论湖相叠层石纹层生长节律记录的天文周期信号
叠层石是蓝藻类微生物藻席通过生命活动粘结、捕集沉积矿物颗粒而形成的一种生物沉积构造[1]。根据20 世纪60－70 年代对现代巴哈马台地碳酸盐沉积环境的观察资料，当时将海相叠层石的深色和浅色纹层组成的明暗交替的纹层结构解释为蓝绿藻席生长的昼夜节律，认为每个节律代表一个太阳日，即一个深浅纹层组成一对，对应一个日际生长层。有学者根据叠层石纹层中蓝绿藻席的生长和繁殖对应潮汐周期这一认识，曾提出叠层石纹层厚度的周期变化与潮汐韵律纹层类似，记录了地质时期的月节律和年节律，可以用来计算地球和月球之间的轨道参数[2～3]。陆地湖泊水位涨落与月球周日运动驱动的潮汐现象并不明显，那么陆地湖泊环境产出的叠层石生长周期受什么因素控制？这是一个极有价值的科学问题[4]。
本文对采自青藏高原新生代地层中的叠层石样品，采用数字图像分析方法进行了纹层厚度的测量,试图通过湖相叠层石纹层生长节律中周期信号的分析，探讨影响湖泊环境叠层石生长韵律的天文控制因素。
1 采样位置和样品制备
样品采自距青藏公路线约30km 处的通天河剖面，地理坐标分别为N33°55′45″,E92°37′13″。这一地区是青藏高原北部目前发现的渐新统雅西措组地层剖面出露最好的地段, 地层序列连续，产状清楚。野外剖面上雅西措群岩性主要为黄褐色砂岩、灰色泥岩与紫红色砂岩、粉砂岩韵律互层, 间夹灰色碳酸盐岩和灰白色石膏层，地层厚度1741m。底部与下伏始新世风火山群之间以细砾岩出现作为分界的标志，顶部灰色泥灰岩段划归中新世五道梁组[5～6]。在通天河剖面中，雅西措组中下部二个层位见有湖相叠层石，单层厚度15－25cm，纹层形态以微波状和柱状为主。我们在剖面32 层采集了4 块叠层石样品，编号Yp，室内进行切面观测。
室内样品的制备过程中，首先沿叠层石微层生长方向标定切面方向，沿生长线方向每2cm 间隔平行切割成一系列薄板状标本，两面打磨成抛光断面，共计制成4 个光面用于观察和测量。在与磨光面平行的同一方向切割样品，制成透光薄片，供显微镜下研究纹层的矿物组成和结构类型。
2 叠层石纹层形态和类型
垂直于叠层石生长方向的纵切面观察，明暗相间的生长韵律纹层清晰可见，而且纹层常呈波状和柱状产出。波状纹层生长带宽度介于10－30mm 之间，侧向延伸表现为平坦水平状或缓波状起伏的带状形态，波长25－35mm 左右，最大起伏高度12mm。柱状纹层生长带强烈上凸呈现穹窿状或锥状，宽度介于5－16mm 之间，一般为8－12mm；柱体高度变化于6.5－45mm 之间。柱体纵切面直径变化不大，柱体顶部一般呈圆弧形或穹窿状，单个纹层形态显示向上凸起，侧向合并。进一步观察叠层石波状和柱状生长纹层带的空间关系，可以发现柱状和波状生长纹层带在纵向上呈旋回性交替出现。一般波状纹层带出现在一个叠层石生长层系的下部，而柱状生长纹层带丛生在波状纹层带之上，形成一个生长层系。在同一个生长层系内部，柱状纹层带一般出现在波状纹层带的凸起之上，可能反映它们生长在相似的水体环境。但在二个生长层系之间，可以观察到风暴成因的冲刷界面或暴露溶蚀面，指示纹层系生长节律的终止和间断。
在光学显微镜下观察，可鉴别出明亮的碎屑纹层（富屑纹层）和深色的生物纹层（富藻纹层）。当纹层上凸成叠锥形时，明暗带清晰；当纹层呈微波状伸延时，有时几个亮带或暗带逐步合并加宽，亮带和暗带之间的界限模糊不清。进一步放大观察，发现富藻的暗色有机质纹层致密，一般由暗褐色藻斑块、藻丝体有机质残迹和泥微晶方解石构成，含有星散状分布的石英粉砂颗粒，含量变化于5－20％之间。富碎屑的明亮纹层疏松多孔，主要由粒径大小0.025－0.005mm 石英粉砂和泥晶粉屑组成，砂粒呈棱角状，含量20－50％，常混有磨圆的浑圆形、椭球状泥晶结构的粉屑颗粒。有时也可见到单一的仅由泥晶粉屑或石英粉砂组成的富屑纹层。富屑纹层粒间填隙物的微细粒基质部分，无论颜色和成分都与富藻有机质纹层类似，但局部也出现微亮晶粒状方解石晶体，环绕砂粒呈薄膜状产出。有机质纹层、石英粉砂纹层、泥晶粉屑纹层组合成为明暗相间的层偶，层偶内的纹层之间一般呈现渐变过渡关系。