微生物碳酸盐岩是微生物群落与环境之间相互作用的产物,不仅受控于微生物群落的发育情况,也受海洋后生动物多样性、古海水饱和度、古环境和古气候的影响。晚泥盆世弗拉期/法门期和泥盆纪末Hangenberg两次灭绝事件中,古海洋无脊椎动物大量绝灭,造成后生动物格架礁的彻底瓦解,这为微生物碳酸盐岩在早石炭世的繁盛创造了有利条件。纵观全球石炭纪微生物碳酸盐岩的发展和演化,其表现出明显的二分性:早石炭世微生物碳酸盐岩十分发育,而在晚石炭世却发育较少。石炭纪是晚古生代冰期发育的主要阶段,全球气候经历了从泥盆纪“温室地球”向石炭纪“冰室地球”的转变。而石炭纪微生物碳酸盐岩的二分性恰好与冈瓦纳大陆冰川在早石炭世末的迅速扩张相对应,这说明晚古生代冰期可能在一定程度上影响了石炭纪微生物碳酸盐岩的发展演化。为了进一步揭示石炭纪微生物碳酸盐岩与古海洋后生动物多样性、古环境和古气候之间的关系,微生物碳酸盐岩在特殊地质时期的关键性地位,更好的探讨晚古生代冰期对石炭纪古海洋生态系统的影响情况,本文选取石炭系出露连续、完整的黔桂地区为工作区,对发育在石炭系海相沉积物中的各类微生物碳酸盐岩进行系统研究,运用碳、氧稳定同位素方法分析石炭纪古海洋环境,并在此基础上对全球同期微生物碳酸盐岩进行全面地阐述和总结。黔桂地区发育多处石炭纪微生物碳酸盐岩,包括来宾叠层石、隆安都结微生物碳酸盐岩、浪平甘垌子核形石、猴场镇路马寨微生物丘和中心寨珊瑚-微生物丘,时代集中在维宪期末-谢尔普霍夫期、莫斯科期初期和莫斯科期晚期。其中发育的钙质微生物主要包括Girvanella、Ortonella、似Wetheredella和一些疑源钙质微生物;微生物碳酸盐岩类型包括叠层石、核形石、凝块石、微生物鲕粒、微生物似球粒、胶结物-微生物粘结岩和各类微生物泥晶等;各类微生物碳酸盐岩的发育环境各不相同,包括深水斜坡环境、台地边缘环境、浅水潮下带浅滩环境、潮间带环境和潮上带环境。研究区微生物碳酸盐岩的形成和发展主要受环境变化的影响,如海平面的变化、水动力条件的强弱和沉积速率的快慢等。黔桂地区石炭系海相碳酸盐岩内共识别出5次δ13Ccarb值显著的正向漂移和4次负向漂移。δ13Ccarb值与世界各地δ13Ccarb变化趋势一致,识别出的5次显著的正向漂移分别对应了晚古生代冰期在石炭纪不同时期的冰川事件,指示有机碳元素的大量埋藏,大气中CO2气体分压的减少,全球气候变冷。石炭纪多次的冰川事件导致了古海洋环境的频繁变化,是影响古海洋生物群落和微生物碳酸盐岩发展演化的主要原因。通过对全球石炭纪微生物碳酸盐岩的对比、归纳和总结分析,微生物碳酸盐岩在早石炭世初期的繁盛主要得益于海洋后生动物在Hangenberg事件中的大量灭绝,这为其腾出了足够的生态空间,并减少了微生物群落的生态压力,也为微生物碳酸盐岩在维宪期的发育创造了有利条件。随后在维宪期末-谢尔普霍夫期,冈瓦纳大陆冰川开始扩张,全球海平面明显下降,并伴随着古海洋环境的频繁变化,这可能是造成微生物碳酸盐岩在早石炭世末迅速减少的直接原因。而在较为寒冷的晚石炭世不利于微生物碳酸盐岩的生成,同时浅海环境大量发育的叶状藻等钙质藻类大量消耗海水中的Ca2+离子,降低古海水饱和度,这都可能是导致晚石炭世微生物碳酸盐岩不发育的原因。受多重因素影响,石炭纪是后生动物造礁的相对低潮期,微生物与后生动物协同造礁是石炭纪生物礁的主要建造形式。微生物与微生物碳酸盐岩在礁体建造过程中扮演着重要的角色,包括加固礁体格架,为珊瑚提供硬质基底,促进物质能量循环和粘结固定沉积物等。这充分体现了微生物和微生物碳酸盐岩在石炭纪生物礁系统内的关键性地位。