震旦纪–早寒武世是地质历史上生命演化的重要转折时期,古海洋中关键元素地球化学循环、沉积环境和生物发育之间存在着复杂的相互作用。研究该时期沉积地层中的微量元素和碳同位素分布特征对了解震旦–寒武纪界线附近的古海洋环境、生物演化和有机质富集保存的协同作用机制方面具有重要的指示意义。本论文工作以华南扬子板块和塔里木盆地为例,对震旦系–下寒武统典型地层剖面上岩石有机碳含量(TOC)、微量元素分布、碳酸盐碳/氧同位素(δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb)以及干酪根碳同位素(δ¹³C_ker)等地球化学特征开展了系统的分析,主要讨论了:(1)华南扬子地区震旦纪–早寒武世海洋的微量元素分布特征及其与古海洋氧化还原环境、埃迪卡拉生物群发育的协同演化关系;(2)塔里木盆地柯坪地区和库鲁克塔格地区下寒武统富有机质地层的有机质富集保存机制;(3)塔里木盆地轮探1井下寒武统烃源岩发育条件及成藏特征;(4)塔里木盆地和华南扬子地区沉积地球化学特征的对比。从斜坡相的洞坎上剖面到盆地相的凤滩剖面,华南震旦系–下寒武统的干酪根和碳酸盐碳同位素均呈现降低的趋势,反映了不同水体深度和不同沉积环境中主导微生物类群的差异和海洋氧化还原分层的影响。氧化还原敏感的微量元素比值参数U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr和Ni/Co指示了华南震旦纪-早寒武世海洋的深水以缺氧-硫化条件为主,并存在多幕式的短暂氧化事件。这种多幕式的短暂氧化事件促进了海洋生物的发育。另一方面,华南震旦系–下寒武统岩石干酪根普遍比全岩更加富集Co、Cu、Ni、Mo等微量元素,表明震旦纪–早寒武世海洋中的生物对这些微量元素可能存在选择性富集作用。震旦纪陡山沱中期埃迪卡拉生物群兴起时,干酪根中这些与生物发育相关的微量元素含量的增加,体现了古海洋中微量元素与生物发育存在协同演化关系。微量元素的地球化学分析表明,塔里木盆地柯坪地区什艾日克剖面的下寒武统玉尔吐斯组和库鲁克塔格地区雅尔当山剖面下寒武统西山布拉克组、西大山组都沉积于缺氧环境中。当时的古海洋已经具有较高的生产力水平,在上升洋流和热液的共同作用下沉积物中富集了Ba、Cu、Mo、Ni、V、Zn等营养微量元素,其浓度分别高达10000 ppm、130 ppm、79 ppm、66ppm、1935 ppm、244 ppm,远远高于上地壳中平均含量。玉尔吐斯组偏轻的干酪根碳同位素值(平均-34.89‰)指示了什艾日克剖面早寒武世早期以底栖藻类为主的生物类型,西山布拉克组和西大山组相对较高的干酪根碳同位素值(平均-32.65‰)指示了雅尔当山剖面早寒武世底栖藻类和浮游藻类混合的生物类型。西山布拉克组中大量浮游藻类、较高的碎屑输入和沉积速率,导致其有机碳含量比玉尔吐斯组低,但烃源岩发育层段厚度比玉尔吐斯组更大。塔里木盆地轮探1井玉尔吐斯组的发育模式与塔西北地区相似,古生产力的提高和缺氧的保存条件是控制轮探1井下寒武统有机质富集的主要因素。轮探1井寒武系轻质原油相对富集三环萜烷,可能与原油较高的演化程度、较远的运移距离和特殊的母质来源有关。根据地质背景、原油与潜在烃源岩的热成熟度、生物标志化合物以及稳定碳同位素等地球化学特征的对比研究,推测轮探1井的寒武系轻质油与下伏的玉尔吐斯组烃源岩具有亲缘关系。塔里木板块与华南扬子板块的下寒武统地层在沉积地球化学特征、烃源岩发育特征等方面具有相似性。两个板块下寒武统底部碳酸盐碳同位素均存在负异常,反映了早寒武世的海侵和缺氧沉积事件。受海平面上升和构造活动的影响,两个板块均发育了一套优质的下寒武统烃源岩,是深层油气资源的重要母质来源。两个板块下寒武统烃源岩富集了与生物发育密切相关的微量元素,反映了当时古海洋已经具有较高的生产力。其中的一些微量元素同时具有催化活性(如Ni、Fe、Mo、V等过渡金属元素),对烃源岩的生烃过程也存在催化作用。总体来看,扬子板块下寒武统牛蹄塘组中的过渡金属元素浓度比塔里木盆地玉尔吐斯组高,这可能也是造成两个板块下寒武统有机质演化程度差异的潜在因素之一。