地质历史时期地球演化过程是学者们关心的重点问题。埃迪卡拉纪和寒武纪地球岩石圈、气候条件、海洋化学性质和生物环境发生了一系列重大变化。虽然关于该时期已有许多年代学、地层学和地球生物学的研究,但关于地球晚埃迪卡拉世和早寒武世的沉积演化、海洋性质的时空变化,以及沉积记录与环境变化之间耦合关系仍存很大争议。南秦岭淅川地区发育上埃迪卡拉统灯影组和下寒武统水沟口组,各组沉积记录保存完好,其中水沟口组中化石类型丰富,灯影组和水沟口组可以为解决该时期地球演化提供良好窗口。因此,本文利用沉积学、地层学、矿物学、沉积地球化学和同位素化学等方法与手段,对灯影组和水沟口组的沉积演化、白云岩和黑色岩系成因、古环境变化进行研究,得出以下主要认识:（1）南秦岭上埃迪卡拉统灯影组为碳酸盐岩台地沉积建造,岩性主要为白云岩,沉积相类型为潮坪相。灯影组内识别出三次海侵-海退的小旋回,至灯影组顶部发生抬升剥蚀和大规模海退事件。将扬子板块北缘灯影组及其同时期地层进行对比发现,扬子板块北缘晚埃迪卡拉世主要发育碳酸盐岩,整体为较为稳定的碳酸盐岩台地沉积,古地理条件造成不同地区沉积厚度差异较大,其中海平面变化对灯影组沉积演化起到主要控制作用。而至埃迪卡拉纪末期,台地隆升和大的海退事件影响到了整个扬子板块,使得各地区碳酸盐岩台地相沉积中断。南秦岭下寒武统水沟口组为黑色岩系沉积建造,岩性主要为硅质岩、黑色页岩、泥灰岩和灰岩,自下而上依次发育陆缘局限盆地相、陆棚边缘相、浅海陆棚相,水体深度由深海-半深海向浅海过渡,经历了快速海侵然后逐渐海退的过程。将扬子板块北缘水沟口组及同期地层进行对比发现,扬子板块北缘早寒武世早期发育大量与同生断裂有关的深水-半深水相沉积,之后随着海退事件发生,逐渐向陆棚边缘相和浅海陆棚相过渡,其与下伏灯影组碳酸盐岩平行不整合接触可能是由于构造活动造成的,该时期扬子北缘整体为一大陆边缘裂谷盆地。（2）白云岩和黑色岩系沉积特征、矿物学和地球化学特征显示:灯影组内泥-粉晶白云岩为准同生期萨布哈白云岩化模式和回流渗透白云岩化模式形成,角砾白云岩为早期形成的泥-粉晶白云岩经过表生成岩作用由混合水白云岩化形成,而细-中晶白云岩多是由于沉积物埋深的增加和白云岩化速率的下降,由埋藏白云岩化模式形成的,同时构造活动和热液流体的影响将会在早期形成的白云岩基础上发育热液成因的鞍形白云岩。灯影组中各类白云岩在成因上具有一定联系。水沟口组内黑色岩系中硅质岩形成环境为陆缘局限盆地,黑色页岩则主要沉积于陆棚边缘环境,硅质岩和黑色页岩富含与热液有关的重晶石、萤石、汉江石矿物,及与生物相关的黄钾铁矾、磷灰石矿物。结合特征矿物与地球化学分析,认为黑色岩系物源为生物作用、海底热液流体和海水混合提供,形成过程主要为海底热液活动频繁,富含营养物质的深部流体上涌使得浅海生物繁盛,生物成因硅、海相溶解物质和热液喷流带来的Si O2相混合,使得Si O2在远离热液中心的陆缘滞留盆地-陆棚边缘过饱和并沉积成岩,形成早寒武世广泛发育的黑色岩系建造。（3）晚埃迪卡拉世时期气候条件炎热干燥,海水蒸发作用强烈、盐度高,同时较高的δ13C值指示该时期浅海初级生产力较高。该时期海洋潮坪环境为弱氧化性质,但氧化还原条件较不稳定,并在灯影组上部出现脉冲充氧事件。早寒武世温度相对较低、化学风化程度较高,气候为温暖湿润条件。该时期浅海陆棚区域为弱氧化-氧化性质,深海-半深海区域依然为缺氧还原环境。海洋氧化还原状态存在空间差异性,自浅海陆棚相至盆地相出现与水深相关的氧化还原梯度,表现为向盆地方向海水还原程度逐渐增强。早寒武世海洋结构为浅层氧化条件、深层缺氧/还原性质、陆棚边缘处动态硫化的分层结构。（4）晚埃迪卡拉世白云岩和早寒武世黑色岩系的发育与构造、气候、海洋和生物条件等具有耦合关系。晚埃迪卡拉世大陆边缘发育碳酸盐岩台地,该时期气候炎热干燥、蒸发作用强、海水盐度高,加之陆源物质对浅海污染小,沉积了较纯的白云岩,且潮坪环境较高的初级生产力促使富含藻的泥-粉晶白云岩发育,其中海平面的升降控制着碳酸盐岩台地的演化。而埃迪卡拉纪末期由于地壳抬升或大型海退事件使台地被风化剥蚀,沉积中断。早寒武世大陆边缘表现出裂谷盆地特征,早期同生断裂和海侵作用形成了广泛的深海-半深海局限环境,深部缺氧/还原的海水性质和热液流体上涌形成了以硅质岩为主的欠补偿沉积。同时早寒武世温暖湿润的气候提高了大陆风化强度,陆源和深部流体向浅海注入大量营养物质使得生物繁盛程度增加,在缺氧环境下有机质和细粒沉积物同时沉积发育了黑色页岩。而随着构造活动逐渐稳定,在大陆边缘形成浅海陆棚环境,发育泥灰岩、灰岩。早寒武世海洋氧化程度增加和高的生产力水平,使得海水适宜生物生长,后生生物多样性在早寒武世迎来了大爆发。本文共绘制图件69幅,表格18张,参考文献266篇。