS規(guī)模減小，甚至不具備“疊層”特點(diǎn)而呈微小的“透鏡狀”、“豆莢狀”等個(gè)體夾于砂質(zhì)沉積物中（見圖5I、J），也可與波痕等構(gòu)造疊加形成波痕“疊合”砂質(zhì)MISS（如圖5中A→B→D→I、J或A→B→E→I、J所示）。此類MISS主要產(chǎn)出于趙家莊組第二段潮間砂質(zhì)淺灘及潮上泥坪環(huán)境。

淺黃綠色圓球狀、橢球狀非典型砂質(zhì)MISS，多產(chǎn)出于紫紅色泥頁(yè)巖、砂質(zhì)泥頁(yè)巖中，砂巖中也可見到少量類似現(xiàn)象。該類MISS同樣輪廓清晰，表面上觀察，內(nèi)外成分差異不大，僅僅表現(xiàn)為內(nèi)外顏色的不同，內(nèi)部碎屑顆粒紋層一般不發(fā)育，少數(shù)亦可表現(xiàn)為與外部一致的紋層。推測(cè)其形成與微生物活動(dòng)有關(guān)，但由于理化條件和水動(dòng)力條件等導(dǎo)致微生物繁殖受限，微生物的影響僅局限于生物膜范圍內(nèi)部。內(nèi)外不同的物質(zhì)平衡環(huán)境及較弱的水動(dòng)力環(huán)境，是形成圓球狀或橢球狀非典型砂質(zhì)MISS的根本原因（見圖5D、E）。當(dāng)生存條件變好而利于微生物大量繁殖時(shí)，則可形成透鏡狀、團(tuán)塊狀、薄層狀、夾層狀等沉積，在壓實(shí)作用下也可發(fā)生變形（見圖5C～F）。該類MISS主要產(chǎn)出于趙家莊組第三段的潮間泥坪環(huán)境。

趙家莊組碳酸鹽巖MISS，主要表現(xiàn)為疊層石MISS（見圖4），是藻類等微生物生活過(guò)程中，隨著生存環(huán)境轉(zhuǎn)變導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量、黏結(jié)顆粒類型及數(shù)量等變化而形成的明暗相間的紋層構(gòu)造，紋層呈穹隆上拱形態(tài)。早期疊層石單體規(guī)模較小，晚期略有增大的趨勢(shì)。此外，此處還可見干裂或波痕“疊合”MISS發(fā)育（圖4B），是微生物席形成的薄層MISS沉積物與碎屑物質(zhì)在蒸發(fā)暴露環(huán)境或波浪作用下共同形成的。該類MISS主要產(chǎn)出于趙家莊組第四段的潮間泥坪、云坪及藻礁環(huán)境，其形成過(guò)程與典型疊層砂質(zhì)MISS類似，只不過(guò)水體環(huán)境更加清潔，碎屑顆粒含量較少。

常規(guī)MISS在本次研究過(guò)程中雖未大量發(fā)現(xiàn)，但依然可以見到，多出現(xiàn)在砂巖頂面，突出于巖層面，呈紡錘狀、脊?fàn)?、網(wǎng)狀等，是較強(qiáng)水動(dòng)力條件下，微生物小規(guī)模繁殖的體現(xiàn)（見圖5I、J）。

綜上所述，冀西南中元古界趙家莊組疊層砂質(zhì)MISS組合具有類型豐富、成因復(fù)雜、形成環(huán)境和演化過(guò)程繼承性明顯的特點(diǎn)。疊層砂質(zhì)MISS的發(fā)現(xiàn)，豐富了常規(guī)MISS的研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，本研究對(duì)其成因和演化提出了新的見解，打開了一扇研究早期地球生命演化過(guò)程的新窗口。

4 結(jié)論

1）冀西南中元古界長(zhǎng)城系趙家莊組地層中發(fā)育有大量的微生物成因沉積構(gòu)造，其中的疊層砂質(zhì)MISS是首次發(fā)現(xiàn)和提出，其組成類型豐富，形成過(guò)程復(fù)雜。

2）疊層砂質(zhì)MISS組合包括典型疊層砂質(zhì)MISS（可演變?yōu)轭w粒狀砂質(zhì)MISS、 疊合砂質(zhì)MISS）和非典型砂質(zhì)MISS， 且隨著沉積環(huán)境的變化， 具有向碳酸鹽巖MISS或常規(guī)MISS演化的趨勢(shì)。

3）MISS內(nèi)部疊層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，為分析其成因及研究微生物的生活習(xí)性提供了新的切入點(diǎn)。但“疊層”特點(diǎn)是否具有普遍性，還有待深入研究。值得注意的是，砂質(zhì)MISS中“疊層”結(jié)構(gòu)的保存條件可能更加苛刻。

4）冀西南中元古界長(zhǎng)城系趙家莊組地層中的MISS主要形成于潮坪相的潮下和潮間環(huán)境。不同沉積環(huán)境的演化，是決定微生物生存條件的關(guān)鍵，也是微生物成因沉積構(gòu)造形成、保存、演化、組合的根本。如能開展微生物類型及特征的研究，將有可能取得更加深入的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ NOFFKE N， CHRISTIAN D， WACEY D， et al. Microbially induced sedimentary structures recording an ancient ecosystem in the ca.3.48 billion-year-old Dresser Formation， Pilbara， Western Australia［J］. Astrobiology， 2013， 13（12）： 1103-1124.

［2］ 白萬(wàn)備，齊永安，郭英海，等. 河南濟(jì)源下寒武統(tǒng)辛集組微生物成因沉積構(gòu)造特征及成因分析［J］. 地質(zhì)科技情報(bào)，2018，37（1）：61-68.

BAI W B， QI Y A， GUO Y H ， et al. Microbially induced sedimentary structures and their genetic analysis from lower Cambrian Xinji formation in Jiyuan， Henan［J］. Geological Science and Technology Information， 2018， 37（1）： 61-68.

［3］ WALTER M R. Stromatolites［M］. Elsevier：Amsterdam，1976：261-272.

［4］ KNOLL A H. Life on a Young Planet： The first three billion years of evolution on earth［M］.Princeton：Princeton University Press， 2003.

［5］ 李濤. 微生物席成因構(gòu)造（MISS）組合及其古環(huán)境意義：以豫西華北地臺(tái)南緣中、上元古界為例［D］. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2011.

［6］ LAN Z W. Paleoproterozoic microbially induced sedimentary structures from lagoonal depositional settings in northern China［J］. Sedimentary Geology， 2015， 328： 87-95.

［7］ BROCK T D， MADIGAN M T， MARTINKO J M， et al. Biology of microorganisms［M］. New Jersey： Prentice Hall， 1994.

［8］ 梅冥相. 陸源碎屑巖中微生物誘發(fā)的沉積構(gòu)造的成因類型及其分類體系［J］. 地質(zhì)論評(píng)，2011，57（3）：419-436.

MEI M X. Genetic types and their classification for the microbial induced sedimentary structure within terrigenous clastic rocks［J］.Geological Review，2011，57（3）：419-436.

［9］ GERDES G， KLENKE T， NOFFKE N. Microbial signatures in peritidal siliciclastic sediments： A catalogue［J］. Sedimentology， 2000，47： 279-308.

［10］NOFFKE N， GERDES G， KLENKE T， et al. Microbially induced sedimentary structures： A new category within the classification of primary sedimentary structures［J］. Journal of Sedimentary Research， 2001， 71（5）：649-656.

［11］鄭偉，齊永安，張忠慧，等. 豫西滎陽(yáng)陸相二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交的微生物成因構(gòu)造（MISS）及其地質(zhì)意義［J］. 地球科學(xué)進(jìn)展，2016，31（7）：737-750.

ZHENG W， QI Y A， ZHANG Z H， et al. Characteristic and geological significance of Microbially Induced Sedimentary Structures（MISS） in terrestrial P-T boundary in Xingyang，Western Henan Province［J］. Advances in Earth Science， 2016， 31（7）： 737-750.

［12］梅冥相，孟慶芬，劉智榮. 微生物形成的原生沉積構(gòu)造研究進(jìn)展綜述［J］. 古地理學(xué)報(bào)，2007，9（4）：353-364.

MEI M X， MENG Q F， LIU Z R. Some representative types of the microbial-induced primary sedimentary structures in Mesoproterozoic of the Yanshan area［J］. Journal of Palaeogeography， 2007， 9（4）： 353-364.

［13］史曉穎，王新強(qiáng)，蔣干清，等. 賀蘭山地區(qū)中元古代微生物席成因構(gòu)造：遠(yuǎn)古時(shí)期微生物群活動(dòng)的沉積標(biāo)識(shí)［J］.地質(zhì)論評(píng)，2008，54（4）：575-586.

SHI X Y， WANG X Q， JIANG G Q， et al. Pervasive microbial mat colonization on Mesoproterozoic peritidal siliciclastic substrates： An example from the Huangqikou Formation in Helan Mountains， NW China［J］. Geological Review， 2008， 54（4）： 575-586.

［14］梅冥相，高金漢，孟慶芬. 中元古界非疊層石灰?guī)r中的MISS：以北京延慶千溝剖面高于莊組第三段為例［J］. 地學(xué)前緣，2009，16（5）：207-218.

MEI M X， GAO J H， MENG Q F. MISS in Mesoproterozoic non-stromatolitic limestone： A case study from the third member of Gaoyuzhuang Formation at Qiangou section in Beijing［J］.Earth Science Frontiers， 2009， 16（5）： 207-218.

［15］黃秀，張釗，周洪瑞，等. 豫西中元古代汝陽(yáng)群微生物形成的沉積構(gòu)造簡(jiǎn)介［J］. 中國(guó)地質(zhì)，2010，37（5）：1399-1404.

HUANG X， ZHANG Z， ZHOU H R， et al. Microbial induced sedimentary structures （MISS） of the Mesoproterozoic Ruyang group in western Henan Province［J］. Geology in China， 2010， 37（5）： 1399-1404.

［16］HAGADORN J W， BOTTJER D J. Wrinkle structures： Microbially mediated sedimentary structures in siliclastic settings at the Proterozoic Phanerozoic transition［J］. Geology， 1997， 25： 1047-1050.

［17］SCHIEBER J. Possible indicators of microbial mat deposits in shales and sandstones： Examples from the Mid-Proterozoic Belt Supergroup， Montana， USA［J］. Sedimentary Geology， 1998， 120： 105-124.

［18］GEHLING J G. Microbial mats in terminal Proterozoic siliciclastics： Ediacaran death masks［J］. Palaios， 1999， 14（1）： 40-57.

［19］NOFFKE N， GERDES G， KLENKE T. Benthic eyanobacteria and their influence on the sedimentary dynamics of peritidal depositional systems （siliciclastic， evaporitic salty， and evaporitic carbonatic）［J］. Earth Science Reviews， 2003， 62（1）： 163-176.

［20］NOFFKE N. Extensive microbial mats and their influences on the erosional and depositional dynamics of a siliciclastic cold water environment （Lower Arenigian，Montagne Noir，F(xiàn)rance）［J］. Sedimentary Geology， 2000， 136： 207-215.

［21］NOFFKE N， KNOLL A H， GROTZINGER J. Sedimentary controls on the formation and preservation of microbial mats in siliciclastic deposits： A case study from the upper Neoproterozoic Nama Group， Namibia［J］. Palaios， 2002， 17（6）： 533-544.

［22］NOFFKE N， BEUKES N， GUTZMER J. Spatial and temporal distribution of microbially induced sedimentary structures： A case study from siliciclastic storm deposits of the 2.9 Ga Witwatersrand Supergroup， South Africa［J］. Precambrian Research， 2006， 146（1）： 35-44.

［23］NOFFKE N， ERIKSSON K A， HAZEN R M， et al. A new window into Early Archean life： MicrobiaI mats in Earth′s oldest siliciclastic tidal deposits （3.2 Ga Moodies Group， South Africa）［J］. Geology， 2006， 34（4）： 253-256.

［24］梅冥相，盂慶芬，高金漢. 前寒武紀(jì)海侵砂巖中的微生物砂質(zhì)碎片：以北京南口虎峪剖面大紅峪組為例［J］. 地學(xué)前緣，2007，4（2）：197-204.

MEI M X， MENG Q F， GAO J H. Microbial sand chips in transgressive sandstones of the Precambrian： An example from the Dahongyu Formation at the Huyu Section of the Nankou Town in Beijing［J］. Earth Science Frontiers， 2007， 14（2）： 197-204.

［25］PORADA H，HAFID B E.Wrinkle structures：A critical review［J］.Earth Science Reviews，2007，81（3／4）：199-215.

［26］SCHIEBER J， BANERJEE S， BOSE P K， et al. Atlas of microbial mat features preserved in the siliciclastic rock record［M］. Amsterdam： Elsevier， 2007.

［27］邢智峰. 豫西中元古界云夢(mèng)山組微生物成因沉積構(gòu)造研究［D］. 焦作：河南理工大學(xué)，2010.

［28］邢智峰，齊永安，鄭偉，等. 從微觀角度認(rèn)識(shí)微生物席在中元古代的繁盛：以豫西云夢(mèng)山組為例［J］. 沉積學(xué)報(bào)，2011，29（5）：857-865.

XING Z F， QI Y A， ZHENG W， et al. Microscopic characteristics of extensive microbial mats in mesoproterozoic Era： An example from the Yunmengshan Formation， Western He′nan［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2011， 29（5）： 857-865.

［29］陳留勤. 河北興隆中元古界大紅峪組微生物成因構(gòu)造特征及其地質(zhì)意義［J］. 巖石礦物學(xué)雜志，2013，32（3）：366-372.

CHEN L Q. Characteristics and geological significance of Microbially Induced Sedimentary Structures （MISS） in Mesoproterozoic Dahongyu Formation of Xinglong County，Hebei Province［J］. Acta Petrologica et Mineralogica， 2013， 32（3）： 366-372.

［30］鄭偉，邢智峰. 山西黎城中元古界常州溝組微生物成因構(gòu)造（MISS）及其地質(zhì)意義［J］. 現(xiàn)代地質(zhì)，2015，29（4）：825-832.

ZHENG W， XING Z F. Characteristics and geological significance of Microbially Induced Sedimentary Structures in Mesoproterozoic Changzhougou Formation of Licheng County， Shanxi Province［J］. Geoscience， 2015， 29（4）： 825-832.

［31］杜汝霖. 趙家莊組的建立及太行—五臺(tái)山區(qū)滹沱群與長(zhǎng)城系的關(guān)系［J］. 河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1984（1）：23-29.

DU R L. The establishment of Zhaojiazhuang formation and the relationship between Hutuo group and Changchengian in Taihang-Wutaishan area［J］. Journal of Hebei College of Geology， 1984（1）： 23-29.

［32］杜汝霖. 前寒武紀(jì)古生物及地史學(xué)［M］. 北京：地質(zhì)出版社，1992.

［33］王青春，賀萍，杜江民，等. 太行山中南段長(zhǎng)城系趙家莊組沉積特征［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，39（4）：47-56.

WANG Q C， HE P， DU J M， et al. Depositional characteristics of the Zhaojiazhuang Formation， Changcheng System， in the Middle-Southern Areas of the Taihang Mountains［J］. Journal of Southwest Petroleum University （Science ＆ Technology Edition）， 2017， 39（4）： 47-56.

［34］于水情，邢智峰，周虎. 豫西下三疊統(tǒng)劉家溝組微生物成因沉積構(gòu)造［J］. 四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2015，34（4）：483-486.

YU S Q，XING Z F，ZHOU H. Microbial induced sedimentary structure in the lower Triassic Liujiagou formation in west Henan［J］. Acta Geologica Sichuan， 2015， 34（4）： 483-486.

［35］NOFFKE N. Geobiology microbial mats in sandy deposits from the Archean Era to today［M］. Heidelberg： Springer， 2010.

［36］錢邁平，袁訓(xùn)來(lái)，徐學(xué)思，等. 徐淮地區(qū)新元古代層石組合［J］. 古生物學(xué)報(bào)，2002，41（3）：403-418.

QIAN M P， YUAN X L， XU X S， et al. An assemblage of the Neoproterozoic stromatolites from the Xuzhou-Huainan region［J］. Acta Palaeontologica Sinica， 2002， 41（3）： 403-418.

［37］GERDES G， CLAES M， DUNAJTSCHIK-PIEWAK K， et al. Contribution of microbial mats tosedimentary surface structures［J］.Facies， 1993， 29（1）：61-74.

［38］邱振，段先樂(lè)，潘志龍，等. 太行山長(zhǎng)城系趙家莊組遺跡化石［J］.沉積與特提斯，2007，27（1）：76-78.

QIU Z， DUAN X L， PAN Z L， et al. Trace fossils from the Changchengian Zhaojiazhuang Formation in the Taihang Mountains， Hebei［J］. Sedimentary Geology and Tethyan Geology， 2007， 27（1）： 76-78.

［39］王立峰. 張河灣地質(zhì)旅游實(shí)習(xí)教程［M］. 北京：地質(zhì)出版社，2010.

（編 輯 雷雁林）