牟傳龍 王秀平 梁 薇 王遠(yuǎn)翀 門 欣

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心 成都 610081;2.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室 成都 610081;3.山東科技大學(xué) 山東青島 266590;4.成都理工大學(xué) 成都 610059)

0 引言

我國西南地區(qū)震旦系燈影組下部廣泛發(fā)育一種外形奇特的具有圈層結(jié)構(gòu)的腎球體、橢球體、葡萄體以及不規(guī)則狀的球體(以下統(tǒng)稱為葡萄體)，宏觀上呈鈣華狀成片產(chǎn)出，沿層面或裂隙分布。長期以來，對這種具有葡萄外形巖石的認(rèn)識，存在很大的分歧。多數(shù)將葡萄體稱為葡萄狀構(gòu)造［1-7］;蒲心純等［8］則稱作波狀疊層石藻云巖，認(rèn)為“葡萄狀”實質(zhì)上是一種起伏很大的波狀疊層石，由相互平行的波狀暗色藻層與亮層交替組成;近些年來有的學(xué)者稱其為葡萄石［6，9-10］，并認(rèn)為葡萄石是一種由泥晶文石膠結(jié)碳酸鹽砂、泥構(gòu)成的［9］。對其成因也有多種明顯不同的認(rèn)識，張蔭本［1］、曹仁關(guān)［9］、黃志誠等［11］、王興志等［12］、王士峰等［13］、赫云蘭等［14］等認(rèn)為葡萄體(葡萄石、葡萄狀構(gòu)造)為原生沉積形成的，而多數(shù)學(xué)者則認(rèn)為其為次生成因［4-6，15-18］，較多的與成巖期后大氣淡水作用相聯(lián)系［5-6，10，18-19］，并認(rèn)為葡萄體可作為明顯的暴露標(biāo)志［20-21］。牟傳龍等②、余謙等［7］則認(rèn)為上震旦統(tǒng)燈影組一段皮殼狀構(gòu)造(葡萄體)為圍巖被淡水溶蝕后，在海水環(huán)境中膠結(jié)的產(chǎn)物。也有的認(rèn)為葡萄花邊狀白云巖形成于成巖期的混合水環(huán)境，為準(zhǔn)同生及表生混合水充填的產(chǎn)物［16］。少數(shù)學(xué)者認(rèn)為葡萄體形成于埋藏成巖環(huán)境，王興志等［22］通過對四川盆地西南部震旦系燈影組白云巖研究，認(rèn)為葡萄花邊纖狀白云石是表生成巖環(huán)境至淺埋藏成巖環(huán)境中沉淀充填的產(chǎn)物，一種長期多變的成巖環(huán)境下的化學(xué)充填物;莫靜等［23］通過對川中地區(qū)震旦系燈影組白云巖的研究，也認(rèn)為葡萄花邊纖狀白云石形成于淺埋藏階段。顯然，對燈影組白云巖中葡萄體的認(rèn)識，不僅存在定名上的分歧，在成因及其形成機(jī)制等方面更是眾說紛紜，這將直接影響到燈影組沉積環(huán)境、成巖歷史及其對儲層等方面的研究。

近年來，眾學(xué)者對葡萄狀白云巖成因的判斷主要是借助地球化學(xué)的分析方法［10，19，22，24］，而地化分析作為判斷巖石成因的輔助手段，應(yīng)根據(jù)詳細(xì)的野外觀察描述和室內(nèi)鏡下鑒定，以明確其成分、結(jié)構(gòu)特征為基礎(chǔ)。因此，對于震旦系燈影組白云巖中葡萄體的研究，明確其結(jié)構(gòu)、組分特征，不僅是其成因分析的關(guān)鍵，亦是利用地化手段進(jìn)行成因分析的前提。本文在詳細(xì)的野外觀察的基礎(chǔ)上，借助偏光顯微鏡、陰極發(fā)光和掃描電鏡等分析測試手段，對葡萄體的組成、結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并對其成因進(jìn)行初步分析，在此基礎(chǔ)上對燈影組葡萄體給出合理的命名。

1 地質(zhì)背景及樣品制備

四川南江地區(qū)位于米倉山前緣，震旦紀(jì)時期屬于揚子克拉通海相盆地的北部邊緣。由于受海平面變化和上升洋流的影響，整個揚子地塊形成了獨具特色的白云巖和黑頁巖沉積組合旋回的陡山沱組的沉積［7，25］，至埃迪卡拉晚期，完成了由碎屑巖到碳酸鹽巖沉積的轉(zhuǎn)換，形成了整個揚子地區(qū)分布穩(wěn)定的燈影組碳酸鹽臺地沉積。南江揚壩剖面位于四川省廣元市南江縣楊壩鎮(zhèn)東南方向200 m處，燈影組以發(fā)育白云巖為主(圖1)，并具一定的碎屑巖沉積，自下而上分為三段:燈一段主要為一套淺灰或深灰色中厚層塊狀白云巖、藻團(tuán)塊白云巖、紋層狀白云巖、硅質(zhì)白云巖以及少量的泥質(zhì)粉砂巖等，該層富含藻，中、下部白云巖發(fā)育大量的葡萄體，厚約500 m;燈二段主要為中厚層狀含礫長石石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層狀硅質(zhì)巖，厚34 m;燈三段以中厚層狀白云巖和硅質(zhì)白云巖為主，少量硅質(zhì)巖，下部白云巖中富含藻，厚233 m。從剖面上看出，葡萄狀白云巖主要分布在燈影組一段中、下部，厚約76 m，構(gòu)成了一種特殊的巖石特征，也成為了作為進(jìn)行地層區(qū)域?qū)Ρ鹊臉?biāo)志。

在詳細(xì)的野外觀察的基礎(chǔ)上，樣品均選擇風(fēng)化較弱、結(jié)構(gòu)清晰的新鮮塊樣。在制樣前，對樣品進(jìn)行整體拍照、記錄，確保鏡下觀察與手標(biāo)本可進(jìn)行對比研究。對同一個樣品進(jìn)行多向制樣，尤其是對葡萄體發(fā)育的部位，分別進(jìn)行橫向和縱向的連續(xù)切片制備。同時對葡萄體的圍巖進(jìn)行縱向制樣，用于對比研究葡萄體的發(fā)育特征。制備的薄片類型包括:普通薄片、陰極發(fā)光薄片和電子探針片，以及用于掃描電鏡分析的近四方體的塊樣(邊＜5 mm)，力求對葡萄體的結(jié)構(gòu)、成分特征進(jìn)行全面分析。其中，陰極發(fā)光薄片的觀測分別在成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院顯微實驗室和成都地質(zhì)調(diào)查中心國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室完成，均采用CL8200 Mk5-2陰極發(fā)光儀，實驗溫度為18℃～25℃，濕度為30%～50%RH;普通薄片和掃描電鏡的觀測均在成都地質(zhì)調(diào)查中心國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室完成，普通薄片的觀察描述利用蔡司偏反光顯微鏡進(jìn)行，掃描電鏡分析則采用日立S-4800掃描電子顯微鏡，在實驗室溫度為20℃，濕度為40%RH的實驗條件下完成。為了確定其巖性及礦物組分，在中國石油華北油田勘探開發(fā)研究院沉積實驗室采用D8 DISCOVER型X射線衍射儀，在實驗室溫度為22℃、濕度為30%RH的條件下對葡萄體及圍巖進(jìn)行了全巖X衍射分析。

2 葡萄體的特征

2.1 野外產(chǎn)出特征

葡萄體形態(tài)特殊，沿葡萄體發(fā)育的層面極易風(fēng)化、破碎，易于識別。在野外露頭上，葡萄體局部富集，在厚層狀白云巖中不均勻產(chǎn)出，層面上表現(xiàn)為大小不一、緊密堆積的集合體;同一層面的垂向上為具有不同核心和明暗相間紋層的特征，紋層呈皮殼狀。整體從層面上看，此類碳酸鹽集合體的相態(tài)與緊密排列的葡萄相似，故以“葡萄”命名，但不具顆粒狀，而是具有固定生長質(zhì)點的半球體。宏觀上，葡萄集合體主要有以下幾種產(chǎn)出狀態(tài):①以順巖層的層理面分布為主，但不與巖層面等效延伸，通常沿傾向延伸較遠(yuǎn)，而沿走向延伸有限，垂直傾向方向呈條帶狀。沿傾向方向，既有延伸長度達(dá)數(shù)米的大型葡萄狀集合體(圖2A)，厚度通常＜0.5 m，葡萄體較大，直徑多＞1 cm;也有順小型孔洞發(fā)育的葡萄狀花邊(圖2B)，厚度通常為厘米級，發(fā)育毫米級葡萄體，呈密集分布。②可見葡萄體分布在順節(jié)理面或構(gòu)造裂縫形成的穿層溶蝕孔洞、縫中，有的為順層分布的葡萄集合體局部延伸方向發(fā)生改變，造成切層分布(圖2C)。

單個葡萄體在垂向上向外呈相互平行的、波狀起伏的紋層狀生長，受層面凸起的影響，呈半球狀，半球的外凸方向指示自由生長的方向。葡萄體的半球軸線趨于垂直孔洞、縫壁，同一生長空間中的集合體大致呈對生生長，表現(xiàn)為葡萄體依附孔洞、縫壁生長的特征(圖2A，B，C)。同一生長面上，沿近似同一方向生長的葡萄體最后貼面接觸，而不同生長方向的葡萄體則形成具有弧狀邊界且封閉的孔隙、孔洞，常被亮晶白云石充填，并發(fā)育大量的晶洞(圖2D)。層面上，葡萄體大小不一，直徑多為1～7 cm，其中介于1～3 mm較發(fā)育;一般發(fā)育數(shù)十層皮殼層，個體較大者可達(dá)幾十層、甚至上百層以上，表現(xiàn)為皮殼層的層數(shù)和總厚度與葡萄體的大小正相關(guān)，說明葡萄體的大小與生長空間有密切的關(guān)系。在野外可見一側(cè)邊界完整的橢球狀葡萄集合體滾石，較均一的黑灰色、灰白色皮殼層規(guī)律性的包裹在塊狀泥晶白云巖的外側(cè)(圖2E)，結(jié)合葡萄集合體的縱向和層面特征，推測其葡萄集合體實際上呈彎曲狹縫分布。在孔洞、縫壁上具有凸起的質(zhì)點時，可作為葡萄體的生長基點，近似等厚的紋層覆蓋在凸起質(zhì)點的表面，并隨著紋層的逐漸累積，最終形成似葡萄集合體的半球體;而缺少凸起的生長質(zhì)點時，則厚度均勻的紋層表現(xiàn)為明暗相間的紋層狀構(gòu)造，垂直層面上可見上下紋層對生生長的特征，中間形成的封閉孔隙多被亮晶白云石充填(圖2F，G)，受明顯的藻或菌類作用的影響后，則表現(xiàn)為藻紋層狀特征。葡萄體通常表面光滑，靠近核心的皮殼層面上，有的具有密集的毫米級疙瘩體(圖2H)，表現(xiàn)為與葡萄體的分布特征相似，應(yīng)為皮殼層內(nèi)發(fā)育的小葡萄體。

圖1 四川省南江楊壩剖面震旦系燈影組柱狀剖面圖(據(jù)牟傳龍等，2006修改)Fig.1 Outcrop columnar section of Sinian Dengying Formation in Yangba，Nanjing，Sichuan province(modified from Mou，2006)

圖2 南江楊壩剖面震旦系燈影組一段剖面葡萄體的野外特征A.順層展布的大型葡萄狀集合體，圍巖為雪花狀白云巖(XH，黃點);B.小型葡萄花邊集合體，圍巖為雪花狀白云巖(XH，黃點);C.穿層分布的葡萄狀集合體，圍巖為雪花狀白云巖(XH，黃點);D.層面上對生分布的葡萄狀集合體及其間所充填的亮晶白云石，圍巖為雪花狀白云巖(XH，黃點);E.呈橢球狀的葡萄集合體(滾石)，核心為灰白色泥晶白云石(藍(lán)色箭頭)，皮殼層為灰黑色(紅色箭頭);F.灰黑色皮殼層似平直的條帶狀分布(紅色箭頭)，局部底面不平整形成葡萄體(藍(lán)色箭頭)，核心和圍巖均為灰白色泥晶白云石(NJ，黃點);G.葡萄集合體特征，上覆地層層面上具“V”型懸垂?fàn)?藍(lán)色箭頭)，下伏地層層面上皮殼層較平直分布(紅色箭頭)，圍巖為雪花狀白云巖(XH，黃點);H.葡萄體的皮殼層面上發(fā)育密集的疙瘩體;I.葡萄體橫截面特征，核心為灰白色泥晶白云巖，皮殼為灰黑色圈層，似鮞粒。Fig.2 Outcrop characteristics of grape-like dolomite in the First section of Sinian Dengying Formation in Yangba，NanjiangA.bedding distribution of large grape-like aggregates(GA for short)，snowflakes dolomite(XH)as surrounding rock(yellow dots);B.small GA，XH as surrounding rock(yellow dots);C.Cutting layers distribution of GA，XH as surrounding rock(yellow dots);D.opposite distribution of GA on the rock surface and the sparry dolomite，XH as surrounding rock(yellow dots);E.axiolitic shaped GA(rolling stone)，grey micritic dolomite as the core(blue arrow)，shells in grey black(red arrows);F.grey-black-shell in straight zonal distribution because lack of convex shaped growing point on internal surface of crack(red arrows)，on the contrary，grape-like stone lying on the uneven surface(blue arrow);G.characteristics of grape-like aggregates，the grapelike stone in"V"type trailer on the surface of the overlying strata(blue arrow)，and the shells on the surface of the underlying strata in flat distribution(red arrows)，XH as surrounding rock(yellow dots);H.Intensive lumpish bodies on the shells of grape-like stone;I.Characteristics of grape-like stone's cross section，in oolitic with grey micritic dolomite cores and grey black shells.

葡萄體的縱切面通常表現(xiàn)為典型的半圓弧形態(tài)，個體較大的葡萄體則呈不規(guī)則的半圓狀或圓柱狀(圖2E，H)，有的似“水滴”型、花邊懸垂?fàn)?，僅發(fā)育在孔洞、縫上壁(圖2G)，表現(xiàn)為受到了一定的重力作用的影響。橫切面則為同心狀，內(nèi)部為暗色核心或均勻塊狀的泥晶白云巖(圖2E，I)，外側(cè)為明暗相間的較規(guī)則生長的圈層，由內(nèi)向外圈層整體上顏色變淺。手標(biāo)本中，葡萄體可以一層一層的剝離，表現(xiàn)為皮殼狀，表明不同皮殼層具有不同的生長期次和組分，而同一皮殼層組分、厚度較均一;單層皮殼厚薄不一，多為0.5～3 mm，最厚可達(dá)1 cm。不同生長空間中的皮殼層不盡相同，有的葡萄體暗色皮殼層較發(fā)育，而生長空間較大的葡萄體則在暗色層的外側(cè)發(fā)育較厚的灰白色皮殼層，因此皮殼的整體生長順序應(yīng)為早期主要形成暗色層，后期則以產(chǎn)生灰白色類型為主。核心較小且規(guī)則的葡萄體，其皮殼層逐漸趨于半球狀，圓度較好，形成的邊界較規(guī)則、圓滑，橫切面上形態(tài)似巨大的鮞粒(圖2I)。

燈影組一段中葡萄集合體盡管分布廣泛，在地層中卻并不是連續(xù)產(chǎn)出的，通常呈夾層狀分布于雪花狀白云巖、顆粒白云巖和藻白云巖等圍巖中，其厚度薄，延伸有限(圖2A，B，C)。葡萄狀集合體的分布特征像燈影組厚層狀白云巖中的“裝飾品”，更像是其孔洞、裂縫的“填充物”，在空間上表現(xiàn)為由下往上呈弱發(fā)育—密集發(fā)育—交替發(fā)育—不發(fā)育分布［6］。

綜上所述，葡萄體具核心和明暗相間的紋層結(jié)構(gòu)，呈較規(guī)則的半球狀;集合體多呈狹長的夾層狀分布于雪花狀、顆粒狀和藻白云巖等圍巖中，以順巖層面分布為主。早期相對不規(guī)則的暗色皮殼層與后期較規(guī)則的灰白色類型的發(fā)育，指示其可能產(chǎn)生于不同的環(huán)境中，并/或由不同的成因機(jī)制形成。隨著葡萄體的生長，造成生長空間逐漸減少、封閉，最后在封閉的環(huán)境中由孔隙水膠結(jié)形成，或在后期成巖過程中發(fā)生交代作用，充填亮晶晶粒白云石。葡萄體的形態(tài)與大小主要受控于核心(基底)的形態(tài)及生長空間的特征。

2.2 微觀特征

2.2.1 鏡下特征

(1)常規(guī)鏡下特征

顯微鏡下，葡萄體橫切面多呈同心圓狀、橢圓狀，與鮞粒十分相似，見明顯的核心與同心層(圈層)。核心通常呈灰黑色、灰褐色，是由微生物藻(菌)的作用產(chǎn)生的，藻黏結(jié)作用明顯［12］，多為隱藻類泥晶白云巖［9］，其次為孔洞、縫壁上凸起的泥晶白云巖或顆粒白云巖［12］。與手標(biāo)本上所觀察的一樣，核心的形狀通常不規(guī)則，大小不一，具有單個和復(fù)合特征，直徑一般＜5 mm，其形狀決定了葡萄體的形態(tài);具有一定的生長結(jié)構(gòu)，纖狀晶體垂直生長在暗色質(zhì)點的外側(cè)，并逐漸填充質(zhì)點間的空間，有的受多期微生物藻黏結(jié)作用的影響后，最終形成較規(guī)則的外形;橫切面上，單個核心的葡萄體結(jié)構(gòu)清晰(圖3A)，具有多個核心的葡萄體往往只有在出現(xiàn)完整的褐色圈層時，才會真正開始皮殼層的生長，核心的藻黏結(jié)作用明顯，葡萄體的形狀稍不規(guī)則。切面上看，葡萄體表現(xiàn)為不均一的凸起基底和波狀起伏的紋層，分別對應(yīng)于橫截面上的核心和同心層;生長空間的底層面為不平直的硬底，核心可見不連續(xù)的藻黏結(jié)集合體，形態(tài)似樹狀或丘狀(圖3C)，指示典型的海相環(huán)境中微生物作用的影響。

圈層由相互平行的亮色與暗色紋層相間組成，亮色紋層主要為纖狀亮晶白云石，暗色層通常為褐色和黑色，與泥晶核心的特征相似，具有含藍(lán)綠藻(菌)或受微生物影響的特征，呈泥晶或纖維狀結(jié)構(gòu)(圖3A)。纖狀晶體呈垂直層面生長，不同圈層中的晶體表現(xiàn)為相同的消光性，受彎曲生長底面的影響，纖狀白云石集合體呈向遠(yuǎn)端發(fā)散的放射狀消光(圖3D)。不同圈層的厚度差別較大，暗色層通常較薄呈細(xì)線狀;而纖狀亮晶生長層則一般＞0.1 mm，最厚可達(dá)3 mm。單個圈層的厚度往往是均一的，纖狀晶體的大小、長短一致，決定了單個皮殼層是近似等厚的。由內(nèi)向外，圈層的厚度整體增加，最外側(cè)的圈層往往最厚，晶體最大，也最明亮，其間為淺褐色沉積物分隔，顯示出層狀膠結(jié)物的特征(圖3A，D)。纖狀晶體的生長似乎是連續(xù)的，褐色層雖切穿亮色紋層，然而其晶體的形態(tài)特征不受任何的影響(圖3D)，這說明其生長環(huán)境相差不大。

葡萄體的圈層結(jié)構(gòu)和組分大部分較均一，但也存在不均一的類型，表現(xiàn)為一側(cè)為規(guī)律性的明暗相間的紋層，而另一側(cè)受灰黑色泥(碳酸質(zhì)泥)的影響，圈層厚度呈透鏡狀向另一側(cè)逐漸尖滅，且層間呈現(xiàn)花邊狀彎曲接觸(圖3A)，切面上似疊層構(gòu)造。這說明在皮殼層的生長過程中，受沉積環(huán)境的影響，泥質(zhì)(碳酸鹽泥)不均勻分布，造成葡萄體的圈層結(jié)構(gòu)形變，但泥質(zhì)(碳酸鹽泥)的存在總體不破壞葡萄體的生長結(jié)構(gòu)。

(2)陰極發(fā)光特征

葡萄體在陰極光照射下，整體表現(xiàn)為暗紅色的特征?；液谏颇喽喑始t色、暗紅色，且單偏光下顏色越暗，其陰極光越亮，而纖狀晶體則不發(fā)光或發(fā)很暗紅色光(圖3B，F(xiàn))，這種差異明顯的發(fā)光性，說明不同纖狀晶體生長層不是同一個晶體，只是光性一樣而已。核心與暗色紋層具有相同的發(fā)光性，呈均一的紅光，說明二者的形成環(huán)境和組分相似，然而隨著泥質(zhì)(云泥)的減少，由核心向皮殼層的發(fā)光性稍微減弱。受成巖作用的影響，纖狀白云石晶體發(fā)生重結(jié)晶作用，形成葉片狀結(jié)構(gòu)(圖3E)，其陰極光照射下仍表現(xiàn)為原皮殼狀特征，且發(fā)光性與未發(fā)生重結(jié)晶的葡萄體相似，整體呈暗紅色光，同時也表現(xiàn)為灰黑色核心與暗色紋層發(fā)光亮，亮色紋層發(fā)光暗或不發(fā)光的特征(圖3F)，說明葡萄體的陰極發(fā)光性可以指示其原形成環(huán)境的特征。亮晶白云石晶粒多具環(huán)帶狀發(fā)光性，呈橙黃色的單環(huán)帶和規(guī)則的明暗相間的多環(huán)帶兩種類型，指示其變化的成巖水體的特征，與葡萄體的形成環(huán)境不同。另外，葡萄體的圍巖(雪花狀、顆粒狀和藻白云巖等)在陰極發(fā)光照射下，均呈現(xiàn)發(fā)紅色光的特征，亦為暗色云泥發(fā)光亮，膠結(jié)物發(fā)光暗，并根據(jù)其富藻云泥含量的多少決定了其發(fā)光的明暗(圖3G，H)。由此可見，葡萄體與其圍巖的發(fā)光性相似，其形成環(huán)境很可能相差不大。

(3)葡萄體的生長過程

圖3 南江楊壩剖面震旦系燈影組一段剖面白云巖的微觀特征A.葡萄體橫截面特征，皮殼層組分和結(jié)構(gòu)受泥質(zhì)(碳酸鹽質(zhì)泥)的影響，呈現(xiàn)不均勻特征，B1;B.3A的陰極光特征，暗色紋層發(fā)紅色光(黃色箭頭)，亮色紋層發(fā)暗色光(白色箭頭)，晶粒白云巖不發(fā)光(天藍(lán)色箭頭)，B1;C.葡萄體的切面特征，圍巖為凝塊狀白云巖，二者之間的接觸界面為硬底(黃色箭頭)，其上生長樹形藻黏結(jié)核心(天藍(lán)色箭頭)，B3;D.皮殼層內(nèi)生長的未成形葡萄體(黃色箭頭)，說明凸起核心和生長空間對葡萄體的重要性，不同生長層中的纖狀亮晶白云石呈遠(yuǎn)端發(fā)散的消光(白色箭頭)，B3;E.發(fā)育溶蝕—重結(jié)晶的皮殼層，B1;F.3E的陰極發(fā)光特征，皮殼層的結(jié)構(gòu)明顯，陰極發(fā)光仍保持為暗紅色，B1;G.凝塊狀白云石(葡萄體的圍巖)特征，B4;H.3G的陰極發(fā)光特征，暗色凝塊發(fā)紅色光，晶粒白云石不發(fā)光(黃色箭頭);I.葡萄體間的膠結(jié)物呈多面體交匯，堵塞孔隙，B2。Fig.3 Microscopic characteristics of dolomite in the First section of Sinian Dengying Formation in Yangba，NanjiangA.cross section characteristics of grape-like stone，composition and structure of shells in heterogeneous because of the existence of carbonate mud，B1;B.thecathode light characteristics of Fig.3A，with dark laminas in red color(yellow arrow)，and bright ones in dark light(white arrow)，grain dolostone in non-luminance(blue arrow)，B1;C.vertical section features of grape-like stone，clot-like dolomite as the surrounding rock，and algae tree cores(blue arrow)were growing on the hard ground between the contact interfaces(yellow arrow)，B3;D.unformed grape-like stone among shells(yellow arrow)，showing that the importance of cores and growth space to the grape-like stone，and fiber shaped bright crystal dolomite at different layers with distal spread extinction(white arrow)，B3;E.dissolution-recrystallization shells，B1;F.the cathode light characteristics of Fig.3E，with obvious shells and in dark red luminance，B1;G.characteristics of clot-like dolomite，B4;H.the cathode light characteristics of Fig.3G，with dark clot in red luminance and grain dolomite in in non-luminance(yellow arrow);I.cement is polyhedral intersection between grape body，as pore fillings，B2.

根據(jù)葡萄體的顯微結(jié)構(gòu)特征，其形成過程可以形象的簡述為:同一個生長空間中的葡萄集合體，其核心與外側(cè)皮殼層的產(chǎn)生均具有等時性。平面上，就像是浸泡在一定的容器中一樣，首先分別圍繞一個固定的生長質(zhì)點，產(chǎn)生不規(guī)則狀的灰黑色核心;然后以核心為中心同步生長，逐漸形成同心圈層，單個圈層幾乎是等厚的，組成皮殼層。由于這種同步生長行為，受控于核心形狀以及生長空間的差別，葡萄體的外形和大小不同，但是每個葡萄體的組構(gòu)幾乎是完全相同的，同一生長空間中的葡萄體的核心和皮殼層都是一一對應(yīng)的(圖3D)。皮殼層圍繞核心呈垂直層面向外生長，使得葡萄體之間的空間逐步被相同規(guī)律性生長的圈層充填，最后呈規(guī)則的多面體交匯(圖3I)。通俗地來說，皮殼層在獨立核心外側(cè)，按相同的規(guī)律同時生長，接觸不到時各自呈孤島狀生長，相遇后便呈席狀生長?？臻g上，生長層就像是一片片的“布”，覆蓋在固定的生長質(zhì)點或已形成的葡萄體的表面，形態(tài)特征完全依據(jù)被覆蓋體的形態(tài)產(chǎn)出。同一孔洞、裂縫壁中的葡萄體，由邊緣向孔隙的中間同時生長填充，這種強(qiáng)規(guī)律性的生長過程，應(yīng)是在穩(wěn)定的水體中進(jìn)行的，核心是保持固定的，安靜的生長環(huán)境才能保證紋層均質(zhì)生長，且水體飽和。

在葡萄體生長的過程中，穩(wěn)定的環(huán)境和充足的組分使得核心成為影響其形成的主要因素，只要是在孔洞、縫壁有凸起的質(zhì)點，就可以形成葡萄體，甚至在生長層中也可以產(chǎn)生葡萄體，但由于受生長空間的限制，使其形成受到了抑制(圖3D)，而生長空間充足的情況下，就可以在葡萄體上產(chǎn)生新的葡萄體，形成復(fù)合葡萄體。葡萄體雖具有不同的核心，卻最終總是能形成較規(guī)則的半球體，葡萄體的生長具有逐漸趨于規(guī)則的特征，進(jìn)一步指示穩(wěn)定的環(huán)境的存在。

2.2.2 晶體及成分特征

掃描電鏡顯示，葡萄體的纖狀晶體結(jié)構(gòu)實際上是由晶粒白云石規(guī)則、緊密排列形成，以具菱面體晶形為主，并可見正方面晶體及頂面呈五邊形的晶體，大小較均一，通常為50～100 μm，集合體分別呈鏈條狀(圖4A)、片狀(圖4B)和蜂窩狀(圖4C)。向芳等［16］也認(rèn)為葡萄體的纖狀白云石實際是由沿C軸平行連生的超微白云石構(gòu)成，且白云石具有良好的菱面體晶形(圖 4D)。陳明等［5］、蒲心純等［8］認(rèn)為葡萄體中含有方頭柱狀文石假晶或蠕蟲狀構(gòu)造及文石假晶，纖狀亮晶生長層不含有碎屑結(jié)構(gòu)，由柱—粒狀亮晶白云石組成，并常與石膏假晶伴生。此次研究分別對5個不同葡萄體進(jìn)行詳細(xì)的電鏡分析，并未觀察到針狀、柱狀文石假晶，并對燈影組一段中16件白云巖樣品的全巖X衍射分析，也并未檢測到石膏成分(表1)。見六方柱狀的石英晶體，在陰極光照射下不發(fā)光，其共生白云石在陰極發(fā)光照射下呈明顯的環(huán)帶特征，說明其可能為熱液成因，由此可見，燈影組一段在沉積過程中受陸源碎屑影響很小。在凝塊狀白云巖中見到局部富集的絲狀體(圖4E)，應(yīng)為菌藻類遺體化石，而葡萄體的晶體間及晶體表面普遍也發(fā)育不規(guī)則的絲狀體(圖4F)，同其圍巖中的絲狀體相似，且多存在于不等粒及鏈條狀、片狀集合體間，在緊密排列的晶粒集合體中少見，說明葡萄體的形成受到微生物作用的影響，且微生物具有一定的選擇性分布特征，造成葡萄體核心與靠近核心的皮殼層呈灰黑色、黑色及不均一葡萄體的發(fā)育。另外，燈影組白云巖的礦物組分中，碳元素含量普遍較高(表2)，結(jié)合鏡下菌藻類絲狀體特征，說明燈影組白云巖的形成受微生物作用影響較大，葡萄狀白云巖同其圍巖一樣，均有微生物的參與。充填裂縫或局部分布的較大晶體，以規(guī)則的菱面體晶形為主，多＞100 μm，為后期溶蝕—重結(jié)晶作用和交代作用形成的。

3 葡萄體成因初探

3.1 結(jié)構(gòu)分析

由上可知，葡萄體具有以下幾個識別性標(biāo)志:①在圍巖中多呈單個夾層狀分布;②具有一個固定的、凸起的生長質(zhì)點(核心);③圍繞核心具有多個等厚生長層，在橫切面上呈等厚圈層;④等厚圈層具層纖狀結(jié)構(gòu);⑤層纖狀結(jié)構(gòu)中晶體均垂直顆粒表面生長，且光性方位一致;⑥縱切面上等厚生長層呈席狀，為皮殼層;⑦分布于孔洞縫的邊部或四周，葡萄體的凸向指向垂直于壁的自由空間方向(如頂部的葡萄體的凸向指向下，孔洞底部葡萄體的凸向指向上，而洞兩側(cè)的葡萄體凸向大致垂直于壁指向自由空間)。同一生長空間中的葡萄集合體形態(tài)并非是對稱的，盡管所有的葡萄體具有相同數(shù)量的皮殼層，受核心和不均一暗色層的影響，往往表現(xiàn)出大小、形態(tài)不同的個體，通常附著在上壁生長的葡萄體比孔洞、縫隙中其他部位的個體，具更明顯的凸起幅度。

葡萄集合體在縱切面上的產(chǎn)出狀態(tài)與疊層石相似，而單個葡萄體在橫切面上表現(xiàn)為同心圈層狀，似鮞粒。鮞粒是具有核心與同心紋層的內(nèi)碎屑，同心紋層不具有同等消光位的纖狀晶體膠結(jié)特征，有菌藻類參與的狀況下，通常呈后期的藻穿孔作用或形成具有花邊狀邊緣的藻鮞，微生物由外向內(nèi)對其作用;最大的區(qū)別是鮞粒的形成是一個在波動水體中的過程，而葡萄體是圍繞一個固定的質(zhì)點逐漸向外生長形成的，表現(xiàn)為靜水沉積環(huán)境的特征。疊層石則是具疊層構(gòu)造的生物成因碳酸鹽巖，富藻紋層與富屑紋層交替出現(xiàn)，紋層并不呈現(xiàn)等厚性，富屑紋層的組分亦不呈現(xiàn)均一性，且并非一定存在固定的生長質(zhì)點;由此可見，葡萄體為異于內(nèi)碎屑與疊層構(gòu)造的特殊組構(gòu)。受微生物作用影響較強(qiáng)的葡萄體，發(fā)育灰黑色、黑色泥質(zhì)沉積物，與富藻紋層相似;從結(jié)構(gòu)上分析，葡萄集合體應(yīng)該是與疊層構(gòu)造相似的沉積構(gòu)造類型。

圖4 南江楊壩剖面震旦系燈影組一段葡萄體掃描電鏡特征A.葡萄狀皮殼層晶體呈鏈狀集合體特征，B26;B.葡萄狀白云巖晶體呈片狀集合體，B25;C.葡萄狀白云巖晶體呈蜂窩狀集合體，B20;D.葡萄狀白云巖菱形晶體，B26;E.藻凝塊白云巖中的絲狀體，B27;F.葡萄體中的絲狀體，B9。Fig.4 The SEM characteristics of grape-like dolomite in the First section of Sinian Dengying Formation in Yangba，Nanjiang，Sichuan provinceA.crystal aggregations of grape shell in chain structure，B26;B.crystal aggregations of grape shell in flake structure，B25;C.crystal aggregations of grape shell in cellular structure，B20;D.grape-like dolomite with rhombus crystals，B26;E.filaments in algal clot-like dolomite，B27;F.filaments in shape-like dolomite，B9.

表1 南江楊壩剖面震旦系燈影組一段白云巖巖石特征Table 1 Petrology feature of dolomite in the First section of Sinian Dengying Formation in Yangba，Nanjiang

葡萄體的暗色皮殼層及核心多由微生物參與形成［5，8-9，12］，藍(lán)菌藻黏結(jié)組構(gòu)極其發(fā)育［12］，可見不規(guī)則微生物絲狀體(圖4F)，以及礦物組分中含有很高的碳元素(表2)，葡萄體的形態(tài)特征受奇怪的藻粒、藻體基底的影響［1］。根據(jù)對現(xiàn)代碳酸鹽沉積物中藍(lán)綠藻席的觀察研究，得知這種藻席主要生活在潮間淺水地帶，營光合作用而生長，分泌大量的黏液可以捕集碳酸鹽顆粒和泥［26］。過去稱為藍(lán)綠藻的藻類，現(xiàn)今均稱為藍(lán)細(xì)菌或鈣質(zhì)微生物［27］，而前寒武時期缺乏鈣質(zhì)藍(lán)綠藻［27-28］，可能為比藍(lán)細(xì)菌更小的微生物(如:真細(xì)菌)占主導(dǎo)地位［29］。燈影組白云巖中含有較高的碳組分(表2)，而微生物化石相對較少，僅見形狀不規(guī)則的絲狀體(圖4E，F(xiàn))，這可能與白云巖化和重結(jié)晶作用破壞了其原始組構(gòu)有一定的關(guān)系［30］。微生物的參與表明葡萄體的形成具有沉積特征，結(jié)合其與疊層構(gòu)造相似的特征，可以將其定名為葡萄狀構(gòu)造。

表2 南江楊壩剖面震旦系燈影組一段白云巖礦物組分特征Table2 Mineralogical characteristics of dolomite in the First section of Sinian Dengying Formation in Yangba，Nanjiang

葡萄集合體依附孔洞、縫壁呈對生生長，且個體大小與生長空間關(guān)系密切，在圍巖中呈夾層狀分布，并可見側(cè)面封閉的邊緣，說明葡萄體是在一定的生長空間(孔洞、裂縫等)形成之后，圍繞生長空間的四周向中心生長而成。Lindholm［31］認(rèn)為隨著碳酸鹽礦物的持續(xù)沉淀，生長空間中流體的離子含量逐漸減少，從膠結(jié)物的邊部向內(nèi)部，等軸狀方解石晶體顆粒由小逐漸增大。隨著葡萄體的生長，孔隙逐漸縮小、封閉，使得流體中離子含量減少和菌藻類的生存受限，造成外部皮殼層由較大的纖狀晶粒膠結(jié)物組成，且多呈灰白色，由此說明葡萄體的形成為早期沉積和后期膠結(jié)作用共同影響造成的。地球化學(xué)特征也充分表明，葡萄體有不同于基巖的形成環(huán)境［6，10，12］，是在巖石固結(jié)成巖和孔洞形成之后形成的［6，10］，受生物—化學(xué)作用的影響，其形成環(huán)境較復(fù)雜。

3.2 形成環(huán)境分析

現(xiàn)今燈影組葡萄狀白云巖普遍被認(rèn)為是淡水成因的，是淡水淋濾的產(chǎn)物［5-6，10，18，21］，而通過葡萄體的結(jié)構(gòu)分析，與淡水成因的碳酸鹽巖特征不相符。暗色核心及早期相對不規(guī)則的暗色皮殼層與后期較規(guī)則的灰白色類型的發(fā)育，指示其可能產(chǎn)生于不同的環(huán)境中，并/或由不同的成因機(jī)制形成。

3.2.1 海水沉積環(huán)境

葡萄體核心與暗色皮殼層中的亮色部分主要為纖狀亮晶結(jié)構(gòu)，其次為后期充填的晶粒結(jié)構(gòu)。亮晶纖狀晶體呈等厚狀，并與微生物黏結(jié)作用交替或同期出現(xiàn)，而形成葡萄體的微生物與圍巖(雪花狀、藻凝塊白云巖等)中的微生物特征相同，均表現(xiàn)為不規(guī)則的絲狀體(圖4E，F(xiàn))，說明早期受菌藻類黏結(jié)作用影響而形成的葡萄體核心與暗色皮殼層，很可能為海水環(huán)境下的沉積產(chǎn)物。另外，葡萄體的陰極發(fā)光性也與富藻圍巖相似，均呈現(xiàn)整體發(fā)紅色光的特征，表現(xiàn)為暗色部分發(fā)光亮、亮晶發(fā)光暗，由此推測，葡萄體與雪花狀、顆粒狀和藻白云巖等圍巖的形成環(huán)境相差不大，進(jìn)一步說明其核心與暗色皮殼層為受原始海水沉積水體影響的結(jié)果。受微生物的影響，造成葡萄體中藻黏結(jié)作用不均勻分布(圖3A)，但同一生長空間中的葡萄體總體表現(xiàn)為富藻特征分布于葡萄體的同一側(cè)，說明微生物的分布具有選擇性，這很可能是受沉積環(huán)境的影響，葡萄體的一側(cè)適于其生存。

綜上所述，葡萄體形成早期受海水沉積環(huán)境的影響，發(fā)生生物—化學(xué)作用，形成富藻的核心與暗色皮殼層;隨著葡萄體的同步生長，逐漸圍限、封閉生長空間，造成流體流動性逐漸減弱、還原性增強(qiáng)，微生物逐漸失去活性，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)作用為主，形成碳酸鹽膠結(jié)物。

3.2.2 海水成巖環(huán)境

葡萄體的等厚纖狀亮晶集合體與藻格架孔中的等厚環(huán)邊膠結(jié)物相似，而等厚環(huán)邊纖狀膠結(jié)物通常為海水潛流帶的產(chǎn)物，也有一部分在海水滲流帶環(huán)境中發(fā)育，淡水潛流帶中則形成的是粒狀等厚環(huán)邊［28，32］，說明葡萄體中的等厚纖狀亮晶集合體很可能為海水成巖環(huán)境的產(chǎn)物。另外，等厚纖狀膠結(jié)物是從海水中沉淀文石的常見組構(gòu)之一，文石呈纖維狀或針狀，具有很大的長寬比;針狀文石晶體生長方向具有較好的一致性，且是從不同球形顆粒的基底上向相反的方向生長并在粒間孔隙中相遇，因而會形成一種多邊形的妥協(xié)邊界［28，32］。葡萄體間表現(xiàn)為規(guī)則的多面體交匯(圖3I)，其膠結(jié)物與海水中沉淀的文石質(zhì)等厚纖狀膠結(jié)物相似，進(jìn)一步說明葡萄體間的膠結(jié)物可能為海水成巖環(huán)境的產(chǎn)物。另外，葡萄體中等厚纖狀晶體總體表現(xiàn)為相似的結(jié)構(gòu)和同等的消光性，以及相同的陰極發(fā)光性，也可說明后期膠結(jié)作用形成的纖狀晶體與沉積過程中化學(xué)沉淀的亮晶纖狀晶體，其形成水體相差不大，都應(yīng)具有海水環(huán)境的特征。并且根據(jù)海水的Mg/Ca比，太古宙末和遠(yuǎn)古宙的海水在以下時間段Mg/Ca比＞2，被稱為文石海:2 750～2 630 Ma，2 375～2 125 Ma，2 025～1 875 Ma、1 675～1 425 Ma、1 310～1 105 Ma、925～55 Ma;其他時間段 Mg/Ca≦2，稱為方解石海［33］。同時，油田水中形成的葡萄狀構(gòu)造成分為方解石［1］，朱同興等［15］在上揚子臺地西南緣燈影組某些白云巖樣品中，鑒定和識別出許多原始沉積的文石或高鎂方解石顆粒及其組構(gòu)。由此推測，燈影組白云巖的原始組構(gòu)為文石或高鎂方解石;沉積于文石海時期的震旦系燈影組，利于形成圍繞質(zhì)點呈放射狀分布的文石質(zhì)的等厚纖狀或皮殼狀膠結(jié)物。同時，姜在興［26］指出高鎂方解石和文石質(zhì)的等厚纖狀膠結(jié)物是海水潛流帶的產(chǎn)物，淡水潛流帶的等厚環(huán)邊膠結(jié)物是低鎂方解石。王興志等［12］、施澤進(jìn)等［19］通過地球化學(xué)分析，也認(rèn)為等厚纖狀環(huán)邊白云石形成于海水的流動環(huán)境中，為海水潛流帶成巖環(huán)境的產(chǎn)物。

綜上所述，等厚亮晶纖狀結(jié)構(gòu)為主的亮色皮殼層為海水潛流帶的原始化學(xué)產(chǎn)物，形成了葡萄體的外部皮殼層和葡萄間膠結(jié)物，并說明葡萄體在形成過程中，后期以發(fā)育海水潛流帶膠結(jié)作用為主。

3.2.3 白云石化作用的影響

考慮到文石比方解石更容易發(fā)生白云石化，高鎂方解石比低鎂方解石更容易發(fā)生白云石化［34］;同時，白云石化作用一旦開始就會進(jìn)行到底，碳酸鹽中的白云石含量要么在10%以下，要么在90%以上或全部由白云石組成［35］，結(jié)合燈影組沉積于文石海時期，說明燈影組白云巖應(yīng)為文石或高鎂方解石發(fā)生白云石化作用的產(chǎn)物。結(jié)合Amirux(1982)的分析，白云石陰極發(fā)光照射下發(fā)紅光，說明Mn2+在晶格中Ca2+的位置上［36］，指示白云石化作用的發(fā)生(Mg2+、Mn2+等取代晶格中的Ca2+)。由此可見，葡萄體的原始組構(gòu)應(yīng)為具葡萄狀構(gòu)造的文石或高鎂方解石，后經(jīng)白云石化作用形成葡萄狀白云巖［32］。

白云石化作用作為一個溶解—再沉積的過程［34］，使得葡萄體中白云石未能呈現(xiàn)文石原始的纖狀和方頭柱狀的晶體特征，而主要呈等軸晶粒狀，然而其原始沉積和膠結(jié)結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變，原始纖狀亮晶結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為等軸白云石晶粒集合體(圖4A)。白云石化作用對原生沉積組構(gòu)的幾乎完美保存，恰好與Sibley［37］提出的擬晶白云石化作用(Mimetic Dolomization)特征相符合，前寒武紀(jì)白云巖應(yīng)為擬晶白云石化作用的產(chǎn)物［38-39］?，F(xiàn)代文石質(zhì)殼層中的文石針，既可呈放射狀排列，也可呈切線、防線排列，一般認(rèn)為，放射狀排列代表緩慢的沉淀與弱攪動的環(huán)境，并指示文石形成于純的同種礦物的乳濁液中［26］。燈影組葡萄狀構(gòu)造中的纖狀亮晶晶粒集合體多呈垂直生長面生長，受核心形狀的影響呈放射狀，未見切線、防線排列，說明其形成環(huán)境穩(wěn)定。

由上可知，葡萄體中的纖狀晶體原巖應(yīng)為文石或高鎂方解石，形成于穩(wěn)定的海水潛流帶成巖環(huán)境中，后經(jīng)白云石化作用形成白云石，其結(jié)構(gòu)特征未發(fā)生破壞。由于白云石化作用為一個持續(xù)的交代過程［35］，所以推測葡萄狀白云巖，甚至燈影組白云巖的原巖均為海水環(huán)境中形成的文石或高鎂方解石，在后期成巖過程中，發(fā)生擬晶白云石化作用形成，而非前人所認(rèn)為的為原生沉淀的原白云石［1，5，11-14］，這需要進(jìn)一步利用地球化學(xué)手段進(jìn)行分析。

3.2.4 非淡水成因特征

粒度在0.03～0.2 μm范圍內(nèi)的微體細(xì)菌出現(xiàn)在現(xiàn)代和古代碳酸鹽中，在前寒武的生態(tài)系統(tǒng)中，微生物占絕對主導(dǎo)地位［28］。唐天福等［40］提出中國南方上震旦統(tǒng)中燈影組以藻白云巖為主，張蔭本［1］、牟傳龍等①牟傳龍，等.川東北廣元—鎮(zhèn)巴地區(qū)二疊—三疊系儲層展布特征研究.2006.內(nèi)部資料.、余謙等［7］進(jìn)一步認(rèn)為上震旦統(tǒng)燈影組一段為富菌藻類的藻礁，李凌等［41］通過研究認(rèn)為四川盆地震旦系燈影組白云巖為微生物參與的灰泥丘建造，主要建造者為藍(lán)藻菌。張蔭本［1］認(rèn)為葡萄狀構(gòu)造是藻礁或造巖的一個組成部分，是藻礁灰?guī)r的標(biāo)志之一，近年來，結(jié)合燈影組灰泥丘的提出［41］，及陳明等［5］指出上揚子區(qū)震旦系燈影組發(fā)育葡萄狀白云巖的地區(qū)呈礁點狀分布，說明葡萄狀白云巖的形成可能與藻礁的存在相關(guān)。燈影組一段白云巖中的皮殼狀構(gòu)造(葡萄狀構(gòu)造)是溶蝕后再膠結(jié)形成的，生物礁生長發(fā)育過程中，海平面下降導(dǎo)致生物礁生長停止，當(dāng)礁體暴露在大氣淡水滲濾帶時，發(fā)生大規(guī)模溶蝕作用，形成各種順層溶縫、斜交溶縫、溶洞;當(dāng)以后海平面上升時，巖石淹沒于海底，處于海水潛流帶，形成葡萄狀構(gòu)造［7］。葡萄體的礦物組分、陰極發(fā)光性均與圍巖的特征相似，說明葡萄體的形成環(huán)境及所經(jīng)歷的后期白云石化作用與圍巖相差不大。因此，雖然葡萄體的生長空間是受表生溶蝕作用形成的，但文石或高鎂方解石質(zhì)的葡萄體應(yīng)形成于海水環(huán)境中，而非淡水環(huán)境。

另外，從陰極發(fā)光原理來說，碳酸鹽礦物的陰極發(fā)光性主要受Fe2+與 Mn2+含量的控制［32］。由于Fe和Mn作為類質(zhì)同象離子置換白云石晶格中的鈣、鎂離子主要是低價離子(Fe2+與Mn2+)，因此，只有在還原環(huán)境中生成的白云石，才可能具有較高的Fe2+與Mn2+含量［19］。大氣淡水環(huán)境主要為氧化環(huán)境，不含有還原性的鐵離子與錳離子，而高價態(tài)的鐵、錳離子很難進(jìn)入碳酸鹽晶體的晶格中，因此大氣淡水環(huán)境中的產(chǎn)物通常不具陰極光［27］。而葡萄體在陰極發(fā)光照射下整體呈暗紅色，說明其晶格中含有一定的Fe2+與Mn2+，主要為還原環(huán)境的產(chǎn)物，結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)一步說明大氣淡水環(huán)境成因的不成立。同時，淡水成巖環(huán)境包括淡水滲流帶和淡水潛流帶，前者沉積物的孔隙中充滿空氣和大氣水，對碳酸鹽礦物是不飽和的，靠近地表以發(fā)生溶蝕為主，形成大量的溶蝕孔，靠近潛流帶則以毛細(xì)管和重力作用為主，形成特征明顯的新月形和微型鐘乳狀膠結(jié)物。研究區(qū)燈影組白云巖中，不發(fā)育淡水滲流帶的典型膠結(jié)物，同時也不具有廣泛溶蝕的特征;而且在淡水氧化環(huán)境中，有機(jī)質(zhì)難以保存，如果燈影組經(jīng)歷了早期淡水成巖環(huán)境，則不會具備現(xiàn)今的高碳元素的特征。陳明等［5］、王東等［6，18］、施澤進(jìn)等［10，19］認(rèn)為葡萄體的成因為大氣淡水環(huán)境的產(chǎn)物，主要依據(jù)為碳、氧同位素的偏負(fù)特征，葡萄體的碳同位素值分布在-1.906‰～0.671‰，氧同位素值分布在-11.033‰～-6.684‰之間［16］;而葡萄體的形成受有機(jī)質(zhì)影響較強(qiáng)，有機(jī)碳的加入也會造成δ13CPDB值偏負(fù)，所以，碳同位素的特征并不能準(zhǔn)確說明其形成與淡水環(huán)境。葡萄體與基巖相比，其碳氧同位素明顯偏負(fù)，只能表明葡萄石與基巖并非同時形成。

海底硬底是海水成巖作用最好的指示物［28］，硬底的出現(xiàn)(圖3C)更有利的指出葡萄狀構(gòu)造為海水環(huán)境的產(chǎn)物。南江楊壩燈影組葡萄狀白云巖的δ13CPDB值為1.520‰～2.845‰［18］，滇東北地區(qū)燈影組白云巖δ13CPDB為 1.8‰～2.6‰［15］，表明為明顯的海水碳酸鹽來源。葡萄體的暗色皮殼層分布在靠近核心的部位，由此可見，葡萄體的核心和早期暗色皮殼層是生物—化學(xué)作用的原生產(chǎn)物［1］，后期發(fā)生膠結(jié)作用，形成亮色皮殼層及葡萄體間膠結(jié)物，最終形成葡萄集合體;其形成環(huán)境與Longman［42］提出的近地表環(huán)境碳酸鹽成巖模式中的沉積和同生或準(zhǔn)同生成巖階段相當(dāng)，屬于海水潛流帶，具有沉積和成巖的特征。

葡萄體中除纖狀白云石外，見中粗晶的白云石和葉片狀白云石發(fā)育，后二者均應(yīng)是后期成巖作用造成的，應(yīng)該是屬于溶蝕后重結(jié)晶的產(chǎn)物。葉片狀白云石分布呈一定的分帶性，限制于一個葡萄體內(nèi)或者某個生長層內(nèi)，而不對周圍的相同生長層產(chǎn)生影響，不規(guī)則晶粒邊緣具有灰黑色聚集的云泥(圖3I)。陰極發(fā)光照射下，呈暗紅褐色，發(fā)光較均一，并可見原圈層狀結(jié)構(gòu)，成巖環(huán)境應(yīng)為較封閉的。由于活動性流體進(jìn)入使白云石發(fā)生溶蝕，后由流體帶出泥質(zhì)，形成中粗粒亮晶白云石，此類白云石通常沿著褐色云泥質(zhì)生長層分布，并對上下纖維狀白云石晶體層產(chǎn)生切穿影響;流體活動較強(qiáng)烈的地方可以對核心進(jìn)行溶蝕，并重結(jié)晶為粗晶白云石;橫切面上可見此類白云石呈不連貫的條帶狀分布，而在垂向上卻可見一般順褐色云泥層分布(圖3A)。陰極發(fā)光照射下，粗晶白云石通常不發(fā)光，邊緣具有明亮的橘黃色光，應(yīng)為表生氧化環(huán)境中的產(chǎn)物。

綜上所述，葡萄體形成早期受微生物作用的影響，表現(xiàn)為一定的沉積特征，按照?？?1962)、鄧哈姆(1962)以及馮增昭等(1993)提出的碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)—成因分類［26，43］，葡萄體的結(jié)構(gòu)特征不能囊括進(jìn)去，不能單獨作為一種碳酸鹽巖類型出現(xiàn)。按照其產(chǎn)狀和形態(tài)特征，把具有這種固定生長質(zhì)點且發(fā)育等厚皮殼層的半球體稱作葡萄狀構(gòu)造，應(yīng)為生物—化學(xué)成因的沉積—成巖構(gòu)造，形成于穩(wěn)定的海水沉積—成巖環(huán)境中。

4 結(jié)論

震旦系燈影組一段葡萄集合體有不同于基巖的形成環(huán)境，是在一定的生長空間(孔洞、裂縫等)形成之后，圍繞生長空間的四周向中心生長而成，為圍巖固結(jié)成巖后的產(chǎn)物;葡萄體通常表現(xiàn)為由核心和明暗相間的皮殼層組成的半球體，橫截面結(jié)構(gòu)似鮞粒，縱切面上可見與疊層構(gòu)造類似特征，礦物組分以白云石為主;核心形狀不規(guī)則，圍繞核心早期發(fā)育相對不規(guī)則的暗色皮殼層，后期則以形成較規(guī)則的灰白色皮殼層為主。

核心及暗色皮殼層為海水環(huán)境中的生物—化學(xué)沉積物，后期葡萄體的形成以膠結(jié)作用為主，為海水潛流帶的產(chǎn)物;葡萄體的大小和形態(tài)與基底上不規(guī)則凸起的形態(tài)及其生長空間特征密切相關(guān)，固定的生長質(zhì)點和規(guī)則的結(jié)構(gòu)指示其形成于穩(wěn)定的水體中;原始組構(gòu)應(yīng)為文石或高鎂方解石，掃描電鏡下呈晶粒結(jié)構(gòu)，說明葡萄狀白云巖為白云石化作用的產(chǎn)物;葡萄集合體的組分與陰極發(fā)光性與其圍巖相似，按照其產(chǎn)狀和形態(tài)特征，把這種具有固定生長質(zhì)點且發(fā)育等厚皮殼層的半球體稱作葡萄狀構(gòu)造，應(yīng)為生物—化學(xué)成因的沉積—成巖構(gòu)造，形成于穩(wěn)定的海水環(huán)境中。

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