遗迹组构研究例析

李真合 曹腾飞 胡绍锋 朱梦超

摘 要：遗迹组构是由生物成因改造的沉积岩组构，它是物理过程和生物过程相互作用的产物。本文举出了我国三个遗迹组构研究实例，即塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组下部的Skolithos 遗迹组构；我国中原油田、辽河油田和胜利油田下第三系地层中发现的海相沉积 Macaronichnus-Ophiomorpha 复合遗迹组构；塔里木盆地塔中地区上泥盆统东河塘组中部的Thalassinoides 遗迹组构。通过这些研究实例来了解我国近年来对遗迹组构的科研现状。

关键词：遗迹组构；环境解释；塔里木盆地

引言：遗迹学研究领域中，遗迹组构是较晚提出的一个概念，但在近年内得到了迅速的发展，并在一定程度上改变着人们对遗迹化石和传统遗迹相的认识和理解。目前，遗迹组构分析已经逐渐成为国际上遗迹学发展的新主流，而我国在这方面的研究刚刚起步。[1]

1遗迹组构的概念

遗迹组构是指沉积物中生物扰动和生物侵蚀作用所遗留下来的总体结构和内部构造特征，是各期扰动生物在沉积物中活动历史的最终记录。它是物理过程和生物过程相互作用的产物。

2研究实例

2.1Skolithos 遗迹组构

该遗迹组构发育在薄层细砂岩中。遺迹化石仅有滤食潜穴Skolithos。主要见于塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组下部。细砂岩层厚20—30cm，由于生物扰动相对较弱，原生沉积构造基本完好。每个细砂岩层构成了一个完整的风暴沉积层序：底部为冲刷面，与下伏粉砂质泥岩呈突变接触；下部发育滞积层和正粒序层，滞留沉积以泥砾为主，可见一些泥岩撕裂屑，中部为丘状交错层理，上部为平行层理；该组构主要发育在砂层的中上部，越向上潜穴密度越高。该遗迹组构总体扰动水平较弱，平均扰动指数为0.95。这是由于在风暴沉积期，环境压力大，沉积速率较高，多数造迹生物不适应这种不稳定的环境。

在薄层细砂岩中出现的滤食潜穴则反映了周期性风暴沉积，这类遗迹化石称之为机会遗迹群落，代表了一次风暴过后，少数造迹生物迅速殖居到这种环境压力大由物理作用为主的高能不稳定环境中，这些造迹生物称为机会种。它们通常由单一种群组成，并在很短时间达到极高的丰度。该组构个体小，直径3—4mm，有薄的泥质壁衬。在一个岩芯的宽度内出现了3—4个个体，局部有5—6个个体。风暴活动打断了底层动物群，产生了一个“集群搁浅”和生物向其它环境的迁移。随风暴而来的砂质沉积可以埋葬陆架上的稳定均衡群落，生物要生存下来，就必须向上掘穴直到它们满意的深度，从而在沉积物中留下扰动构造。如果埋葬深度过大，底栖和内栖生物就会窒息，产生在很多风暴岩中保存很好的死亡群落。根据上述分析，该遗迹组构代表了在风暴浪基面之上、具有周期性风暴影响的下临滨环境。[3]

2.2海相沉积中 Macaronichnus-Ophiomorpha 复合遗迹组构

我国中原油田、辽河油田和胜利油田下第三系地层中发现了许多与这种遗迹组构组分类似的遗迹化石。Macaronichnus-Ophiomorpha遗迹组构以Macaronichnus的大量出现为主要特征，伴生有极少量的Ophiomorpha（蛇形迹）、Skolithos（石针迹）和Planolite（漫游迹）等遗迹化石。它们的造迹生物被解释为食沉积物的蠕虫类或多毛虫类生物。

在海相沉积中，这种遗迹组构常与厘米级、分米级或米级的交错纹理砂岩或薄层的砂泥岩互层相伴生。在层内，该组构强烈扰动达0.2m厚。潜穴直径约为3～10mm，被浅色的砂质充填，具薄的黑色衬壁。掘穴作用大部分平行于板状交错层理，且主要集中于较厚层段的下部，但与交错纹理斜交。Ophiomorpha常伴生弯曲的、垂直的或水平的，直径约为1～2mm小型的Planolites或Skolithos潜穴。较大的Skolithos isp.的井形穴直径约10mm，衬壁胶结但不具球粒状。

该遗迹组构常与大型交错层理相伴生，据沉积特征可将其沉积相解释为潮汐作用占主导的海洋潮下砂波相。被大面积扰动的砂岩与具有各种高能潮汐特征未被扰动的砂岩相比，前者可能形成于滨外环境。Ophiomorpha切割与其伴生的细丝状的Planolites和Skolithos潜穴，表明它可能形成于较短沉积间断时期的较高平面位置。具丰富的Ophiomorpha井形穴和巷形穴地层，常伴生较粗的砂或含砾状砂沉积物，这表明其出现在类似于前滨下部、临滨上部过渡带这样的较高能环境条件下。该遗迹组构变化很可能反映了造迹生物在底层沉积物中的殖居历史过程，而非深度和沉积环境的大规模变化。据海相地层研究，认为该组构主要产生于与砂坝有关的下临滨环境，有的形成于上临滨或前滨及少数潮间带沉积环境。[4]

2.3Thalassinoides 遗迹组构

该遗迹组构见于厚层的中细砂岩中，遗迹化石仅由Thalassinoides一种遗迹组成，产于塔里木盆地塔中地区上泥盆统东河塘组中部。该遗迹为一类无壁衬、呈三维空间分布的潜穴系统，单个潜穴直径6～8mm，在层面或层内常保存为圆形或椭圆形潜穴管，有时可见到水平、倾斜或垂直潜穴个体，而完整的三维分枝潜穴系统则很难见到。由于砂岩发生油浸，沉积物总体为棕褐色，而潜穴颜色较浅，与围岩颜色形成明显反差，圆形潜穴个体明显可辨。该遗迹潜穴系统常见于中、新生代地层中，直到本世纪80年代，才在古生代地层中发现其踪迹。在现代环境中，Thalassinoides主要由十足甲壳类，特别是美人虾类所建造。美人虾最早出现在侏罗纪，但古生代的该遗迹潜穴是由何种动物所建造，目前尚不清楚。在现代环境中，这类潜穴常见于潮坪、河口湾和泻湖环境中，而其古环境则变化较大，从潮坪、浅海至外陆架，甚至在深海中也可见其踪迹。但其分布具有明显的特点，即呈三维空间分枝时，与高能的砂质沉积物有关，并常常单独出现；而呈水平分枝时，则与泥质沉积物有关，并与Chondrites等进食潜穴共同出现在低氧、低能环境中。

该遗迹组构出现在纯净的中细砂岩中，砂岩分选好，磨圆中等，呈大套的厚层状分布，无泥质沉积物夹层，伴生的原生沉积构造包括低角度双向交错层理、板状交错层理和槽状交错层理。因此，该遗迹组构与河口湾环境中的潮汐沙坝有关。[5]

3结论

当前遗迹组构研究已逐渐取代单纯的遗迹化石分类、描述和较笼统的原型遗迹相及生物扰动分析，遗迹组构分析是一个综合性过程，不仅包括沉积学、遗迹学研究，而且包括埋藏学和原始群落结构分析，因而是一种相当有说服力的相解释工具。[1]

参考文献：

[1] 胡斌，王冠忠，齐永安. 痕迹学理论与应用. 中国矿业大学出版社，1997

[2] 齐永安，胡 斌. 粤北晚泥盆世天子岭组遗迹组构及其环境解释. 煤田地质与勘探，2005，33（2）：11-14

[3] 齐永安，胡 斌. 塔里木盆地下志留统遗迹组构及其环境解释. 古生物学报，2001，40（1）：116 -126

[4] 施振生，胡斌，齐永安，等. 含Macaronichnus遗迹组构的古环境意义. 焦作工学院学报（自然科学版），2002，21（2）：98-100

[5] 齐永安. 生物扰动和遗迹组构的描述与分析. 河南地质，1999，17（4）：273-277