疊層石的環境解釋
（壹）現代和前寒武紀的差別
現在是解釋過去的鑰匙，利用現代沈積物來解釋類似的古代沈積巖，采用現實主義原則是沈積學領域壹個重要的手段。但是，現代與前寒武紀時間間隔大，沈積作用之間必有著重大的區別：
（1）前寒武紀沒有無脊椎動物的捕食和鉆孔，因而前寒武紀藻疊層石生長環境不會像現代僅限於宏觀動物難以生存的高鹽分或其它惡劣環境（Walter,1976）。潮下帶成為藻類生活和活動的有利地區。
（2）前寒武紀藻類以藍綠藻為主，在楊莊期－霧迷山期（14—12億年前）雖出現真核藻類，但仍以原核藻類為主。非鈣質藻與後來的鈣質紅藻對疊層石的形成發育效果是不同的。
（3）前寒武紀末期氧含量才迅速增加（Gebepein,1969），前寒武紀氧含量低而二氧化碳含量相對高，從而有利於藍綠藻的光合作用和發育，同時還原環境（缺氧環境）有利於疊層石的保存而不致於被氧化破壞。
（4）前寒武紀海水的成分和pH值可能跟現代有差別。根據矽質沈積物的推測，早前寒武紀的海水中pH值比現代高。疊層石的膠結作用正常地進行於前寒武紀海水中，但這壹現象在古生代中斷（Gebelein,1969）。膠結作用越早越有利於疊層石的生長與保存。
（5）在燕山西段及鄰區，霧迷山期和楊莊期屬陸表海環境，海底平坦而穩定，有利於碳酸鹽巖和疊層石的形成。因此，在相差極遠的時代應用現實主義原則時應小心謹慎。環境和時代的不同可能導致疊層石產出狀態的差異。不能套用現代環境模式去解釋古代疊層石成因。
（二）疊層石的環境解釋
現代疊層石多見於潮間和潮下帶，潮下帶也有。現代潮下帶疊層石產地有：Bermuda(Gebelein,1969),Bahamas(Neumnn et al.,1970),Hamelin Pool(Playford and Cockbain, 1976,in Walter,1976）。潮下帶的生物群落似乎由比潮間帶同類少並傾向於復雜和較高級的特定種屬組成；但在早前寒武紀，較穩定的潮下環境經潮間環境更易導致疊層石的生長和發育（Awramik,1976,in Walter,1976）。以前認為Shark灣 Hamelin Pool疊層石僅存在於潮間帶，但後來發現至少在水下3.5m處存在疊層石，並且有些潮下疊層石平行風向定向。在百慕大很清的水體中，藻席見於水深50m的礁前斜坡上，大量生長最迅速處通常小於10m。在巴哈馬安德羅斯島，海岸的最上部（即潮上帶）最不適應藻席沈積的發育，主要疊層石沈積起始於中海岸線帶，向下越來越發育，向低水位線方向形態由不規則穹狀至頂平穹狀，而柱狀疊層石僅能形成於水下並於適當的深度，核形石是低能產物（Monty,1972,in Bhattacharyya and Friedman,1983）。然而，Gebelein(1969）認為巴哈馬臺地Joulters Cays的核形石形成於與疊層石類似的環境，不同的是核形石有較大的周期性紊流存在，核形石存在的最大水深是小於1m處。同時他還提出，疊層石（狹義的）和層紋石需有壹個穩定的基底，在高能的砂質海岸，其沖刷作用和沈積物運動連續不斷，完全缺乏疊層石和層紋石。潮上帶僅在風暴期間有水，沈積物薄，風暴過後藻類生長可能產生紋層，但幹裂翹曲被沖走，因而真正的潮上環境並不具典型的紋層狀沈積（Walter, 1976）。
S.N.西裏比亞科夫和M.A.西米哈托夫（1974，參見沙慶安等，1983）通過對裏菲疊層石和現代疊層石的對比研究，認為前寒武紀的疊層石大多數是在潮下帶形成的，到顯生宙由於捕食運動和鉆孔動物的發展，造疊層石的藻類才被趕到特殊的生態環境裏，疊層石的種類和數量也相應減少，致使潮間帶疊層石才日益占據重要地位。Serebryakov(1976,in Walter,1976）並認為西伯利亞Omakhta Suite沈積韻律中（裏菲期）的柱狀疊層石被層狀疊層石取代可能與盆地逐漸變深有關。Awramik(1976,in Walter,1976）認為加拿大Gunflint疊層石形成於潮下帶，常有攪動作用，水體富含矽質，環境影響微生物的同時也影響了疊層石的形態。錐柱狀疊層石與波痕、交錯層理、層內礫屑巖、鮞粒等高能構造***生，反映其沈積時水體動蕩（Donaldson,1976,in Walter,1976;Swett和Knoll, 1985）。Collinson和Thompson(1982）認為含不連續同心紋層的核形石是在安靜條件下藻類粘結沈積物而成，偶而有高能事件將核形石旋轉並在另壹側生長。他們還提出前寒武紀疊層石形成的必要條件僅僅是有水有陽光。Grey and Thorne(1985）將西澳大利亞Duke Creek白雲石（200Ma）的柱狀疊層石解釋為瀉湖-潮下環境，紋層狀疊層石為潮間環境。趙澄林等（1977,1979）提出由潮下向潮上帶疊層石的形態依次為層狀—波狀—錐、柱狀—波狀—層狀，反映環境能量由低—高—低，波基面以下的潮下低能帶，由於水體較深，光合作用弱，藻疊層不發育。
對比前人對現代和古代疊層石的描述和解釋，可以認為燕山西段霧迷山組和楊莊組疊層石主要是潮下帶的產物，潮間帶少量存在。當時本區處於壹個相對穩定的陸表海環境，無捕食動物和鉆孔運動的存在，安靜舒適的潮下帶是藻類生活的主要場所。潮間帶由於時而暴露大氣中缺少水分，當時的藍綠藻可能最多是剛剛適應這種時而缺水的條件，因而不會很繁盛，疊層石的豐度也相應地少，而且潮間帶水體動蕩不利於疊層石的形成和保存（僅能存在於受保護的潮間環境）。潮上帶只有在風暴期間覆蓋壹層海水，長期處於幹燥的條件下，藍綠藻只有在風暴期間覆蓋壹層海水，長期處於幹燥的條件下，藍綠藻自然很難生存，而且當時的藍綠藻很難說已經適應了淡水條件；此外，潮上帶的薄層沈積物（即使能形成壹些疊層石）幹裂收縮後又會被下次風暴攜帶走，從而潮上帶很少有藻類沈積保存。
層狀—波狀—錐柱狀疊層石之間的形態差別可能是環境因素引起的，並反映水體能量由弱變強（Hoffman,1976,in Walter,1976；趙澄林等，1977,1979），因為它們的顯微結構有時是壹致的，很難是單壹由生物因素控制。層狀疊層石屬最低能的環境（與波狀、錐柱狀比較），主要發育在波基面之下的較低能環境，以層狀生物丘形式存在，紋層較密集，有機質較富集，色暗，為密紋層疊層石。層狀疊層石也可見於受保護的潮間環境，特征是具幹裂收縮縫，色淺，紋層不規則，為普通紋層疊層石，還可見鳥眼構造和球泡顯微結構。錐柱狀疊層石則是高能環境的產物（Donaldson,1976,in Walter,1976;Swett和Knoll,1985），位於潮下帶的上部或部分潮間帶環境。所見的錐、柱狀疊層石絕大多數是無壁的，疊層石柱體在成分、顏色方面與圍巖壹致，很可能反映是屬於水下種屬，即為潮下帶產物。而有壁的錐、柱狀疊層石則可能是潮間的產物，壁的形成可能和早期幹裂收縮有關。波狀疊層石介於層狀和錐柱狀之間，常為層狀-錐柱狀韻律的中間產物，所處的環境也自然處於層狀和錐柱狀之間，特征更傾向於類似層狀疊層石。
核形石和凝塊石常和其它疊層石***生在壹起，甚至多數錐柱狀疊層石和少數層紋石的基本紋層是由拉長定向的核形石和/或凝塊石組成的，反映核形石和凝塊石的生成環境和其它疊層石相鄰。核形石經常被膠結成藻葡萄石，是安靜環境下的產物（Collinson and Thompson,1982）；花紋石（凝塊石）無任何水動力改造特征，因此可以認為它們都是低能條件下的產物，可能是潮間瀉湖、水下凹地（如藻生物丘之間、廢棄潮汐溝道等）等局部低能環境，在有強水動力條件改造尚未固結的核形石和凝塊石時，很可能形成錐狀、柱狀、層狀和波狀疊層石，並充填在有壁疊層石的柱體之間。核形石和凝塊石同時見於壹種環境中，甚至同時存在於同壹薄片中，產生如此同壹環境而不同特征的原因可能是生物因素或成巖因素造成的。
正如S.M.Awramik(1976,in Walter,1976）的提到的那樣，環境影響微生物的同時也影響了疊層石的形態。根據以上討論可得出疊層石種類與環境之間的關系圖（圖4—2）。
圖4—2 疊層石種類與環境間的關系