藏南白堊紀-古近紀鈣質超微化石的工作主要由徐玉林等進行(徐玉林等,1992;徐玉林,2000),建立了相應的鈣質超微化石帶,並與Sissingh(1977)化石帶(CC帶)進行了對比。此外,蘭等(2000)還研究了藏南崗巴地區中白堊世鈣質超微化石帶和賽諾曼期—土倫期界線的鈣質超微化石,並研究了阿爾必期—桑托期兩個剖面的鈣質超微化石分布。根據標記種的存在,確定了5個首次出現事件,並相應建立了6個鈣質超微化石帶,從下到上分別為:Prediscosphaera cretacea帶、Eiffel Thursturriseifeili帶、Lithraphidites acutum帶、Gartnerago obliquum帶、Quadrum gartneri帶和Lucianorhabdus cayeuxii帶。同時,通過洲際對比,建議以樺褐孔菌的初步出現作為劃分該地區塞諾曼期與土隆期界線的標誌。
國外對侏羅系和白堊系界線附近鈣質超微生物的研究取得了良好的成果。主要工作和成果與DSDP和ODP的進展密切相關。DSDP和ODP多個站位的鉆孔揭示,界線地層中鈣質超微化石保存完好。相對而言,我國在這方面的研究還是空白,鈣質超微生物地層的工作也沒有在這壹時期開展,主要是因為這壹時期我國海相地層的分布非常有限;其次,與DSDP和ODP的地層樣品相比,這壹時期我國僅有的海相地層往往遭受強烈的構造隆升和風化剝蝕,個別微小的超微化石容易被破壞,從而影響識別和分類。基於這壹前提,迫切需要中國地質學家進行更深入細致的研究。
本工作對采自江孜地區J-K界線地層和浪卡子縣羊卓雍錯南岸的頁巖以及粉砂質頁巖樣品進行了深入的實驗室研究,采用了多種方法,歷時兩年。在多次失敗後,僅顯微鏡觀察就制作了500多張載玻片,最終發現了豐富的鈣質超微化石,彌補了我國J-K邊界附近鈣質超微化石的空白。
4.1.4.1分析方法
鈣質超微化石因其微小的體積和纖細的結構,在取樣、加工和觀察等方面都不同於普通的微體化石。因此,下面詳細介紹其治療和觀察研究的方法。
(1)用光學顯微鏡觀察樣品的分析方法
鈣質超微化石樣品的處理方法很簡單,也很特殊。因為質地細膩,體積小,所以不能使用暴力化學藥品,只能用重力分化處理。處理過程主要分為兩步:批量采樣和富集。
1)分散樣品:使樣品充分分散,從而沈澱出超微化石大小的顆粒。方法是:
(1)取3 ~ 4個破碎成米粒的新鮮樣品放入水中浸泡擴散,或用二甲苯浸泡後放入水中。最理想的樣品是硬度較低的軟巖樣品,甚至可以用釘子壓碎。如果是固結的硬石,需要提前掰成兩塊。用螺絲刀在其橫截面上切下3 ~ 4個米粒大小的樣品,在研缽中打碎成粉末,然後放入盛有20mL水的燒杯中浸泡。
(2)如果浸泡難以擴散,可將樣品在水中煮沸,或將浸泡在樣品中的小燒杯放在超聲波振動器上幾分鐘至二三十分鐘,以促進擴散。為了避免超聲波振動對化石的損傷,使用28kHz的頻率和5 W的功率比較合適,如果樣品因粘土含量高而難以分散,可以加入少量碳酸鈉煮沸。
在整個處理過程中,要特別註意處理液的pH值。壹方面可以避免鈣質骨架細密的超微化石在低pH值的液體中被溶解破壞,同時由於堿性介質可以保持粘土分散,也便於處理。最有利的溶液是pH =9.4。所以需要在蒸餾水中加入小蘇打(每20L水4g)和碳酸鈉(每20L水3g)進行處理,使pH值達到9.4。自來水或蒸餾水不宜直接使用。
2)富集:去除過粗過細的顆粒和有機物,富集超微化石,是樣品處理過程中的重要步驟。
向樣品中加入30%的雙氧水(同時加入小蘇打使介質的pH值保持在9.4左右),加熱65438±0h後,如果深色樣品變為淺灰色,則表明有機物已被氧化。離心,倒出上層液體,然後加入Na2CO3清洗,再離心,如此反復多次。如果有機質含量不高,這壹步可以省略。粗顆粒可以通過篩選或沈澱去除。在篩選方法中,將分散的樣品置於孔徑為0.035mm或0.04mm(即300目)的細篩上進行洗滌,篩上殘留的粗顆粒被丟棄,取篩下洗滌後的液體進行進壹步分析。沈澱方法是將研磨後的樣品在小蘇打水溶液中沈澱1 ~ 2 min,棄去沈澱的粗顆粒,取上面的液體作進壹步分析。進壹步富集有不同的方法,如燒杯法、滴管法和濾紙法(見Stradner等,1961;幹草,1977;Haq,1978;紀,1981;同濟大學海洋微生物實驗室,1982;郝壹春等,1993;Bown等人,1998;哈登博爾等人,1998;Bornemann等人,2003年).
本實驗在中國地質大學(北京)海洋學院實驗室進行,采用多種最新和最常用的鈣質超微化石處理、制作、觀察和分析方法。
首先,采用通常的塗片方法。先將少量樣品(米粒大小)放在載玻片上,滴1 ~ 2滴蒸餾水,用壹次性牙簽或小塑料棒均勻鋪開,放在電熱板上晾幹,再用中性樹脂膠密封,制成長效載玻片。密封膠是加拿大樹膠(折射率1.52),然後在偏光顯微鏡下放大它們。這種方法簡單快速,只需要少量的沈澱物(壹般約1g)。這是確定是否有化石和觀察化石群落組成的壹種非常快速有效的方法。
由於J-K界線地層中鈣質超微化石的豐度、分異度和保存狀況均不如新生代和現代海洋沈積中的鈣質超微化石,所以用上述壹般處理方法制成的薄片中幾乎找不到鈣質超微化石。之後,采用了濃縮、沈澱等多種富集方法。現在,選擇其中壹種方法,具體步驟如下:
A.樣品的處理和薄片的制備
(1)取壹塊巖樣,切去表面被汙染的部分,用其新鮮表面。
(2)對於軟樣品,幹凈的巖石樣品被切割成許多小顆粒。或者用螺絲刀或小刀刮下約20mL的巖粉,放入50mL的燒杯中。
(3)預先將固結的堅硬巖石壓碎成兩塊,用螺絲刀在其橫截面上切刮壹些米粒大小的樣品,在研缽中碾成粉末,放入50毫升燒杯中。
(4)在裝有巖石粉的燒杯中加入約20mL緩沖蒸餾水(pH =9.4),用玻璃棒充分攪拌,制成懸浮液。
(5)對於浸泡後難以擴散的樣品,宜將浸泡在樣品中的小燒杯放在小型超聲振動器(頻率28kHz,功率5W)上振動5s,必要時可振動數分鐘甚至20 ~ 30 min,以促進擴散。
(6)將攪拌後的懸浮液靜置30秒後,將上清液倒入第二個燒杯中;將剩余的懸濁液攪拌均勻,靜置1 ~ 2 min,然後將上層清液倒入第三個燒杯中,制成中間清液;底部剩余的沈澱物是較低的混濁液體。
(7)用滴管吸取上層清液、中層清液和下層混濁液,滴在準備好的載玻片上。每種液體從上到下從不同的層取樣,輕輕地滴在五個載玻片上,使懸浮液均勻地分布在整個蓋玻片上。並將此載玻片放在常溫電熱板上。
(8)加熱電熱板以幹燥懸浮液。註意盡可能低溫(40 ~ 50℃),並經過壹定的加熱幹燥時間,以免懸浮液中的運動顆粒產生強對流。
(9)在載玻片中心滴壹滴密封劑(折射率1.52)。
(10)將蓋玻片貼在載玻片上。粘貼蓋玻片時,將帶有密封劑的蓋玻片面朝下,輕輕放在載有載玻片的樣品上,用鑷子或玻璃棒輕輕按壓蓋玻片,使密封劑擴散到蓋玻片的整個表面。此時,註意不要在蓋玻片和載玻片之間留下氣泡。
(11)在室溫下放置壹段時間,使密封膠凝固。在顯微鏡下做壹個鑒定用的玻片,然後在玻片上貼壹個標簽,上面有樣本號、產地等內容,也就是做壹個可以長期保存的玻片。
B.顯微鏡觀察、鑒定和拍照
由於鈣質超微化石在正交偏光顯微鏡下會表現出特殊的消光現象,因此將在正交偏光顯微鏡1000倍放大倍數的油浸鏡頭下對其進行觀察、鑒定和拍照。隨機選擇了600多個視圖來觀察和識別鈣質超微化石。為保證化石分類鑒定的統壹性和準確性,選取部分樣品進行掃描電鏡觀察。
(2)用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察樣品的分析方法
掃描電鏡可以直接觀察鈣質超微化石的結構細節,因此也是壹種常用的分析方法。
首先,采用濃縮沈澱法處理樣品,富集鈣質超微化石。方法步驟與上述光學顯微鏡觀察的樣品處理方法(1)~(6)相同。之後,不同的是將富集後的上層清液、中層清液和下層懸濁液滴在掃描電鏡專用樣品臺上進行充分幹燥。然後,在真空中噴塗金後,可以觀察和拍攝臺上的幹燥樣品。具體方法請參考《鈣質納米化石生物地層學》(Bown et al .,1998)壹書中的“技術”壹節。本次掃描的噴金、觀察、拍照均在中國石油勘探開發研究院實驗中心和中國地質大學掃描電鏡室進行。
4.1.4.2研究區鈣質超微微生物
本研究對江孜-浪卡子地區5個剖面的55個樣品進行了分析,並對550個鈣質微體化石進行了加工和制片。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了部分樣品,並拍攝了50張掃描照片。用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察了壹些難以鑒定的物種。每壹個切片都有600多個觀察層位,鈣質超微化石的豐度按照Hay(1977)和Miriam Cobianchi等人(1997)定義的標準進行估算:
A =豐富度:每觀6 ~ 10種;C =常見:1 ~ 5種/每觀;
F =很少:1種/1 ~ 10視圖;R =稀有:1種/11 ~ 300查看。
本次研究首次在江孜甲布拉口剖面和甲布拉剖面的甲布拉組,以及浪卡子縣林西剖面的桑秀組(圖版I),特別是甲布拉溝剖面中發現鈣質超微化石(表4.3)。許多類型屬於全球分子和洲際分子,為這套地層的劃分和對比提供了依據。與同時期世界其他地區的鈣質超微生物相比,研究區的生物豐度和多樣性相對較低,以Ellipsagelosphaeraceae生物群為主。
表4.3江孜甲布拉溝口和甲布拉剖面鈣質超微化石分布
註:J為甲布拉溝口段;JF是A-B部分;a表示化石內容豐富;c表示化石含量中等;f表示化石含量低;r表示地化石含量稀少(A: 6-10規格每觀;C:65438+每視圖0-5個標本;f:1-10視場中的1標本;R:1樣本在11-300視場內).
(1)橢圓食藻生物群的特征
Ellipsagelosphaeraceae生物群的特征是石頭呈圓形、橢圓形、雙盾狀,盾盤上的紋路相互重疊。在正交偏光顯微鏡下,兩塊擋板都有幹涉圖像。又可分為Watznaueria、Cyclagelosphaera、Manivitella、Ellipsagelosphaera等屬。本研究發現,Watznaueria屬占優勢,其次是Cyclagelosphaera屬和Manivitella屬。
經鑒定,Watznaueria屬包括6個物種,即Watznaueria barnesae、Watznaueria fossacincta、Watznaueria ovata、Watznaueria manivitae、Watznaueria cf. manivitae和Watznaueria biporta。Cycladophaera屬有兩種,分別是Cyclagelosphaera margerelii和Cyclagelosphaera deflandrei。黃鱔科有1種,即黃鱔總科。
Watznaueria、Manivitella和Cyclagelosphaera的主要區別在於,前兩者為橢圓形,後者為圓形和亞圓形。Watznaueria和Manivitella的主要區別是後者有壹個大而空的中心區域。Watznaueria barnesae為Watznaueria屬中的優勢種,各切片中單個種的多度在40%以上,其次為Watznaueria fossacincta、Watznaueria ovata、Watznaueria manivitae、Watznaueria cf. manivitae和Watznaueria biporta。這與Watznaueria barnesae是保存較差的組合中最常見的白堊紀卵石的說法壹致(Perch-Nielsen,1985)。
從分類學上講,Watznaueria的6個種是根據個體大小來區分的,Watznaueria barnesae、Watznaueria fossacincta和Watznaueria ovata是根據有無中心孔和中心孔的大小來區分的,中心孔的大小依次增大。樹莓很大,很容易從樹莓和樹莓中分離出來。Watznaueria cf. manivitae也很大,壹般在8μm以上,中心孔很小或閉合,與Watznaueria manivitae不同。Watznaueria biporta在中心區域有兩個大孔。英國Watznaueria britannica的中心區有橫桿,可與上述6種區分開來。
環鞘藻屬是橢圓鞘藻科中具有雙折射遠盾的壹個屬。在偏光顯微鏡下,Cyclogelopaphaera的遠端護罩是明亮的,與Markalius的護罩不同。在研究區域發現的兩個物種,Cyclagelosphaera margerelii和Cyclagelosphaera deflandrei,很容易區分。前者較小,偏振光顯微鏡下遠端護罩較亮,後者較大,偏振光顯微鏡下顏色為黃色。
馬尼維特拉呈橢圓形,石頭的邊緣區域由兩層圓環組成,特點是中央區域有壹個大而中空的開口。
研究區的生物多樣性相對較低,常被認為是典型的不穩定條件和富營養的冷地表水(Okada等,1973;品牌,1994;Melinte等人,2001).Watznaueria barnesae是優勢物種,在整個白堊紀的大多數環境中常見且豐富。已經證明是壹個非常易溶,適應性很強的世界物種。是壹種精力充沛的生態物種,能盡快適應新的棲息地(Mutterlose,1991;Melinte等人,2001).此外,Watznaueria barnesae占主導地位,通常被視為疊加成巖作用的標誌(Roth,1986;羅斯等人,1986).
(2)早白堊世鈣質超微生物組合的層位分布和時代。
A.賈布拉集團
江孜地區甲布拉口組底部的灰-深灰色頁巖和粉砂質頁巖中含有豐富的鈣質超微化石Speetonia colligata、Calcicalathina oblongata、Watznaueria barnesae、Watznaueria fossacincta。樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩,樹鼩。其中,Watznaueria barnesae、Watznaueria fossacincta、Watznaueria ovata、Watznaueria manivitae、Watznaueria cf. manivitae、Cyclagelosphaera margerelii、Biscutum constans、Manivitella pemmatoidea、Diazomatolithus lehmanii為世界物種。環紋瓢蟲、斑翅瓢蟲、長喙瓢蟲、無喙六齒瓢蟲、黑嘴六齒瓢蟲、多齒海雀、斯氏新斯氏海雀、小斯氏新斯氏海雀等。是特提斯物種。
世界上的種類比較豐富,以Watznaueria的種類占優勢,各切片中Watznaueria的豐度高達60% ~ 90%,其他屬種次之,其次是Cyclagelosphaera margerelii、Biscutum constans和Manivitella pemmatoidea。Manivitella pemmatoidea出現在Berriasian—Cenomanian期,Biscutum constans出現在白堊紀,Watznaueria和Cyclagelosphaera時間跨度較長,但通常被認為是晚侏羅世和早白堊世低緯度組合中的典型物種。Bown等人(1998)認為晚侏羅世Tithonian期Watznaueria britannica為優勢種,早白堊世Watznaueria屬仍占優勢,但Watznaueria britannica常被Watznaueria barnesae和Watznaueria fossacincta取代。經仔細鑒定,本研究區未發現Watznaueria britannica,但富含Watznaueria barnesae和Watznaueria fossacincta,表明本研究區的時代為早白堊世。
特提斯物種數量相對較少,但大部分具有地層意義。小南猿和小南猿是早白堊世貝裏阿斯期的標準帶化石,但在本研究區數量稀少,豐度極低。環紋藻(Cyclagelosphaera deflandrei)是特提斯海域的特有物種,主要分布於早白堊世早期的沈積物中(Perch-Nielsen,1985)。polycostella senaria是早白堊世的貝氏體化石,Gartner(1977)認為polycostella senaria是鑒別近海沈積物中貝氏體的極好指示化石。Speetonia colligata是來自貝裏阿斯紀晚期——歐特裏夫階的化石,Calcicalathina oblongata是來自瓦蘭吉階早期到歐特裏夫階早期的化石。白堊紀出現了六齒龍。
甲布拉剖面甲布拉組下部(2 ~ 4層)鈣質超微化石的豐度和分異度遠低於甲布拉溝口剖面,產生了巴納氏瓦茨瑙菌、瓦茨瑙菌fossacincta、瓦茨瑙菌cf. manivitae、瓦茨瑙菌biporta、Cyclagelosphaera margerelii、Cyclagelosphaera deflandrei、Biscutum constans、Polycostella senaria、Manivitella pemmatoidea、重氮毛石、lehmanii、鈣該段未發現鈣質超微化石,主要是因為甲布拉組下部有黑色頁巖出露。從古生物的角度來看,大多數黑色頁巖缺乏這種超微牙形石鈣質超微化石,但它們在遠洋碳酸鹽中占優勢,已被許多學者認為是壹種營養不良的生態型(Coccioni et al .,1992;巴爾,1994).
浪卡子縣林西段甲布拉組下部頁巖和粉砂巖中含有少量鈣質超微化石Watznaueria barnesae、Tubodiscus verenae和Manivitella pemmatoidea。Manivitella pemmatoidea是早白堊世Berriasian到Cenomanian的化石,Tubodiscus verenae是早白堊世Valanginian的化石。因此,本區甲布拉組的下部時代為早白堊世。
對江孜和浪卡子地區甲布拉組下部化石的綜合分析表明,該化石的時代具有過渡性,既有侏羅紀分子,又有白堊紀成員,但仍主要反映了早白堊世化石組合的面貌,即早白堊世從貝裏阿斯期到瓦朗格尼期。該化石組合對應於西斯辛格(1977)化石分帶CC 1 ~ CC3下部,哈登博爾等(1998)化石分帶NJK-D至NK-3(圖4.3;表4.4)。
表4.4藏南與其他地區鈣質超微化石組合(帶)對比
B.桑秀集團
浪卡子縣林西段桑秀組下部頁巖中含有少量鈣質超微化石Calcicalathina oblongata、Speetonia colligata、Diazomatolithus lehmanii、Polycostella senaria和Watznaueria barnesae。化石的豐度和分異度遠低於江孜地區甲布拉組,屬種與甲布拉組部分化石相同。根據以上分析,桑秀組底部與甲布拉組相同,屬於早白堊世貝裏阿斯期—瓦朗吉納期,相當於sissing(1977)化石分帶CC1 ~ CC3帶下部和Hardenbol。表4.4)。
本次在浪卡子縣卡東剖面采集樣品13個,制作* *切片130個。經仔細鑒定,桑秀組和甲布拉組下部未發現鈣質超微化石,可能是因為卡東剖面桑秀組和甲布拉組下部大部分裸露黑色頁巖,古海洋環境不利於鈣質超微生物生存。
綜上所述,經過認真分析並與同期世界其他地區的鈣質超微化石組合(帶)對比,研究區甲布拉組下部和桑秀組下部的鈣質超微化石組合屬於早白堊世貝裏阿斯期—瓦朗吉亞期,相當於特提斯海區Sissingh(1977)、CC1 ~ CC3帶下部和Hardy的化石分帶。