关于洞穴叠层石
叠层石是藻类繁衍生息形成的生物遗迹岩石。元古代叠层石生长于潮上带、潮间带和潮下带的滨海地区。元古代藻类——丝体藻主要生活在平坦的沉积碳酸盐岩表面之上10mm的范围内。从元古代的含藻类的燧石切片看，丝体藻像水蛇或章鱼一样完全自由、舒展地漂浮在海水溶液中，而不是生活在洞穴中。假如当时叠层石所生活的海洋中有海浪或海流的话，藻类又没有什么可抓扶的地方，必然会被海水冲走。然而叠层石是藻类世世代代在一个固定地方生息形成的，藻类没有被海水冲走，说明藻类生存在静水环境之中。因此说叠层石所生活的海水和海岸是没有海浪和海流的，即使有也非常微弱，且海浪高度应该不超过10cm。海浪微弱说明当地的风力也很微弱，不超过1级。如果海流存在的话，海流会使海水里钙镁离子的浓度达到均一，饱和程度和沉积厚度一致，而元古代地层里碳酸盐岩的厚薄相差极大，因此说海流不存在。从世界各地叠层石统计资料来看，叠层石只生成于较纯净的碳酸盐岩中或燧石中，而不会生成于黏土岩或碎屑岩中，甚至含泥较多的碳酸盐岩中也没有叠层石。也就是说，叠层石只生存于清洁的海水中，因为有黏土沉积的话，藻类群就会被掩埋掉，这说明黏土没进入海洋中。而黏土没有进入海洋中，需要具备两个条件：一、不能有河流入海（有河流的话，黏土会被带入海洋）；二、不能有稍大的风。因此说叠层石存在的地方，必然具备下述4种地理环境特征：1、无风（微风）；2、没有海浪或者是微浪；3、没有海流；4、没有河流。也说是说，叠层石能指示上述4种地理环境特征。在中上元古代时段，全球七大洲都分布有大量的叠层石，如北非毛里塔尼亚、南非、印度、阿富汗；中国的蓟县、神农架，都存在大量的叠层石，叠层石几乎无处不在。因此上述4种地理环境特征，在当时是全球普遍存在的。根据叠层石的生存环境特征可知，叠层石是生长于静水之中的产物，因此不少学者认为，叠层石生长在泻湖之中。持泻湖观点的认为，在湖的外围有条坝，将泻湖和大洋隔开；坝上只有一个窄小的通道，使潮汐通过，却能将海流和海浪挡在坝外。但是，假设叠层石生长于泻湖中，由于叠层石生长于潮坪地带，也就是泻湖里的海水同大洋一样潮起潮落。泻湖里的潮差应为1m，那么泻湖每天要更换1m深的新鲜水。元古代的叠层石都生长在较浅的地表海里，水深在20m以内，那么泻湖里的水20天就要被更换一遍。由于元古代深海里没有燧石沉积和碳酸盐岩沉积，因此大洋里的硅酸和碳酸盐是不饱和的。如果泻湖的水被大洋水快速地更换，泻湖里的硅酸和碳酸盐就不能饱和，因此燧石和碳酸盐在泻湖里就不能沉积下来。这和实际情况是不符的，因此说，认为生长于潮坪地带的叠层石是生长在泻湖里的观点是错误的。由于元古代，全球各地的叠层石基本上都生长于潮坪地带（有潮水的地方），因此，元古代的叠层石都不生长于泻湖内，是生长于大洋的正常的海滨地带，是开放的海，而不是封闭的。根据叠层石的指示特性，已知叠层石所处海域没有海浪和海流，元古代的叠层石又都生成于开放海，说明没有海浪从大洋传播过来，也没有海流从大洋流过来。这种现象的解释是：整个大洋是滞流的，大洋的水体近乎于静止，没有像太平洋赤道海流、黑潮、墨西哥湾流这样的海流。由于这些海流是靠赤道信风来推动的，因此推断赤道信风也没有。整个大洋里没有海浪，说明大洋里没有赤道信风、西风带这样的大型风场，也没有高强度的台风。因为这3种风，任何一个存在，都会在大洋里掀起大浪，并传播到大洋的各个角落。低纬度地区也是赤道幅合带覆盖的地区，是全球降雨量最多的地区，根据叠层石的指示，在元古代，低纬度地区没有河流。降雨量多的地区尚且如此干旱，其他地区年降雨量就更少了。因此降雨量少是全球普遍存在的，同时证明，赤道幅合带也不存在。在海洋里，洋流和渔场是一对密不可分的孪生兄弟，洋流沉降的地方必然是渔场所在地，而且渔场里的海洋生物量同洋流沉降的流量成正比关系。本来海流是在风力的作用下形成的，但在暖流、黑潮或湾流与寒流汇合的地方，由于黑潮像树枝一样分出很多支流，流向四面八方，并有寒流迎面“驶”来，此时海流的流向，同风的流向完全不一致，甚至相反，因此说明此时海流的流向，已不受风的控制。这些都证明海流是在元古代之后形成的。黑潮和来自北极的寒流在日本的东北部汇合，形成黑潮水域和寒流水域，中间夹着漩涡状的混合水域，黑潮弯曲着向东流去。寒流先潜入混合水域下，然后进入暖流的下层，并同暖流一起向下游流去。由于寒流在暖流的下层，形成极大的温差。巨大温差使寒流温度很快升高，由于寒流的含盐量低，寒流的密度相对于周围水体很快变小、变轻，于是上升到海水表面。寒流水在上升过程中，经过暖流，使暖流温度降低。由于暖流海水含盐量高，于是暖流水密度变大、变重，沉入海底。由于这里海洋生物和鱼特别多，生物的扰动又加速了海水的混合。混合水域中，生物量巨大，包括大量的藻类，藻类释放出大量的氧气，因此，混合水域里300m深处以上的水层里的含氧量极高，平均达到5L氧气/1t海水，这些氧气使海水的密度降低了0.5%，正因如此，寒流才潜入混合水域300m深处的位置，位于含氧量高的水层的底部。只有寒流下潜，才能使暖流和寒流在上下层之间进行迅速的垂直混合，使暖流垂直下沉。如果寒流不下潜，和暖流在海洋表面平行并流，要想在水平方向进行混合是不可能的，海流也就无法下沉。而寒流下潜是在海洋藻类释放的氧气的帮助下，使混合水体变轻后才完成的，因此说，海洋生物在海流沉降过程中起着不可缺少的决定性作用。而海流沉降是大洋环流的一个必要环节，因此，没有海洋生物，就没有大洋环流。厄尔尼诺现象证明海流和大气环流之间有密不可分的关系，由此可见，生物圈、河流、海流和大气环流相互有机融为一体，构成一个完整的、有机的系统。到了7亿年前的震旦纪，出现地史上第一次大范围冰川，说明地表的降雨量增大，地层里的黏土岩和砂岩比例开始增多，并逐渐占据主要比例。因此说明，这时地表的风化能力和搬运能力增加了，即风力增大，河流和海流出现，同时海浪增大。这样的气候和地理环境已不适合叠层石生存，因此说叠层石在7亿年前迅速衰落是由于气候和地理环境变化造成的。
叠层石一词早在20世纪初，就出现在地质文献中。目前为止对它的定义、归属、分类及命名，都存在着一些含混与不严密的地方。
1. 叠层石的定义
地质辞典(三)提到:“叠层石:atromatolite泛指主要由蓝藻本身及其生命活动遗迹所形成的综合结构物，常在灰岩、白云岩中形成同心状的叠层构造，故名‘叠层石’……叠层石均系由向上凸起的基本层叠覆而成的叠层体……叠层体分叉或不分叉，分叉类型又可分为假分叉及真分叉两种。假分叉所产生的新柱体(子柱体)彼此平行，其总宽度等于原柱体(母柱体)。真分叉所产生的新柱体(子柱体)彼此平行或不平行，其总宽度不等于原柱体(母柱体)，又可分为树枝式分叉、树干式分叉、指状分叉等……叠层体或柱体(即叠层体之一部分)的外表有时为泥质、钙质的覆盖物(包裹物)所包裹，其表面光滑或具环脊、疙瘩(瘤)、檐等体饰。在其横切面上可看到基本层的形态、厚度、生长关系等……”。［5］如图3-1所示。
［美］H.布拉特等(1978)提到:“叠层石是呈头状的纹理构造，在碳酸盐岩中很常见。藻类叠层石在古代岩层中很常见，早已引起人们的重视……在这种构造中，只能看到纹理状的碳酸盐沉积。这种纹理通常与构造的轮廓一致，或在每个球形头的边缘终止。每个纹理层似乎是在构造的顶部较厚，并披盖每个球形头的边缘。”［14］
刘宝珺等(1980)提到:“叠层构造特征的是叠层石……形成两种基本层:富藻纹层，又称基本暗带，较薄(0.1mm±);富屑纹层，又称贫藻纹层或基本亮带，较厚……叠层构造由这二种纹层交替组成，并产生向上突起的纹理。有时在基本层内还有藻间孔隙，被亮晶或微晶—亮晶充填。”［17］
J.D.米利曼等提到:“洛根等认为:藻叠层石是层纹状构造，由细粒砂、粉砂和粘土粒级的沉积物组成，是由藻膜陷捕和粘结碎屑沉积质点而形成。”［35］
朱士兴等提到:“叠层石一词出现于地质文献中，始于1908年(E.Kalkowsky)，原指具有多少近似平面状生物成因细纹层构造的大块岩石(masses of limestone)，后来，Walcott(1914)，也包括Crabau，则认为它是生物的实体化石。直到20世纪70年代，由S.M.Awramik和L.Margulis从新定义为:‘以蓝藻为主的微生物，通过生长和代谢活动而吸收、沉淀矿物质，或捕获矿物颗粒所形成的生物沉积构造’(见Walter，1976)。显然，它是侧重于成因解释的定义。但是，根据近70年的实践，对叠层石一词的理解或应用，并未取得一致意见，有些地质学家强调它是一种特定的生物岩;有些地质学家则专指特定的岩石构造;还有些地质学家更建议了许多其他术语，从而说明已提出的叠层石定义(见Walter，1976)，并不严密，尚多含混之处。”［36］
贵州科学院、贵州工学院、贵州师范大学(1995)，曾就各家相关叠层石的阐述内容，提出了:“以上各家对叠层石所下的定义中，可以看出它们……存在着较大的不同点，但也存在着许多相同点。最大的不同点在于:是将叠层石归属于沉积岩中的一种岩石(或岩体)呢还是归属于沉积岩岩石或岩体中的一种生物成因构造问题……各家较为一致的是……成岩后显现出明暗相间的纹层。个体形态上具有各种不同的形态。”这样的归纳。
笔者认为目前这种对“叠层石”不严密、含混的描述及归属，从严谨的科学态度出发，有必要给予其应有的确切归属及明确的定义。
2. 叠层石的成因
地质辞典(三)提到:“叠层石……在保存好的情况下，切片后在显微镜下观察，可见到藻类细胞构造……细胞体周围或相邻细胞体之间为细胞体分泌的粘液质所形成的粘液鞘，其中有时夹有当时因分泌气体而保存的气泡腔……由于叠层石既包括藻类本身残余的微体构造，又包括其生命活动的遗迹，因此，对叠层石的研究也形成两个不同的方向，一是主要研究其外部形态、基本层特征和分叉类型等，一是着重研究微体结构和细胞形态等……”。［5］
［美］H.布拉特等提到:“……以前都把这种(叠层石)构造当作生物成因的，尽管在它们中间并没有保存生物骨骼……还常看到某一纹理层在披盖球形头的边缘时，很像是以一定的角度沉积而成的，但这并不是沉积物的静止角。这一现象提供了成因的线索。沉积物沉积到粘性的有机质表面上，这种有机质表面就粘结住这些颗粒，就像捕蝇纸粘苍蝇一样。在以后的沉积作用中，这一有机席垫就分解了，从而只剩下纹理状的沉积物。在大多数的藻类叠层石的形成中起积极作用的有机膜，可能是丝状的、单细胞绿藻(Chlorophyta)和蓝绿藻(Cyanophya)的复合体。”［14］
刘宝珺等(1980)提到:“……叠层石。它是由蓝绿藻细胞丝状体分泌的粘液，将细屑物质粘结再变硬而成。它的生物由于季节变化而形成两种基本纹层……富藻纹层又称基本暗带……在藻类繁殖季节，沉积物中藻体多，有机质高，色暗，主要由泥晶碳酸盐矿物组成。富屑纹层又称贫藻纹层或基本亮带……在藻体眠季节，沉积物中藻体少，有机质少，色浅。碳酸盐沉积多，为亮晶方解石(或白云石)和微屑及少数粉屑，藻屑。”［17］
J.D.米利曼等提到:“布莱克(1933)对(叠层石)这种纹层提出了三种可能的成因解释:①与沉积作用相关的藻丝体生长的韵律性变化;②藻类种属的交替;③藻丝体之间矿物质点的沉积层纹……叠层石增长显然是分两步实现的。第一步，藻类丝状体向上生长，陷捕并粘结堆积在藻丛上的沉积物。接着第二步，加上水平生长层(常为不同的藻类种属)。这样两纹层之间间隔的时间长短极大地取决于周围的环境和涉及的藻类种属……蒙蒂(1965)和格贝莱因(1969)发现，在潮下环境每天都能形成叠层，控制因素显然是对阳光的利用。绝大部分向上生长是在白天发生，此时裂须藻Schizothrixcalcicola增长多达1mm在夜晚，颤藻Oscillaatoria submembracea生长缓慢，增长一水平薄层，结果组成一对层纹。格贝莱因作过计算，如果这样的增长速度保持下去，则一个月内就能形成2至3cm厚的叠层石。然而，蒙蒂(1967)指出，这样的构造不一定是连续增长的，所以裂须藻Schizothrix藻丛内微层的数目只会得出最小年龄值。”［35］
朱士兴等提到:构成藻席的主要藻类是蓝藻门的颤藻目中的8个属、色球藻目中的4个属。硅藻门的6个属以及少数绿藻、红藻等。［36］
贵州科学院、贵州工学院、贵州师范大学(1995)，在各家对叠层石成因论述的基础上进行了概括，提出:“较为一致的认为:①生物成因的。并进一步指出是蓝藻(又称蓝绿藻、蓝细菌)或绿藻等生物本身或其生命活动遗迹所形成;②原地生长的活体，粘结、捕获或吸附一些矿物颗粒或溶液(如碳酸钙等)经沉积、成岩作用所形成……”。
以上论述表明:叠层石的成因是生物沉积作用形成的，参与建造的生物主要为蓝藻。而蓝藻所具有的粘结、捕获或吸附矿物颗粒或溶液的习性，是形成叠层石的原因。
3. “叠层石”的归属
关于叠层石，目前存在三个不太确切的问题。首先，“叠层石”这一术语，在岩石学上是一种构造名称还是一种岩石名称?其次，由于叠层石定义指向的不确定性，给它的命名也带来了不确定性。因为在沉积岩中，具有由蓝藻本身及其生命活动遗迹，形成明暗相间亮带及暗带特征的岩石分布范围较广。它不仅在碳酸盐岩中有广泛的分布，在硅质岩、铁质岩、磷质岩、蒸发岩……中也有分布。而它的产出形态也有柱状、丘状、层状、球状……等多种不同的形态。再有，就“叠层石”这一名称而言，更像是矿物名称。如方解石、白云石、蒙脱石、伊利石、橄榄石、辉石等等。这样在命名和归属上就可能带来混淆及不确定性。因此有必要对它的归属及命名进行梳理及确定。
沉积岩石学中，与“叠层石”这一术语密切相关，并列使用的还有另一术语———“叠层构造”。这一现象已存在相当长的时间，人们在使用时也常常有意识地，将“叠层构造”偏重于沉积构造方面的描述，将“叠层石”偏重于岩石名称方面的描述。但并没有在相关文献，或相关专业词语中，给予明确的区分与界定。
贵州科学院、贵州工学院、贵州师范大学(1995)在叙述、归纳了相关“叠层石”的特征、成因、结构、构造、形态后提出:因为“‘沉积岩的结构，是指组成沉积岩岩石颗粒的大小、形状及其相互之间的组合关系’而‘沉积岩的构造，是指沉积岩的各个组成部分的空间分布和排列方式’。叠层石亮带与暗带的明暗相间的明暗带形成的丘状、板状、连续状、断续状等等特征，无一不是反映其组成部分的空间分布和排列方式。所以笔者认为，应该将叠层石所特有的这种叠层构造，作为沉积岩的一种具有成因意义的特定构造———构造名称。而将具有叠层构造的岩石就直接称为叠层石———岩石名称。”
基于上述的不严密、多含混的情况，笔者认为，有必要对“叠层构造”和“叠层石”两个术语，进行定义和应用范围的界定。建议将叠层构造界定为:“指原地生长的蓝藻藻丝体或其生命遗迹形成的，具明暗相间纹层，并相互叠加的沉积构造。其岩石形态，可以是水平状、丘状、圆(或椭圆)状、柱状、枝状的等等。这种构造在偏光显微镜透射光或反射光下，石化或重结晶作用较弱时，可见到蓝藻的丝状体或石化后的丝状物。石化或重结晶作用较强时，残余结构不复存在，正交偏光下可见条状或柱状消光位。”关于“叠层石”，建议将其归属到岩石名称的范畴。定义为:“指沉积岩中具叠层状构造的一类岩石。”并可以将岩石的沉积环境、矿物成分、个体形态等，参与岩石的命名。
以往对叠层石的研究，很少见有对岩溶洞穴叠层石的报导。虽然人们在岩溶洞穴石灰华中，也观察到不少的纹层构造，但都没有与叠层构造联系起来。20世纪80年代，我国的一些岩溶工作者，在对碳酸盐岩岩溶洞穴石灰华的观察、研究中，首先将石灰华中的纹层构造确认为叠层构造，这就引申出岩溶洞穴石灰华中的“生物沉积”成因观点。对其研究，主要分为洞口弱光地带和洞穴深处无光地带两个方向进行。
1. 洞穴叠层石的发现
20世纪90年代，我国的一些岩溶工作者，对碳酸盐岩岩溶洞穴中的洞穴叠层石，进行了较为深入、详细的观察和研究。王福星等(1993)［32］、(1994)［33］观察、研究了岩溶洞穴洞口附近、弱光带的洞穴叠层石。安裕国等［31］、［26］、李景阳等［25］、贵州科学院、贵州工学院、贵州师范大学、戎昆方等、、［27～28］、［34］、［24］、戎昆方等，观察、研究了岩溶洞穴深处，无光黑暗地带的洞穴叠层石。他们从不同角度、不同深度地对“洞穴叠层石”进行了，从石灰华个体、手标本、光片、薄片、电子显微镜等，多方位的观察和研究。
在黑暗环境沉积的石灰华个体中，他们发现相当部分的沉积物，具有“反重力沉积”现象;在手标本中发现了许多明暗相间，与叠层构造完全一致的纹层构造;在光片、薄片中发现了许多丝状物和丝状体;在电子显微镜下，观察、发现了许多与碳酸盐岩电子显微结构不相符合的特殊结构。这些特征无不包含着叠层石的要义和概念的要素。岩溶洞穴黑暗环境中叠层石的发现和研究，在洞穴叠层石研究的领域中，更具有非常重要的意义。毕竟黑暗环境中石灰华沉积物，更能代表和体现洞穴石灰华的本质，也更能代表洞穴石灰华的绝大多数。
岩溶洞穴黑暗环境中叠层石的发现与研究，在沉积学与沉积岩石学领域中，无疑是一种开拓性、前沿性的工作。他不仅仅是提出了洞穴石灰华的“生物沉积”，这一崭新的观点。而且对生物学、沉积学、沉积岩石学等，提出了一种新的观察、研究的思路与方向。
2. 弱光带洞穴叠层石的研究
王富星等对弱光带洞穴叠层石灰华，进行了较为深入的观察和研究。他们确认了岩溶洞穴洞口部位，乃至光线微弱地带，都可有洞穴叠层石灰华的存在。但对洞穴深处无光地带，认为将不可能有洞穴叠层石灰华的沉积。
王福星等(1993)研究了洞口向光石钟乳、洞口向光石鳞片———洞穴叠层石、岩溶区边石坝等三类叠层石灰华。其中边石坝“由于(是)冷、热泉水在地表漫流逐渐形成的坝形钙华沉积物”［32］，不属洞穴叠层石灰华之列。
(1)洞口向光石钟乳
在洞口向光石钟乳的研究中，王福星等(1993)提及:“主要研究样品采自贵州茂兰旺牌天仙洞中，离洞口约10多米的洞顶突出部……它们的生物成因机理是无疑的，所显示的生物沉积构造如下。
1)暗纹层中隐晶方解石和有机质凝块很丰富。隐晶或混晶方解石的形成往往与生物沉淀，特别是显微生物的沉淀密切相关。暗纹层由隐晶方解石、均质有机微粒、凝块等呈断续条带状延伸组成。这是生物成因沉积的主要特征。
2)纹层具有生物结构构造特征……生物沉积构造是由微小的藻类、真菌或细菌的粘结、捕捉、同化沉淀等作用形成的。不论形成颗粒的大小、形状或彼此间的相互关系，乃至纹层间的接触，均受微小生物生长过程中的微环境变化的影响……向光石钟乳向光部暗纹层的特征恰恰反映了这种多变的特征……亮层由较均一的亮晶方解石构成，为间隙无机沉积形成。背光部暗纹层也是生物纹层，但所占比例小些。
3)形体具孔明显。具孔甚至多孔是生物沉积构造的主要特征之一……生物的光合作用、呼吸作用和生物体死亡分解产生的CO2等气体遗留在沉积物中形成了许多各样的气孔。向光石钟乳向光部的多孔特征证明了其生物成因的可能性。其中，呈放射状、穿插纹层的长条形孔的存在，更表明是一种呈放射丛状、丝状藻类分解后的产物(有些孔是石钟乳形成后生物钻孔形成的)。
4)生物遗迹构造。碳酸盐岩因其易重结晶，或者具孔特征，使其中的生物遗体易分解而消失，不易保存。但在向光石钟乳中仍可见一些直径为0.2mm球形藻类和呈条束状的钙化丝状藻，直径为0.02～0.05mm;还有一些由壳状、透镜状和长条状暗色有机质组成的纹层。
5)生物体的普遍钙化。标本中有不少生物体明显钙化，有些明显可见生物为方解石所结壳，表明钙质沉积物生物钙化成因的存在。”［32］
他们在描述以上“生物沉积构造”的同时，还论述了对生物沉积构造的成因机理的解释。在形成生物沉积的相关生物方面，他们提到:“浸渍生物薄片中发现有被方解石所结壳的双须藻属(Dichothrix)、蕨链藻属(Capsosira)和颤藻属(Oscillatoria)的分子。”［32］
(2)洞口向光石鳞片
在洞口向光石鳞片的研究中，王富星等提到:“作者在广西桂林阳朔县兴坪镇角田大岩洞口附近发现一种新的洞口向光次生化学沉淀物，其个体外形特征及其组合类似于鱼鳞片，故称其为石鳞片……经多次实地观察，并进行室内结构构造研究，特别是在扫描电子显微镜，高倍生物显微镜下进行的藻类、真菌、苔藓等研究，作者认为，石鳞片的形成与生物活动有密切的关系。可以认为，石鳞片是一种新型的洞口环境下的叠层石……三种类型的石鳞片均显示双层叠层构造，即背光浅色层和向光深色层，并由细密纹层组成。向光表面多孔，疏松、粗糙，并长有显微生物;背光表面致密，较光滑。”［32～33］
在描述了洞口向光石鳞片的内部构造特征后，论述了生物沉积的成因机理，并提出相关的生物类型有:“色球藻科(Chroococcaceae)、蒴链藻属(Capsosira)、真枝藻属(Stigorie-ma)、双须藻属(Dichothrix)、念珠藻属(Nostoc)?、鞘丝藻属(Lyngbya)、颤藻属(Oscillato-ria)、单歧藻属(Tolypothrix)的分子以及一些色球藻科(Chroococcaceae)、绿球藻科(Chlo-rococcaccae)的分子……”。［32～33］
(3)对黑暗带洞穴叠层石的质疑
王富星等在对岩溶洞穴洞口弱光带叠层石研究之后，对洞穴黑暗带中叠层石的存在提出了质疑。文章标题为《洞穴黑暗带中有无叠层石?》，主要从“什么是叠层石?”、“黑暗洞穴中有叠层石建造的生物依据”、“叠层石的形成环境”、“洞穴黑暗带中有无叠层石存在之我见”等四个方面进行了论述。
在“什么是叠层石?”问题部分，他们主要从以往对叠层石的定义、形态、成因机理、沉积环境、可能存在的岩石类别等进行了叙述。这些笔者在本书中，已对相关文献的记载进行了叙述、摘录，可以表述笔者对叠层石概念的确切认识与理解。
在“黑暗洞穴中有叠层石建造的生物依据”问题部分，他们主要在叙述以往研究过的，与叠层石建造相关的生物是“蓝藻(蓝细菌)”和“细菌”。强调蓝藻生物必须进行光合作用的特点。认为:不进行光合作用蓝藻就不能生存，黑暗环境中没有阳光，不能进行光合作用，所以蓝藻不能生存，蓝藻不能生存的黑暗洞穴环境中，叠层石自然就不可能存在。
但笔者认为:现代研究表明，蓝藻是一种与细菌相当接近的低等植物，过去曾被称为“蓝细菌”。蓝藻中是否可能存在某种“更低等”的蓝藻，不需要进行光合作用就能生存的特例问题有必要进行进一步的了解。
在“叠层石的形成环境”部分，他们提到:“在洞穴黑暗带中细菌、真菌和部分蓝藻沉积碳酸钙的实例已有不少报道。然而，黑暗环境中是否适合叠层石的形成的研究，还未取得统一的认识……。”
M.R.Walter(1976)在进行叠层石形成的模拟试验时发现，在无光条件下，7个月后，在有光条件下原已形成的叠层石上只形成不成层的、厚仅0.5mm的沉积物……
“作为叠层石，其形成不像蓝藻(蓝细菌)那样具有适应各种恶劣环境的能力。在研究中人们发现，在叠层石和藻席中仅仅少数几个优势种群与碳酸钙的沉淀有关，而且丝状藻比球状藻更活跃、生长更迅速，因而也就可能更多和快地沉淀碳酸钙。”［38］
这里他们对黑暗环境中叠层石存在的质疑，主要放在目前“还未取得统一的认识”和“在无光条件下只形成不成层的、厚仅0.5mm的沉积物”的模拟试验上，从而得出:黑暗环境中不会有叠层石存在的结论。
笔者认为，目前未得到统一认识，并不说明以后也得不到统一认识。至于“试验”结果，会由于取材、环境、方法等不同因素，得出不同的结果。也就是说，该次试验并不一定能代表，岩溶洞穴黑暗环境中，就一定不能有叠层石的存在。
在“洞穴黑暗带中有无叠层石存在之我见”部分，他们提到:“近几年，在我国关于洞穴叠层石的研究已引起有关人士的关注。值得注意的是，洞穴叠层石有两种截然不同的类型，即洞穴弱光带的叠层石和洞穴黑暗带的可能的叠层石。前者国内外已有不少的研究……显然，洞穴弱光带叠层石的存在是毫无疑问的……至于洞穴黑暗带环境中叠层石的存在，从理论上需要论证:①造叠层石的少数几种蓝藻(蓝细菌)可以活跃地生存于洞穴黑暗带中;②一般认为，叠层石亮、暗层代表因日夜、季节等变化，生物活跃与停止活动，导致生物沉积与非生物沉积的差异形成的纹层。那么在无光的洞穴黑暗带中，亮暗纹层又代表什么因素的交替呢?在现实中，要去发现、要去论证洞穴黑暗带中的叠层石也需要做大量细致的工作……可靠的方法是，除了从形成上进行论证，最好能用生物化学和同位素等手段进行研究……作者在对桂林地区盘龙洞大石笋类叠层石构造的岩薄片研究中，没能够找到令人信服的叠层石依据。”［38］
这一部分，他们提出了叠层石的“一般认为”的亮、暗纹层研究的情况，主要是对现代海滨环境的研究，并不能代表黑暗洞穴环境下的研究。更不能以此推断黑暗洞穴环境中，就一定不能形成叠层石的亮、暗纹层。
笔者认为，对于蓝藻是否一定必须进行光合作用才能生存的问题，只有通过进一步的实践和学习，获得相关的有用知识。对于前人已研究得出的认识、结论，只是不同的研究者对不同的具体研究对象，得出的相关结论。对于不同环境、不同对象的研究，借鉴前人的研究成果十分必要。但更重要的是能够得出自身研究的，实事求是、准确无误的确凿证据。当确凿证据与一般理论有悖时，不能回避事实拘泥于一般理论。只有踏实深入进去找出原因，才是唯一正确的方法。
3. 黑暗带洞穴叠层石的研究
对黑暗环境中洞穴石灰华中的叠层石进行研究，无疑具有十分重要的意义。因为它不但代表了洞穴环境中数量最多，形态最为丰富多样，最具代表性的沉积物。同时还涉及到敏感的洞穴石灰华“生物沉积”成因的新观点。所以自黑暗环境中存在岩溶洞穴叠层石的观点一经提出，立即引起岩溶工作者的广泛关注，有赞许也有质疑。赞许方认为，这是一种值得进一步深入研究的前沿性课题。而质疑方则认为，这有悖植物学最基本的基础知识。如前所述，质疑的焦点集中在，叠层石中的蓝藻必须进行光合作用，在洞穴深处的黑暗环境中蓝藻不能生长、发育，叠层石将不可能在黑暗环境中存在。
但我国的一些岩溶工作者，在经过大量观察、研究后，掌握了许多确切的客观证据，证实了岩溶洞穴黑暗环境中，洞穴叠层石存在的客观事实。
贵州科学院、贵州工学院、贵州师范大学(1995)提到(笔者注:照片及说明为笔者在进一步观察、研究后的选录):
(1)层状石灰华
“标本92-4(钙华板)……亮带和暗带总体呈舒缓波状，亮带和暗带的组成的纹层可分为两种类型:①密集型:亮带和暗带的宽度大体相差不大，其宽度比为暗∶亮=1∶1.5～2。②疏稀型:亮带的宽度远远大于暗带的宽度，其宽度比为暗∶亮=1∶5～25。暗带中可见平卧生长的蓝藻藻丝体，而亮带中除石化后经重结晶作用基本由方解石晶粒所组成的外，标本中还可见到亮带中的垂直或斜交生长的蓝藻藻丝体残余结构……切面上可以见到明显的叠层构造，其纹层呈同心圆状分布，其宽度比为暗∶亮=1∶2～2.5……”。
标本92-12-2。采集地:贵州织金洞，剑门关。形象名:钙华板。
照片号:6226(图版ⅩⅩ)。镜下特征:视域倍数2.5×10(物镜×目镜)。
照片为显微镜反射光下沉积物的特征，显示的是沉积物明暗相间的纹层构造，与叠层石的叠层构造完全一致。视域中至少可见24层明暗相间的纹层，呈现的浅棕色纹层，为石化及重结晶程度较弱的纹层。灰白色纹层为石化及重结程度较强的纹层。
标本92-12-纵3。采集地:贵州织金洞，剑门关。形象名:钙华板。
照片号:2145(图版ⅩⅪ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征。视域中至少可见22层黑白相间的纹层，白色纹层宽度，远远大于黑色纹层的宽度，显示沉积物的石化、重结晶作用较强。视域中可见明显的，垂直黑色纹层“生长”的黑色细纹，可视为蓝藻藻丝体未受黑色纹层阻隔，穿层“生长”的现象。黑色纹层宽度窄，且呈起伏波状。
照片号:2146(图版ⅩⅪ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。视域中可见到数块呈长条形，不同消光位的方解石晶体。视域左侧，见一具同一消光位的方解石晶粒，至少穿越7层亮带。这一现象可以看做这同一消光位的方解石晶粒，是由同一束丝状体经同期重结晶后形成的。暗带纹层不能影响丝状体的穿越和连续“生长”的特点尤为明显。
(2)树状石灰华
1)雪松:“标本92-53(雪松)……瘤状突起的切片观察，其叠层构造十分明显，明暗带呈以联结部为圆心的同心圆状分布。暗带窄而细，其中蓝藻丝体呈平卧状分布，并可见收缩与膨胀现象。亮带宽而疏，局部可见垂直或斜交暗带分布的蓝藻藻丝体的残余结构……组成亮带的蓝藻其主要分子为颤藻Oscillatoria(Vauch)sp.……”。
标本92-23-平。采集地:贵州织金洞，金塔宫。形象名:雪松。
照片号:6273(图版ⅩⅪ)。镜下特征:视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为显微镜反射光下沉积物特征。视域中至少可见纹层8层，左下侧由3个瘤状突起，组成瘤状纹层集合体，向右上侧逐渐过渡为一个总的纹层。可以明显看出纹层暗带，由垂直纹层“生长”的黑色丝状物组成，亮带中亦可隐约见到垂直纹层的白色丝状物。纹层间可见有缝隙存在，并由白色粉末状物质充填。白色丝状物应为黑色丝状物经石化后形成的产物。沉积物的叠层构造特征明显。
标本89-3-纵1。采集地:贵州织金洞，金塔宫。形象名:雪松。
照片号:1978(图版ⅩⅪ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数10×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征。视域为浅棕略带黑色，两条窄带隔开了3条宽带。上一窄带呈暗色，下一窄带呈白色，其中均未见明显的微细结构、构造特征。宽带极宽，浅棕色丝状体清晰可见，隐约可见同一丝状体穿越窄带，未受窄带阻隔的现象。
照片号:1979(图版ⅩⅪ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数10×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。可见不同的丝状束，形成的不同消光位，丝状体穿越窄带连续“生长”的现象更加明显。窄带中仍未见到微细的结构、构造特征，反而呈现出丝状体的收缩变细现象。这种丝状体收缩现象十分重要，它可能反映了丝状体特有的，一种能解释窄带形成成因的一种现象。
2)银雨树:“标本92-19(银雨树)……纵切面上可见暗带7层，亮带6层，下部暗带较宽上部暗带较窄。下部暗带中可见蓝藻藻丝体呈连续的平卧分布。亮带与暗带正好相反，表现出下部亮带较窄上部亮带较宽的特征。在亮带中可见垂直或斜交暗带分布的蓝藻藻丝体的残余结构。横切面可见下部之暗带两侧略微上翘，并可见全拢现象……组成亮带的主要分鞘丝藻Lyngbya(Ag)sp.……”。
标本92-20-纵1。采集地:贵州织金洞，银雨宫。形象名:银雨树。
照片号:2230(图版ⅩⅪ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数10×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征。视域呈浅棕略带黑色，以宽带为主，仅于右侧见有少许暗色窄带。宽带中可见许多垂直窄带，呈放射状“生长”的丝状体，白色丝状体为已石化后的丝状物。
照片号:2231(图版ⅩⅪ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数10×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。石化后的白色丝状物更为清晰，下侧部分丝状体上可见到被粘结、捕获的方解石细小晶粒，反映了丝状物的粘结、捕获细小颗粒物的特性。
(3)柱状石灰华
标本92-24-平2。采集地:贵州织金洞，望山湖。形象名:海豚飞跃。
照片号:2290(图版ⅩⅪ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征。视域呈棕略带黑色，可分为3大部分。上部可见许多黑色小麻点，应为丝状体(束)的横切面特征。中部为丝状体的纵切面特征，丝状体呈垂直纹层“生长”，形成宽带。下部可见具纹层构造，并于宽带中隐约可见丝状物的存在。
照片号:2291(图版ⅩⅫ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。视域中部丝状体形态清晰，并可见沿丝状体形成的方解石薄膜泥晶套。视域上下两部分的丝状体仍清晰可见。
(4)穹状石灰华
“标本92-26(霸王盔)……薄片观察:总体上看暗带与亮带清晰可分，具典型的叠层构造。若沿暗带或亮带延伸方向追索，则两者均可出现中断、合并、分岔等现象……”。
标本92-26-纵1。采集地:贵州织金洞，灵霄殿。形象名:霸王盔。
照片号:2304(图版ⅩⅫ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征，标本采于霸王盔表层的瘤状物。视域呈浅棕色，下部窄带纹层密集，上部为一宽带，宽带中隐约可见丝状体的存在。沉积物中叠层构造特征明显。
照片号:2305(图版ⅩⅫ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。视域中窄带呈暗棕色，宽带中石化后呈灰白色的丝状体明显。
(5)花蕾状石灰华
“标本89-5(石花)……纵断面具明显的明暗相间的叠层构造，明暗带呈紧密排列，中央隆起两侧向下收敛合拢呈穹状……蓝藻的主要分子是颤藻Oscillatoria(Vauch)sp.……”。
标本89-5-横2。采集地:贵州织金洞，雪香宫。形象名:石花。
照片号:2031(图版ⅩⅫ)。镜下特征:单偏光(－);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为偏光显微镜透射光下沉积物特征。视域下部深棕色纹层密集、清晰，中央部分为一白色亮带层，亮带中丝状体隐约可见。宽带与下方窄带接触处，垂直纹层的黑色丝状体明显。
照片号:2032(图版ⅩⅫ)。镜下特征:正交偏光(+);视域倍数4×10(物镜×目镜)。
为上一视域的正交偏光。中央宽带在消光位下，丝状体显得更为明显，垂直窄带呈放射状分布。
以上观察表明:沉积物具明显的明暗相间纹层，丝状体特征明显，与海相叠层石相比较，除完全具备叠层石的特征外，其丝状体的特征表现得更为明显。这些特征与一般叠层石及岩溶洞穴洞口弱光带，所描述的叠层石概念及定义的要约完全相符，证明了黑暗环境中确实存在洞穴叠层石沉积物的事实。
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