海洋是地球上最大的活跃碳库，其储碳-释碳的异常波动对地球表层系统演化和化石能源形成具有革命性影响。中元古代δ¹³C_carb的相对稳定表明，当时的地球碳循环达到了一个相对平衡的状态。因此，有必要对驱动该时期碳循环的生物过程进行深入解析。
根据新太古宙-新元古界沉积物的古生物化石记录、有机碳同位素组成、生物标志化合物组成及其单体烃碳同位素组成等综合证据，中元古代海洋中的初始有机质可能来自以蓝细菌（产氧光合作用原核细菌，以2α-甲基藿烷为特征生标）为主的多源生物，真核藻类（以甾烷为特征生标）、绿硫细菌（非产氧光合作用细菌，以2, 3, 6-三甲基苯基类异戊二烯化合物为特征生标）、甲烷营养菌（化能自养古菌，以3β-甲基藿烷为特征生标）等生物也有着不同程度的贡献。但不同类型生物对沉积有机质的贡献与古海洋缺氧程度有着密切关系，一定程度上也反映了中元古代分层海洋的动态演化对沉积有机质“源”组成的影响。
有机质自海洋表层向深部转移过程中，除有氧氧化外，还要经过一系列好氧或厌氧微生物的降解改造。根据氧化剂不同，有机质在水柱中的降解依次经历氧化作用、反硝化作用、异化锰还原作用、异化铁还原作用、细菌硫酸盐还原作用和产甲烷作用。除氧化作用可能为纯化学反应外，其余降解过程分别有反硝化细菌、锰还原菌、铁还原菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等微生物的参与。与光合作用自养生物相比，这些异养微生物需要降解有机质来获取能量，对沉积有机质可能也存在贡献。但很难从沉积有机质组成上直接获取它们的活动记录。然而，这些生物地球化学过程的反应物消耗（如有机质、NO₃^‒、铁锰氧化物、SO₄^2‒等），会使水体环境的缺氧程度发生明显改变，进而形成弱氧化、铁化和硫化水体。因此，中元古代海洋中有机质的“汇”也是导致古海洋环境出现动态演化的重要原因。
中元古界富有机质页岩的发育证实当时的海洋初级生产力不容忽视，不仅驱动了地球大气-海洋增氧的宜居演化，也奠定了油气资源形成的基础。因此，中元古界有机质“源”-“汇”的生物地球化学过程的精细解析在恢复地球早期生态环境，评价新领域油气勘探前景等方面都有着重要意义。
 

中元古界、有机质、古海洋