摘要
热海地热田位于印度板块和欧亚板块之间,火山热泉活动发育,是腾冲火山地热区中最大的地热田之一。研究区富硅高温(>85℃)氯碱型(Na-HCO_3-Cl;p H≈9)热泉分布广泛,主要沉积硅质沉积物。硅质泉华沉淀会埋藏生长在热水环境的微生物及植物碎屑,形成独特的硅华“生物相”相关的结构特征。针对这些记录着与生物有关的独特硅华结构特征研究,可为探索古微生物如何保存在极端地质环境中提供可靠的参考依据。因此,本次研究主要集中于热海鼓鸣泉和眼镜泉富微生物硅质泉华的岩石学、矿物学特征及热水水化学特征,结合前人有关硅华中生物保存特征的数据,综合分析了热泉-硅华-微生物关系及影响硅华中生物特征保存质量的因素,为了解极端环境古生命保存提供依据。此次研究首先对研究区进行了温度梯度相的划分,鉴别了三个沉积相温度环境及9个硅华沉积结构,温度梯度相包括高温热泉环境(>75℃);中低温热泉环境(约75℃-45℃);低温硅华裙环境(80℃),氯碱型(Na-HCO_3-Cl;p H≈9)水,富含HCO_3~-、Cl~-、Na~+、K~+离子;(2)不同硅华沉积位置的“生物相”特征具有差异,很大程度上受热液流体化学组分、温度及微生物控制;(3)研究区生物结构形态保存质量主要受由时间控制的成岩作用影响,随着成岩成熟度逐渐增高,部分微生物结构形态特征逐渐趋于消失;(4)相较于其他典型现代硅华沉积-成岩矿物相,研究区硅华二氧化硅矿物相缺少二氧化硅过渡相:Opal-CT相及Opal-C相,明显识别出早期沉积Opal-A相,及成岩成熟度最高的结晶石英相,这种短时间内相的缺失会导致生物形态识别变得困难;(5)研究区沉积的硅华持续受到酸性热蒸汽作用,形成高岭石、云母等热液蚀变粘土矿物,特别是热液蚀变普遍发生在Opal-A沉积期及结晶石英颗粒表面,表明这种蚀变作用导致的生物结构特征的缺失很可能在硅华沉积最早期就已经发生,并在整个成岩-埋藏阶段持续,相比世界典型热泉环境,其蚀变程度更强。此次研究,在划分研究区热温度梯度相的基础上,不仅详细阐述了硅华岩石相特征,探索了热泉-硅华-微生物关系,而且还详细描述了硅华中保存的生物结构特征,解释了影响硅化生物保存质量的因素。将本研究与世界典型地区硅华沉积的微生物特征做了对比,为热泉环境作为早期地球环境古生命生长类似环境研究提供了证据。