叠层石(stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种"准化石",是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝细菌等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用,从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状,如扣放的一叠碗,故名。
叠层石的基本构造单位叫基本层,一般为弧形或锥形。基本层构成集合体,呈柱状、锥状、棒棰状等形态,有的呈墙状。
中元古代(20亿年前到7亿年前)是地史上叠层石最繁盛的时期,其分布广泛、形态多样。后生动物出现(7亿年前)以后叠层石骤然衰落。古生代寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限,但仍不难见到。泥盆纪以后叠层石只是残存了。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区的特殊环境中。通常叠层石产出于灰岩和白云岩中,有些叠层石发育在燧石、磷酸盐岩(胶磷矿)中,由磁铁矿和赤铁矿构成的叠层石以及锰叠层石也颇为常见。2017年重庆酉阳再次发现寒武纪叠层石
中文名称 | 叠层石 | 基本层 | 基本构造单位 |
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类型 | 层纹状,头状,球状 | 命名采用 | 双名法 |
分布 | 重庆市酉阳县 |
叠层石命名方式
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。
叠层石形态
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。
叠层石生长条件
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。
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侧石就是平躺着放的,缘石沿人行道侧边立着放的,你上面的分法也是对的
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。
叠层石分布
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。
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。
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。
研究区大量分布中风化柱状叠层石灰岩,岩石强度具有很强的变异性和区域性,而岩石强度是影响边坡稳定的重要因素。要进行边坡稳定性评价,就需要对研究区现场试验数据作为随机变量进行概率统计分析,获取可靠的岩石强度指标。本文通过对研究区内中风化柱状叠层石灰岩(t32)现场点荷载实验数据进行统计分析,利用x2检验进行拟和,得到岩石强度的概率密度函数和概率分布形式,抗压强度和抗拉强度均服从对数正态分布。在此基础上,结合相近岩性岩石强度的拟和结果,建立区内中风化柱状叠层石灰岩点荷载试验强度概率分布函数。运用Bayes估计推断区域内中风化柱状叠层石灰岩岩石点荷载强度,得到岩石抗压强度预测值为72.42 MPa,抗拉强度预测值为2.29 MPa,相对误差较小,样本信任度达到70%以上。该方法对于岩石强度估计是有效的,由该方法所得到的估计值对研究区边坡稳定性评价以及后期边坡治理都具有重要的实践意义。
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。