左鹏飞 祝禧艳 郑德顺 孙风波 王世炎

1. 河南理工大学资源环境学院，焦作 454000 2. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083 3. 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京 100029 4. 河南省地质调查院，郑州 450001

地球在古元古代(约2400Ma)出现大规模条带状含铁建造(BIF)、陆相红层、碳同位素负飘以及硫同位素非质量分馏消失等地质与地球化学方面的现象，暗示增氧事件发生(Pufahl and Hiatt，2012；张连昌等，2012；Laakso and Schrag，2014；Spinksetal.，2014；Slotznicketal.，2022)。中元古代BIF的消失和真核生物的出现，表明海洋和大气环境发生了根本变化。该时期真核生物演化缓慢、碳同位素偏移幅度极小、板块活动较弱(Buicketal.，1995；Shields and Veizer，2002；Cawood and Hawkesworth，2014；Lyonsetal.，2014； Mukherjeeetal.，2018；van de Veldeetal.，2020)，被称为地球演化的特殊时期(Holland，2006；Roberts，2013；Young，2013；Cawood and Hawkesworth，2014；Zhaietal.，2015；Brownetal.，2020；Zhai and Peng，2020；Tangetal.，2021；翟明国等，2021)。然而，中元古代大气氧含量处于较低水平(Poulton and Canfield，2011；Luoetal.，2014；Planavskyetal.，2014；Coleetal.，2016；Crockfordetal.，2018；Doyleetal.，2018；Bellefroidetal.，2019；Wangetal.，2022)。其何时出现变化的(Zbindenetal.，1988；Rye and Holland，1998；Gilleaudeauetal.，2016；Canfieldetal.，2018；Zhangetal.，2018)？又是如何变化的(Tangetal.，2016，2020；Hardistyetal.，2017；Shangetal.，2019；Luoetal.，2021；Weietal.，2021)？目前还存在很多争论。

前寒武纪大气氧含量主要受到有机质沉积和埋藏过程的控制(Maraisetal.，1992；Karhu and Holland，1996；Kump and Arthur，1999；Franketal.，2003；Kennedyetal.，2006；Bekkeretal.，2008；Toscaetal.，2010；Ossaetal.，2013)。黏土矿物可以增强有机质埋藏作用，有助于大气中氧气的积累(Kennedyetal.，2002，2006；Ossaetal.，2013)。厚层泥页岩富含黏土矿物，主要发育在局限和深水盆地中，同时记录了丰富的海洋氧化还原信息(Planavskyetal.，2014，2016；Zhangetal.，2016，2019；Wangetal.，2017a，2020；Diamondetal.，2018)。华北克拉通自18亿年伸展事件之后(Rogers and Santosh，2002；Zhaietal.，2015)，发育一系列中-新元古代沉积盆地(Huetal.，2016；Zuoetal.，2019，2021)(图1a)。在盆地热沉降的后期阶段(约1700Ma)沉降速率较低，燕辽地区和华北克拉通南缘(熊耳盆地)均广泛发育一套泻湖-陆棚相泥页岩。已有研究通过铁组分、碳硫同位素、微量元素对其记录的海水是缺氧铁化还是氧化存在两方面的争论(Planavskyetal.，2011；Lietal.，2015；Caietal.，2021)。沉积和成岩作用被认为对沉积岩记录的氧化还原信号有明显影响(Crombezetal.，2020；……