叠层石是地球上最古老的与微生物相关的沉积建造,广泛分布于前寒武纪,并在中元古代达到顶峰。中元古代大型叠层石虽然形态多样结构各异,但由于碳酸盐中广泛存在的白云岩化和重结晶作用使得其生物性与形成机制存在模糊性。与此相反,微叠层石由于个体的微小,其形态与结构特征对沉积环境的物理化学条件的变化更为敏感,成为了解这一时代古环境与古生态学的重要窗口。为了进一步了解微叠层石的成因机制及其反映的古海洋意义,本文选取华北冀辽交境地区的辽宁凌源与河北宽城两地的中元古界雾迷山组剖面,进行了详细的沉积学、微生物学、几何统计学、矿物学与地球化学的工作,包括微叠层石与微生物的形态学与三维形态重建、微叠层石与微叠层石层的几何统计特征、微叠层石层内不同组分的矿物学特点与阴极发光特征以及微叠层石碳酸盐部分激光原位微区微量元素分析。结果显示,凌源剖面的椭球体形微叠层石与宽城剖面的微柱状叠层石分别处于潮间带和潮下带的环境中,凌源剖面球状蓝细菌构成的微生物席改变了原始文石晶体的分布,而宽城剖面丝状蓝细菌仅仅是叠层石环境中的居住者。凌源剖面微叠层石层与平直层的交替变化反映了潮汐控制下引发的海平面周期性涨落,其中微叠层石小层与平直层相近的平均厚度表明球状蓝细菌仍然对文石晶体的生长影响有限,但文石的生长速度却远高于现代水平,体现了雾迷山期高碳酸盐饱和度的海水条件。周期性的海水涨落同样造成了周期性的暴露,微生物席的破坏使得大气淡水能够注入微叠层石内部从而促使微晶白云石转变为细晶白云石。同时淡水的加入使得局部p H值降低,有利于高溶解硅含量的海水中发生硅质沉淀,白云岩化与硅化作用的同时发育形成了凌源剖面微叠层石内部精细的纹层结构。在本质以化学沉积为主的微叠层石这一同一严苛环境下,球状蓝细菌展现出了比丝状蓝细菌更强的适应能力与生存策略,以及对微叠层石形态更为积极的影响,这可能源于单细胞球状蓝细菌处于蓝细菌演化树上的最底端所造就的原始属性。