Métodos paleontológicos
Los fósiles micropaleontológicos son el pilar de la investigación paleolimnológica. El análisis de microfósiles tradicional se basa principalmente en el análisis cualitativo de "fósiles estándar" y combinaciones de géneros y especies, y juega un papel importante en la identificación de la bioestratigrafía precuaternaria y los ambientes sedimentarios generales. Sin embargo, este método de análisis cualitativo no puede cumplir con los requisitos de la investigación cuantitativa en paleolimnología, por lo que utilizamos métodos de análisis cuantitativo para discutir los microfósiles.
El contenido del análisis cuantitativo incluye la abundancia, diferenciación, dominancia y diversas proporciones de taxones fósiles, como conchas de doble válvula/conchas de una sola válvula, larvas/adultos, etc. Liu Chuanlian et al. (1993) enriquecieron enormemente la información paleoambiental proporcionada por los grupos fósiles de cualitativa a cuantitativa, pero las estadísticas cuantitativas plantean nuevos requisitos para la tecnología de micropaleoanálisis. Por ejemplo, las muestras de rocas deben estar completamente dispersas para obtener una imagen completa de los grupos fósiles. ; grupos de fósiles Deben clasificarse por tamaño para facilitar las estadísticas.
1. Riqueza
La abundancia de fósiles generalmente se considera un signo de la tasa de sedimentación. Cuando las tasas de sedimentación son altas, la dilución de los sedimentos puede reducir la abundancia de fósiles. Por supuesto, lo que afecta a la abundancia son las condiciones nutricionales de la biota y las condiciones de enterramiento del conjunto de fósiles, no sólo la tasa de sedimentación. Cuando se forman sedimentos lacustres, suelen ser ricos en nutrientes y fósiles en las zonas cercanas a la costa de los lagos, mientras que en las zonas de aguas profundas de los lagos hay pocos organismos bentónicos debido a la falta de oxígeno y la desnutrición.
2. Grado de diferenciación (S y HS)
La diversidad simple (S) se refiere al número de especies de un determinado tipo de fósil en la muestra; no solo refleja El número de especies también refleja la uniformidad de la distribución individual entre las especies, y se puede obtener mediante la siguiente fórmula:
Paleolimnología y condiciones de fuente de hidrocarburos de las cuencas petrolíferas cenozoicas frente a las costas de China.
Donde: HS es el grado diferencial compuesto; Pi es la proporción de los números del grupo I con respecto a todo el grupo.
La diversidad de ostrácodos puede reflejar cambios en la salinidad y la profundidad antiguas.
3. Varias proporciones
(1) Bivalvo/univalvo
Esta proporción puede reflejar la tasa de sedimentación y la fuerza de la fuerza hidrodinámica. En términos generales, cuando la tasa de sedimentación es alta, los organismos se entierran rápidamente después de la muerte y los ostrácodos se conservan en su mayoría como conchas de doble válvula, pero cuando la tasa de sedimentación es baja y la superficie del fondo es dura, las válvulas de la concha de los ostrácodos se separan fácilmente en; preservación monovalvular. Por supuesto, diferentes tipos de ostrácodos tienen diferentes grados de bisagra, por lo que debes prestar atención al usarlos. Donde la fuerza hidrodinámica es fuerte, los ostrácodos se transportan principalmente, siendo las conchas de una sola válvula la especie dominante. En lugares con fuerzas hidrodinámicas débiles, las conchas de bivalvos son las especies dominantes enterradas in situ.
(2) Larva/adulto
Este valor puede utilizarse como uno de los indicadores de si el fósil de ostrácodo está enterrado in situ o ex situ. El nacimiento de adultos y larvas de ostrácodos es sin duda un signo de entierro in situ.
(2) Entierro fósil de ostrácodos
Los ostrácodos se ven afectados por una serie de efectos físicos, químicos y biológicos desde el nacimiento, la muerte, el entierro hasta la fosilización. Estos efectos no sólo conducen a cambios en la cantidad de fósiles, la población y la estructura comunitaria, sino que también reflejan la distribución de los ostrácodos en los estratos y las características de preservación de las propias conchas. Por lo tanto, cuando se utilizan datos fósiles para inferir el entorno del antiguo lago, además del análisis cuantitativo completo anterior, también es necesario estudiar el proceso de destrucción, transporte y entierro final de conchas biológicas, y estudiar el papel de los grupos enterrados en la Proceso de formación de petrificación, metamorfismo o meteorización para corregir el conjunto fósil desde el aspecto de enterramiento. Al mismo tiempo, el proceso de enterramiento hace que se pierda la información ecológica contenida en el grupo fósil, pero a cambio gana información sedimentológica. Según el patrón de distribución y las características de preservación de los fósiles en el estrato, se puede extraer información diagenética sedimentaria. En concreto, incluye dos aspectos: el aspecto de la concha y el estado de conservación.
1. Apariencia de la concha
(1) Patrón de distribución de las capas
La observación de la aparición de ostrácodos puede proporcionar evidencia del entorno de depósito, como los fósiles de ostrácodos. en filas en los estratos es prueba de la rápida acumulación de sedimentos, y el llenado de fósiles de ostrácodos en grietas de lutita refleja los rápidos cambios en el ambiente de depósito.
(2) Concha de una y dos válvulas
La preservación de las conchas de una y dos válvulas es otra característica importante de los fósiles de ostrácodos, que se relaciona principalmente con tasa de sedimentación e hidrodinámica relacionada con la intensidad. Si la velocidad de sedimentación es lenta o la fuerza hidrodinámica es fuerte, predominarán las conchas de una sola válvula; si la velocidad de sedimentación es rápida y la fuerza hidrodinámica es débil, se conservarán principalmente las conchas de doble válvula; Por supuesto, durante el proceso de procesamiento de la muestra, la proporción de conchas de doble válvula y de una sola válvula también se verá afectada. Las dificultades de dispersión de las conchas de diferentes géneros y especies también son diferentes, por lo que se requiere precaución al aplicar.
(3) Relleno de concha
El relleno de concha es una característica de la conservación de fósiles de ostrácodos precuaternarios. La presencia y el tipo de rellenos reflejan diferentes condiciones del agua sedimentaria, y diferentes grados de cristalización del mismo relleno representan diferentes etapas diagenéticas.
2. Condiciones de almacenamiento
(1) Color de la concha
Las conchas de los ostrácodos vivos suelen ser blancas, incoloras, translúcidas o de color amarillo claro. Por lo tanto, los fósiles de ostrácodos son en su mayoría de colores claros o blancos. Sin embargo, en los estratos también se pueden ver fósiles de ostrácodos negros, grises y rojos, cada uno con su propio origen. Por ejemplo, el color negro proviene de pequeños cristales de pirita, que reflejan el ambiente reductor en los sedimentos, mientras que el color rojo o naranja generalmente es causado por la disipación de hierro o fosfato en el ambiente oxidante expuesto a la superficie del agua, lo que tiene importancia rectora para el estudio de los sedimentos. ambiente diagenético.
(2) Concha grande y concha pequeña
Los ostrácodos generalmente alcanzan la edad adulta después de ocho metamorfosis, por lo que un ostrácodo maduro debe tener una concha adulta (concha grande) y ocho conchas juveniles (conchas pequeñas). ).
Pero la proporción de conchas grandes y pequeñas en una muestra es variable y se ve afectada por una variedad de factores durante la historia de vida y la tafonomía de la especie, incluida la deglución y el transporte. Por lo tanto, esta relación también puede utilizarse como base para el análisis paleoambiental.
(3) Integridad del caparazón
Los daños físicos, químicos y biológicos destruirán el caparazón del ostrácodo, y las formas de daño varían. Tras la identificación, también puede proporcionar información sobre hidrodinámica, saturación de carbonatos, cadena alimentaria, etc., de modo que fragmentos fósiles no identificados también pueden servir para análisis paleoambientales.
El campo de la investigación de los entierros de fósiles de ostrácodos es muy amplio. Además de lo anterior, la proporción de individuos masculinos y femeninos en el grupo fósil, la proporción de lóbulos cerebrales izquierdo y derecho, la proporción de caparazones normales y malformados, etc., pueden explicar el entorno de depósito en diversos grados.
(3) Análisis de la fase del polen
El estudio de la materia orgánica granular dispersa en el sedimento mediante la observación microscópica del procesamiento de muestras y el análisis del esporopolen se denomina análisis de la fase del esporopolen. A través de este análisis, podemos determinar la naturaleza y origen de estos clastos orgánicos. La combinación y abundancia de clastos orgánicos obtenida con base en estadísticas de identificación no solo puede explicar las condiciones ambientales para la formación de sedimentos, sino también indicar el potencial de generación de hidrocarburos de los estratos sedimentarios. . Por lo tanto, el análisis de palinofacies se considera un método eficaz para evaluar rocas generadoras y analizar ambientes deposicionales.
Los objetos de identificación microscópica del análisis de fase del esporopolen incluyen tres tipos con diferentes orígenes y morfologías: microfósiles orgánicos de pared, restos vegetales y materia orgánica amorfa. Los microfósiles de pared orgánica se refieren a microfósiles que son resistentes al tratamiento con ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico, y sus paredes exteriores están compuestas de β-caroteno quitinoide y ésteres de caroteno. Incluyen principalmente esporas de plantas, polen (de plantas terrestres dentro y alrededor de la cuenca) y organismos basados en plancton (principalmente del agua sedimentaria). Los detritos vegetales se refieren a materia orgánica sedimentaria con estructura morfológica. Bajo el microscopio, es de translúcido a opaco y puede ser concha, madera, carbón o una sustancia inerte. Los detritos vegetales proceden principalmente de plantas terrestres de la zona de captación. La materia orgánica amorfa se refiere a la materia orgánica sedimentaria sin una estructura morfológica determinada. Bajo el microscopio, son en su mayoría partículas irregulares con bordes gradualmente borrosos, formando coágulos o flóculos. La mayor parte de la materia orgánica amorfa es causada por el fitoplancton, que no tiene tejido de soporte para resistir la descomposición. Se produce en la zona fótica de la superficie del agua y crece y se reproduce muy rápidamente. A menudo es el componente más importante de la producción biológica del lago.
Los clastos orgánicos sedimentarios pueden tener diferentes esquemas de clasificación y denominación (Wang Kaifa et al., 1989). La clasificación y denominación propuesta por Tyson (1989) se muestra en la Tabla 3-3.
Tabla 3-3 Clasificación y denominación de desechos orgánicos sedimentarios
(4) Análisis de fitoplancton
Los objetos de análisis se refieren principalmente al análisis de microfósiles orgánicos de pared. Se observaron tipos de fitoplancton, incluidos dinoflagelados marinos, dinoflagelados no marinos, algas verdes de agua dulce y coccidias pertenecientes a especies sospechosas. El fitoplancton es una flora in situ de las aguas, y su ascenso y descenso están directamente controlados por los factores ambientales del propio cuerpo de agua, como la salinidad, los nutrientes, la luz, la temperatura, etc. Por tanto, los fósiles de fitoplancton conservados en registros sedimentarios pueden proporcionar evidencia directa para el estudio de paleoambientes.
La mayoría de los dinoflagelados modernos pueden adaptarse a una variedad de entornos acuáticos, desde océanos hasta agua dulce. Obviamente, los dinoflagelados como grupo pueden adaptarse a cambios ambientales tan grandes, pero para algunos géneros y especies, solo pueden adaptarse a una determinada temperatura o salinidad. Por tanto, las especies o biota de dinoflagelados son diferentes en océanos, mares poco profundos, agua salada y agua dulce. En general, la biota de dinoflagelados está muy diferenciada en los océanos tropicales y subtropicales, pero menos diferenciada en latitudes altas y en agua dulce, y tipos individuales prosperan más comúnmente en ambientes de agua dulce y salobre. Hongos de roya modernos. Vitis spp. y Bifidobacterium spp. Generalmente vive en ambientes de agua dulce. Xu Jinli et al. (1993) dividieron los fósiles de fitoplancton de la Formación Shahejie en la Depresión Dongying en dos categorías según sus características ecológicas. Una es agua salada, compuesta principalmente por cocolitos y dinoflagelados; la otra es agua dulce, compuesta por algas verdes y fuentes sospechosas. Desde el punto de vista de la distribución, el agua salada se distribuye ampliamente, especialmente en el centro de la depresión, mientras que el agua dulce se distribuye principalmente en el borde de la depresión. La expansión y contracción de los lagos antiguos puede manifestarse por cambios en el contenido de dos tipos de algas. El antiguo lago Dongying experimentó tres ciclos de expansión y contracción durante el período de deposición de la Formación Shahejie. La etapa de expansión de los lagos antiguos está marcada por un aumento en la abundancia de dinoflagelados, y la etapa de contracción está marcada por un aumento en la abundancia de algas de agua dulce (Figura 3-1). Por lo tanto, el análisis del fitoplancton es muy eficaz para estudiar las fluctuaciones del nivel del agua del lago, los cambios en la costa del lago y la distribución de la escorrentía hacia el lago.
Algunas especies de fitoplancton moderno se reproducen en grandes cantidades en un corto período de tiempo en ambientes adecuados, especialmente en cuerpos de agua eutróficos, a lo que se les llama "floraciones de algas" o "floraciones de algas". Su gran presencia puede cambiar el color de la superficie de grandes áreas de agua, provocando hipoxia en las aguas superficiales y provocando la muerte masiva del plancton. Un ejemplo típico es la "marea roja" en los océanos modernos causada principalmente por dinoflagelados. A veces ocurren situaciones similares en los lagos modernos. En determinadas condiciones, el fitoplancton se reproduce rápidamente, alcanzando incluso el nivel de "floración de algas". En realidad, esto se debe a la alta productividad del cuerpo de agua. Los intervalos ricos en algas conservados en secuencias sedimentarias pueden servir como registros verdaderos de la presencia y "explosión" de cuerpos de agua altamente productivos. La principal característica de estas capas ricas en algas es una proporción anormalmente alta de fitoplancton y polen (Xu Jinli et al., 1993).
(5) Análisis semicuantitativo de trazas de fósiles y estructuras de bioturbación
Las trazas de fósiles han sido durante mucho tiempo herramientas muy útiles en la correlación estratigráfica, la paleoecología y el análisis paleoambiental, pero en los últimos años se ha se convirtió en un análisis semicuantitativo de estructuras bioturbadas.
A través del estudio de los "tejidos relictos" en los estratos sedimentarios se puede determinar la clasificación de las estructuras de bioturbación y luego analizar semicuantitativamente los indicadores de las estructuras de bioturbación (Taylaor et al., 1993), que son el contenido de oxígeno en el fondo del antiguo cuerpo de agua del lago y la estratificación del cuerpo de agua El fenómeno proporciona una fuerte evidencia. Tres condiciones ambientales con diferentes concentraciones de oxígeno disuelto pueden tener conjuntos de trazas fósiles correspondientes (Wang, 1993).
Figura 3-1 La relación entre la abundancia relativa de algas fitoplancton y los cambios en el nivel del lago en la Formación Shahejie de la Depresión Dongying
El ambiente oxigenado es adecuado para la supervivencia de varios organismos . Hay una variedad de rastros de fósiles en los sedimentos formados en tales condiciones, con diferentes tamaños de poros y diferentes profundidades de inmersión, lo que muestra una diversidad obvia. Hay organismos que se alimentan directamente de la materia suspendida en la columna de agua y también hay organismos que se alimentan de sedimentos. la biología. Cuando la concentración de oxígeno de los sedimentos o del agua de los poros cae a un ambiente anóxico, la biodiversidad de los sedimentos empeora significativamente, el diámetro y la profundidad de los poros biológicos se vuelven significativamente más pequeños y dominan los organismos que se alimentan de sedimentos. En este momento, generalmente se pueden formar dos tipos de conjuntos de rastros de fósiles. Algunos organismos bentónicos que son muy móviles y itinerantes pueden formar diversos rastros de pastoreo a través de sus procesos de búsqueda y alimentación. Estas marcas de desnatado pueden ser migración superficial o migración intracapa. Cuando el contenido de oxígeno en el fondo del cuerpo de agua disminuye aún más, lo que hace que la interfaz redox en el agua de los poros del sedimento se eleve por encima de la interfaz de sedimentación, incluso si el fondo del cuerpo de agua es severamente hipóxico, ya no es posible para los organismos bentónicos. sobrevivir, por lo que el sedimento se vuelve fangoso o la estructura en capas está bien conservada. Al mismo tiempo, a medida que disminuye el contenido de oxígeno, el contenido de carbono orgánico en el sedimento y el color del sedimento cambian. Estos marcadores se pueden utilizar junto con los conjuntos de fósiles de biotrails mencionados anteriormente para identificar las condiciones redox en el fondo del cuerpo de agua en ese momento (Wang, 1993).
Existen muchos métodos de análisis semicuantitativos para trazas de fósiles, y el método del índice de estructura de bioturbación se utiliza comúnmente. La Tabla 3-4 enumera el índice de estructura de bioturbación utilizado por Taylor (1990). Este programa clasifica el desarrollo de estructuras traza fósiles en función de la densidad, diferenciación, superposición y claridad del tejido sedimentario primario de cuevas protegidas, lo que lo hace adecuado tanto para rocas heterogéneas completamente bioturbadas (100%), como también para rocas homogéneas completamente perturbadas. .
Tabla 3-4 Tabla del índice de estructura de interferencia biológica (IB)