从华北地台冀北坳陷三口浅井JQ1、JQ2和JQ3采集了600多个中元古界岩石样品。对这些样品进行了无机碳碳同位素、有机碳碳同位素和总有机碳的实验分析。根据碳同位素分析结果,建立了高分辨率碳同位素曲线,定量地估算了中元古代大气CO₂浓度水平。这项研究可以为探讨中元古代碳循环的变化和古环境的演化开辟了新的视角。华北中元古界碳酸盐岩δ¹³C值在-3.1⁺2.8‰范围内,总体上具有相对稳定的δ¹³C值,大部分在0±1‰的范围内。华北地台中元古界碳酸盐岩的碳同位素变化与全球同期碳同位素变化一致。这可能表明中元古代全球碳循环的波动较小,反映了中元古代具有相对稳定的古环境条件。估算结果显示中元古代大气CO₂浓度总体上远高于现今大气CO₂浓度。假设当时海水表面温度为25℃,高于庄组沉积时期大气CO₂浓度在548-4099ppm,平均浓度2150ppm;雾迷山组沉积时期大气CO₂浓度在341-2489 ppm,平均浓度1072 ppm;洪水庄组沉积时期大气CO₂浓度在492-1313 ppm,平均浓度878ppm;铁岭组沉积时期大气CO₂浓度在476-3895 ppm,浓度平均值为1117ppm。较高的大气CO₂浓度,可能反映了中元古代时期存在温度较高的超级温室气候环境;如果中元古代地球表面光照强度较低,高浓度的CO₂可能维持了地球表面的适宜的温度条件。