豫西中元古界龙家园组二段叠层石特征及其沉积环境分析

李倩倩，郑德顺

(河南理工大学资源环境学院，河南 焦作 454000)

0 引 言

叠层石是以蓝细菌、藻类等为主的微生物在一定周期内，通过粘结捕获大气或者海水中钙质沉积物，形成的一种特殊生物沉积构造[1]。叠层石生长受到沉积环境和微生物作用等多重因素影响，记录地球气候、环境及早期生命演化等大量信息，对沉积环境有重要的指示作用[2-4]。中元古代是全球环境相对稳定的时期，处于较稳定的富CO2贫O2的还原环境，被称为“Boring Billion(1.85～0.85 Ga)”[5-9]；中元古代叠层石发育繁盛，叠层石沉积层由蓝细菌通过光合作用产生胞外聚合物进行，因蓝细菌等光合产氧微生物具有生存优越性，大气和海洋氧含量由于产氧蓝细菌增多而呈脉冲式增氧[10-12]，因此叠层石与这一阶段全球环境变化和重大事件，如真核生物演化、超大陆裂解等有密切联系[13-15]。通过不同类型叠层石的深入研究，对理解该时期古生物演化和全球重大事件有着重要意义。

近年来，全球叠层石沉积环境研究越来越受到重视，旷红伟等2018年对扬子克拉通北缘神农架地区中元古代神农架群叠层石形态进行分类，从生物因素、陆源物质、水动力条件和水深等方面剖析叠层石形态生长的影响因素，进行宏观形态控制因素分析，说明叠层石形态对沉积环境划分的作用，建立神农架地区的沉积序列[16]；Chuodhuri 2020年报道了印度中元古代Vindhyan盆地Vindhyan超群叠层石中早期钙化的微生物，指出了藻类生物在中元古代至新元古代的增长，认为叠层石在浅海环境的演替中可以作为高分辨率古环境解释的有效指示[9]。赵贵生2011年运用不同的现代测试技术，对华北北缘中元古代雾迷山组叠层石进行显微-超微组构观察，对主要矿物及微生物特征进行了辨识[17]。由此可见，前寒武纪古环境中微生物、沉积物和沉积环境相互联系，根据叠层石的不同形态、微观特征中所富含的信息，对沉积环境演化分析具重要作用[13，15，18]。利用叠层石的特征，对中元古代时期化石记录开展研究，探索该时期海洋微生物生长环境，为宜居地球提供活跃的研究方向。

华北南缘官道口群龙家园组底部年龄为(1594±12)Ma[19]，可与同时期华北蓟县高于庄组、雾迷山组微生物岩对比，蓟县地区研究成果丰富，而龙家园组叠层石尚未开展系统研究，本文通过对豫西官道口群龙家园组二段叠层石进行宏观形态和微观特征分析，讨论不同形态叠层石的生长过程和形成环境，划分沉积相类型并建立沉积模式。在此基础上对叠层石的研究，是华北南缘作为华北克拉通前寒武纪岩浆事件及构造沉积事件后，微生物与环境密切联系的证据，探讨地球早期环境与生命的相互作用和耦合关系，为全球中元古代微生物岩研究提供重要的指示。

1 区域地质概况

华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，主要构造格架分为东部陆块、中部造山带和西部陆块，其中东、西陆块经历古元古代晚期的变质事件(吕梁运动)，陆块结晶基底于1.85 Ga完成碰撞拼合后，其内部和边缘发生一系列伸展裂解事件，沉积了一套分布较广、较为完整的中—新元古代地层，包括陆源碎屑岩和碳酸盐岩，不整合覆盖在太古宙—古元古代基底之上[20-21]。裂谷系形成三大裂谷盆地(北部渣尔泰—白云鄂博裂谷，中部燕辽裂谷及南部熊耳裂谷)(图1(a))，南部熊耳裂谷主要划分为三个地层小区：嵩箕地层小区、渑池—确山地层小区与卢氏—栾川地层小区[22-25]。通过区域地层对比，嵩箕地区和渑池—确山地区首先沉积在中元古代早期华北南缘，其沉积中心后向卢氏—栾川地区迁移，沉积了官道口群和栾川群。官道口群主要分布于卢氏—栾川地层小区的卢氏、洛宁和栾川等地(图1(b))，岩性以石英砂岩和白云岩为主，为一套潮坪-浅海相的碳酸盐岩沉积，自下而上分为龙家园组、巡检司组、杜关组和冯家湾组(图1(d))[26-27]。研究区龙家园组下以紫红色铁质胶结砾岩为标志，上以含砾的褐铁矿风化壳为标志，与高山河组和巡检司组均呈整合或平行不整合接触。龙家园组岩性较为单调，厚度变化小，整体西厚东薄。龙家园组地层划分为三段，龙家园组一段岩性以厚层状硅质条带白云岩为主；龙家园组二段以白云岩或含叠层石白云岩为主，局部含砂砾白云岩；龙家园组三段岩性以中厚层硅质条带白云岩为主[28-31]。文中所研究的叠层石主要分布龙家园组二段层位(图1(c))。

图1 华北南缘前寒武纪地质简图及龙家园组地层分布概况Fig.1 Precambrian geological map of the southern margin of North China and stratigraphic distribution of Longjiayuan Formation(a)华北南缘前寒武纪主要构造格架图(据吕奇奇等[30]修改)；(b)华北南缘前寒武纪地质简图(据吕奇奇等[30]修改)；(c)豫西地区龙家园组剖面位置图；(d)豫西官道口群地层柱状图

2 地层剖面特征

所测剖面位于河南省灵宝市苏村乡福地村南部，组内剖面出露完整，该组二段主要为一套白云岩、含叠层石白云岩为主的海相碳酸盐岩沉积。

官道口群龙家园组二段主要岩性为白云岩，含大量硅质条带、条纹及团块，具帐篷构造，发育丰富的叠层石(图2)。剖面总厚度为234 m，共划分为26层，可分为上中下部，其中含叠层石15层。下部分布于龙家园组二段1—2层，厚度48.8 m，岩性为灰色、灰黑色厚层细晶白云岩，局部含硅质条带，发育帐篷构造，偶见小型交错层理，有短暂的冲刷面出现，主要发育厚度较大的水平层状叠层石；中部分布于龙家园组二段3—11层，厚度88.7 m，岩性以灰色、灰黑色细晶、粉晶叠层石白云岩为主，局部夹硅质结核、硅质条带，叠层石类型丰富多样，发育有水平层状、波纹状、丘状、锥状、柱状叠层石；上部分布于龙家园组二段12—26层，厚度96.5 m，主要岩性为灰白色叠层石白云岩、浅灰色、灰黑色细晶白云岩、细晶含砾白云岩，岩性变化频繁，含少量乳白色、灰黑色硅质条带，发育帐篷构造，顶部含硅质砾块，发育有丘状、锥状、柱状等类型叠层石。

3 龙家园组二段叠层石特征分析

3.1 叠层石宏观特征

根据叠层石的不同形态有助于判断水动力条件，在水动力条件弱的环境中，纹层能够均匀稳定的沉淀下来，形成水平层状、波纹状叠层石。较强水动力条件下，纹层受到扰动，内碎屑物质较多，易形成柱状、锥状叠层石[16]。

水平层状叠层石(图3(a))：整体纹层连续且起伏较小，近乎水平；纹层间隔均匀，单层厚度小，0.5～1 mm，呈致密纹层状。该类型叠层石整体厚度大，可能与形成环境水体条件稳定相关。亮色纹层和暗色纹层交替，总体呈灰黑色。水平纹层状叠层石形成所需水动力条件较弱，多出现于潮上带或潮间低能带。此类叠层石间断出现于龙家园组二段下部、中部和上部。

图3 豫西地区龙家园组二段叠层石类型及宏观特征Fig.3 Types and macroscopic characteristics of stromatolites from the Longjiayuan Formation (2nd member) in western Henan(a)水平层状叠层石；(b)波纹状叠层石；(c)丘状叠层石；(d)丘状叠层石，中间水平纹层过渡；(e)锥状叠层石；(f)柱状叠层石

波纹状叠层石(图3(b))：波纹起伏较为规则，单个波纹直径约2 cm，波峰波谷大小均匀，偶见单个波纹异常；以暗色纹层为主，明暗分层明显，变化均匀；表面多因风化作用使得波纹突出于岩石表层。纹层厚度由下至上逐渐变小，波纹弯曲程度由下至上逐渐变大，表明水体动力逐渐增大，叠层石在水体波动、沉积物搬运和微生物生长多重作用下，纹层弯曲变大，纹层变薄，代表沉积速率加快，多形成于潮间带环境。此类叠层石分布主要在龙家园组二段中部和上部。

丘状叠层石(图3(c))：纹层呈丘状凸起，凸起直径约13 cm、高度约7 cm，下部单个纹层厚度约2 mm，上部约8 mm，由下至上逐渐变厚；纹层弯曲不规则，凸起方向弧度不同。叠层石纹层生长方向变化与水动力方向及大小有关[32]。叠层石有机质纹层易受风化，上部凸起呈差异风化。由亮色和浅灰色暗色纹层组成，暗色纹层厚度大于亮色纹层；围岩主要为灰黑色厚层纹层状细晶白云岩，具硅质条带和结核。水体动力的变化和微生物席生长速度的不同，易使叠层石纹层形态发生改变[10]，丘状叠层石由下至上纹层弯曲状向水平状过渡后，又逐渐演化呈锥状(图3(d))，纹层弯曲程度暗示水体变化频繁，并且叠层石顶底与锥状、柱状叠层石相连，可能发育在潮间高能带或潮下带环境。丘状叠层石主要分布在龙家园组二段的中部和上部。

锥状叠层石(图3(e))：纹层呈锥状，对称性好；纹层厚度小且密度大，厚度约0.1 mm，锥顶夹角约为115°；以浅灰色纹层为主，亮色与暗色纹层相间分明。围岩主要为灰黑色厚层纹层状细晶白云岩，纹层夹硅质条带和团块。柱状叠层石通常发育在潮下带或潮间高能带环境。锥状叠层石较多出现在龙家园组二段的中部和上部。

柱状叠层石(图3(f))：呈圆柱状，柱体直径约5 cm；纹层对称性较好，厚度约1 mm，纹层密度由下至上逐渐变小；由于有机质含量高，纹层多为暗色。柱状叠层石通常发育在潮下带或潮间高能带环境。柱状叠层石较多出现在龙家园组二段的中部和上部。

3.2 叠层石微观特征

通过对叠层石镜下薄片观察，发现叠层石纹层主要分为暗色(富藻)纹层和亮色(富屑)纹层[33]，暗色纹层主要由藻纹层物质、粉晶白云岩组成，亮色纹层主要由细晶白云岩组成。叠层石纹层可以反映降水量和光照作用的强弱，纹层厚度随季节和温度的变化[34-35]。叠层石的纹层与沉积环境记录具较好的响应关系，将二者进行对比分析对于确定海洋叠层石环境中元素的来源和揭示古代微生物生境中潜在营养物质具有重要的意义。此外，叠层石的形成与微生物组分中微生物席、生物膜、胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances)密切相关，微生物中藻丝体生长可能受沉积物埋藏和微生物群落的相互作用，使得藻丝形成水平丝体或倾斜生长，水动力变化和沉积停止等因素也会影响丝状微生物排列和微生物群落聚散等微观形态，造成叠层石细微特征变化，因此叠层石微观特征是恢复沉积环境的重要证据之一。现将不同形态叠层石微观特征描述如下。

水平层状叠层石识辨出明显的同心层状结构或原始核(图4(a))，由微小的聚集体组成，表面覆盖薄而独特的深色纹层。叠层石层间存在各种紧密堆积的球体和微球(图4(b))，微球粒形态和大小差别不大，形状类似鹅卵石状，填充于亮晶方解石之间；球状球体被深色的同心圆状薄层微晶外壳包裹(图4(c))，直径为100～160 μm，左侧有不规则球状泥晶团块。亮色纹层和暗色纹层边界清晰，具有良好的平行纹层，亮晶方解石与颗粒状细晶方解石交替出现，下部可见条带状亮晶方解石(图4(d))。

丘状叠层石中纹层具毫米级层理(图4(e))，暗色纹层由波浪状不规则菌丝(藻丝体)组成，局部呈褶皱状，弯曲程度不一，藻丝层与浅色亮晶层交替出现，总体水平方向分布，记录菌丝(藻丝体)的生长。

柱状叠层石由深色、云雾状菌丝组成的团状(图4(f))，类似于细菌团块结构，被称为细菌团状球状[36]，直径约400 μm，轮廓具扩散性和不规则边缘，边缘为粗粒的亮晶方解石。

锥状叠层石中鲕粒分布较多，同心-放射状鲕粒直径0.5～0.7 mm(图4(g))，鲕粒圈层结构特征明显，为泥晶方解石和亮晶方解石明暗相间，其中外部圈层呈圆形且较为平滑，内圈核心空心状，周围分布有未成形的放射状鲕粒和有机质团块。放射状鲕粒(图4(h))，主要由微晶方解石或泥晶方解石组成。

丘状叠层石中识别出球状晶体，由生物膜覆盖，为不规则球状钙化细菌膜(图5(a))；三角状钙化残留物代表大部分由蓝细菌成分组成的钙化生物膜。它们由方解石晶体组成，该方解石晶体覆盖并嵌入较小晶体的薄膜中。叠层石中观察到许多微小长丝为蓝细菌钙化产物，钙化丝状体是指示蓝细菌曾经活动的证据，主要呈网格状交织生长(图5(b))。该丝状体被认为与钙化蓝细菌和其他细菌体对应，蓝细菌是诱导CaCO3沉淀的重要造席微生物，丝状微生物交织形成网状结构，能够为捕获和粘结颗粒，从而形成叠层石[32，37]。占优势蓝细菌有可能微观中记录微生物代谢的细节，浅水碳酸盐岩环境温暖清澈、光照充足，为蓝细菌钙化提供了良好的条件，促成前寒武纪多细胞生命的不同形式演化[16，38-40]。

4 讨 论

4.1 龙家园组二段沉积环境演化过程

豫西龙家园组二段以海相碳酸盐岩沉积为主，根据叠层石的宏观形态及微观特征，对其沉积环境进行划分。

龙家园组二段下部岩性以灰黑色厚层细晶白云岩为主，以发育水平纹层状叠层石为特征，叠层石纹层平直且致密，沉积厚度较大，亮色纹层占比大于暗色纹层，粉-细晶白云岩内碎屑颗粒含量较高，有机质含量低，暗示该时期水体环境较浅，纹层生长过程中受到扰动程度轻微或未受扰动，水体条件较为安静，主要为潮间带环境。

龙家园组二段中部以灰色、灰黑色厚层粉晶叠层石白云岩、中细晶硅质白云岩为主，第3层发育丘状、波纹状叠层石，波纹状叠层石表面纹层连续性较好，起伏特征明显(图3(b))，说明沉积过程中水体环境较稳定，不同沉积层沉淀速率均匀，为潮间带环境。第4—6层为水平层状-波纹状-锥状-丘状-柱状叠层石，水平层状、波纹状叠层石一般生长所需的水动力小，多生长在潮上带或潮间带。水平层状叠层石围岩主要为浅灰色细晶白云岩，受结晶及白云石化的影响，亮色纹层厚度大于暗色纹层；受到水体能量波动影响，纹层中偶见断续纹层，因为微生物生长遭到破坏而产生。因此推测该层位水平纹层状、波纹状叠层石出现在潮间高能带环境。第7层出现的丘状、锥状和柱状叠层石通常发育在水体能量较大的潮间带或者潮下带中，其中丘状叠层石中细晶级矿物增多，说明所在环境的动荡；锥状叠层石(图3(e))的纹层尖头向上，体现了向光生长[41-42]，锥的形态越尖表示所在环境水体越深；柱状叠层石相比于丘状叠层石，需要更强的水体能量，丘状、锥状、柱状叠层石出现说明是水动力条件逐渐增强的过程，所在层位为潮下带环境。通过上述叠层石变化特征，反映龙家园组二段中部为潮间带-潮下带过渡沉积环境。

龙家园组二段上部主要为灰黑色硅质条带白云岩、细中晶白云岩、粗晶白云岩，岩性变化频繁。第12—14层发育有丘状、柱状、锥状叠层石，柱状叠层石中暗色纹层偏多，有类似絮状、迷雾状不规则藻纹层出现，暗示深水环境中藻丝无序生长(图4(f))；锥状叠层石具同心-放射状鲕粒、放射状鲕粒(图4(g)和(h))，鲕粒主要由泥晶和亮晶方解石组成，通常同心-放射状鲕粒中放射状结构多在较为稳定的水体环境中形成，其中放射结构纹层为暗色，说明有机质含量高，沉积水体较深(图4(g))[43]，由此推测该层位为水体较深的潮下带。第15—19层主要出现丘状叠层石，观察到丘状叠层石藻纹层与亮晶方解石交替互层，周围分散有少许碎屑物质，纹层有序向上生长，没有受到外力破坏(图4(e))，说明水体能量较小，因此丘状叠层石所在位置为低能潮下带。第23层主要出现有水平层状叠层石，水平层状叠层石通常发育在水动力较弱的水体中，观察到其中有同心圈层构造、微球体和球状球体，微晶、凝块、丝状等微观结构出现，在薄片中不均匀的分布(图4(a)、(b)和(c))，反映浅海相叠层石在相对稳定的微环境中碎屑物质和矿物颗粒的沉积，表明水动力条件较弱，没有波动扰乱沉积，为潮间带环境。总体上龙家园组二段上部为潮下带-潮间带过渡沉积。

垂向沉积序列上(图6)，龙家园组二段下部主要沉积厚度较大的水平层状叠层石，类型较为单一，水体环境变化小，为稳定的潮间带环境。中部出现水平层状、波纹状、锥状、柱状叠层石，多类型在同一时出现，说明水体在该时期变化频繁，可推断出该时期水动力强度逐渐增大，由潮间带向潮下带环境转变；上部出现波纹状、水平层状叠层石，水体能量逐渐减小，为潮间带；整体而言，龙家园组二段经历了潮间带-潮下带-潮间带沉积环境变化。

图6 豫西地区龙家园组二段叠层石层位分布图Fig.6 Stratigraphic distribution of stromatolites from the Longjiayuan Formation (2nd member)in western Henan

4.2 龙家园组二段沉积模式

龙家园组二段沉积时期，沉积物源来自华北古陆，海水自南向北入侵，卢氏—灵宝地区早期整体为西北—东南方向展布的浅水碳酸盐岩潮坪环境，由于碳酸盐岩含量较高，发育大量叠层石[30，44]。龙家园组二段不同类型叠层石分别形成于潮间带和潮下带的低能和高能环境。根据叠层石沉积构造、宏观形态及微观特征，建立了龙家园组二段叠层石沉积模式(图7)。

潮间低能带，发育沉积厚度较大的水平层状叠层石，充分体现碳酸盐岩安静、清浅的沉积环境，具有一段时期内水动力较弱的沉积特征。由于靠近潮上带环境，海平面短暂的动荡与停滞交互作用下，叠层石偶尔受到强波浪的影响，整体环境较为稳定。潮间高能带，主要发育有波纹状、丘状叠层石，微观中观察到波纹状、丘状叠层石纹层间带有细小的晶内碎屑物质，说明水体加深，水动力增强，细小碎屑物质受扰动作用影响沉积。潮下低能带，发育水平层状、波纹状叠层石，反映了深水沉积中存在短期安静的水体环境。从潮下低能带至潮下高能带过渡，伴生核形石，水体环境不稳定，核形石纹层生长受微生物扰动作用影响[45-46]，具有较强的指向性，反映环境发生快速变化。潮下高能带，发育波纹状、丘状、锥状、柱状叠层石。海水蒸发、沉积物供应和地形相关的水能能量影响叠层石沉积的总体形态，水动力弱的区域叠层石纹层较为平缓，水动力强的区域则易生长形态复杂的叠层石。随着水体的加深，潮下高能环境叠层石的形态类型逐渐复杂化，微生物与沉积物相互作用，形成多种类型叠层石生长的水体环境。

受到潮汐、波浪和其他沉积因素的影响，潮坪环境地形在时间和空间上是高度动态的，叠层石的展布体现沉积环境的不同能量分带，并且高频海的平面变化可导致不同相带岩石组合序列的频繁交替[47]。龙家园组二段叠层石从潮间带到潮下带，浅水到深水的沉积模式，指示龙家园组二段早期沉积海域不断扩大的海侵过程，后期发展为碳酸盐岩台地环境。

4.3 与华北克拉通北部叠层石沉积对比

中元古代地层中叠层石沉积记录非常广泛，华北克拉通南缘三个地层小区中官道口群龙家园组、洛峪群落峪口组、五佛山群葡峪组和何家寨组发育着类型丰富的叠层石；北缘蓟县地区地层保存连续，其中高于庄组、杨庄组、雾迷山组和铁岭组叠层石出露广泛，类型复杂多样，研究程度高，是研究中元古代微生物岩的理想地区[16]。蓟县中—新元古代标准剖面雾迷山组四段斑脱岩中所含的岩浆型锆石SHRIMP U-Pb年龄为1485 Ma，高于庄组三段张家峪亚组下部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为(1582 ±12 )Ma，都与官道口群龙家园组底部年龄较为接近[19，48-50]。基于前人对雾迷山组微生物岩的研究，对比本次龙家园组二段的研究，发现二者在岩性特征、叠层石类型、沉积环境上具有相似性。

中元古代雾迷山组主要岩性为白云岩，盛产凝块石、叠层石等微生物岩，局部含硅质条带和硅质结核，发育包括鲕粒、泥晶、板刺等相关沉积构造。雾迷山组发育水平层状、丘状、锥状等类型丰富的叠层石，还发育极具特征性的微指状叠层石[51-52]。雾迷山组沉积厚度巨大，韵律层理发育良好，含多种浅海沉积标志物，为开阔陆表海的潮坪沉积，是适宜藻类等微生物生长的环境[53]。不同的沉积环境形成不同的岩相组合，郭荣涛等2014年根据层序地层将雾迷山组划分为三级层序，组成有规律变化的环境谱系[54]。潮间带环境中叠层石以水平层状、微波纹状为主，局部叠层石发生硅化作用，见冲刷面、交错层理和板刺状角砾夹层；潮下带或潮下泻湖带发育锥状、柱状叠层石以及少量凝块石、核形石[17]。龙家园组二段属于浅水碳酸盐岩潮坪环境，水平层状、波纹状叠层石主要发育在潮间带，锥状、柱状叠层石发育在潮下带环境。综上对比，雾迷山组与龙家园组二段的叠层石在多种特征及沉积环境上具有相似性，说明中元古代华北地区微生物岩分布广泛，叠层石生长具有规律性，叠层石结构和沉积环境的演变之间存在关系，为微生物岩的形态特征、分布及沉积环境研究提供证据。

中元古代在海洋化学和真核生物演化方面经历了重要的变化，孙龙飞等2020年对雾迷山组四段下部碳酸盐岩稀土Ce进行古海洋条件分析，发现存在脉冲式增氧过程，说明该层段氧气浓度存在频繁波动[15，55]；Chen等2020年对雾迷山组Fe物种形态数据和氧化还原敏感的微量金属U、Mo分析，雾迷山组底层水可能为氧化状态[56]；吴孟亭等2021年分析华北中元古代地层沉积相特征及氧化还原地球化学证据，证实该时期浅海氧化还原条件对碳酸盐岩沉淀有重要影响，对龙家园组二段广泛沉积叠层石的碳酸盐岩环境更深一步研究具有启示作用[57]。另外，中元古代海洋中原核生物为占优势群体，高于庄组三段张家峪亚组的碳酸盐沉积物中，出现多细胞真核生物微化石，主要为蓝藻丝、类球菌以及带凸缘的多细胞细丝等多样性良好且保存完好的真核生物菌群[7，58]；Zhu等在高于庄组发现的大型碳质压膜，被认为是已知最古老的多细胞宏观真核藻类[59-60]。元古宙真核生物演化与地球氧化、冰期事件具有耦合性，而龙家园组二段尚未有真核生物微化石的发现，但丰富的叠层石类型和显微记录，均说明与早期生命活动相关。

4.4 中元古代早期叠层石的环境指示作用

元古宙叠层石在全球不同地区生长，宏观形态上形态丰富多彩，例如俄罗斯南乌拉尔地区中元古代Burzyan群中部Satka组发育叠层石含臼齿构造，向上旋回的沉积模式中生长独具特色的紫色叠层石礁[61]；中元古代毛里塔尼亚Atar群生长以浅海沉积为主的锥状叠层石，海平面升降过程中波浪能量破坏叠层石纹层，使叠层石侧向相连生长，显示沉积特征及水深的变化，体现中元古代不同地区环境对叠层石形态的影响[62]。微观特征中，该时期中元古代环境适宜微生物群落生长，形成叠层石的蓝藻是全球大多数微生物群落中占主导地位的微生物门[63]，群落环境不同导致叠层石形态存在差异，Nicholas 2016年对前寒武纪海洋叠层石生长过程中受到生物、化学或者生物介导的控制来分析判断形成叠层石的微生物群落，进而还原在中元古代早期高浓度CO2和贫氧大气环境中，微生物岩的生长状况[64]，有助于探索叠层石和其他结构微生物岩的生物起源，阐明微生物的多样性。

尽管中元古代全球地质环境被称为“Boring Billion”，实际上全球地质环境是存在变化的，例如，在整个元古宙微指状叠层石结构丰度都在下降，至新元古代就不再出现[65]，说明随着时间推移，环境变化影响着微生物的发展。将叠层石形式与地层事件联系起来，这对于解读地球生物圈的长期发展，特别是了解地球表面及海洋环境的结构，分析地球早期微生物与叠层石之间的耦合程度，从而为海相环境演变提供关键的参考因素[66]。这些参考因素说明元古代微生物群落的发展及中元古代晚期真核生物的多样化，是海相环境输送了更多的敏感生物必需营养物[52]。

5 结 论

(1)豫西龙家园组二段叠层石发育丰富，根据其形态可划分为水平层状、波纹状、丘状、锥状和柱状叠层石，微观观察到鲕粒、微球体、碎屑等物质，不同类型叠层石主要分布于龙家园组二段的下部、中部和上部。

(2)龙家园组二段各类叠层石的宏观形态和微观特征反映其形成于碳酸盐岩潮坪沉积环境，经历了潮间带-潮下带-潮间带演化，水体环境经历由浅变深再变浅的过程。

(3)华北地块南缘龙家园组二段与北缘雾迷山组在岩性特征、叠层石类型、沉积环境存在相似性；雾迷山组氧化环境的研究及高于庄组真核生物微化石的出现，为区内碳酸盐岩沉积环境及微生物岩研究提供新证据。

致谢：衷心感谢审稿专家提出的宝贵意见，感谢编辑老师认真、细致的审阅和帮助！