Question

奥陶纪含盐系中的两虫化石

Answer 1

奥陶纪含盐系中产出的岩石有白云岩、盐溶角砾岩、含石膏假晶白云岩、含石盐假晶白云岩、含缝合线之白云岩、竹叶状白云岩、硬石膏岩、鸡笼铁丝状硬石膏岩、石盐岩、含火山物质之石盐岩、含钾石盐之石盐岩等。

在上述岩矿石中，卤虫化石和卤蝇幼虫化石占有十分重要的位置。

一、白云岩和盐溶角砾岩

白云岩呈浅灰、黄灰、深灰色，可分为泥质、灰质、微晶白云岩、膏质泥晶白云岩、半自形、自形白云岩等。图版9-1为粗晶白云岩，具不等粒半自形两虫结构。白云石颗粒的形态完全取决于两虫化石聚集砌合的形态。在白云石颗粒之边缘往往由卤虫实体化石所围成。而中间，则多为卤蝇幼虫之蜕皮化石和卤虫幼虫蜕皮化石构成。

盐溶角砾岩（魏东岩，1991）是含盐系中最为普遍产出的岩石类型之一。图版9-2表示的是山西兴县奥陶系含盐系中盐溶角砾岩的地表露头。图中箭头1指黑色卤虫实体化石，该黄色角砾中多见卤虫实体化石，还可见棕色者，其中，卤虫化石数量多，且具头、胸、腹部，作游泳状；箭头2指浑圆形卤蝇幼虫粪粒化石；箭头3指卤蝇幼虫化石。

二、含石盐、石膏假晶的白云岩

含石盐假晶微晶白云岩（图版9-3）具斑状微晶两虫结构。不论是斑晶还是基质均具两虫结构。基质中黑色者大多为卤虫实体化石，白色弯曲者为卤蝇幼虫蜕皮化石。呈斑状的石盐假晶或呈方形或呈椭圆形或呈不规则状，其内由卤蝇幼虫化石和卤虫化石（主要是蜕皮化石）组成。有的化石突破斑晶之边缘而使斑晶边缘显毛刺状。

含石膏假晶灰质白云岩（图版9-4）具斑状微晶两虫结构。斑晶与基质均具两虫结构。呈斑晶的石膏假晶显长方形，其由众多的卤虫幼虫蜕皮化石（白色）和小的卤虫幼虫化石（灰色）以及少量较大的卤蝇幼虫蜕皮化石（白色）构成。

三、含缝合线的白云岩

含缝合线的白云岩具半自形近等粒镶嵌两虫结构（图版9-5）。菱形、四边形白云石由卤虫和卤蝇幼虫蜕皮化石聚合而成。

对于缝合线，地质学家持压溶说，认为是在岩石（后生期）遭到压力后发生不均匀溶解而成，而溶解过程中残留的铁质和有机质显深灰色和黑色。仔细观察可发现，所谓缝合线中溶解残留物实际上可能是灰黑色卤虫实体化石（极少数为卤蝇幼虫化石）聚合成条带所致。因此，缝合线压溶说值得商榷。

四、竹叶状白云岩

竹叶状白云岩具半自形晶粒状镶嵌两虫结构（图版9-6），白云石颗粒大部分是由数个卤蝇幼虫蜕皮化石和卤虫幼虫蜕皮化石镶嵌砌合而成的，少部分白云石颗粒为单个的卤蝇幼虫蜕皮化石。卤虫化石（灰黑色）或单个存在于白云石颗粒之间隙中，或呈条带状聚合在一起。卤虫化石长轴平行排列为弧状条带，肉眼看即为竹叶状。

五、硬石膏岩

盐盆地中硬石膏或单独成层，或与石盐、钾石盐共生，或散布于白云岩中。硬石膏常呈结核状、团块状、瘤状、肠状、鸡笼铁丝状等。研究表明，硬石膏不论呈何种形态或聚合体，其均由两虫化石所构成。图版5-23为肠状硬石膏，图中可见卤虫幼虫蜕皮化石和卤蝇幼虫蜕皮化石呈水平或近直立紧密镶嵌聚合成肠状。有时可见卤虫化石（灰黑色）顺岩心长轴方向直立分布。

六、石盐岩

石盐岩为含盐系最主要的岩石类型。岩石呈灰白、浅灰、烟灰、浅棕、棕色，部分为无色透明状，主要组成矿物为石盐，此外，尚含少量杂质：泥质、白云石、菱镁矿、硬石膏、钾石盐、自生石英、黄铁矿、赤铁矿等。研究表明，石盐岩中矿物，不论是主要矿物石盐，还是次要和微量矿物都是由卤虫和卤蝇幼虫化石构成。详细研究表明，在石盐岩中，卤虫化石在数量上相对比卤蝇幼虫化石多。图版9-7为含黄铁矿石盐岩，石盐立方形颗粒由卤虫幼虫蜕皮化石组成，其四边为卤虫实体化石围成。通常说的近乎垂直的两组解理，仔细观察，实际上是由近垂直的两个条状卤虫实体化石构成。在黑色硬石膏黄铁矿条带中，方形或近方形黄铁矿亦由卤虫化石组成，在该条带中可能还有菌藻类。图右侧中部白色者为卤蝇幼虫化石，可见明显的复足。

石盐中常含有菱镁矿（图版9-8）。菱镁矿呈不标准的菱板状，大小为0.56mm×1mm，0.56mm×1.2mm，其内由卤虫幼虫蜕皮化石和卤蝇幼虫蜕皮化石（浅色）以及深灰色卤虫化石构成，晶体四边由线条状深色卤虫化石围成。确定卤虫化石的明显标志是：头部上端的两条倒八字的触角和胸宽腹窄的长条形状。

在棕红色石盐中常含细小片状赤铁矿，呈菱形、弯月形、棒状等（图版9-9）。钾石盐与赤铁矿密切共生更为常见。片状赤铁矿内由更细小的卤虫幼虫蜕皮化石之卤虫附肢的细微部分构成，而菱形的边则由深色卤虫幼虫化石或卤虫附肢的细微部分围成。

在石盐中常见的还有石英。图版9-10中石英为自形的六方双锥，其内由白色卤虫蜕皮化石和菌藻类组成。再外的六边，则由灰色的卤蝇幼虫或卤虫附肢的细微部分围成。

在石盐中多见钾石盐呈方形、长方形和蚯蚓状（图版9-11，图版9-12）之形态。在图版9-11中，长方形钾石盐由卤虫幼虫蜕皮化石（白色）和卤虫实体化石（灰黑色）构成，而四边则由黑色卤虫实体化石或卤虫附肢细微部分围成。在长方形晶体内，特别明显地有平行长边且相互平行排列的5条线，仔细看，每条线或由1个卤虫实体化石或由两个卤虫实体化石相连构成。这种由卤虫化石构成的平行线段就是我们通常所称的钾石盐的一组的解理。当然，个别卤虫实体化石在长方形晶体内与平行出现者呈斜交或垂直状态。在图版9-12右侧，呈蚯蚓状出现的钾石盐，仔细观察可发现，其由3个卤蝇幼虫蜕皮化石组成。其中，每个卤蝇幼虫蜕皮化石之长向两边都由卤虫实体化石所包围。在图版9-12左侧斜向分布一排长条状钾石盐，它们由白色卤蝇幼虫蜕皮化石与黑色卤虫实体化石相间分布所构成。

七、含石盐钾石盐岩

含钾石盐岩和钾石盐岩发现于鄂尔多斯盆地榆9井、陕钾1井和镇川1井。含钾层位主要为马家沟组马五段六亚段，在陕钾1井马五段四亚段亦见少量分散状钾石盐。钾石盐岩仅赋存于榆9井马五段六亚段中上部，厚仅4cm。在含石盐钾石盐岩中，钾盐矿物除钾石盐外，尚含少量光卤石和钾铁盐。

镜下仔细研究表明，本区钾石盐的产状有5种：其一，分布于石盐中，通常以包裹体形态出现，一般自形或半自形；其二，围绕石盐晶粒构成环边结构，钾石盐为半自形、他形晶；其三，钾石盐与石盐构成粒状不等粒结构，钾石盐多为他形晶；其四，钾石盐特殊颗粒，如扁豆状钾石盐，在高倍镜下其内显不等粒镶嵌结构；其五，钾石盐为部分卤虫粪粒的组成成分。

上述钾石盐不论以何种产状产出，其均由单个卤虫化石或单个卤蝇幼虫化石或卤虫化石和卤蝇幼虫化石共同聚合而成。

图9版-13为含石盐钾石盐岩环状饰边两虫结构。这是本区含石盐钾石盐岩的一种独特的镜下薄片结构。作者所称的环状饰边两虫结构是指围绕石盐大晶粒由钾石盐细小颗粒形成的环边。

环边中除钾石盐细粒外，尚有细粒的红色赤铁矿和硬石膏，这些矿物与钾石盐一起形成镶嵌结构。这里谈及的环状饰边结构中的细小矿物——钾石盐、赤铁矿和硬石膏均以卤虫幼虫蜕皮化石和卤蝇幼虫蜕皮化石以及卤虫实体化石形态出现。其中，赤铁矿多为卤虫实体化石。有时，数个卤虫实体化石堆积于一起，难以辨认单个卤虫形态。这时可以细长尾部和倒“八字”形触角来识别。当然，不完整的卤虫附肢化石碎片也是盐矿物组成的一部分。

本区与钾石盐共生的光卤石产于榆9井马五段五亚段棕红色含钾盐石盐岩中。光卤石，无色，有时为淡玫瑰色，负突起低，二级红绿干涉色，二轴晶正光性。图版9-14为石盐中之多边形光卤石。光卤石中包裹有卤虫附肢所分出的内叶化石（?），这表明，卤虫在光卤石生成中起到了重大作用。

钾铁盐与光卤石产出层位相同。薄片中钾铁盐无色，糙面显著，低正突起，一轴晶正光性，一级灰干涉色，有时略呈蓝灰色异常干涉色。钾铁盐形似锯条状（图版9-15），与方形钾石盐均为石盐之包裹体。在钾铁盐锯齿状一侧可见卤虫无节幼体触角末端的三根感觉毛化石，这与现代卤虫无节幼体触角及其末端的三根感觉毛可对比（图版9-16）。在照片中还可见特征的卤虫附肢上的丝状物化石。

对光卤石和钾铁盐中卤虫微细部分化石研究表明，卤虫与这两种钾盐矿物的成生有着不可忽视的关系。

八、含盐系中粘土矿物

粘土矿物是含盐系中重要组成成分之一。综合研究表明，该区粘土矿物主要为伊利石和绿泥石，高岭石含量少且分布局限，主要见于含盐系之淡化层。

图版9-17为扫描电镜照片中伊利石之片状聚合体。在聚合体中，常见圆形或各种形态之黑色空洞，这表明，聚合体中有卤虫和卤蝇幼虫之管状或筒状之蜕皮化石，而伊利石则以这种蜕皮化石形态而出现。

图版9-18为绿泥石在扫描电镜下之照片，其为自形柱状，主要为卤蝇幼虫蜕皮化石或卤蝇蛹化石，少量为卤虫幼虫蜕皮化石。

研究表明，粘土矿物及其组合主要取决于卤水的成分、盐度和酸碱度。例如，绿泥石和伊利石及其组合产出于马家沟组马五段六亚段中，尤其是富含钾石盐的石盐-钾石盐岩层位中。以往研究认为，含盐系粘土矿物属于陆源碎屑和硅酸盐蚀变之成因，作者根据粘土矿物形态为两虫化石之特征，认为含盐系中粘土矿物当为原生矿物，其成因与盆地生物-水盐体系密切相关。粘土矿物质是蒸发岩环境下的重要产物。