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叠层石的环境解释

生活百科叠层石

（一）现代和前寒武纪的差别
现在是解释过去的钥匙，利用现代沉积物来解释类似的古代沉积岩，采用现实主义原则是沉积学领域一个重要的手段 。但是，现代与前寒武纪时间间隔大，沉积作用之间必有着重大的区别：
（1）前寒武纪没有无脊椎动物的捕食和钻孔，因而前寒武纪藻叠层石生长环境不会像现代仅限于宏观动物难以生存的高盐分或其它恶劣环境（Walter,1976） 。潮下带成为藻类生活和活动的有利地区 。
（2）前寒武纪藻类以蓝绿藻为主，在杨庄期－雾迷山期（14—12亿年前）虽出现真核藻类，但仍以原核藻类为主 。非钙质藻与后来的钙质红藻对叠层石的形成发育效果是不同的 。
（3）前寒武纪末期氧含量才迅速增加（Gebepein,1969），前寒武纪氧含量低而二氧化碳含量相对高，从而有利于蓝绿藻的光合作用和发育，同时还原环境（缺氧环境）有利于叠层石的保存而不致于被氧化破坏 。
（4）前寒武纪海水的成分和pH值可能跟现代有差别 。根据硅质沉积物的推测，早前寒武纪的海水中pH值比现代高 。叠层石的胶结作用正常地进行于前寒武纪海水中，但这一现象在古生代中断（Gebelein,1969） 。胶结作用越早越有利于叠层石的生长与保存 。
（5）在燕山西段及邻区，雾迷山期和杨庄期属陆表海环境，海底平坦而稳定，有利于碳酸盐岩和叠层石的形成 。因此，在相差极远的时代应用现实主义原则时应小心谨慎 。环境和时代的不同可能导致叠层石产出状态的差异 。不能套用现代环境模式去解释古代叠层石成因 。
（二）叠层石的环境解释
现代叠层石多见于潮间和潮下带，潮下带也有 。现代潮下带叠层石产地有：Bermuda(Gebelein,1969),Bahamas(Neumnn et al.,1970),Hamelin Pool(Playford and Cockbain, 1976,in Walter,1976） 。潮下带的生物群落似乎由比潮间带同类少并倾向于复杂和较高级的特定种属组成；但在早前寒武纪，较稳定的潮下环境经潮间环境更易导致叠层石的生长和发育（Awramik,1976,in Walter,1976） 。以前认为Shark湾 Hamelin Pool叠层石仅存在于潮间带，但后来发现至少在水下3.5m处存在叠层石，并且有些潮下叠层石平行风向定向 。在百慕大很清的水体中，藻席见于水深50m的礁前斜坡上，大量生长最迅速处通常小于10m 。在巴哈马安德罗斯岛，海岸的最上部（即潮上带）最不适应藻席沉积的发育，主要叠层石沉积起始于中海岸线带，向下越来越发育，向低水位线方向形态由不规则穹状至顶平穹状，而柱状叠层石仅能形成于水下并于适当的深度，核形石是低能产物（Monty,1972,in Bhattacharyya and Friedman,1983） 。然而，Gebelein(1969）认为巴哈马台地Joulters Cays的核形石形成于与叠层石类似的环境，不同的是核形石有较大的周期性紊流存在，核形石存在的最大水深是小于1m处 。同时他还提出，叠层石（狭义的）和层纹石需有一个稳定的基底，在高能的砂质海岸，其冲刷作用和沉积物运动连续不断，完全缺乏叠层石和层纹石 。潮上带仅在风暴期间有水，沉积物薄，风暴过后藻类生长可能产生纹层，但干裂翘曲被冲走，因而真正的潮上环境并不具典型的纹层状沉积（Walter, 1976） 。
S.N.西里比亚科夫和M.A.西米哈托夫（1974，参见沙庆安等，1983）通过对里菲叠层石和现代叠层石的对比研究，认为前寒武纪的叠层石大多数是在潮下带形成的，到显生宙由于捕食运动和钻孔动物的发展，造叠层石的藻类才被赶到特殊的生态环境里，叠层石的种类和数量也相应减少，致使潮间带叠层石才日益占据重要地位 。Serebryakov(1976,in Walter,1976）并认为西伯利亚Omakhta Suite沉积韵律中（里菲期）的柱状叠层石被层状叠层石取代可能与盆地逐渐变深有关 。Awramik(1976,in Walter,1976）认为加拿大Gunflint叠层石形成于潮下带，常有搅动作用，水体富含硅质，环境影响微生物的同时也影响了叠层石的形态 。锥柱状叠层石与波痕、交错层理、层内砾屑岩、鲕粒等高能构造共生，反映其沉积时水体动荡（Donaldson,1976,in Walter,1976;Swett和Knoll, 1985） 。Collinson和Thompson(1982）认为含不连续同心纹层的核形石是在安静条件下藻类粘结沉积物而成，偶而有高能事件将核形石旋转并在另一侧生长 。他们还提出前寒武纪叠层石形成的必要条件仅仅是有水有阳光 。Grey and Thorne(1985）将西澳大利亚Duke Creek白云石（200Ma）的柱状叠层石解释为泻湖-潮下环境，纹层状叠层石为潮间环境 。赵澄林等（1977,1979）提出由潮下向潮上带叠层石的形态依次为层状—波状—锥、柱状—波状—层状，反映环境能量由低—高—低，波基面以下的潮下低能带，由于水体较深，光合作用弱，藻叠层不发育 。

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