Abstract

In this study, we identify endolithic microbial borings preserved as fluid inclusions in Pennsylvanian and Permian brachiopods from the subsurface of western Kansas. Endolithic microbial boring is a new biologically controlled mode of formation for inclusion vacuoles. The microborings are preserved as three types of linear, curved, and branched arrays of tubular fluid inclusions, each with a distinct diameter. Each of the thousands of microborings observed in 60 brachiopod fragments has changed shape by forming calcite partitions that have divided the original tubules into separate aligned fluid inclusions. On average, only 35% of the original lengths of the microborings are preserved as fluid inclusions; values range from less than 5% to about 85%. Enlarged diameters of inclusions, variable vapor-to-liquid ratio in paired inclusions, and low salinities of inclusions indicate that closed-system necking down is one of the mechanisms responsible for alteration of the microborings. Preservation of parallel walls, fillings with luminescent calcite and high salinity of included fluid indicate that open-system cementation is the other mechanism responsible for alteration of the microborings. As most inclusions have leaked and refilled or stretched during thermal re-equilibration, these fluid inclusions are not particularly reliable as records of diagenetic history. The linear arrays of fluid inclusions that remain after alteration of the original microboring are excellent as trace fossils of microbial activity. The record preserved here indicates how fluid-inclusion techniques can be applied to identify and determine the timing of entrapment of microbial trace fossils in ancient Earth and extraterrestrial materials.

Abstract

Dans ce travail, nous identifions des forages endolithiques effectués par des microbes, préservés sous forme d’inclusions fluides dans des brachiopodes d’âge pennsylvanien ou permien provenant des roches enfouies de l’ouest de l’état du Kansas. De tels forages endolithiques microbiens constituent un nouveau mode de formation régi biologiquement d’inclusions vacuolaires. Les microforages sont conservés en agencements linéaires, courbes or branchés d’inclusions fluides tubulaires, chacun avec un diamètre distinct. Chacun des milliers de tels microforages observés dans 60 fragments de brachiopode a changé de morphologie suite à la formation de cloisons de calcite qui divisent le microtube en inclusions fluides alignées. En moyenne, seulement 35% des longueurs originelles des microforages ont été conservées sous forme d’inclusions fluides; les valeurs en fait varient de moins de 5% à environ 85%. Les diamètres élargis des inclusions, un rapport variable de phases vapeur à liquide, et une faible salinité de la phase en occlusion indique qu’une atténuation du microforage en système fermé est en partie responsable de l’altération des microforages. La préservation de parois parallèles, un remplissage avec la calcite luminescente, et une phase fluide incluse à salinité élevée indiquent plutôt une cimentation en système ouvert comme mécanisme d’altération. Parce que la plupart des inclusions ont subi des fuites et ont été remplies de nouveau ou étirées lors d’un ré-équilibrage thermique, ces inclusions ne sont pas des indicateurs tout-à-fait fiables de l’évolution diagénétique. Les agencements linéaires d’inclusions qui restent après l’altération des microforages originels fournissent d’excellents indicateurs fossiles d’une activité microbienne. Les vestiges décrits ici montrent comment les techniques d’étude des inclusions fluides peuvent fournir une identification et une détermination de la relation de temps de piégeage de ces traceurs microbiens fossiles dans les matériaux anciens terrestres ou extraterrestres.

(Traduit par la Rédaction)

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