全 文 ：仙掌藻的文石质骨骼及其变化
沙 庆 安
(中国科学院地质研究所 )
仙掌藻 (H a l im ed e)生长在暖水中 , 在南
海珊瑚礁区水深 7 米以内均可见到 。 其碎屑是
珊瑚礁 、 礁岩及礁区松散堆积物中的常见组分 ,
因而具有造礁意义 。 在水动力作用下 , 它的钙
化小节片易于破碎 , 并进一步粉碎成砂 、 粉砂
或泥 。 它在一些地区被认为是碳酸盐砂或泥的
主要提供者 ( C l o u d , 1 9 6 2 ; F o l k , 1 9 6 9 ) , 并
沉积于一定的环境中 , 如礁后泻湖或礁体波影
区 。 由于它们所具有的生物学和地质学意义 ,
已成为海洋生物学和地质工作者所共同注意和
研究的对象。
刁之文通过扫描电镜对仙掌藻钙质 “ 骨骼 ”
微细结构初步观察的结果 , 特对其出现在古代
岩石中的微细结构变化进行此较讨论 。
一 、 仙掌藻文石质骨骼特征
研究样品来自西沙群岛金银岛 , 为原节仙
掌藻 ( H a l i m e d e i n e r a s s a t e E l l i s L a m x ) ,
其节片均钙化 , 由 X 一射线粉晶鉴定 , 为 单 一
的文石质组成 。 它的髓部藻练和表皮层有机质
膜均保存完好 。 我们任选一个节片剖开 , 由皮
层向髓部进行了扫描电镜观察 。
1
. 皮层
所用原节仙掌藻的节片一般长 3毫米左右 ,
表皮为一层有机质薄膜包裹 。 皮层厚约 1毫米
左右 , 囊胞整齐排列 , 其直径约 30 微米 , 共间
的钙质壁厚 2一 5微米 , 均由文石组成 。 文石呈
长圆柱状 , 两端浑圆 , 长约 5 微米 , 道径约 1
微米 , 排列整齐或少交叉状 。 晶间间隙明显可
见 。 这些文石被碎解开来就是碳酸盐泥 (或灰
泥 ) 的部分原始物质 。 应当注意的是 , 每个文
石颗粒的两端都呈浑圆的圆柱结构 , 很容易被
看成是由于溶解或磨蚀造成的 。 这在认识分辨
碳酸盐泥的组成时是不可忽视的 。
2
. 髓部 (中央核部 )
髓部可见到藻练大致呈纵向松散排列 , 常
呈交叉状 。 髓部一些部位常有文石丛生 , 它与
皮层的文石不同 , 文石晶体呈顶端平整的长柱
状 , 长10 微米左右 , 道径约 0 . 5微米 ,排列不规
则 , 也不及皮层部分紧密 。
由此可知 , 在原节仙掌藻的不同部位生长
的文石晶体和大小并不相同 。 因而它作为碳酸
盐泥 (灰泥 ) 的部分原始来源物质 , 所提供的
文石也是不同的 。 就其数量来看 , 组成皮层的
文石要士匕髓部的文石多得多。 仙掌藻的砂级颗
粒 , 由于具有特殊的组织结构形态 , 因此在显
微镜下易于辨认 。有关仙掌藻的某些微细结构 、
钙化特点和生态环境 , 有人已做过简耍综述报
道 。
这里顺便提及 , 由于仙掌藻的骨骼文石细
小 , 因此在一般光学显微镜下 , 对现代和全新
世岩石中的仙掌藻进行薄片观察时 , 其钙质骨
骼全被认为是粒状结构。 至于古代所见的 , 确
由粒状方解石组成的骨骼碎屑 , 则是由文石转
化而来的 , 并非原始结构。
二 、 仙掌藻骨骼文石 的变化
构成仙掌藻骨骼的文石 , 属不稳定矿物 ,
它将随着时间的推移和环境的变迁而转化成方
解石 。 在西沙群岛现代松散堆积物和海滩岩中
的仙掌藻屑现仍为文石质的 〔 1 ) 。据我们所见 ,
永兴岛第三系礁岩中的仙掌藻屑则为方解石质
的 , 并呈明显的 5 微米左右的柱状结构 , 这是
文石向方解石转化作用的产物 。 有关文石生物
一 2 0一
骨壳向方解石转化的实例确实很多 (如腹足类 、
瓣鳃类和珊瑚等) , 一般情况下都转化成大晶
粒的方解石 ; 而仙掌藻文石转化却不同 , 均呈
5微米左右的晶粒 , 胞间 、 髓部间隙可为稍粗
~
淤圈
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仙掌藻钙质骨骼结构的不同变化现
象示意图
A
. 未经变化的节片 , 均由文石
(柱或针状 ) 组成
B
. 经转化作用 、 胞间 、 髓部充填
方解石胶结物 , 节片部分的文
石转化为隐一微晶方解石
C
. 经白云化作用 、 胞间、 髓部充
填白云石 , 部分或全部节片被
白云石交代 , 原始结构逐渐消
失
的方脾石充旗胶结 , 故其原始组织结构仍可辨
认 。 _ 它们有时也可以因白云化作用而成白云质
的 , 如永兴岛第兰系礁岩中所见 , 这时其原始
组织结构将部分地或圣部地消失 。 下图表示了
遭受不同变化过程的显微结构特点 。
可见 , 如同观察其他生物骨壳结构一样 ,
在识别以前的生物结构特征时 , 耍考虑到它所
可能经历的变化 。 而这些不同的变化分别指出
了它所遭受的坏境变迁过程 。 显然 , 这比单纯
依靠沉积物或岩石颗粒组分来确定沉积一 成 岩
环境将更为可靠而圣面 。
一 、 虽然目前对仙掌藻骨骼的长柱状 (或针状 )
文石晶体向等轴粒状方解石转化的机制尚不了
解 , 但事实说明 , 这些晶体的转化作用是向它
最小表面积及最稳定的结构形态变化的 。 据此
可以分析 , 如果当初不同来源的细小的柱状或
针状文石晶体 (或文石泥 ) 确实为泥晶灰岩提
供了大量原始物质的话 ,人们就不难理解 , 古代
大量出现的泥晶灰岩为什么都呈小于 5 一 10 微
米的均匀的粒状方解石结构特征了 。
如前所述 , 仙掌藻具有明显的造礁意义 。
其丈石质骨骼的碎解和转化 , 在沉积 、 造礁成
岩过程中是显而易见的 。 因此在剖析生物礁岩
石学特征时 , 应对各类造礁生物骨壳的成岩作
用进行细致的研究 , 以获得较全面的认识 。
A R A G O N I T E
一
S K E L E T S O F T H E H A L I M E D E A N D I T S C H A N G E
S h a G i n g
a n
( I n s t i t u t e o f G e o l o g y , A e a d e m i a S i n i e a )
A b 吕t r a e t
I n t il i s P a P e r , t五e m i e r o 一 s t r u e t u r e o f l i m e 一 s k e l e t s o f t h e H a l i m e d e o b s e r v e d
b y s e a n n i n g e l e e t r o
一 m i e r o s e o P o i s d e s e r i b e d , a n d i t s m i e r o s t r u e t u r e e h a n g e i n a n e -
1e n r r ` . c k s 1 5 a l s o e o m P a r a t i v e l y d i , e u s s e d b y t h o a 双 t h o r .
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