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华南埃迪卡拉系陡山沱组(635～551Ma)为一套稳定地台型碳酸盐岩与细碎屑岩组成的沉积序列，保存了丰富的大型带刺疑源类、动物胚胎、多细胞藻类和埃迪卡拉型等化石，是研究埃迪卡拉纪环境变化和生物演化的理想地区之一.然而，陡山沱组在不司相区发育差异巨大，其区内和国际地层学对比存在困难．同时，陡山沱组底部的“盖帽碳酸盐岩”和顶部巨大的碳同位素负异常事件(DOUNCE)被认为反映了该时期海洋和大气的变化，并与生物演化密切相关，但是它们的区域性变化特征、性质和全球性均不清楚.为此，本博士论文围绕陡山沱组的地层学及其顶底两个关键地质事件开展针对性系统研究．
针对陡山沱组地层学问题，重点研究了湖北宜昌地区黄陵背斜周缘10条陡山沱组剖面.详细的沉积岩相分析表明，研究程度较高的峡区属于远岸台内盆地沉积环境，宜昌北部与贵州瓮安地区的陡山沱组相似，均发育含磷岩层，属于浅水台地沉积环境.而各剖面δ13C。arb演化差异是由于沉积相变化导致的岩石地层序列的差异所造成的．通过层序地层和高分辨率碳同位素地层研究，解决了扬子地台陡山沱组地层对比问题，并发现陡山沱组可划分为两个半层序地层序列，自下而上依次发育了四次显著δ13Ccarb负异常事件.底部盖帽碳酸盐岩中的CANCE事件已被广泛识别；二段中部δ13Ccarb最低值为-2‰的WANCE事件与陡山沱组第一个层序界面相对应；二段和三段岩性界面处δ13Ccarb最低值可达-5‰的BAINCE事件位于第二个层序中部；陡山沱组上部的DOUNCE事件则与第二个层序界面一致，δ13Ccarb最低值可达-12‰.这四次显著δ13C。arb负异常事件在华南地区不同研究剖面上均有表现，代表了原始表层海水的碳同位素组成，为建立全球范围内可进行对比研究并且能反映埃迪卡拉纪海洋环境变化的综合碳同位素变化曲线提供了依据．
陡山沱组底部的盖帽碳酸盐岩分布广泛．通过台地(台盆)-斜坡-盆地相区31条盖帽碳酸盐岩剖面的宏观岩石学和微相特征研究，发现其底部与南沱组杂砾岩接触界线清楚但并无沉积间断，顶界以泥页岩的大量出现为特征，内部具有四段式结构.下部CA1段的块状微晶白云岩底部常见有小的落石，是冰期过后大规模海侵作用产物；随后温度急剧上升造成了地壳回弹引起相对海平面下降，使之前沉积的碳酸盐岩遭受了淡水淋滤作用并形成溶蚀空洞，而且这种淋滤作用在台地(台盆)-斜坡-盆地相区依次减弱，溶蚀空洞逐渐减少，后期次生扰动逐步减弱．CA2段为纹层状白云岩，不含任何石英脉和席状裂隙，发育不同规模的斜切构造、交错层理、似帐篷状构造等水动力作用的沉积构造，是冰期过后第二次大规模海侵作用产物，由于海平面上升速率明显大于沉积物堆积速率，使得沉积物供给相对不足，造成该段地层在斜坡-盆地相区明显变薄甚至缺失．CA3段具水平状、波状石英脉和石英席状裂隙的中厚层状微晶白云岩是持续大规模海侵作用产物，在不同相区广泛分布；后期由于受到甲烷水合物释放的影响，CA3段顶部和CA1段溶蚀晶洞内具有纤维状或扇状胶结物等复杂沉积构造，以及低至-48‰的显著δ13Ccarb负异常.顶部CA4段为薄层状含泥白云岩，具水平层理，代表较深水体沉积环境.结合高精度的碳氧同位素研究，发现与盖帽碳酸盐岩对应的CANCE事件在华南地区广泛分布，时间上δ13C。arb曲线一般呈现出1‰～2‰的下降幅度，与冰期过后温度逐步回升相关.而在空间上，δ13C。arb曲线则表现山显著的演化差异．盖帽碳酸盐岩沉积的早、中期，台地(台盆)-斜坡-盆地相区的δ13Ccarb组成依次呈现出1‰的分布梯度，指示当时海水存在微弱分层作用；盖帽碳酸盐岩沉积后期和之后，δ13C。arb组成存在10‰的分布梯度，说明海水分层强烈.另外，δ13Ccarb-δ18O。arb线性相关关系分析和巨负δ13C。arb值的广泛分布，指示盖帽碳酸盐岩仪仪受到微弱的后期蚀变影响，没有发生完全均一化作用，而且大范围的甲烷释放发生在盖帽碳酸盐岩沉积后期，并非是导致全球性冰期结束和盖帽碳酸盐岩形成的上导因素．
陡山沱组顶部的DOUNCE事件δ13Ccarb值变化幅度超过17‰，最低可达-12‰，但这一事件仪在峡区部分剖面上被报道过.本研究发现DOUNCE事件广泛分布于华南地区近岸浅水盆地-远岸台内盆地-台地边缘斜坡-深水盆地相区，始于陡山沱组第二个序列的顶部，结束于灯影组底部．DOUNCE事件在不同剖面上所表现出的演化差异是沉积相横向变化造成的，其主体部分的缺失则归因于对应地层的缺失．DOUNCE事件的δ13C。arb值变化由下降-负异常低值-回升3个阶段构成，其中下降阶段和回升阶段所经历的时限较短，跨越的地层厚度较小，负异常低值区则与层序界面之上的海侵体系域和凝缩段地层相对应，经历的时限长，跨越的地层厚度较大．负异常低值区的下部对应了一套海侵体系域时期沉积的灰岩和白云岩条带微细旋回序列．在野外岩性组构观察为基础上，辅以δ13C。arb和δ18O。arb曲线变化特征，识别出与米兰科维奇天文周期对应的短偏心率和岁差旋回，分别对应于地层记录中的六级准层序和七级韵律层，并根据所识别出的1650个韵律层推算出这套条带状碳酸盐岩沉积时限约为3.1Ma.结合δ13Corg、TOC、Δ13Ccarb-org、以及87Sr/86Sr等地球化学分析，发现不同性质的条带很好地记录了由天文轨道周期控制的环境周期性变化现象，也很好地论证了DOUNCE事件的原始性.进一步通过DOUNCE事件的δ13Ccarb变化曲线在下降和回升阶段表现出的逐步且稳定的演化趋势，并且这种演化趋势并没有随着岩性的变化而改变，同时DOUNCE事件的δ13Ccarb-δ18Ocarb之间的非相关关系，均表明华南不同相区陡山沱组碳酸盐岩的δ13Ccarb组成没有受到后期成岩作用的影响，保留了原始海水的碳同位素组成.野外观察和沉积岩相分析发现，DOUNCE事件通常发育在灰岩地层中，其下部均见有层序界面，而以前报道的内部短期δ13Ccarb正漂移则是后期大型滑塌构造和断层造成的，均说明DOUNCE事件与Shuram-Wonoka负异常事件具有相似的δ13C。arb演变模式和地层背景，这为论证DOUNCE事件为一次全球性的地质事件而非局部的环境地质事件提供了有力证据，同时表明DOUNCE事件与埃迪卡拉纪后生动物演化密切相关.