叠层石是蓝藻类微生物藻席通过生命活动粘结、(4)

　　陆地湖泊水体与滨海环境不同，它很少受潮汐影响，日月引潮力驱动的湖平面升降变化十分微弱，因此很难采用潮汐周期来解释叠层石纹层的生长模式。据Anderson 等[26]对现代湖泊的观测，现代底栖和浮游蓝绿藻群落一般生活在温暖浅水环境。夏季水温上升，日照与光合作用增强，藻类生长繁茂，生物生产力大为增加，藻类分解的有机质以及藻类生物化学作用诱发的碳酸盐矿物沉淀形成富有机质的微晶碳酸盐纹层；单个有机纹层的厚度与季节性水体温度高低以及降水量影响的陆源注入营养成分多少有关。而冬季水温下降，藻类生长受到抑制或进入休眠期，陆源石英碎屑和泥晶粉屑含量相对增加，出现富屑纹层。蓝绿藻生长期短，它的繁殖受季节控制，而富屑纹层是正常的湖泊沉积，其纹层厚度主要受水动力强度变化的影响，因此叠层石纹层层偶可能指示季节韵律或年际纹层，气候因素驱动的湖水化学性质的周期性波动可能是控制湖相叠层石生长节律的关键因素。伊海生等[27]对湖湘叠层石的单个暗色纹层和浅色纹层进行了碳氧同位素分析，证实纹层同位素成分反映季节性气候变化信号，提出陆地湖泊环境中叠层石的对偶纹层为年纹层成因。现代和古代湖泊沉积记录中由于季节演替而形成的年纹层的广泛出现为此提供了佐证。例如，Chafeta 等[28]和Kano 等[29]对陆地环境钙化和泉华中叠层石的研究，也发现这些具有与湖相叠层石相似纹层结构的碳酸盐沉积，反映的是春夏季和秋冬季节水体化学性质和沉淀速率的变化。

　　如果叠层石一个共轭对偶纹层沉积的时间周期为一年，则湖湘叠层石生长节律对应的天文周期可以得到最合理的解释。频谱分析图中检出的纹层层偶个数为9-12 的特征频谱峰，换算为以年为单位的周期，则对应太阳黑子活动的11 年周期（Schwabe sunspot cycle）。目前，在现代气候参数测量记录中，如气温、气压、降雨量以及冰芯、树轮都发现这个周期的存在[30]。另外，在古代岩石记录如石炭纪、二叠纪、侏罗纪乃至前寒武纪冰川湖纹泥沉积韵律中也普遍出现[31～32]。中频波段出现的4－7 年周期的频谱峰比较分散，显着性不明显。

　　这个周期在非洲肯尼亚的Magadi 湖和美国绿河组纹层状沉积中也有报道[33～34]，一般解释为它与厄尔尼诺－南方涛动（ENSO）事件有关。2－3 年的高频谱峰可能反映降水量变化的准两年振荡周期（(QBO)。

　　太阳活动是全球气候与环境变化的主要驱动因素，太阳黑子数是反映太阳辐照量变化的重要指标。Schwabe 在1843 年就发现太阳黑子的出现具有平均约11 年最为显着的周期，嗣后还发现有与之存在倍频关系的22 年双重黑子旋回。现代气象和水文观测资料已经证实，年际降水量和河流径流量都与太阳活动周期之间存在对应关系，太阳黑子活动的峰值年和谷值年与气候异常现象如厄尔尼诺和拉尼娜事件的振荡周期之间也可能有一定的联系[30]。

　　Fischer 等 [35]和Ripepe 等[33] 在研究美国怀俄明州着名的始新统绿河组沉积时发现，湖相油页岩的年际纹层厚度变化记录有6 年周期的ENSO 旋回和11 年周期的太阳黑子周期。黄瑾等[7]在现代太平洋深海锰质叠层石纹层韵律中也发现纹层组的平均生长周期为10.7 年，接近太阳黑子活动的11 年周期。这些证据进一步说明，天文因素驱动的气候因素和水文状态变化，是影响湖泊环境中蓝绿藻微生物生长和繁盛主要因素，而湖相叠层石的生长节律，可以作为记录我们研究地质历史时期天文周期信号的地质载体。

　　5 结论

1) 采自青藏高原北部雅西措组的湖相叠层石具有明显的富藻生物纹层和富屑碎屑纹层交替的特征，纹层生长带呈波状和柱状产出。湖相叠层石与海相叠层石纹层结构序列相似，也具有多级生长节律。

　　2) 采用数字图像的灰度测量技术，可以利用岩石样品磨光面的灰度值作为纹层计数和纹层厚度变化的指标，快速有效地求取高分辨率毫米级纹层厚度数据序列，进而对沉积韵律的周期信号进行分析。