早期研究认为中元古代（1.6–1.0 Ga）期间大气pCO₂水平极高,约为现代大气的10–200倍,是维持当时低太阳辐照度条件下温室气候的重要原因。而近年有研究表明,华北中元古代铁岭组（1.45–1.40 Ga）叠层石内的微亮晶方解石主要源自水柱中蓝细菌光合作用诱发的方解石沉淀,从而认为蓝细菌的碳酸盐浓缩机制（CCM）此时已经启动,表明大气pCO₂水平低于10×PAL。为了揭示该时期大气pCO₂,本研究对蓟县铁岭组碳酸盐岩地层开展了蓝细菌钙化鞘的显微研究和全岩B同位素分析以恢复海水pH条件和大气pCO₂,并结合REE和C同位素分析,以论证海水pH值波动与大气氧化还原状态和火山活动的可能联系。研究显示,在铁岭组一段下部和二段下部蓝细菌存在两次钙化鞘发育期,对应于B同位素的高值期,δ¹¹B值分别为31.3‰–31.6‰和22.3‰–47.8‰;但在铁岭组一段上部至二段底部和二段上部未发现蓝细菌钙化鞘,此时对应于B同位素低值期,δ¹¹B值分别为10.6‰–16.0‰和1.8‰–16.9‰。这些特征可能表明,在铁岭组沉积期虽然蓝细菌的CCM机制已经启动,但具有间歇性发育的特点,表明大气pCO₂可能在CCM启动所需的临界值（10×PAL）附近波动。导致蓝细菌钙化鞘发育与否以及B同位素波动的原因目前还不是很清楚。一般认为火山活动喷发的大量CO₂和海洋增氧事件导致的溶解有机碳快速氧化都有可能造成表层海水CO₂浓度的增加和CCM机制终止。在铁岭组识别的两次B同位素负偏移与稀土Ce负异常增强显示良好的时间对应性;这可能表明,由增氧引发的海洋溶解有机碳氧化导致了表层海水CO₂浓度的升高。要阐明表层海水CO₂波动的机理可能还需要进一步开展火山活动强度（如Hg/TOC）和海水氧化还原状态（如I/（Ca+Mg））的深入研究。