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本博士论文围绕地球历史上两个关键时期的生命演化事件（生命大爆发和生物大灭绝）展开。寒武纪生命大爆发是生命演化史上的重要事件,通常认为大气-海洋系统氧气含量增加促进了早期生命演化。然而,对于寒武纪早期海洋的氧化还原状态的研究存在诸多争议。有观点认为寒武纪生命大爆发之前海洋已经全面氧化,而有些观点认为这一时期海洋依然缺氧甚至硫化。此外,晚泥盆世弗拉期-法门期（F-F）生物灭绝事件是显生宙“五次生物大灭绝”之一,关于这次灾难性事件的原因一直未有定论,热液活动/火山作用被认为是造成此次生物灭绝事件的主要因素,但仍存在争议。Cu、Zn同位素受水体硫化状态影响显著,而Zn、Sr同位素可以指示热液活动/火山作用。本文选择中国云南梅树村下寒武统黑色页岩和广西付合F-F界线灰岩为研究对象,通过分析黑色页岩的Cu、Zn同位素组成和灰岩的Zn、Sr同位素组成并结合其它地球化学指标,探究早寒武世生物爆发和晚泥盆世生物灭绝时期的古海洋环境。梅树村剖面有三段黑色页岩的δ65Cu和δ66Zn同时变轻,并且Mo、U和V相对富集,显示黑色页岩沉积时期发育三期缺氧（甚至硫化）水体。筇竹寺期缺氧（甚至硫化）水体的发育可能阻碍了小壳动物群的演化,也可能延缓了寒武纪大爆发主幕的发生。剖面上黑色页岩Mo/TOC在缺氧（甚至硫化）阶段不断升高,代表海水的自生组分Cu、Zn同位素组成(δ65Cuauth和δ66Znauth)在氧化-次氧化阶段逐渐变重,δ13Corg在剖面上也持续变重,指示寒武纪生命大爆发两幕期间大气-海洋系统持续发生氧化,从而促进了海洋初级生产力增加和早期动物进化。付合剖面灰岩的δ66Zn和87Sr/86Sr在两期Kellwasser事件的发生层位（LKWH和UKWH）及下伏层位没有发生负偏,表明F-F时期华南热液活动或者火山作用非常有限,不足以影响F-F时期海洋生态系统。相反,δ66Zn和87Sr/86Sr在LKWH、UKWH和Palmatolepis delicatula platys带至P.minuta minuta带出现同步正偏,正好发生于具有低的?13C值的层位和对应的海平面下降阶段。认为δ66Zn和87Sr/86Sr的共同正偏与该时期气候变冷和海平面下降导致的碳酸盐岩风化加强有关。通过建立风化作用与Zn-Sr同位素变化之间的数学模型证实了这一解释。气候变冷造成了浅水热带狭温性动物群的消亡,并且气候变冷导致的海平面下降减少了海洋底栖生物的栖息地,最终造成了F-F生物灭绝事件。