叠层石地质史

世界上最古老的叠层石发现于非洲南部的布拉瓦约白云岩(Bulawayo Dolomite)中。同位素年龄为28亿年左右，是层状-层柱状的叠层石。不分叉柱状叠层石开始出现于25-27亿年的地层中，以Conophyton类型为主。分叉的柱状叠层石繁盛于20亿年前到6.8亿年前，以后随着后生动物的繁荣而急剧衰落。中奥陶世以后，多为小型分叉叠层石，一般不形成大块礁体。

叠层石命名采用双名法。在分类级别上可使用独特的类(type)、亚类(subtype)、超群(supergroup)、群(group)、型(form)五级分类系统。

Tungussia Semikhatov(通古斯叠层石) 柱体呈块茎状或不规则假圆柱状，母柱体粗大，从母柱体上长出众多的子柱体(可以是5-10个子柱体)。子柱体可以是斜向生长，也可以横向生长。有时在横向或斜向生长的子柱体又长出向上生长的次一级子柱体、形成屈膝状。基本层为不规则拱形，可具环檐，局部具体壁。主要产出时代为13.5亿年前至5.7亿年前。

①蓝藻藻丛的生长发育;

②有一定数量的细小沉积颗粒供蓝藻的胶鞘粘附;

③水底的底流不太强烈，水底物质的位置相对稳定;

④叠层石增长速度大于它的剥蚀速度;

⑤叠层石在生长过程中应迅速得到固结，否则就会垮塌，不能具备形态学特征。

古代叠层石主要保存于石灰岩、白云岩中。在燧石层、磷块岩、铁矿中，甚至砂岩中也可发现叠层石。

研究叠层石的成因必须从研究现代叠层石入手。它们主要是层纹状叠层石，头状的柱叠层石，球状叠层石等。在温泉中还可发现蓝藻所形成的近乎锥状叠层石的构造。

现代叠层石主要生长于潮间带。生活于水下，但可露出水面。水体可以是正常海水、亦可以是咸化或淡化泻湖。

基本层又叫生长层，是构成叠层石体的基本单元。它通常由暗层及亮层两部分组成，藻类生活状况及自然条件的周期变化形成叠层石的原生亮暗层理。

叠层石的基本层形态有两种主要类型:①拱形基本层;②锥形基本层。

柱体形态主要受基本层形态的控制，同时受环境影响。根据柱体自上而下直径的变化，柱体形态可以分为两种基本类型。一是圆柱状或次圆柱状柱体，柱体直径自下而上无显著变化。

二是杯状或茎块状柱体，柱体一般较短，基部很窄，向上很快不断地增宽。

根据Walter(1983)的统计，已知在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙的叠层石，其年龄都在25亿年以上。

现代叠层石主要分布于北美巴哈马群岛和西澳大利亚沙克湾(Shark Bay)。

最古老的叠层石发现于踞今约28亿年前的南非布拉瓦白云岩中。不分叉的叠层石出现在距今25-27亿年前，分叉的柱状叠层石主要繁盛于20亿年前到6亿年前，随后逐渐衰落。现代的叠层石主要分布在北美巴哈马群岛和西澳大利亚沙克湾。我国最著名的叠层石产地是天津蓟县国家地质公园，那里叠层石非常壮观，甚至整座山都是叠层石。我国北方很多地方都分布有中新元古代的沉积岩，那里都有可能找到叠层石，如北京的房山区的西部，昌平的南口。

2017年2月 26日，重庆酉阳古生物调查组在酉阳板溪镇附近，发现了面积约1.8平方千米的寒武纪叠层石。据悉，去年10月酉阳后坪乡也曾发现叠层石，而此次发现是重庆境内的第二次发现。

叠层石，即蓝藻，是靠光合作用自养的。由于光合作用，这种一度统治了地球的生物产生了大量的氧气。

而当时地球的海洋里有大量的铁元素。铁被氧化后便从水中分离出来，沉积在海底，经过数百万年形成了如今的各大铁矿 。

叠层石最大的功劳却不是"成铁"，而是产生了地球大气中约21%的氧气。

在这些晦暗的石头上，充满了生命，每平方米的岩石上生活着36亿个微生物，它们在释放氧气。花了20亿年的时间，大约40%的地球历史，大气中的氧含量才接近20%。

海洋中所含的铁并不能阻止氧气浮出海面。在这些铁元素被氧化殆尽后，几乎覆盖了所有海洋浅滩的叠层石一如既往的产生着大量的氧气。当这些氧气破水而出时，地球不再是一颗被火山气体覆盖的星球，而是一支焕然一新的宜居的生命的摇篮。

可以说是叠层石产生的氧使地球适宜孕育更多的高等生命，它为此后的生物进化扫清了大气无氧的障碍，为生命史的下一章也是更复杂的一章铺平了道路。

可以说，叠层石默默工作20亿年，是地球能够进化出复杂生命的关键。

由于含CaO较高，MgO适量，多在2%左右，因此是较好的熔剂灰岩和水泥原料。此外由于表面有特殊的叠层石纹层，因而常用于建筑装饰面料。

【鉴别特征】表面有凹凸不平各种形状的叠层石。

【产地】河北蓟县;内蒙古武川。

浅灰色、浅黄色。表面凹凸不平，具各式纹层。质地坚硬。密度2.7g/cm。抗压强度100~150MPa。叠层石灰岩CaO含量较高，通常为48%~50%，但SiO2含量也较高，于2.4%~8.6%之间，加酸起泡。

主要成分为方解石(CaCO3)，约占80%以上，其次为少量白云石、玉髓、海绿石。碳酸盐成分是受蓝绿藻丝状体所分泌出的胶状黏液控制，使其所捕获的各种漂移的灰泥球粒在表面上呈叠层状、球状、掌状等富屑纹层，因而使石灰岩具粒屑结构、残余生物结构以及叠层构造、块状构造和隐藻类构造等。