生命的起源是一个长期以来为人们所关注的科学问题。要理解生命的起源，必须首先了解生命起源的环境，而记录这些环境的信息只能通过古老的沉积岩石去寻找。　　 本论文第一部分详细研究了中国最古老的岩石地层曹庄岩组的铬云母石英岩和磁铁石英岩。铬云母石英岩含有35-38亿年的碎屑锆石，通过对国外数据的对比，发现该套铬云母石英岩为世界上最古老的陆源碎屑沉积岩，Th-Sc的研究表明其源岩来自上地壳的中酸性岩石。其Cr/Ni的比值远远高于后来的33亿年的Fig Tree群砂岩，32亿年的Moodies群砂岩，31亿年的鞍山地区的铬云母石英岩和30亿年的Pongola群砂岩，表明Cr-Ni之间发生了分离，反映了早期高的CO2浓度。对铬云母石英岩的Al2O3-TiO2的研究表明，Al2O3发生了分离，表明有H2S酸性气体参与了风化。　　 同时也对曹庄岩组的磁铁石英岩(BIF)进行了详细的地球化学研究，并通过氢氧化铁的化学吸附公式，推算出了35亿年前海洋中的P、Zn、Cu等元素的含量。本次研究还通过中国科学院高能物理研究所的同步辐射X射线荧光微探针技术测定太古代BIF硅质条带以及包裹体中的微量元素，发现凡是受到磁铁矿沉积吸附的元素在包裹体和石英内都要相对亏损。曹庄岩组的BIF中的微量元素与细菌活动所需要的量进行比较，发现细菌活动足够产生BIF。　　 35亿年的曹庄岩组的变质已经达到了高角闪岩相，本次研究选择具有细微条纹的没有变形的低应变区BIF的样品进行切片观察，发现了大量的气、液包裹体。对石英颗粒中间的原生包裹体的测温学研究，发现盐度平均为5.98％，最大为9.73％(现代海水盐度为3.5％)。把这个平均值近似的认为是当时海水的盐度，而最大值为35亿年的海水的上限。因此35亿年的海水的盐度的上限为现代海水的2.78倍。　　 通过对全岩包裹体的气相和液相分析，发现样品分成两组：一组具有高的H2S含量，少量的CO2，而这组的液体中Ca/Mg<1；另外一组具有高的CO2含量，少量的H2S，而这组的液体中Ca/Mg>1。对包裹体内其气体的CO2的碳同位素的测定发现，CO2的碳同位素的数据分为两个部分，一个部分为-5％。左右，另一部分为-20％左右。前者具有海底火山气体的信号，而后者被认为与生物活动有关。　　 在山西永济地区中元古代晚期地层北大尖组，产出丰富的、保存良好的有机壁化石，其中有大量带刺疑源类，在形态上和超微结构上有与沟鞭藻相似的特征(如双层壁结构和板片构造)，它们可能是最早的沟鞭藻化石。为了进一步探讨这些有机壁化石的生物亲缘关系，作者对这些有机壁化石进行了热模拟实验并分析了其热解产物，在热模拟产物中检测到沟鞭藻的生物标志化合物——甲藻甾烷，因此证实了形态学上的推断。这一研究将沟鞭藻分子化石的记录提前了1-4亿年，可能的实体化石记录提前了7-9亿年，同时与分子钟的推测基本吻合。