生物成岩作用的机理和途径

6．1．1　生物成岩作用的机理和途径

生物成岩作用主要通过两个途径来进行，一是通过生物体骨骼的直接建造或堆积形成的以生物骨骼为主要成分的沉积体;二是通过生物的生命活动来改变周围水体的水化学条件，从而导致某些化学物质的沉淀析出。

在漫长的地质历程中，曾经堆积了大量的生物骨骼，这些骨骼有些是钙质的，有些是非钙质的。其中由钙质生物骨骼堆积形成的碳酸盐岩最为常见，数量也最为巨大。余素玉(1989)将生物碳酸盐岩形成过程中生物为其提供物质组分的途径归纳为三个，即造粒、造泥和造架。

生物造粒主要是指生物以自己的钙质骨骼遗体直接提供各种粒度的生物碳酸盐颗粒。当然生物骨骼本身是由生物从周围水体和食物中吸取碳酸钙而在其外表或体内分泌成骨骼所致。在漫长的地质历史中，曾有大量的生物通过提供不同粒级的骨骼为生物成岩作用造粒或造屑，其中棘皮动物中海百合类的造粒、造屑最为普遍和明显。而一些不具钙质壳的低等藻类则以另一种方式进行造粒，它们可以吸收水体中的碳酸盐，并将其聚集成各种形状的碳酸盐集合体。

生物造泥的情况与生物造粒相类似。底栖生物的造泥是靠松藻科尸体的分解;而浮游超微生物(如颗石藻)可以直接堆积成碳酸盐泥。一些食泥动物通过消化、排泄作用也提供一部分钙质泥。如海参、多种海胆和海生蠕虫等，在沉积作用进行缓慢处，将一些小生物咀嚼研磨和消化后，吸收其有机质，将磨细的壳质呈泥状排泄出来。此外，大量的生物骨骼在海滩上受水动力的磨蚀，也是钙质泥的重要来源之一。由于生物制造的钙质泥极其微小，所以一般的观察难以区别其是生物成因还是非生物成因。但Lowenstam 和Epstein(1957)根据巴哈马地区安德列斯岛西部方解石化的海松藻和文石泥具有相似的氧同位素比值，认为大部分的灰泥来自藻类。

生物造架主要是通过造架生物分泌钙质骨骼，在原地形成坚固的格架。主要的造架生物包括海绵、古杯、层孔虫、苔藓虫、珊瑚、水螅及一些钙藻。但在不同地史时期和不同的生态环境下，造架生物的种类不尽相同。

由生物的生命活动引起的生物体周边碳酸盐沉积也是十分普遍的。在现代海洋中，海草叶面上常沉淀有一薄层碳酸盐沉淀物。这些碳酸盐沉淀物可能是海生植物光合作用引发的结果。植物在光合作用过程中消耗了周边海水中的CO₂，CO₂的消耗使海生植物周边海水的pH值升高，从而有利于碳酸钙的沉淀。因此，通过生物的生命活动来改变周围海水的水化学条件从而促使某些物质的沉淀是生物成岩作用的另一种重要途径。