埃迪卡拉纪晚期扬子台地微生物白云岩的氧化还原分层及其对早期生命演化的生态启示

本文通过系统研究华南扬子台地灯影组微生物白云岩的岩石学与地球化学特征，揭示了晚埃迪卡拉纪浅海氧化还原分层（redox stratification）的关键证据。研究发现纤维状白云岩（fibrous dolomite）具有显著负铈异常（Ce/Ce*<1）和重稀土富集（HREEs），表明沉积时水体高度氧化（~大气氧水平），而等粒白云岩（equant dolomite）则反映次氧化环境，证实了当时海洋存在垂向氧化还原分层。该研究为理解微生物代谢（microbial metabolism）调控新元古代末期海洋氧化进程及后生动物（metazoans）生态位构建提供了新视角。

　　

Highlight

晚埃迪卡拉纪海洋见证了早期生命演化的关键阶段，其氧化还原条件（redox conditions）与生物创新密切相关。本研究通过华南扬子台地灯影组微生物白云岩的系统分析，揭示了浅海氧化的动态过程及其生态意义。

微生物白云岩沉积环境

岩相学证据表明，研究区灯影组发育潮坪沉积体系（tidal-flat system），包含潮间带至潮下带的多种微生物岩相：低能环境形成纹层状/低穹状叠层石（stromatolites），而高能环境则发育凝块石（thrombolites）和泡沫海绵状结构（foam-spongy textures）。

氧化还原条件重建

所有白云岩组分均显示显著负铈异常（Ce/Ce*<1）和重稀土富集（HREEs），其中纤维状白云岩的氧化特征最明显——沉积界面氧浓度可能接近大气水平（~PAL）。相比之下，等粒白云岩胶结物反映次氧化-弱氧化条件，证实了晚埃迪卡拉纪海洋存在垂向氧化还原分层（stratified redox water column）。

生态意义

与整个埃迪卡拉纪相比，灯影组广布的微生物白云岩及其伴生的氧化环境可能为两侧对称动物（bilaterians）等底栖后生动物提供了关键生态位（ecological niches）。这种由微生物产氧（microbial oxygen production）驱动的局部氧化过程，可能为寒武纪大爆发（Cambrian Explosion）奠定了环境基础。

Conclusion

本研究阐明扬子台地灯影组微生物白云岩记录了新元古代末期一次重要的浅海氧合事件，其氧化信号主要源自微生物垫（microbial mats）的代谢活动。该发现强调了生物介导的环境反馈（biologically mediated feedbacks）对海洋氧化还原分层的调控作用。