中国华南扬子台地保存有较为连续的埃迪卡拉系地层,其是探索新元古代环境变化和生物演化的重要研究区域。在本次研究中,我们基于扬子台地王集地区的岩心钻孔,测试分析得到高分辨率的碳酸盐无机碳同位素(δ13Ccari)数据和碳酸盐氧同位素(δ18Ocarb)数据。该钻孔包含成冰系南沱组地层、埃迪卡拉系陡山沱组地层和灯影组地层,以及寒武系岩家河组地层。王集岩心钻孔陡山沱组δ13Ccarb曲线变化趋势与前人对扬子台地相应地层的研究结果较为一致,因此该钻孔可在盆地内进行良好的化学地层学比对。具体而言,在王集钻孔陡山沱组地层上部,我们识别出一个+8.16‰至-7.20‰的巨大δ13Ccarb负偏移,该负偏移的持续时间和偏移幅度与同时期的“Shuram-Wonoka”无机碳同位素负偏移事件相当,这为王集钻孔的全球地层比对提供了坚实基础。除此以外,王集钻孔灯影组地层呈现出两段截然不同的无机碳同位素区间,其δ13Ccarb平均值分别为+3.32‰和+0.40‰。在这两段稳定区之间,我们识别出一个显著的δ13Ccarb负偏移,这也是灯影组中部无机碳同位素负偏移的首次报道。在王集钻孔陡山沱组地层和灯影组地层中,共有三次δ13Ccarb负偏移与富磷沉积段密切相关。无机碳同位素负偏移与磷沉积的耦合关系可能指示埃迪卡拉纪海洋碳循环和磷循环的相互作用。我们认为,多次间歇性海水上涌可能导致了浅水区域无机碳同位素负偏移以及同时期的磷灰石沉积。具体而言,厌氧海水上涌带来富集13C的深海碳酸氢根及可溶性有机碳(DOC),深海碳酸氢根的加入和DOC的氧化会导致浅海无机碳同位素发生负偏移;与此同时,上涌海水还会携带大量溶解态磷组分,深海的磷酸氢根会在氧化还原状态波动的内陆架水域发生沉积,最终形成磷矿层。陡山沱组与灯影组无机碳同位素负偏移的不同幅度,可能指示深海DOC储库在不同时期的规模存在差异。在众多晚新元古代沉积地层中,存在多次显著的碳酸盐无机碳同位素(δ13Ccarb)偏移以及较为稳定的有机碳同位素(δ13Corg)曲线。这种前寒武普遍存在的δ13Ccarb和δ13Corg解耦关系与以光合作用为主导的显生宙记录存在较大差异,该解耦关系通常被认为是由外来有机质混入或成岩作用导致。在本次研究中,我们报道了华南扬子台地王集钻孔的有机碳同位素(δ13Corg)数据。与多数晚新元古代沉积记录不同,王集钻孔的δ13Ccarb与δ13Corg具有良好的耦合共变关系。王集钻孔的δ13Corg数据变化范围为-22.13‰至-34.12‰,其 δ13Ccarb 与 δ13Corg的差值(Δ13Ccarb-org)变化范围为19.61‰至34.58‰。我们认为该钻孔多数的δ13Corg及Δ13Ccarb-org数据可以用藻类光合作用的碳循环模式解释。但对于特定层位,外来有机质,极有可能是来自深海的可溶性有机碳(DOC),也可能混入沉积记录中。即便如此,在埃迪卡拉纪浅海区域,高浓度的磷酸氢根会极大程度促进海表初级生产力;因此,生物成因有机质的同位素值信号足以抵抗DOC同位素信号的干扰。大量有机质持续沉积埋藏会促进大气及溶解在海水中氧气的积累,地表环境的进一步氧化可能为之后的生物演化提供相关生态便利。沉积物早期成岩作用过程中产生的自生碳酸盐具有极低的δ13Ccarb值,其可达-30‰;因此自生碳酸盐的大量混入可能是造成前寒武δ13Ccarb负偏移记录的重要原因,而该过程反映的是成岩作用改造的相关信息。为了探索自生碳酸盐对王集钻孔样品的影响,我们对部分岩石样品进行细致的抛光工作,并测试分析光面不同区域的无机碳、氧同位素值。光面微区同位素结果与全岩同位素结果较为一致;因此,我们认为王集钻孔全岩δ13Ccarb值可以指示古海水信息,且相关模型计算也是合理的。我们还系统地测试分析王集钻孔样品的总碳含量(TC)、总硫含量(TS),以及黄铁矿硫同位素(δ34Spy)。总体而言,王集钻孔δ34Spy的变化范围为-13.7‰至41.4‰,其较大的波动性可能指示埃迪卡拉纪古海水具有不稳定的硫酸根浓度。在陡山沱组下部,δ34Spy正偏移与δ13Ccarb正偏移同时出现,其可能指示具有还原性黄铁矿和有机碳的共同埋藏。在陡山沱组上部“Shuram-Wonoka”无机碳同位素负偏移中,δ34Spy具有较大的波动性,其可能与海退时期陆架黄铁矿和有机质氧化风化有关。而灯影组δ34Spy的高值可能指示了海洋中厌氧水体的扩张,但其适用空间范围需进一步进行探究。综上所述,新元古代末期古海洋的碳循环、磷循环,以及硫循环紧密联系在一起;其在调节地表氧逸度及构建古生态环境中起到举足轻重的作用。