新元古代“雪球地球”事件,对地球大气组成、生物演化及元素的生物地球化学循环产生了深刻的影响。但学界对新元古代全球性冰期气候,即地球表面是否被冰完全覆盖存在着较大的争议。与原始“雪球地球”假说(即全球被冰覆盖长达几百万年)相比,不少学者从沉积学、古生物学、古气候模拟及地球化学等方面进行了大量的研究,发现新元古代冰期存在开放水体的证据。冰期的气候变化通常能在相应的沉积物的化学风化程度变化体现。化学蚀变指数(Chemical Index of Alteration,简称CIA)常用来判断源区化学风化程度,进而反映冰期气候变化。然而,CIA指数受诸多因素影响,对于南沱冰期多来源多组分的杂砾岩,很少有人对该指数能否正确反映冰期化学风化进行讨论,因此通过冰期杂砾岩的CIA指数直接判断冰期风化程度的结果未必让人信服。由于斜坡相对冰川沉积记录较全,因此本文采取了贵州省位于斜坡相的松桃县道坨锰矿钻孔102(ZK102)岩芯、大路锰矿钻孔505(ZK505)岩芯和剑河县五河村五河剖面作为研究对象。钻孔岩芯和五河剖面南沱组冰期地层完整连续,无明显构造破坏,钻孔岩芯未受后期风化影响,剖面受后期风化也较弱,是研究南沱冰期化学风化作用的较为理想对象。前人对五河剖面的研究认为五河剖面在南沱冰期曾经历过四次不同规模的气候变化。本文通过对南沱冰期地层进行沉积学、岩石学、矿物学的研究,细粒组分地球化学分析,结合镜下观察,认为南沱冰期期间,存在不同程度的化学风化作用,主要表现为斜长石风化,而钾长石风化较弱。因此,作者认为,在预测化学风化趋势的A-CN-K三角图解中,风化趋势偏离A-CN轴指向A-K轴所表现的富钾现象,是由于钾长石风化作用弱引起,而非沉积成岩过程中的钾交代作用导致。从主量元素的流失情况来看,流失最为严重的是Ca O,其次是Na₂O和P₂O₅。Ca O和Na₂O的流失表现了斜长石的化学风化作用,P₂O₅的流失表现了含磷岩石的风化。K₂O的富集表现了钾长石风化较弱。微量元素Sr的亏损和Rb的相对富集也显示了斜长石的风化和钾长石风化弱的特点。Cu不同程度亏损,和反映了南沱冰期氧化风化作用。Th/U大多在4~10.23之间,Rb/Sr值大多在0.52~2.13之间,说明南沱冰期存在过较强的化学风化作用。通过与前人对于冰期结束阶段其化学风化研究的对比讨论,结合研究钻孔岩芯和剖面的岩石组合和镜下风化特征,对CIA指数进行比较。认为CIA值在58~72之间,反映南沱冰期化学风化及气候波动特点,与沉积构造、岩石组合及其他代用指标一致。所反映的南沱组的气候波动与前人研究经历过四次波动的结论吻合。南沱组杂砾岩细粒组分的CIA指数、α^AlNa指数、α^AlCa指数均可反映新元古代南沱冰期的化学风化作用,进而反映南沱冰期气候存在冷暖波动。