新元古代成冰纪是地球历史上气候的重大转折时期，发生了两次全球范围的“雪球地球事件”，也是生物演化的重要时期，即海洋初级生产力由之前细菌主导转变为真核生物主导，并且可能出现了最初的动物。有证据表明这一时期及之后的伊迪卡拉纪大气和海洋氧含量普遍升高，称为“新元古代氧化事件”。铁作为氧化还原敏感元素，参与许多重要的生物地球化学循环过程。铁及其他元素的生物地球化学循环与生物的起源和演化有着密切关系，新元古代海洋氧化还原条件是影响这一时期生物演化的重要原因，成冰纪海洋氧化还原条件的研究对探讨这一时期真核生物演化的环境条件具有重要意义。海相沉积物携带的各种地球化学信息是研究古海洋氧化还原条件的主要方式。本文在对贵州松桃南沱组两个钻孔（ZK102和ZK505）和五河剖面的岩性组成和五河剖面进行野外测量和岩芯编录的基础上，室内通过偏光显微镜、X射线粉晶衍射（XRD）、电子探针（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM－ES）和穆斯堡尔谱（MS）对南沱组的矿物组成，特别是氧化铁矿物进行系统研究；通过X射线荧光光谱法（XRF）分析杂砾岩中细粒组分的主量元素组成，电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）分析其微量元素组成。论文重点研究了南沱组杂砾岩中主要的含铁矿物组成，结合主量和微量元素地球化学研究，探讨贵州为代表的华南地区南沱冰期海洋氧化还原环境变化。
　　岩石组合、沉积特征和地球化学分析都表明，贵州南沱冰期经历了多次冷暖波动，其中正常海相沉积岩（包括粉砂质泥岩、页岩和白云岩）和浪成波痕的存在，反映南沱冰期开放水体的存在。南沱组中红色杂砾岩的主要含铁矿物是绿泥石和赤铁矿，其次为针铁矿和伊利石，偶见黄铁矿、白云石、钛铁矿。绿色杂砾岩的主要含铁矿物是绿泥石，少量磁铁矿和针铁矿、伊利石，极少量的黄铁矿，偶见磁赤铁矿。根据红色杂砾岩的野外产出特征和与绿色杂砾岩的相互关系，推测其红色色调是由其中所含细粒赤铁矿导致，赤铁矿是同冰期沉积成因，因此赤铁矿等氧化铁矿物像前寒武纪含铁建造一样，可以提供其形成时古海洋环境的地球化学证据，揭示南沱冰期的氧化还原条件变化。杂砾岩中的磁铁矿主要为碎屑成因，少量自生形成。由于在操作定义的铁组分的分析中磁铁矿是活性铁的重要组成部分，反映沉积水体中铁的缺氧循环，加之草酸铵主要溶解绿泥石矿物，因此铁组分的分析方法可能会高估南沱组中磁铁矿结合铁的及水体缺氧程度。
　　通过对贵州剑河五河剖面和松桃钻孔岩芯中南沱组杂砾岩开展沉积学、矿物学和地球化学研究表明，华南地区南沱冰期海水处于氧化还原界面较浅的极端缺氧富铁的环境。杂砾岩中的氧化还原敏感元素Mo和U反映出不同程度的富集，其协变指示了铁、锰氧化物在氧化还原分层的海水中的穿棱作用。因此，综合剖面和钻孔岩芯南沱组中流水波痕构造、坠石构造、氧化还原敏感元素Cr、V、Mo和U的富集特征和红色杂砾岩中赤铁矿的形成，反映华南地区南沱冰期整体极端缺氧但具有一定波动的氧化还原环境。南沱组杂砾岩中交错层理、变形层理造发育、野外发现波痕和砾石呈定向排列，和在镜下观察中也发现颗粒的定向排列，这些沉积特征说明沉积过程中有一定的水动力作用，即存在一定的冰下水流，进一步说明了南沱冰期并未一直完全冰封，存在一定的冷暖波动，为冰川融水进入海洋提供了通道。南沱冰期极端冰川作用抑制了大气和海水之间的气体交换，会加剧海洋缺氧，而V等氧化还原敏感元素相对亏损，也反映这一时期大气是有氧的。大范围的冰川作用之下，白云岩及波痕等沉积特征的出现反应了在局部地区，相对较短的时间内，大气中的氧少量能够通过冰川融水进入海洋，可能维持了这一时期真核生物的生长。
　　南沱组白云岩样品和杂砾岩样品中广泛产出的自生碳氟磷灰石，表明在南沱冰期海洋磷循环受铁和硫的共同控制，代表冰期前低大气氧条件下海洋磷循环主要受水体中铁控制到冰期后氧化事件背景下伊迪卡拉纪主要受有机质降解形成磷灰石的汇转换（sink-switch），可能反映冰期温暖阶段的海洋充氧及其导致的海水硫酸盐浓度的增加，促进了海洋表层水体中磷含量相比冰期前显著提升，可能为这一时期真核生物的生长繁盛提供了营养基础。