叠层石是蓝藻类微生物藻席通过生命活动粘结、(3)

　　图3 中横坐标为频率, 纵坐标为功率谱，一般功率值愈高, 表明这一周期在数据序列中出现的信号越强。功率谱曲线中高点处对应的横坐标值就是数据点的主频率点或主频分布区间，频率值取倒数就可以获得相应的周期或旋回数，其单位为纹层层偶数目。图中同时标出红噪声90％、95％和99％置信度曲线。从图2 中可见，在2A1 测线和3A2 测线的频谱图中，通过红噪音置信度99％检验的最大周期值，即最低频率的谱峰，分别出现在频率点0.0085到0.0089 附近，其对应的纹层对个数为11.19-11.64,即每间隔11 到12 个纹层，纹层层偶厚度出现一个变化周期。3B1 和3B2 测线的低频周期相对要小，最大周期介于8.90－10.91 之间。另外，在中频波段还可以检出4－7 纹层对组成的显着周期，而高频段旋回周期不明显，出现一系列弥散的波峰，偶尔可观察到2－3 个纹层组成的优势峰。

　　4 讨论

沉积节律记录了地质历史中的天文周期。这些天文周期包括阴历频段、阳历频段和米兰柯维奇频段。但是，要判定叠层石生长节律与天文周期的关系，关键取决于我们对叠层石纹层生长时间长度的认识。目前对叠层石韵律纹层是代表日生长节律还是年际纹层却有不同的解释,而且现在通常采用的放射性同位素测年方法，还达不到直接分辨叠层石韵律纹层生长周期的精度。但是，如果我们能够根据现代环境观测资料和沉积韵律类比，认识叠层石纹层的形成机理与自然周期过程的关系，揭示湖泊环境中最有可能最有可能造成纹层沉积旋回的环境因素，仍然可以说明其时间含义。

　　根据早期对巴哈马安德鲁斯岛现代碳酸盐沉积物的观察，Monty[15～16]最早提出叠层石明暗交替的纹层指示蓝绿藻生长的昼夜节律。他认为白天阳光充足, 藻类的光合作用强, 并且向光生长, 所以藻丝体向上生长；夜晚光线弱，藻类则处于休眠状态，停止生长，这时潮汐携带的泥砂开始沉降，这样就形成叠层石中的富藻纹层和富屑纹层，每一对纹层的生长周期正好是一个昼夜。曹瑞骥[17]根据古代叠层石中残留的微生物排列方式的观察，发现叠层石中原始藻丝体有直立和水平状生长方式的变化。他的解释是，亮层形成于白天，藻丝体分布稀疏，垂直向上生长；暗层形成于夜晚，藻丝通常水平匍匐状生长，相互重叠或缠绕在一起，叠层石中亮带和暗带的周期性交替反映了藻丝体生长模式的昼夜更替。由于叠层石一般生长在滨海环境, 其生长和繁殖受潮汐涨落及其所携带泥沙量的影响，因此叠层石纹层厚度的周期性变化可以反映古代的潮汐周期。根据这个认识，Vanyo 等[17]和Cao[18]曾用天、月、季来解释叠层石中的纹层、纹层组和纹层带的周期，并提出可由此来推断过去地球－月球－太阳位置的变化，计算古地月距离和古日长度。如朱士兴等[2]根据华北蓟县系雾迷山组叠层石月节律中的昼夜节律数和年节律中的月节律数，指出13 亿年前月球绕地球旋转一周至少需要42 天，地球绕太阳公转一周至少需要有546 天。屈原皋等[3]对周口店地区铁岭组叠层石纹层厚度变化周期进行了研究，认为10 亿年前叠层石纹层对的厚度变化反映了月节律和年节律，提出那时每个月有40 天，一年至少有516 天。

　　但是，据Pannella[19]和Jones[20]对海相叠层石纹层厚度节律的研究，发现在叠层石中很少能观察到现代和古代潮汐沉积中见到的14 个纹层对和28 个纹层对组成的双周潮和月潮周期，而这二个生长周期是海洋生物介壳最明显的生长节律[21]。通过14C 测年也发现，现代叠层石生长速率每年仅有0.16－0.35mm，这也不支持将叠层石纹层解释为日生长的观点[22～23]。

　　而且应用藻席周日向光性生长的理论也很难解释洞穴黑暗带淡水叠层石和深水大洋锰质叠层石的韵律纹理的形成机理。Davies[24]对澳大利亚西部鲨鱼湾潮间带叠层石的观察证实，只有冬季潮汐和冬季风带来泥和沙才能在藻席表面形成富屑纹层，要到下一年夏季藻席重新开始生长繁盛时才能形成富藻纹层，因此叠层石的明暗纹层记录的是冬半年和夏半年的季节性周期。Park[25]认为，藻席中蓝绿藻可能是逐日生长的，也可能存在季节性生长周期，但富屑纹层形成的明显受季节控制。这是因为正常情况下日潮涨落搬运的泥沙量很少，因此很难形成富屑纹层，只有在一年中的季节性高潮期或者是风暴潮期间形成的碎屑纹层才能保存下来，所以叠层石的纹层是年际纹层。