现代所有真核生物超群中都有生物利用硅的现象,称为生物硅化。目前最早建造硅质骨骼的硅质生物化石发现于埃迪卡拉纪-寒武纪转折期,以硅质海绵和放射虫为代表,也是寒武纪大爆发的重要组成部分,但是分子系统发生学和生物标志化合物的研究表明海绵动物和放射虫可能起源于成冰系,早于化石记录,所以需要更多的研究来探索硅质生物的起源时间和机制,解释不同研究方法之间的“时间差”。硅质生物的出现对海洋硅沉积模式的转变、硅循环的演化也有重要影响:在硅质生物出现之前的前寒武纪,海洋硅的输出主要靠无机沉淀,所以硅浓度可能接近饱和,而显生宙由于硅藻、海绵、放射虫等对溶解硅的有效利用,海水硅浓度较低,主要以生物硅的形式输出。硅循环与碳循环也紧密联系,火山作用等释放到大气的二氧化碳与硅酸盐地壳反应进入海水,形成碳酸盐沉淀后回到地壳参与再循环,如此维持大气二氧化碳浓度在长时间尺度的相对稳定,这一反馈是近年来气候研究的热点问题。因此,有关早期硅质生物的研究不仅对生物本身的演化研究有意义,对地球表面的硅循环和碳循环研究也有启示作用。埃迪卡拉纪末期-寒武纪早期华南地区沉积了一套分布广泛、地层连续的硅质岩,其中保存了目前报道最早的硅质海绵骨针和放射虫化石,是研究硅质生物及其与海洋环境的关系的良好载体,本文的研究目标是探索华南地区以海绵为主的硅质生物的起源时间、分布及其与海洋环境（氧化还原环境、溶解硅浓度等）之间的相互作用。本文选取较浅水台内盆地相的湖北秭归滚石坳剖面、较深水开阔斜坡-盆地相的贵州铜仁漾头剖面和湖南益阳燕子桥剖面,对其中以岩家河组和留茶坡组为代表的硅质岩进行地层学、古生物学和地球化学的综合研究,主要研究思路为:（1）通过切片观察、酸蚀法挑取微体化石、扫描电镜分析等总结各剖面埃迪卡拉纪末期-寒武纪早期的化石面貌、硅质生物的分布;（2）通过Al-Fe-Mn三角图、Ge/Si、稀土元素等地球化学指标判断硅质岩的成因;（3）通过氧化还原敏感元素（Mo、U、V等）含量特征分析当时海水的氧化还原环境,总结其对包括硅质海绵在内的早期生物演化的影响;（4）通过全岩硅同位素和箱式模型探索海洋硅循环的演化。本研究主要取得以下几点认识:（1）埃迪卡拉纪末期,滚石坳剖面和燕子桥剖面只有弥散有机质,没有明显的生物结构,漾头剖面则以Horodyskia minor和Palaeopascichnus jiumenensis为主,寒武纪早期浅水-深水的生物多样性都增加,且有很多共同分子,海绵骨针和多细胞藻类在寒武系底部幸运阶就开始出现,席状化石、小壳化石和放射虫稍晚出现。埃迪卡拉纪和寒武纪生物的演变是比较截然的,且海绵骨针和多细胞藻类的组合、席状化石的出现有辅助地层对比的潜力。（2）华南埃迪卡拉纪-寒武纪的硅质岩成因分为三类:一是富硅热液流体在热液喷口附近直接沉淀,具有地区性;二是海水硅在浅水碳酸盐台地以交代碳酸盐岩和被硅质海绵利用的形式沉积;三是海水硅在深水斜坡-盆地相以有机质诱导和被海绵利用的形式沉积。（3）埃迪卡拉纪末期漾头和燕子桥剖面Mo-U富集系数和V/Cr较低,表明次氧化环境,寒武纪早期两个剖面的MoU富集系数和V/Cr都升高,表明转变为更还原的环境,这一海水缺氧事件可能导致埃迪卡拉纪生物的灭绝,并且促使生物功能和生态系统的革新,同时证明以海绵为代表的基础动物对氧的需求较低。（4）综合燕子桥剖面和前人报道的硅同位素数据发现华南各地区之间的硅同位素分异度在约533 Ma变大,可能指示硅质生物的繁盛导致了海洋硅浓度的大幅度下降。硅浓度下降之前海水硅库较大,能缓冲短时间尺度的、区域性的硅输入和输出的变化,海水硅浓度和硅同位素分布都比较均一,而硅浓度降低后硅库变小,缓冲作用弱,各地区之间的硅输入、输出的不同导致硅同位素记录产生较大差异。通过单箱模型模拟发现该硅浓度降低事件程度较高,可能下降了初始浓度的80%。（5）海绵动物很可能在前寒武纪存在,也已经带有可以进行生物硅化的基因,但是没有表达出硅化骨骼或硅化程度极低,硅化基因在寒武纪早期表达可能是环境和生态因素触发。硅质生物繁盛后导致的海洋硅浓度降低可以移除高浓度硅对生物的毒性,从而有利于寒武纪更复杂生命的出现。