先前的研究表明，在大气氧含量极低（<10^-6 PAL; 现代大气水平）的太古宙，仅靠叠层石产氧就可以形成海底氧气绿洲。元古宙中期（~1.8–0.8 Ga）的大气氧水平虽较太古宙有所升高，但其整体上仍然保持在相对较低的水平（<0.1%–1% PAL）。进一步，生物地球化学模型显示，当大气氧水平相对较低时（e.g., <2.5% PAL），局部海水的氧化还原状态主要受控于初级生产力产氧。由此引发的一个科学问题是：元古宙中期由叠层石所记录的增氧事件到底代表了海底氧气绿洲还是广泛水柱氧化？

针对上述科学问题，我校科学研究院博士研究生许磊在汤冬杰教授的指导下，与我校史晓颖教授、王新强教授、孙龙飞博士、谢宝增博士，中国科学院地质与地球物理研究所周锡强副研究员，国家地质实验测试中心周利敏副研究员，西北大学黄康俊教授以及英国利兹大学Simon W. Poulton教授开展合作，通过对华北铁岭组富叠层石剖面和贫叠层石剖面进行对比研究（图1），明确了~1.44 Ga增氧事件的本质，并取得了以下创新性认识：

（1）铁岭组叠层石柱体和柱间展现出相似的I/(Ca+Mg)和稀土Ce异常特征（图2）以及富叠层石层段相较于贫叠层石层段具有更低的I/(Ca+Mg)（图3），共同表明铁岭组沉积期叠层石产氧能力有限，不足以显著提高海底的氧气水平。

（2）相较于承德和宽城贫叠层石剖面，蓟县富叠层石剖面具有相对较低的I/(Ca+Mg)（图3），可能表明在~1.44 Ga燕辽盆地浅海的氧化还原状态具有强烈的空间异质性。

（3）结合铁岭组长序列多剖面的I/(Ca+Mg)和δ¹³C数据（图3），以及全球同期其他盆地海水氧化还原状态的研究，本研究提出~1.44 Ga增氧事件并非代表局部的海底氧气绿洲，而很有可能代表了跨多盆地的浅海广泛增氧事件。

图1 研究区地质背景图

图2 蓟县剖面铁岭组叠层石柱体和柱间地球化学数据对比图

图3 铁岭组长序列多剖面地球化学数据对比图

上述成果得到了国家自然科学基金（42372233, 41930320, 42373061）、国家重点研发计划（2020YFA0714803）、“深时数字地球”中央高校科技领军人才团队项目（2652023001）、“111”计划（B20011）以及西北大学大陆动力学国家重点实验室开放课题基金的联合资助，相关成果已发表在国际权威期刊《Geological Society of America Bulletin》上：Xu, L., Shi, X., Poulton, S. W., Sun, L., Zhou, X., Zhou, L., Huang, K., Xie, B., Wang, X., and Tang, D*. Shallow seawater oxygenation at ca. 1.44 Ga: A reflection of local seafloor oxygen oases or extensive water-column oxygenation? Geological Society of America Bulletin, 2025. [IF2023 = 3.9]

全文链接：https://doi.org/10.1130/B38041.1