碳酸盐岩铀同位素能够提供长时间、连续、全球尺度的古海洋缺氧信息，是研究地球氧气与生命协同演化的重要指标之一。该指标的可靠性是准确重建地球氧气演化历史的关键。碳酸盐岩铀同位素指标的可靠性取决于原生碳酸钙能否记录、保存海水的铀同位素信号。现代海洋富氧环境下，原生碳酸钙能够直接记录海水的铀同位素组成（Chen et al., 2016, 2018a），碳酸盐岩的成岩作用引起~0.25±0.15‰的分馏（Chen et al., 2018b; Tissot et al., 2018）。然而，古海洋存在氧化还原分层，其碳酸钙极有可能在浅层的氧化性水体生成，在中深层的还原性环境沉积。由于还原环境中铀极易被还原，还原性沉积物极度富集铀及其重同位素²³⁸U。因此，还原性环境沉积的碳酸盐岩的铀同位素也可能主要受局部沉积环境的氧化还原条件控制。
为探究还原性沉积环境对碳酸盐岩铀同位素的影响，本研究选取表层水体氧化、深层水体硫化的现代湖泊（Fayetteville Green Lake）类比氧化还原分层的古海洋。原生碳酸钙（方解石）在该湖泊的浅层水体形成，而在深层硫化环境沉积。本研究测试了湖泊的水柱、颗粒物、原生碳酸钙和湖底碳酸盐沉积物的铀浓度及其同位素组成。结果表明：原生碳酸钙与表层水柱的铀同位素组成一致，而湖底碳酸盐沉积物的铀同位素组成偏重（~0.2‰）；原生碳酸钙的铀浓度为~0.3ppm，而湖底碳酸盐沉积物的铀浓度为~1.5-4.6ppm；深层硫化水柱中的铀浓度和其同位素组成均随深度降低，而其颗粒物的铀浓度和其同位素组成则随深度升高。
还原性沉积环境的碳酸盐岩的铀相对于原生碳酸钙富集了~6-18倍，完全覆盖了原生碳酸钙的铀同位素信号。碳酸盐岩沉积物的铀富集及其同位素变化主要是由还原条件下水柱和孔隙水中的铀还原导致的。湖底表层碳酸盐沉积物的铀同位素组成比其上覆水体的偏重~0.6‰，与还原环境下海洋沉积物的铀同位素分馏相同（Andersen et al., 2014）。因此，还原性沉积环境的碳酸盐岩的铀同位素组成主要反映局部沉积环境的氧化还原条件变化。
 

氧化还原,铀同位素；,碳酸盐岩,古海洋