新元古代发生一系列重大的地质历史事件,包括两次全球性的冰期事件—Sturtian（～720-663 Ma）和Marinoan（～654-635 Ma）冰期、全球性成锰事件。华南新元古代南华盆地完整地记录了从Sturtian冰期到Marinoan冰期的沉积地层序列,并且在间冰期沉积的大塘坡组底部沉积一套含锰层。目前的研究认为“大塘坡式”锰矿中锰的沉积过程包括两个阶段:（1）水体中的Mn2+在氧化环境中被氧化,形成锰的氧化物或者氢氧化物,然后在地层中沉积下来;（2）在有机质富集的地层中,锰的氧化物或者氢氧化物被还原形成锰碳酸盐（菱锰矿）。南华盆地是在Rodinia超大陆裂解过程中形成的一个裂陷型盆地,锰矿的沉积是否受到裂陷盆地的控制仍然是一个值得深入研究的问题。一般认为地质历史时期锰矿的形成是多种因素综合作用的结果,因此对锰矿成矿环境的研究也是必不可少的一部分。本研究在全球和区域构造背景研究的基础上,通过典型矿床分析,对黔东地区南华纪地层的沉积学、元素地球化学和同位素地球化学进行了系统研究,详细讨论了南华裂谷的盆地结构及其对“大塘坡式”锰矿的控制作用,恢复了锰矿成矿环境,包括南华盆地中的硫循环和古气候变化。本研究主要取得以下结论和认识:（1）在Rodinia超大陆裂解的过程中,华南板块也发生裂解,在扬子板块和华夏板块之间形成南华裂谷盆地（I级）。南华裂谷盆地可分为武陵、雪峰两个次级裂谷盆地和二者之间的天柱-会同隆起（II级）,在武陵次级裂谷盆地（II级）中又分为一系列次级的地垒和地堑盆地（III级）,包括溪口-小茶园、松桃-古丈和玉屏-石竹溪断陷（地堑）盆地,甘龙-秀山和铜仁-凤凰隆起（地垒）,在雪峰次级裂谷盆地（II级）中主要包括从江-城步断陷（地堑）盆地（III级）,并且在III级地堑盆地中分布着一系列小的更次级的地堑盆地（IV级）,包括贵州李家湾-道坨、西溪堡、大塘坡、大屋,湖南花垣民乐、烂泥田,重庆秀山笔架山等断陷（地堑）盆地。（2）通过对南华裂谷盆地的结构和华南“大塘坡式”锰矿分布位置的分析,发现裂谷盆地的结构对锰矿具有控制作用。南华裂谷盆地（I级）控制着“大塘坡式”锰矿成矿区的分布,次级裂谷盆地（II级）控制着锰矿成矿带的分布,III级地堑盆地控制着锰矿成矿亚带的分布,IV级地堑盆地控制着锰矿床的分布。在华南“大塘坡式”锰矿床中,从矿床的中心到边缘,大塘坡组含锰岩系的厚度和锰矿层的厚度逐渐变薄,矿石品位逐渐降低。（3）在南华盆地中,根据对李家湾矿区PM001和PM002剖面、高地矿区ZK2115钻孔和西溪堡矿区ZK4207钻孔南华纪地层中硫同位素的分析,提出盆地中一种新的硫循环模式。Sturtian冰期沉积的铁丝坳组和Sturtian冰期之后沉积的大塘坡组含锰岩系都具有异常高的草莓状黄铁矿δ34S值（铁丝坳组:+36.4‰至+60.6‰;大塘坡组:+29.1‰至+72.4‰）,大塘坡组含锰岩系锰矿层中也具有异常高的CAS（carbonate-associated sulfate）δ34S值（+38.8‰至+69.8‰）,并且锰矿层中出现异常的硫同位素分馏(△34S;δ34SCAS-δ34Spy;-11.6‰至+13.5‰)。在李家湾—西溪堡—高地地区,随着水深的加深,大塘坡组锰矿层的CAS和草莓状黄铁矿都表现出硫同位素深度梯度现象,随着水深的加深,CAS（李家湾:+49.3‰;西溪堡:+57.9‰;高地:+62.4‰）和草莓状黄铁矿（李家湾:+44.5‰;西溪堡:+59.8‰;高地:+61.6‰）的δ34S值逐渐升高。结合已发表的黄铁矿δ34S数据,发现在大塘坡组黑色页岩层中的黄铁矿也具有深度梯度现象,从杨家坪—民乐—高地地区,随着水深的加深,草莓状黄铁矿δ34S的值逐渐增加（杨家坪:+17.7‰;民乐:+51.4‰;高地:+52.6‰）。值得注意的是,铁丝坳组和大塘坡组含锰岩系都具有异常高的TS（total sulfur）含量（2.2±1.1%）。地层中特殊的硫同位素和TS特征反映南华盆地中具有强烈的热液活动,并且热液流体可以携带大量的34S富集的H2S。裂谷盆地中的同沉积深大断裂可作为热液流体的通道,使热液进入到南华盆地水体中。在此分析的基础上,提出南华盆地中新的硫循环模式—热液释放34S富集的H2S模式。热液携带的大量的34S富集的H2S进入到南华盆地中,一部分直接与水体中的Fe2+结合形成草莓状黄铁矿,另一部分在浅水氧化环境中被氧化成硫酸盐,然后再通过微生物硫酸盐还原（MSR;microbial sulfate reduction）过程形成草莓状黄铁矿。与热液相关的相对富集34S的硫酸盐库与南华盆地中的硫酸盐库的垂直混合导致地层中的硫同位素深度梯度现象。该硫循环模式可以解释南华盆地中的特殊的硫同位素特征,也为研究半局限盆地中的硫循环过程提供新的见解,这一过程可能对新元古代海洋系统具有更广泛的适用性。在南华盆地中,南华纪地层沉积过程中发生的热液活动影响时间长、范围广。热液活动从Sturtian冰期一直持续到间冰期,热液携带的H2S在南华纪地层具有广泛的记录,且主要以草莓状黄铁矿的形式存在。（4）Sturtian冰期-间冰期古气候的变化有利于“大塘坡式”锰矿的形成。CIA（chemical index of alteration）作为化学风化指标,也可以反映古气候的变化。在高地矿区ZK2115钻孔中,为了排除大塘坡组锰矿层中菱锰矿的形成对碎屑成分中CIA的干扰,分别对全岩和碎屑部分（去除菱锰矿）进行主量元素的分析,结果显示菱锰矿的形成不影响CIA的变化趋势。CIA从铁丝坳组冰碛岩（45-67）到大塘坡组锰矿层（60-72）和黑色页岩层（64-70）呈显著的增加趋势,表明从Sturtian冰期到间冰期期间,古气候从冰室气候向温室气候的转变。在李家湾PM001和PM002剖面中,锰矿层厚度（PM001:1.2 m;PM002:4.6 m）明显小于ZK2115钻孔锰矿层的厚度（11 m）,但是CIA都显示相似的趋势,说明锰矿层的厚度并不影响古气候的变化趋势。在Sturtian冰期-间冰期期间,由于气候变暖,温度升高,导致冰川消融,低温的海水和碎屑物质形成间歇性富氧底流。富氧底流携带大量的氧气进入到南华盆地深部,导致深部水体氧化还原状态的改变,由还原状态变成氧化状态,这也与前人认为的南华盆地水体的间歇性氧化观点一致。结合盆地中锰矿的形成过程,盆地深部水体氧化还原状态的改变有利于锰的富集成矿。