疊層石是藍藻類微生物藻席透過生命活動粘結、捕集沉積礦物顆粒而形成的一種生物沉積構造[1]。根據20 世紀60－70 年代對現代巴哈馬臺地碳酸鹽沉積環境的觀察資料，當時將海相疊層石的深色和淺色紋層組成的明暗交替的紋層結構解釋爲藍綠藻席生長的晝夜節律，認爲每個節律代表一個太陽日，即一個深淺紋層組成一對，對應一個日際生長層。有學者根據疊層石紋層中藍綠藻席的生長和繁殖對應潮汐週期這一認識，曾提出疊層石紋層厚度的週期變化與潮汐韻律紋層類似，記錄了地質時期的月節律和年節律，可以用來計算地球和月球之間的軌道參數[2～3]。陸地湖泊水位漲落與月球週日運動驅動的潮汐現象並不明顯，那麼陸地湖泊環境產出的疊層石生長週期受什麼因素控制？這是一個極有價值的科學問題[4]。
本文對採自青藏高原新生代地層中的疊層石樣品，採用數字圖像分析方法進行了紋層厚度的測量,試圖透過湖相疊層石紋層生長節律中週期信號的分析，探討影響湖泊環境疊層石生長韻律的天文控制因素。
1 採樣位置和樣品製備
樣品採自距青藏公路線約30km 處的通天河剖面，地理座標分別爲N33°55′45″,E92°37′13″。這一地區是青藏高原北部目前發現的漸新統雅西措組地層剖面出露最好的地段, 地層序列連續，產狀清楚。野外剖面上雅西措羣巖性主要爲黃褐色砂岩、灰色泥岩與紫紅色砂岩、粉砂岩韻律互層, 間夾灰色碳酸鹽巖和灰白色石膏層，地層厚度1741m。底部與下伏始新世風火山羣之間以細礫岩出現作爲分界的標誌，頂部灰色泥灰岩段劃歸中新世五道樑組[5～6]。在通天河剖面中，雅西措組中下部二個層位見有湖相疊層石，單層厚度15－25cm，紋層形態以微波狀和柱狀爲主。我們在剖面32 層採集了4 塊疊層石樣品，編號Yp，室內進行切面觀測。
室內樣品的製備過程中，首先沿疊層石微層生長方向標定切面方向，沿生長線方向每2cm 間隔平行切割成一系列薄板狀標本，兩面打磨成拋光斷面，共計製成4 個光面用於觀察和測量。在與磨光面平行的同一方向切割樣品，製成透光薄片，供顯微鏡下研究紋層的礦物組成和結構類型。
2 疊層石紋層形態和類型
垂直於疊層石生長方向的縱切面觀察，明暗相間的生長韻律紋層清晰可見，而且紋層常呈波狀和柱狀產出。波狀紋層生長帶寬度介於10－30mm 之間，側向延伸表現爲平坦水平狀或緩波狀起伏的帶狀形態，波長25－35mm 左右，最大起伏高度12mm。柱狀紋層生長帶強烈上凸呈現穹窿狀或錐狀，寬度介於5－16mm 之間，一般爲8－12mm；柱體高度變化於6.5－45mm 之間。柱體縱切面直徑變化不大，柱體頂部一般呈圓弧形或穹窿狀，單個紋層形態顯示向上凸起，側向合併。進一步觀察疊層石波狀和柱狀生長紋層帶的空間關係，可以發現柱狀和波狀生長紋層帶在縱向上呈旋迴性交替出現。一般波狀紋層帶出現在一個疊層石生長層系的下部，而柱狀生長紋層帶叢生在波狀紋層帶之上，形成一個生長層系。在同一個生長層系內部，柱狀紋層帶一般出現在波狀紋層帶的凸起之上，可能反映它們生長在相似的水體環境。但在二個生長層系之間，可以觀察到風暴成因的沖刷介面或暴露溶蝕面，指示紋層系生長節律的終止和間斷。
在光學顯微鏡下觀察，可鑑別出明亮的碎屑紋層（富屑紋層）和深色的生物紋層（富藻紋層）。當紋層上凸成疊錐形時，明暗帶清晰；當紋層呈微波狀伸延時，有時幾個亮帶或暗帶逐步合併加寬，亮帶和暗帶之間的界限模糊不清。進一步放大觀察，發現富藻的暗色有機質紋層緻密，一般由暗褐色藻斑塊、藻絲體有機質殘跡和泥微晶方解石構成，含有星散狀分佈的石英粉砂顆粒，含量變化於5－20％之間。富碎屑的明亮紋層疏鬆多孔，主要由粒徑大小0.025－0.005mm 石英粉砂和泥晶粉屑組成，砂粒呈棱角狀，含量20－50％，常混有磨圓的渾圓形、橢球狀泥晶結構的粉屑顆粒。有時也可見到單一的僅由泥晶粉屑或石英粉砂組成的富屑紋層。富屑紋層粒間填隙物的微細粒基質部分，無論顏色和成分都與富藻有機質紋層類似，但局部也出現微亮晶粒狀方解石晶體，環繞砂粒呈薄膜狀產出。有機質紋層、石英粉砂紋層、泥晶粉屑紋層組合成爲明暗相間的層偶，層偶內的紋層之間一般呈現漸變過渡關係。