遺跡組構(gòu)研究例析

李真合 曹騰飛 胡紹鋒 朱夢超

摘 要：遺跡組構(gòu)是由生物成因改造的沉積巖組構(gòu)，它是物理過程和生物過程相互作用的產(chǎn)物。本文舉出了我國三個遺跡組構(gòu)研究實例，即塔里木盆地下志留統(tǒng)塔塔埃爾塔格組下部的Skolithos 遺跡組構(gòu)；我國中原油田、遼河油田和勝利油田下第三系地層中發(fā)現(xiàn)的海相沉積 Macaronichnus-Ophiomorpha 復合遺跡組構(gòu)；塔里木盆地塔中地區(qū)上泥盆統(tǒng)東河塘組中部的Thalassinoides 遺跡組構(gòu)。通過這些研究實例來了解我國近年來對遺跡組構(gòu)的科研現(xiàn)狀。

關鍵詞：遺跡組構(gòu)；環(huán)境解釋；塔里木盆地

引言：遺跡學研究領域中，遺跡組構(gòu)是較晚提出的一個概念，但在近年內(nèi)得到了迅速的發(fā)展，并在一定程度上改變著人們對遺跡化石和傳統(tǒng)遺跡相的認識和理解。目前，遺跡組構(gòu)分析已經(jīng)逐漸成為國際上遺跡學發(fā)展的新主流，而我國在這方面的研究剛剛起步。[1]

1遺跡組構(gòu)的概念

遺跡組構(gòu)是指沉積物中生物擾動和生物侵蝕作用所遺留下來的總體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)造特征，是各期擾動生物在沉積物中活動歷史的最終記錄。它是物理過程和生物過程相互作用的產(chǎn)物。

2研究實例

2.1Skolithos 遺跡組構(gòu)

該遺跡組構(gòu)發(fā)育在薄層細砂巖中。遺跡化石僅有濾食潛穴Skolithos。主要見于塔里木盆地下志留統(tǒng)塔塔埃爾塔格組下部。細砂巖層厚20—30cm，由于生物擾動相對較弱，原生沉積構(gòu)造基本完好。每個細砂巖層構(gòu)成了一個完整的風暴沉積層序：底部為沖刷面，與下伏粉砂質(zhì)泥巖呈突變接觸；下部發(fā)育滯積層和正粒序?qū)樱瑴舫练e以泥礫為主，可見一些泥巖撕裂屑，中部為丘狀交錯層理，上部為平行層理；該組構(gòu)主要發(fā)育在砂層的中上部，越向上潛穴密度越高。該遺跡組構(gòu)總體擾動水平較弱，平均擾動指數(shù)為0.95。這是由于在風暴沉積期，環(huán)境壓力大，沉積速率較高，多數(shù)造跡生物不適應這種不穩(wěn)定的環(huán)境。

在薄層細砂巖中出現(xiàn)的濾食潛穴則反映了周期性風暴沉積，這類遺跡化石稱之為機會遺跡群落，代表了一次風暴過后，少數(shù)造跡生物迅速殖居到這種環(huán)境壓力大由物理作用為主的高能不穩(wěn)定環(huán)境中，這些造跡生物稱為機會種。它們通常由單一種群組成，并在很短時間達到極高的豐度。該組構(gòu)個體小，直徑3—4mm，有薄的泥質(zhì)壁襯。在一個巖芯的寬度內(nèi)出現(xiàn)了3—4個個體，局部有5—6個個體。風暴活動打斷了底層動物群，產(chǎn)生了一個“集群擱淺”和生物向其它環(huán)境的遷移。隨風暴而來的砂質(zhì)沉積可以埋葬陸架上的穩(wěn)定均衡群落，生物要生存下來，就必須向上掘穴直到它們滿意的深度，從而在沉積物中留下擾動構(gòu)造。如果埋葬深度過大，底棲和內(nèi)棲生物就會窒息，產(chǎn)生在很多風暴巖中保存很好的死亡群落。根據(jù)上述分析，該遺跡組構(gòu)代表了在風暴浪基面之上、具有周期性風暴影響的下臨濱環(huán)境。[3]

2.2海相沉積中 Macaronichnus-Ophiomorpha 復合遺跡組構(gòu)

我國中原油田、遼河油田和勝利油田下第三系地層中發(fā)現(xiàn)了許多與這種遺跡組構(gòu)組分類似的遺跡化石。Macaronichnus-Ophiomorpha遺跡組構(gòu)以Macaronichnus的大量出現(xiàn)為主要特征，伴生有極少量的Ophiomorpha（蛇形跡）、Skolithos（石針跡）和Planolite（漫游跡）等遺跡化石。它們的造跡生物被解釋為食沉積物的蠕蟲類或多毛蟲類生物。

在海相沉積中，這種遺跡組構(gòu)常與厘米級、分米級或米級的交錯紋理砂巖或薄層的砂泥巖互層相伴生。在層內(nèi)，該組構(gòu)強烈擾動達0.2m厚。潛穴直徑約為3～10mm，被淺色的砂質(zhì)充填，具薄的黑色襯壁。掘穴作用大部分平行于板狀交錯層理，且主要集中于較厚層段的下部，但與交錯紋理斜交。Ophiomorpha常伴生彎曲的、垂直的或水平的，直徑約為1～2mm小型的Planolites或Skolithos潛穴。較大的Skolithos isp.的井形穴直徑約10mm，襯壁膠結(jié)但不具球粒狀。

該遺跡組構(gòu)常與大型交錯層理相伴生，據(jù)沉積特征可將其沉積相解釋為潮汐作用占主導的海洋潮下砂波相。被大面積擾動的砂巖與具有各種高能潮汐特征未被擾動的砂巖相比，前者可能形成于濱外環(huán)境。Ophiomorpha切割與其伴生的細絲狀的Planolites和Skolithos潛穴，表明它可能形成于較短沉積間斷時期的較高平面位置。具豐富的Ophiomorpha井形穴和巷形穴地層，常伴生較粗的砂或含礫狀砂沉積物，這表明其出現(xiàn)在類似于前濱下部、臨濱上部過渡帶這樣的較高能環(huán)境條件下。該遺跡組構(gòu)變化很可能反映了造跡生物在底層沉積物中的殖居歷史過程，而非深度和沉積環(huán)境的大規(guī)模變化。據(jù)海相地層研究，認為該組構(gòu)主要產(chǎn)生于與砂壩有關的下臨濱環(huán)境，有的形成于上臨濱或前濱及少數(shù)潮間帶沉積環(huán)境。[4]

2.3Thalassinoides 遺跡組構(gòu)

該遺跡組構(gòu)見于厚層的中細砂巖中，遺跡化石僅由Thalassinoides一種遺跡組成，產(chǎn)于塔里木盆地塔中地區(qū)上泥盆統(tǒng)東河塘組中部。該遺跡為一類無壁襯、呈三維空間分布的潛穴系統(tǒng)，單個潛穴直徑6～8mm，在層面或?qū)觾?nèi)常保存為圓形或橢圓形潛穴管，有時可見到水平、傾斜或垂直潛穴個體，而完整的三維分枝潛穴系統(tǒng)則很難見到。由于砂巖發(fā)生油浸，沉積物總體為棕褐色，而潛穴顏色較淺，與圍巖顏色形成明顯反差，圓形潛穴個體明顯可辨。該遺跡潛穴系統(tǒng)常見于中、新生代地層中，直到本世紀80年代，才在古生代地層中發(fā)現(xiàn)其蹤跡。在現(xiàn)代環(huán)境中，Thalassinoides主要由十足甲殼類，特別是美人蝦類所建造。美人蝦最早出現(xiàn)在侏羅紀，但古生代的該遺跡潛穴是由何種動物所建造，目前尚不清楚。在現(xiàn)代環(huán)境中，這類潛穴常見于潮坪、河口灣和瀉湖環(huán)境中，而其古環(huán)境則變化較大，從潮坪、淺海至外陸架，甚至在深海中也可見其蹤跡。但其分布具有明顯的特點，即呈三維空間分枝時，與高能的砂質(zhì)沉積物有關，并常常單獨出現(xiàn)；而呈水平分枝時，則與泥質(zhì)沉積物有關，并與Chondrites等進食潛穴共同出現(xiàn)在低氧、低能環(huán)境中。

該遺跡組構(gòu)出現(xiàn)在純凈的中細砂巖中，砂巖分選好，磨圓中等，呈大套的厚層狀分布，無泥質(zhì)沉積物夾層，伴生的原生沉積構(gòu)造包括低角度雙向交錯層理、板狀交錯層理和槽狀交錯層理。因此，該遺跡組構(gòu)與河口灣環(huán)境中的潮汐沙壩有關。[5]

3結(jié)論

當前遺跡組構(gòu)研究已逐漸取代單純的遺跡化石分類、描述和較籠統(tǒng)的原型遺跡相及生物擾動分析，遺跡組構(gòu)分析是一個綜合性過程，不僅包括沉積學、遺跡學研究，而且包括埋藏學和原始群落結(jié)構(gòu)分析，因而是一種相當有說服力的相解釋工具。[1]

參考文獻：

[1] 胡斌，王冠忠，齊永安. 痕跡學理論與應用. 中國礦業(yè)大學出版社，1997

[2] 齊永安，胡 斌. 粵北晚泥盆世天子嶺組遺跡組構(gòu)及其環(huán)境解釋. 煤田地質(zhì)與勘探，2005，33（2）：11-14

[3] 齊永安，胡 斌. 塔里木盆地下志留統(tǒng)遺跡組構(gòu)及其環(huán)境解釋. 古生物學報，2001，40（1）：116 -126

[4] 施振生，胡斌，齊永安，等. 含Macaronichnus遺跡組構(gòu)的古環(huán)境意義. 焦作工學院學報（自然科學版），2002，21（2）：98-100

[5] 齊永安. 生物擾動和遺跡組構(gòu)的描述與分析. 河南地質(zhì)，1999，17（4）：273-277