近年來，在亞洲、非洲、澳大利亞和美國的前寒武紀層狀燧石巖石中有生命遺跡的報道，如類似真菌和藻類的球體、細絲和杯子。同時還有各種有機物，氨基酸，油氣顯示。因此，關於層狀燧石巖石的成因壹直有許多證據，爭論已久，主要集中在有機成因的結論上。這壹認識也為在中元古代和新元古代沈積巖系中尋找能源提供了新的依據。
1.華北中元古代和新元古代層狀燧石巖
華北的中元古代和新元古代(約81.8億年前)，與世界其他地區相比，沈積厚度大，發育完整，基本無變質作用，包括各種形態的燧石巖(圖4-3)。為了尋找華北地區中、新元古代的原生油氣藏，作者先後對曲陽北曉墓、昌平十三陵、涿鹿黑山寺、赤城古子房、宣化下格峪等地的中、新元古代地層進行了測量。野外觀察了燧石的形態、產狀、分布、成分和結構。公認廣泛分布於中元古代和新元古代的燧石巖是由原生沈積和沈積後交代作用形成的，不能壹概而論。顯微鏡下層位穩定、無交代結構的層狀、層狀火石主要為原生沈積，由於有生命遺跡、殘留有機質和瀝青質浸染等現象，可能主要為有機成因。下面從巖石學的角度進行描述。
(1)藻細胞燧石:礦物成分為隱晶、微晶應時或玉髓。它顯示了生物結構。球形藻的細胞大小為1-20μ m，呈單個或成簇分布(圖版5-2)。球形切面的中心是富含有機質的深色細胞核，外部被淺色細胞壁包裹。通常被瀝青質染色，呈棕褐色。細胞內或細胞周圍有時有豐富的深色斑點物質(圖5-5)，在許多細胞中可以看到輪廓分明的結構(圖4-4，圖6-6)。此外，在剖面相似的不同巖性中，細胞的形狀、大小和分布非常穩定，因此無法解釋矽化過程中物質重新分布的原因或結果。經常可以看到細胞增殖和分裂(圖4-4)，這進壹步說明是原蟲引起的。
曲陽北曉墓霧迷山組藻類細胞燧石經生物學鑒定屬於真核細胞，並劃分了部分種屬(張赟，1978)。
圖4-3華北中元古代和新元古代燧石的主要形態特征
1—結核性；2-紋狀層；3-小杯狀；四棱錐形狀
掃描電鏡下觀察了藻細胞的超微結構。自然剖面略呈不規則球形(圖版7-2、7-3)，構成細胞的矽質礦物結構不均勻。核心為近圓形塊狀應時，壁面為不規則顆粒狀應時，周圍為大塊應時或同質應時(R.L.Folk，1952)，看似由三種大小不壹的應時組成。未破裂的球狀物體主要由小球狀應時聚集體組成(板塊8-1，2，3)，小球狀物體的應時約為1nm。
上述觀察結果表明，藻類核內、壁內及周圍的矽質礦物結晶程度不同，可能與原始有機質的性質和數量有關。
在河北曲陽霧迷山組底部的純暗色矽質巖中，也有更高級別的藻類痕跡顯微構造，類似樹枝狀矽質巖藻化石，富含有機質，深褐色(板塊5-3)(劉，1976)。
藻細胞燧石巖序列穩定，主要產於霧迷山組的中下部或底部，其中以筆者在河北曲陽北曉墓、涿鹿黑山寺和昌平十三陵的剖面中獲得的結果最為清晰。天津地質礦產研究所(張鵬遠，1979)報告在薊縣霧迷山組底部的黑色燧石中發現多核綠藻化石，也相當於這個層位。
(2)藻疊層石燧石巖:矽質藻疊層石與碳酸鹽巖、疊層石壹樣，呈片狀、柱狀或圓錐狀。以前經常用矽化來解釋其成因，現在看來也不盡然，要看具體情況。如在楊莊組-霧迷山組中，有壹種柱狀或杯狀的矽質疊層石(圖4-3)，主要分布於層狀、層狀燧石巖中。露頭宏觀觀察無明顯交代作用，其基性層由深色和淺色矽質紋層組成。顯微鏡下，暗色基底層富含有機質，常被瀝青質染黃，具特征性藻纖維結構和纖維狀玉髓放射狀，穿過基底層(板塊5-1)，不顯示交代作用。有時，在暗條紋中，有斑點狀藻類痕跡微結構(圖版5-4)。
圖4-4藻類細胞的顯微特征示意圖
(3)藻紋燧石巖:藻類主要指鮞粒或核狀巖石，見於中元古代和新元古代的碳酸鹽巖和燧石巖中，碳酸鹽巖中的壹些原始構造被矽質物質所替代。然而，其中壹些更類似於原始矽質生物成因。矽藻鮞粒呈略不規則的同心環狀，由致密的暗色斑點藻組成，大小為1-2 μ m，鮞粒被梳狀應時或白雲石包裹，形成晚於鮞粒(圖5-6)。
因此，這些原生燧石巖並非完全形成於靜水或深水環境(包括有機或無機成因)，還可能形成於更為動蕩的淺水環境。
所有上述現象都被薄片和電子顯微鏡照片所證實(圖版7-1，4；從而為中元古代層狀燧石巖的有機成因提供了壹些證據。
2.國內外其他地區中元古代和新元古代燧石巖
據貴陽地球化學研究所閔玉順(1978)，閔玉順等，1978，中國部分矽質巖的超微結構與演化模式，貴陽地球化學研究所(內部出版)。
綜合報道，我國東北、華北前寒武系鞍山群、遼河群、五臺群、滹沱群矽質巖雖然遭受了不同程度的變質作用，但也出現了許多類似細菌、藻類的生命遺跡和有機質，證明我國太古宙至元古代盆地已有生命存在。而且與細胞相似的球形超微化石(直徑3-26微米)在結構和大小的演化過程上，由小到大，由簡單到復雜，在中元古代和新元古代對稱性明顯增強，結構更加清晰，出現了真核生物。
在北美、南非和澳大利亞的前寒武紀火石巖石中，也發現了細菌和藻類的絲狀體、高腳杯和球狀體等化石遺跡，以及碳、氨基酸和碳氫化合物等有機物(Engel，1968，Lebege，1967，1973，Knoll和Bargh)。K.Lankarma(1970)列舉了美洲、非洲、澳大利亞等地前寒武紀生命遺跡的確切證據。，其中大部分與燧石有關(表4-4)。
表4-4國外前寒武紀燧石中的超微化石
(據蘭卡，1970)
在太空中，亞洲、非洲、澳大利亞和美國的前寒武紀火石巖石中的生命遺跡，主要是球形的，在大小和形狀上有壹定的相似性，表明這些原始微生物在當時遍布世界各地的海洋。
3.有機遺傳模型
長期以來，人們試圖用海洋化學沈澱、湖泊幹旱蒸發、火山噴發沈積等純化學方法來解釋分布於前寒武紀大面積的層狀燧石巖的成因。但是也有很多無法解釋的問題，比如燧石的化學成分簡單，二氧化矽的持續供給，豐富的生命和有機物遺跡，水介質的物理化學條件等。
在亞洲、非洲、澳大利亞和美國的前寒武紀火石巖石中發現大量生命遺跡，為其有機起源提供了有力證據。這些低等微生物是如何沈積二氧化矽的？
壹種是類似矽藻的生物堆積模式，有現代的沈積模式可循。實驗結果表明，室溫下無定形二氧化矽的飽和溶解度約為65438±0.20mg/L，只有過飽和的矽酸溶膠才能凝聚形成矽酸凝膠沈澱。天然地表水(雨水、河流、湖泊、海水)中矽酸的含量變化很大，通常很難飽和。大部分矽酸被矽質生物吸收，如矽藻、海綿、放射蟲等。最適合以生物碎屑的形式沈積、埋藏和保存，是中生代以來矽質巖的壹種主要生成方式。這種生命體在前寒武紀的繁衍可能是非常驚人的，而且有很強的成巖作用。只是因為這些原始的、非常低級的嬌弱生物，在漫長的地質過程下，往往很難保存痕跡。徐京華(1979)指出前寒武系中大量矽質巖層主要由矽藻形成，並列舉了黑海的現代沈積模式。取自黑海的樣品表明，鐵礦層和矽質層形成壹種精細的層狀結構，矽質和有機質都由矽藻組成。鐵礦床原來是菱鐵礦，有的變成了赤鐵礦。認為第四紀黑海的海水可能與前寒武紀的海水相同。
二是矽質疊層石的生物和生化交替沈積模式。也就是說，低等細菌和藻類通過光合作用分泌粘液鞘物質，並捕獲和結合水中的二氧化矽膠體顆粒以沈澱它們。或者通過光合作用改變水介質的物理化學條件(pH值)，從而沈澱二氧化矽。這種生物生化沈積機制已被前寒武紀矽質疊層石的明暗基性層、其中的藻類痕跡顯微結構和豐富的有機質所證實。
此外，根據北美前寒武紀矽鐵建造和我國新元古代燧石-碳酸鹽建造的研究成果，部分層狀燧石巖具有明顯的淺水湍流沈積跡象，如鮞粒結構、內部碎屑結構、交錯層理和波浪紋等。以往這些標誌多被強調為交代殘留構造，並不代表矽質巖的生成環境。實際上有些標誌分布在層位穩定、交代不清的層狀燧石巖中，屬於原生沈積標誌，所以前寒武紀的燧石巖不僅沈積在較深水中，還有壹些碎屑狀的燧石巖，可能形成於淺水環境，甚至是潮汐作用帶的產物。
4.結論
(1)前寒武紀燧石巖中生命遺跡的存在是確切的，年代為6.3億年至約35億年，很可能是在穩定地殼形成後不久地球上就出現了生命，即從最古老的沈積巖系形成時就有生物和生物化學作用存在，而燧石巖是最古老、分布最廣的沈積巖系。
(2)由於前寒武紀的生物都屬於無骨無殼的單細胞顯微藻類，與寒武紀以後的矽質生物不完全相同，所以稱之為隱生矽質巖(或燧石巖)更為恰當(閔玉順等，1978)。它的演化可以與化學成因的矽質巖相提並論。沈積巖石學教材中，廣為流傳的strakhov圖(H.M.Ctpaxob，1949)應該修改。
(3)矽藻可以作為烴源巖，新生代有很多例子，特別是在美國西部。蒙特勒組是壹個重要的生油巖，產油量很大。蒙特勒組的沈積環境與現代加州灣相似，大量浮遊矽藻繁殖到缺氧環境，有機物得以保存並轉化為油氣。這些實例為前寒武紀生物矽質層的成因、沈積和油氣生成提供了證據。
從前寒武紀的發展來看，大約20億年前，大致相當於中國中元古代的開始，進入了原核生物(無核)向真核生物(有核)的轉化期。這種沈積作用達到了物質高潮，特別是在霧迷山組(約12-14億年前)，沈積了大量的矽質生物，具體如下。因此，結合中國的實際，要在華北地區尋找中、新元古代的原生油氣藏，不僅要註重碳酸鹽巖生油和儲油條件的研究， 還要重視對廣泛分布於其中的暗色燧石巖的研究，這對研究生命起源和有機質演化也有重要的理論意義。