研究地史时期碳酸盐岩的沉积氧化还原条件具有重要的古环境意义,但目前尚缺乏指示这一条件的有效指标。本文以扬子板块北缘神农架地区神农架上亚群野马河组和温水河组碳酸盐岩为研究对象,采集新鲜地质样品开展各种分析测试。通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等方法观测有机质;通过石墨拉曼光谱法和绿泥石X射线衍射法确定两套地层变质温度;通过分级提取法测定两套地层样品的黄铁矿矿化度;通过酸溶-ICPMS法测定碳酸盐结合态微量元素(As、Ce、Mo、U、Ni、V、Cr)和Fe的含量,在此基础上计算微量元素与Fe的相关性,分析元素相关性对示踪沉积氧化还原环境的有效性。结果表明,野马河组和温水河组地层中含有大量疑似真核生物的化石,表明该时期大气可能具有较高的氧含量。两套地层的变质温度均在300 ~oC左右,表明二者经历了相同的变质历史,即高级近变质作用,变质作用对两套地层中元素的赋存形态和迁移特征具有相似的影响。在该变质温度区间利用石墨拉曼光谱法测温和绿泥石X射线衍射法测温可以得到相同的结果。黄铁矿矿化度分析表明温水河组碳酸盐岩在沉积过程中经历了比野马河组更加硫化的条件。野马河组中,碳酸盐结合态As、Ce、Mo、Ni与Fe具有相关性,U、V、Cr与Fe相关性较弱或无相关性;温水河组中碳酸盐结合态微量元素与Fe均无相关性或相关性较弱。微量元素相关性特征表明碳酸盐结合态As、Ce、Mo、Ni与Fe的相关性可以示踪沉积氧化还原条件,这种示踪效应源于铁(氢)氧化物对微量元素地球化学行为的制约作用。研究证实相较于上覆温水河组,野马河组碳酸盐岩形成于更加氧化的沉积条件下,由于两套地层沉积相相近,这一差异可能由大气氧含量变化制约,即在距今约1200 Ma的中元古代,大气氧含量经历了一次由高到低的变化。