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新元古代与寒武纪转折期地球-生命系统发生了一系列革命性转变,包括岩石圈剧烈的构造运动,大气和海水中氧含量快速增加,以及动物的起源和大爆发。同时,该时期地球发生第二次大规模成磷事件,磷矿沉积遍布全球各板块。目前,对于这次大规模成磷事件的解释尚未有广泛接受的沉积地球化学模型。磷酸盐作为最关键的生物限制性营养盐,它的来源和沉积均受到大气及海水氧化还原条件的制约。通过该时期磷块岩沉积与海水氧化还原条件演变之间关系的研究可为全球大规模成磷事件的沉积地球化学模型提供验证。我国华南新元古代与寒武纪转折期含磷地层发育,为揭示该时期海水氧化还原状态的演变提供了宝贵材料。 本文研究材料来自扬子板块不同相区埃迪卡拉纪陡山沱组4条剖面和寒武纪早期2条剖面,即内陆棚相区的湖北钟祥王集-胡集剖面、台地内局限盆地相区的贵州遵义松林剖面、台地外边缘相区的贵州瓮安北斗山剖面、外陆棚斜坡相区的湖南泸溪洗溪剖面、外陆棚深水相区贵州铜仁坝黄剖面和浅海相云南玉溪华宁火特剖面。 华南地区新元古代与寒武纪转折期不同相区磷块岩碳酸盐组分REE+Y元素分布特征表明,磷块岩形成时的底层海水处于次氧化与氧化状态。埃迪卡拉纪不同相区含磷层位时空分布差异较太,浅海地区氧化还原界面随着海平面的升降频繁变化,沉积了多层磷块岩;深水相受海平面升降影响较小,氧化还原界面在较深水相区变化频率较低,含磷沉积零星产出于黑色岩系中。到寒武纪早期,整体海水条件氧化状态较埃迪卡拉纪提高,不同相区含磷层位分布状态趋于一致,含磷层位在各沉积相区均出现,较深水环境磷块岩的分布范围较陡山沱组时期广。寒武纪第二世后,生物扰动强烈,氧化还原带降至海水与沉积物界面之下,磷酸盐沉积效率变低,最终导致成磷事件的结束。 华南地区新元古代与寒武纪转折期磷块岩沉积的时空展布和海水氧化还原状态表明,该时期海水氧化还原状态处于不稳定状态,深水海洋并未完全氧化,氧化还原界面沿浅海-大陆架呈现动态变化特征,为该时期磷块岩的大规模沉积提供了充分成矿空间和机会。主量元素的分析发现表明,高Mg/Ca海水不利于磷灰石的沉积,Ca含量高的海水适合磷块岩的沉积。新元古代与寒武纪转折期海水成分从高Mg到高Ca的变化为大规模磷酸盐的沉积提供了必要的化学条件。新元古代与寒武纪转折期海水氧化还原界面从浅水到深水陆棚的频繁波动和丰富的磷质供应,导致了地质历史时期第二次全球规模的成磷事件的发生。本研究建立的沉积地球化学模型为地质历史时期全球磷块岩的分布规律提供了合理的解释。