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寒武纪早期（541-509 Ma）发生了以澄江动物群为代表的“寒武纪生命大爆发”,同时大气海洋环境与元素生物地球化学循环也发生了一系列重要变化,重建该时期海洋水化学状态是理解这一重大生命演化事件及其与环境之间相互关系的关键之一。我国寒武纪早期南华盆地是位于西北方向的扬子陆块和东南方向的华夏陆块之间的陆地边缘海盆地,且其在东北和西南两个方向上与广海相连。长期以来,由于扬子陆块区地层化石记录丰富多样、沉积记录相对连续、出露广泛和保存完好,而且不同沉积相带记录齐全,成为了南华盆地寒武纪早期海洋水化学状态的研究焦点,并取得了许多重要认识和进展。然而,南华盆地东南缘华夏陆块沉积区由于化石记录稀少,变质作用和火山岩发育广泛,受到关注较少,导致研究程度较低,阻碍了我们对于华南寒武纪早期盆地范围内的古海洋化学时空演化及其与这一时期重大生命演化事件之间关系的深入理解。南华盆地东南缘三江地区在寒武纪早期为接近华夏陆块的深水沉积区,主要出露埃迪卡拉系老堡组上部硅质岩以及下寒武统清溪组黑色页岩,地层完整连续,变质程度弱,因此为华夏陆块沉积区海洋水化学研究提供了难得的机遇。本研究在前人区域研究的基础上对石门和泗里口剖面开展了地层学、年代学、沉积学和地球化学等综合分析,在对该地区地层年龄、地层对比、源区母岩组成、化学风化程度与相应气候条件解析的同时,重点探讨了研究剖面古海洋水化学状态,并与扬子陆块中部深水盆地相水化学状态和物源等进行对比研究,得到以下认识:1.桂北三江地区石门剖面老堡组顶部新发现的火山灰SIMS锆石U-Pb定年结果表明13个合格分析点206Pb/238U平均加权年龄为540.5±4.6 Ma,指示桂北三江地区老堡组的顶界年龄为540 Ma,寒武纪-前寒武纪界线位于老堡组硅质岩顶部。南华盆地老堡组/留茶坡组硅质岩受到台地边缘台-盆转换带同生断层发育和硅质岩不同成因的控制,其开始及结束时间在盆地范围内均不一致。老堡组顶部SIMS锆石U-Pb年龄、清溪组底部黑色页岩高有机质含量、磷质结核及伴随的V、U、Mo等微量元素富集指示三江地区清溪组下部黑色页岩沉积时限为寒武纪幸运期至第二期。2.寒武纪早期海洋虽然已经建立了以表层海水氧化、中等水深缺氧硫化和深海缺氧铁化为主要特征的分层氧化还原结构模型,但是该时期海洋氧化还原状态和空间结构仍存在高度的复杂性。三江地区泗里口剖面代表寒武纪早期（541-509Ma）南华盆地深水相沉积,三江地区在寒武纪早期接受了华夏陆块方向大量碎屑输入,广泛沉积清溪组黑色页岩。我们综合分析了泗里口剖面铁组分、氧化还原敏感微量元素以及C-N-S同位素。综合地球化学数据指示三江地区底水氧化还原状态经历了硫化（下部黑色页岩段BS1:0-37.4 m）、缺氧铁化（上覆两套黑色页岩段BS2:91-154 m;BS3:204-260 m）、氧化（最上部黑色页岩段BS4:296-372.9m）的连续转变,并伴随着O2/H2S氧化还原界面从水柱逐渐下移至沉积物中（即水柱的逐渐氧化）。BS2和BS3黑色页岩段的缺氧铁化环境依据Mo-U指示的“铁-锰搬运机”效应和有机氮同位素正漂移指示的水柱反硝化作用或氨的厌氧氧化作用进一步被区分为铁锰还原环境（BS2段）和硝酸盐还原环境（BS3段）。氧化还原状态的连续转变支持寒武纪早期古海洋存在与水深相关的氧化还原梯度,包括（自表层水到深水、从近岸到远岸）氧化带、硝酸盐还原带、铁-锰还原带、硫酸盐还原带和缺氧铁化带,与最近提出的早期海洋氧化还原状态复杂多带模型一致。我们的研究第一次从实例的角度为寒武纪早期古海洋中铁锰还原带和硝酸盐还原带的存在提供了系统性证据。本文认为泗里口剖面氧化还原状态不断转变是表层氧化海水扩张或/和海平面长期下降的结果。3.石门剖面下寒武统清溪组铁组分、微量元素和C-S-N同位素综合数据表明:石门剖面清溪组下段为缺氧铁化和硫化的状态,上段以缺氧铁化-次氧化状态为主,与泗里口剖面所反映的寒武纪早期水体氧化程度逐渐增加一致。清溪组较低的δ15Nbulk组成（-2.3‰至+2.3‰）不同于同时期浅水相约+5‰的氮同位素组成,这种氮同位素的梯度可能是受南华盆地盆地相广泛缺氧引起的固氮作用增强的影响。清溪组黄铁矿δ34Spy波动可能受到陆源硫酸盐输入和海水有机质可获取性的共同影响。4.三江地区石门、泗里口剖面清溪组氧化还原环境重建指示南华盆地东南缘靠近华夏陆块的深水区在寒武纪早期（幸运期-第二期）水体发育持续硫化,而扬子陆块中部深水相（贵州东北部和湖南北部地区）未发育硫化,对比结果表明南华盆地深水相氧化还原环境存在空间差异性。石门和泗里口剖面清溪组硫化环境反映了南华盆地华夏陆块区可能同样存在“硫化楔”型海洋化学结构,且硫化带扩张至扬子陆块东南缘。相比前人恢复的寒武纪早期扬子陆块中部深水区源区较弱的化学风化程度和寒冷干燥为主的气候,石门和泗里口剖面清溪组钾校准后化学蚀变指数(CIAcorr)均显示稳定的高值（76-84）,指示寒武纪早期研究区华夏陆块源区具有中等至较强程度的学风化作用,源区古气候条件以温暖湿润为主。源区较强的化学风化作用带来的大量营养盐和硫酸盐,导致南华盆地东南缘初级生产力爆发和硫酸盐还原作用繁盛,最终导致硫化扩张至深水盆地区。主微量元素特征显示三江地区清溪组页岩母岩以花岗岩为主、花岗闪长岩次之,不同于扬子陆块中部上斜坡（贵州东北部）沉积岩母岩（花岗闪长岩）。三江地区深水盆地相与扬子陆块中部上斜坡（贵州东北部）风化源区原岩、化学风化程度及气候条件的显著差异对南华盆地水化学状态的空间差异性影响重大,本文研究结果表明陆源风化输入可能在古海洋氧化还原状态时空演化上扮演了重要角色。