氧是维系生命进行的主要元素,同时也是加速有机体消亡的关键。在漫长的地质历史中,地球的大气圈曾经发生了2次大气成氧事件,第yi次大气成氧事件发生在约2 400 Ma BP,在此之前太古宙大气圈基本无氧,直到2 400 ~2 200 Ma BP,大气含氧量首ci显著提升,但仍仅是现今氧气含量的百分之几的水平,并在此后的长时间内基本保持这种水平的含氧量[ 20];之后在900 ~540 Ma BP,大气含氧量再次跃升达到接近现代的水平[ 20~ 24]。与大气成氧事件相对应,古海洋也发生过2次增氧事件,但由于巨厚水层的缓冲效应,大洋增氧明显滞后于大气增氧,而且其过程更为复杂[ 25, 26]。
                 大约2 200 ~1 850 Ma BP的由第yi次大气增氧事件引发的海洋表面部分氧化,扰乱了原本无氧的水体化学状态。海洋的增氧,对叠层石的影响是双重且矛盾的,一方面促进了叠层石的形成,另一方面又破坏了有机质的保存。第yi次大气增氧后,海水表层适度氧化,海洋中的有机物开始被氧化分解(CH2O+O2→CO2+H2O)以及通过硫酸盐还原细jun(Sulfate-reducing bacteria-SRB)成烷作用形成甲烷(CO2+4H2→CH4+2H2O)[ 21, 27]。海水中的绝大多数甲烷在硫酸盐还原作用下发生甲烷厌氧氧化(CH4+SO42-+Ca2+→CaCO3+H2S+H2O)生成自生碳酸盐沉淀[ 28]。
            

           影响叠层石形成的物理条件主要为温度、光照、水体透光度和水动力条件。现代叠层石一般发育在温暖、清澈的浅水环境,温度较低和浑浊的水体都会制约造叠层石微生物的生存和光合作用的进行,不利于叠层石的生长。

地球上第yi次大规模的全球性冰川事件被称为Makganyene冰河期,发生在大约2.40~2.20 Ga[ 30~ 32],大规模古元古代冰川沉积形成在被动边缘以及前陆盆地[ 32]。在此期间,全球范围内的增氧是空气中的温室气体甲烷被大量消耗,形成地质历史shang最严重且持续时间最长的一次冰期。严酷的气候环境以及大洋表面的初始氧化,抑制造叠层石微生物群落的生长以及微生物席的保存。同时大规模的冰川沉积占据了叠层石赖以生存的被动大陆边缘,大大减少了叠层石形成所必需的浅水区域面积,据此推断在Makganyene冰河期全球叠层石应该发生过长时间的衰减。