中元古代处于地球历史上两次重大成氧事件之间。期间,海水硫化分层,硫酸盐还原细菌繁盛,微生物岩广泛发育。微生物岩是微生物与环境相互作用的产物,是探索早期生命与环境相互作用的重要窗口。本文选取华北地台中元古代微生物岩和微生物席成因构造(MISS)作为主要研究对象,通过对各类微生物岩的宏观特征及其沉积环境的研究发现,丘状凝块石主要分布于深潮下带,层状凝块石产出于潮下带中上部,而低丘状和微指状叠层石(MDS)局限在潮下带上部至潮间带下部,席纹层石则广泛分布于潮间带；微生物席破坏构造集中在潮上带,黑色纹层石发育于潮下泻湖环境,表明可容纳空间和水动力条件等环境因素对微生物岩的类型、形态和分布具有明显的控制作用。深潮下至潮上带微生物岩中的氧化还原敏感元素和碳酸盐海底沉淀丰度的规律性变化,表明中元古代陆表海环境的确具有缺氧-分层的特征及较浅的氧化还原界面,进一步地,凝块石和黑色纹层石主要形成于缺氧至贫氧水体,而其他微生物岩则主要形成于氧化水体。对碎屑岩中MISS的环境分布的研究指出,微生物席的发育与其结构均明显受控于由地势差异决定的水动力、基底暴露、水分补给和沉积条件等环境因素,潮上带以微生物席脱水形成的砂裂构造为主,潮间带上部以破坏-改造型构造为主,而潮间带下部-潮下带主要为再沉积微生物席碎片。对微生物岩的显微至超微组构研究发现其可能具有相似的有机矿化过程：(1)置换有机质形成纳米颗粒,(2)纳米颗粒和有机质聚集形成多面体晶体,(3)多面体晶体再与有机质进一步聚集形成微球粒或纤维体等,(4)微球粒和纤维体等经有序组装后,与由微生物影响形成的无机沉淀一起形成各种微生物岩。从过程(1)至(3)的有机矿化和有序聚合可能代表了微生物岩矿化的普遍过程,并可作为重要标识用以判定碳酸盐岩的微生物成因；而过程(4)可能主要受具体的沉积环境和微生物化学过程控制。研究还发现微生物岩的形成可能包括两种基本矿化方式：(1)纳米颗粒置换有机质的直接矿化,(2)有机质降解导致微环境改变从而诱发无机沉淀的间接矿化。对微生物岩(黑色纹层石)所记录的微生物与环境间相互作用过程的研究表明,其由浅色微晶颗粒层和暗色纤维状文石假晶层所构成的亚毫米级纹层对反复堆叠而成；显微组构和碳氧同位素特征则指示出这种纹层交互可能记录了季节性变化导致的生物量与碳酸钙饱和度的变化。而本文对纹层厚度、环境敏感元素和生物量指示元素的时间序列分析发现,它们可能很好地记录了太阳黑子的活动周期,且能表明中元古代的太阳辐射变化与现代的太阳辐射变化相似,均在约11年的尺度上对环境和生物产生了重要影响。