在新元古代时期，地球系统的气候、构造、海洋化学、生物面貌均发生了显著的变化，发育多期冰川事件，冰期沉积物之上常沉积一套“帽碳酸盐岩”地层，这些碳酸盐岩以其独特的沉积组份与结构、元素和同位素特征而成为研究的焦点。中国华南地区的南华系和震旦系地层发育完整，保存良好，是研究冰期后古气候变化、古地理环境变迁、沉积水体组分、古生物演化的关键区域之一。　　 长阳大塘坡组是介于Sturtian冰期与Marinoan冰期之间的间冰期沉积，为古城冰期后沉积的一套黑色碳质粉砂岩页岩夹含锰页岩与含锰灰岩，与贵州大塘坡组、湖南民乐组可以对比。长阳县大塘坡组仅在古城村一带出露，按岩性可分为三段:下段为灰色薄层粉砂质粘土岩与粉砂岩的韵律互层沉积;中段为黑色含锰碎屑岩层，矿石类型主要为菱锰矿;上段为灰黑色薄层页岩，含有少量锰质。从岩性与厚度上分析，该区大塘坡组相当于贵州湖南等地大塘坡组下段黑色岩系，后者上段为厚层灰色粉砂岩与页岩沉积。对湖南花垣县民乐组黑色岩系的多种地球化学指标（包括FeHR/FeT、 FePFeHR、Fet/Al和Mo的富集系数等）研究表明该时期海洋总体为缺氧铁化环境。长阳大塘坡组地层与华南其它地区大塘坡组地层相比，其岩性、厚度等有部分差别，对其沉积环境的研究可对该区的古地理位置、大塘坡组古氧化还原环境及形成过程提供线索。　　 古城大塘坡组沉积中心主要为黑色碳质页岩与菱锰矿沉积，反应低能环境，平面上向外相变为粉砂质粘土岩和粉砂岩互层、砂岩、砾岩沉积。在采样点（沉积边缘）岩性自底向顶的变化则是:薄层石英砾岩依次渐变为灰色与浅黄色互层砂泥岩、灰黑色砂岩、灰黑色碳酸盐岩、灰黑色页岩与粉砂岩，表明沉积盆地在逐渐扩大。通过长阳、松桃、民乐等地南华系岩性对比分析认为，长阳大塘坡组为古城陆相冰碛岩之上的泻湖沉积。　　 本文利用多种地球化学方法，包括全岩微量稀土元素分析、全岩XRF分析、碳氧稳定同位素分析，对长阳大塘坡组碳酸盐岩进行研究，并对前人华南大塘坡组相应的资料进行汇总。主量元素研究显示大塘坡组碳酸盐岩普遍混入了陆源碎屑及磷质较高的特点，稀土元素总值（∑REE+Y）在77.64～298.2ppm之间，大部分大于130ppm，Y/Ho值远远低于现代海水Y/Ho比，这两个指标也表明几乎所有样品的REE配分模式及Ce异常等指标不能代表沉积环境特征。然而前人在用华南大塘坡组菱锰矿与锰碳酸盐岩的全岩微量稀土元素分析之前，并没有考虑陆源碎屑和磷质的影响，因此Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10三角图解、logU-logTh图解、Eu异常、Ce异常等原有的解释有待商榷。笔者建议可采用不同强度的酸对样品进行分步溶解或者弱酸溶样以获得自生碳酸盐矿物的微量稀土元素含量，进而分析沉积水体的特征。　　 长阳大塘坡组灰岩样品微量元素进行Al的标准化后V、Cr、Co、Ni、Cu、Mo、Th、U值均远远低于后太古代澳大利亚平均页岩(PAAS)的值，其中Mo值为1.07ppm，相当于在沉积物中的背景值;并且V、Cr、Co、Ni、Cu、Th、U的富集系数均小于1，Mo的富集系数与湖南大塘坡组黑色岩系相比也相对亏损。上述结果均支持古城大塘坡组灰岩沉积于有氧环境。　　 碳氧稳定同位素的初步研究表明长阳碳酸盐岩的碳同位素值在-2.85～-5.65‰(PDB)，明显高于湖南贵州大塘坡组碳同位素值，反应不同沉积环境的局部碳循环导致了明显的δ13C差异。同时碳同位素特征表明菱锰矿不是氧化锰在早期成岩过程中溶解而成，而是Mn2+与HCO3-在氧化还原界面下直接沉淀形成的。　　 最后归纳出长阳大塘坡组的形成过程:　　 (1)在Sturtian冰期末，长阳地区陆相冰川不断消融后退，在地势较低洼的古城保存有冰碛沉积物记录。随着海平面的不断上升与陆源碎屑的注入，在古城冰碛岩之上沉积了一套碎屑物质。在泻湖边缘为石英质砾石与砂质沉积，往泻湖中心则变为粉砂质粘土与粉砂。　　 (2)冰期后菌藻类生物的复苏及大气中的氧气使本区处于有氧环境，由于陆源输入及海水输入，沉积水体中溶解了HCO3-、SO42-、Ca2+、Mn离子、Fe离子等物质，在Eh值与pH值适宜的条件下在整个泻湖形成薄层的碳酸钙与锰氧化物沉积。　　 (3)菌藻类生物的繁盛导致有机质产率提高，也使泻湖底部缺氧及pH值升高，在氧化还原界面下Mn2+富集并沉淀CaCO3与MnCO3，泻湖边缘仍处于氧化还原界面之上并沉积CaCO3与锰氧化物。　　 (4)水位进一步加深，氧化还原界面也随之升高，缺氧层扩大，泻湖中心沉积灰黑色薄层含锰页岩，碳酸钙沉积物之上沉积灰黑色页岩与粉砂岩。　　 (5)在早期成岩阶段，先形成的锰氧化物被有机质或无机物（如硫化物）还原成Mn2+溶解于孔隙水中，在碱性环境下形成锰碳酸盐。黑色岩系的锰质向中心迁移并富集，与菱锰矿、锰氧化物同时沉积的大量CaCO3、MgCO3则溶解流失。　　 (6)压实、脱水、固结成岩。