十、地球演化歷史

第十章地球演化歷史第一節(jié)：地層系統(tǒng)第二節(jié)：地殼歷史的研究方法第三節(jié)：地球的主要演化階段第四節(jié)：地球各時期歷史特征第一節(jié)：地層系統(tǒng)一、概念二、相對地質年齡確定三、絕對地質年齡確定四、巖性地層單位五、地質年代一、概念1.相對年代：----地質事件發(fā)生的先后順序2.絕對年代：----地質事件發(fā)生距今多少年3.巖層：----層狀巖石4.地層：----一定時期形成的巖層5.年代地層單位：----根據(jù)生物地層學確定的地層單位宇、界、系、統(tǒng)、階6.絕對地質年齡----利用同位素測得的年齡宙、代、紀、世、期二、相對地質年齡確定1.方法----地層層序律----生物層序律----相互穿插關系2.地層層序律----原始產(chǎn)出的地層具有下老上新的關系3.生物層序律----化石：地層中保存的地史時期的生物的遺體和遺跡----化石層序律：地層中的生物化石，由簡單到復雜，由低級到高級，不可逆性和階段性----生物層序律：最古老地層無化石，較老地層中有較低級化石，較新地層中發(fā)現(xiàn)較高級化石的關系----標準化石：演化快，延續(xù)時間短，特征顯著，數(shù)量多，分布廣的化石疊層石中生代植物化石早古生代：三葉蟲魚化石中華龍鳥化石（K1）中華龍鳥化石（K2）恐龍化石4.相互穿插關系----侵入者年代新，被侵入者年代老----切割者年代新，被切割者年代老穿插關系穿插切割關系1，2——6，由老到新三、絕對地質年齡確定方法----同位素測年，放射性元素有古代的衰變常數(shù)2.公式

T=1/λ×Ln（1+D/N）T：同位素形成年齡，地層巖石的年齡

λ：衰變常數(shù)

D：子體同位素含量

N：母體同位素含量3.同位素元素特點

----長半衰期----巖石中含量大，易分離----易保存4.常見測年方法鋯石U—Pb法K—Ar法Sm—Nd法Rb—Sr法C14法5.記年方法百萬年（Ma）四、巖性地層單位1.概念

---范圍：區(qū)域或地方性的---標志：以巖性變化為主的地層劃分，巖石地層單位---依據(jù)：巖性變化、巖石組合差異、沉積韻律、沉積間斷2.單位

---群：---組：最基本的地方性地層單位---段：五、地質年代單位地質年代單位年代地層單位宇宙界代系紀統(tǒng)世階期2.地質年代表宙代紀世時間（Ma）顯

生

宙

新生代Kz第四紀Q全新世Q21.64更新世Q1第三紀R新第三紀N上新世N265中新世N1老第三紀E漸新世E3始新世E2古新世E1中生代

Mz白堊紀K晚白堊紀K2135早白堊紀K1侏羅紀J晚侏羅世J3208中侏羅世J2早侏羅世J1三疊紀T晚三疊世T3250中三疊世T2早三疊世T1

宙代紀世時間（Ma）顯

生

宙古生代

Pz晚古生代

Pz2二疊紀P晚二疊紀P2290早二疊紀P1石炭紀C晚石炭世C3362中石炭世C2早石炭世C1泥盆紀D晚泥盆世D3409中泥盆世D2早泥盆世D1早古生代

Pz1志留紀S晚志留世S3439中志留世S2早志留世S1奧陶紀O晚奧陶世O3510中奧陶世O2早奧陶世O1寒武紀?晚寒武世?3570中寒武世?2早寒武世?1

宙代紀世時間（Ma）隱

生

宙

元古宙PT新元古代Pt3震旦紀Z

800

1000中元古代Pt2

1800古元古代Pt1

2500太古宙AR新太古代Ar2

3000古太古代Ar1

3800冥古宙HD

4600第二節(jié)：地殼歷史的研究方法一、地層的劃分和對比二、巖相古地理分析三、構造歷史分析一、地層的劃分和對比（一）地層的劃分的依據(jù)1.沉積旋回和巖性變化

2.巖層接觸關系

3.古生物（化石）

（二）地層的對比

地層的對比是指不同地區(qū)的地層進行時代的比較。在地層對比的基礎上才能了解廣大地區(qū)的地史發(fā)展過程的共性和異性，才能具體認識地層區(qū)域性特征，了解地層空間分異的情況。地層對比客觀標準--地質年代。二、巖相古地理分析（一）沉積相的分類（二）巖相分析的主要根據(jù)（三）巖相分析的原則——現(xiàn)實類比方法（四）古地理圖（一）沉積相的分類

對各時代的地層進行巖相分析，就可以基本恢復古地理環(huán)境。根據(jù)沉積環(huán)境可以把沉積地層分為海相（1）濱海相發(fā)育于低潮線和高潮線之間（2）淺海相存在于海面到海面下200m左右的淺海地區(qū)，約相當于大陸架上的海洋部分。（3）半深海相和深海相存在于半深海（海面下約200—2500m）和深海（約2500m以下）地區(qū)，即相當于大陸坡及海盆底地帶。過渡相陸相。（二）巖相分析的主要根據(jù)1.生物化石

珊瑚化石指示清澈溫暖的淺海環(huán)境;破碎的貝殼指示濱海環(huán)境；植物化石往往指示陸相環(huán)境，而不同的植物又反映不同的氣候，如蘇鐵表明氣候濕熱，而銀杏表明氣候溫和等。2.巖性特征和結構

紅色巖層指示氧化環(huán)境；黑色頁巖并含黃鐵礦指示還原環(huán)境；交錯層、不對稱波痕等反映流動淺水地區(qū)；干裂反映濱海、濱湖等環(huán)境；鮞狀赤鐵礦和石灰?guī)r代表溫暖氣候條件下的動蕩淺海環(huán)境；竹葉狀灰?guī)r代表波浪作用所及的潮上和潮間帶、淺海環(huán)境，有的還可表示風暴環(huán)境；鹽假象表示氣候干燥環(huán)境等等。

3.特殊礦物

海綠石代表較深淺海環(huán)境；石膏、石鹽等代表干燥環(huán)境；白云巖（指形成于古生代以后者）并少含化石往往代表咸化?；驖暫h(huán)境，等等。（三）巖相分析的原則——現(xiàn)實類比方法1.自然界演化的不可逆性

2.時間因素

3.沉積物的后生變化（四）古地理圖于一定地區(qū)一定時代的地層進行巖相分析之后，把當時的海陸分布、地形、氣候等情況綜合起來繪成圖件，就是古地理圖。第三節(jié)：地球的主要演化階段一、生命演化階段二、幾次重大的海陸變化三、幾次重大的構造運動四、幾次全球性的冰期（1）有機物形成甲烷氨水氫氨基酸1.生命起源一、生命演化階段（2）從非生命到生命2.幾個重要階段（1）最早生命出現(xiàn)-----格陵蘭Ishua變質巖中發(fā)現(xiàn)生物有機碳，

時間為38億年。

-----澳大利亞Warrawoona群、FigTree群發(fā)現(xiàn)

35億年和32億年的化石。（2）真核生物出現(xiàn)

-----19億到20億年（3）多細胞后生生物出現(xiàn)

-----后生植物10億到9億年出現(xiàn)-----后生動物8億年出現(xiàn)（4）生物大發(fā)展

-----7億到5.3億年

-----澳大利亞伊迪卡拉動物群

-----中國澄江動物群（6）脊椎生物出現(xiàn)-----5.2億年（7）生物登陸

-----植物4.5億年-----動物4億年（8）人類出現(xiàn)

-----3—4百萬年3.生物演化歷史（1）原始生命萌芽（Ar）----從無生命到有生命，生物史上的一次大飛躍。----南非32億年前的超微化石古桿菌和巴貝通藻（電子顯微鏡）屬于原核生物。----南非Bulawayan群灰?guī)r中31億年前藍綠藻（疊層石）屬于原核生物。（2）從原核生物到真核生物（Pt）----藍綠藻類進一步發(fā)展。----大量疊層石出現(xiàn)。----真核生物出現(xiàn)，中元古代串嶺溝組丘阿爾藻（16-17億年）中元古代霧迷山組震旦塔烏藻（12-14億年）藍綠藻（4）動物界的第一次大發(fā)展（Pz1）----海生無脊椎動物時代。----小殼動物群。----寒武紀生命“大爆炸”————澄江動物群（3）后生動物大量出現(xiàn)（Z）----后生動物大量出現(xiàn)，生物史上的一次飛躍。早古生代的海洋生物世界早古生代的海洋生物世界（5）蕨類時代（Pz2）

魚類時代和兩棲類時代----植物界的第一次大發(fā)展。D，裸蕨時代；C-P蕨類時代。----動物界的兩次飛躍。從無脊椎動物到脊椎動物。D，魚類時代；從水生動物到陸生動物。C-P，兩棲類時代；----晚古生代生物滅絕。晚古生代的生物世界（6）裸子植物時代（Mz）爬行類時代----裸子植物時代。----爬行類時代。----海生無脊椎動物進一步發(fā)展，以菊石為代表。----恐龍滅絕。侏羅紀的生物世界白堊紀的生物世界中生代植物化石恐龍化石白堊紀末期恐龍滅絕（7）被子植物時代（Kz）哺育動物時代----被子植物時代。----哺育動物類時代。----人的出現(xiàn)。人的演化北京山頂洞人的生活（8）生物演化規(guī)律----從無到有。----從單細胞到多細胞。----從無脊椎動物到有脊椎。----從水生到陸生。----從簡單到復雜，從低級到高級。1、陸核形成2、原地臺和古原地臺形成3、岡瓦納古陸和勞拉大陸4、聯(lián)合古陸形成5、聯(lián)合古陸解體二、幾次重大的海陸變化三、幾次重大的構造運動1、阜平運動2、五臺運動、呂梁運動、晉寧運動3、加里東運動4、海西（華力西）運動5、阿爾卑斯運動

老阿爾卑斯運動（印支運動、燕山運動）新阿爾卑斯運動（喜馬拉雅運動）四、幾次全球性的冰期1、震旦系2、晚奧陶系末3、石炭——二疊系4、第四紀鄱陽、大姑、廬山、大理

第三節(jié)：地殼歷史的研究方法一、地層的劃分和對比二、巖相古地理分析三、構造歷史分析一、地層的劃分和對比（一）地層的劃分的依據(jù)1.沉積旋回和巖性變化

2.巖層接觸關系

3.古生物（化石）

（二）地層的對比

地層的對比是指不同地區(qū)的地層進行時代的比較。在地層對比的基礎上才能了解廣大地區(qū)的地史發(fā)展過程的共性和異性，才能具體認識地層區(qū)域性特征，了解地層空間分異的情況。地層對比客觀標準--地質年代。二、巖相古地理分析（一）沉積相的分類（二）巖相分析的主要根據(jù)（三）巖相分析的原則——現(xiàn)實類比方法（四）古地理圖（一）沉積相的分類

對各時代的地層進行巖相分析，就可以基本恢復古地理環(huán)境。根據(jù)沉積環(huán)境可以把沉積地層分為海相（1）濱海相發(fā)育于低潮線和高潮線之間（2）淺海相存在于海面到海面下200m左右的淺海地區(qū)，約相當于大陸架上的海洋部分。（3）半深海相和深海相存在于半深海（海面下約200—2500m）和深海（約2500m以下）地區(qū)，即相當于大陸坡及海盆底地帶。過渡相陸相。（二）巖相分析的主要根據(jù)1.生物化石

珊瑚化石指示清澈溫暖的淺海環(huán)境;破碎的貝殼指示濱海環(huán)境；植物化石往往指示陸相環(huán)境，而不同的植物又反映不同的氣候，如蘇鐵表明氣候濕熱，而銀杏表明氣候溫和等。2.巖性特征和結構

紅色巖層指示氧化環(huán)境；黑色頁巖并含黃鐵礦指示還原環(huán)境；交錯層、不對稱波痕等反映流動淺水地區(qū)；干裂反映濱海、濱湖等環(huán)境；鮞狀赤鐵礦和石灰?guī)r代表溫暖氣候條件下的動蕩淺海環(huán)境；竹葉狀灰?guī)r代表波浪作用所及的潮上和潮間帶、淺海環(huán)境，有的還可表示風暴環(huán)境；鹽假象表示氣候干燥環(huán)境等等。

3.特殊礦物

海綠石代表較深淺海環(huán)境；石膏、石鹽等代表干燥環(huán)境；白云巖（指形成于古生代以后者）并少含化石往往代表咸化?；驖暫h(huán)境，等等。（三）巖相分析的原則——現(xiàn)實類比方法1.自然界演化的不可逆性

2.時間因素

3.沉積物的后生變化（四）古地理圖于一定地區(qū)一定時代的地層進行巖相分析之后，把當時的海陸分布、地形、氣候等情況綜合起來繪成圖件，就是古地理圖。一、前寒武紀——太古宙和元古宙二、巖相古地理分析三、構造歷史分析第四節(jié)：地球各時期歷史特征一、

前寒武紀——太古宙和元古宙指寒武紀或古生代以前即距今5.7億年以前的地質時代，是地球歷史最早的地質階段。地球的年齡為46億年，大約從40億年前開始進入地質階段，故前寒武紀時距約為34億年，約占地質歷史85％的時間。表10-1

前寒武紀年代劃分和主要地質特征

（一）

太古宙1、太古宙的一般地史特征

太古宙大約經(jīng)歷了十多億年（38—25億年）的時間，已經(jīng)形成了薄而活動的原始地殼，出現(xiàn)了水圈和氣圈，蘊育和誕生了低級的生命。（1）缺氧的氣圈及水體

從太古宙，在地球表面雖然已經(jīng)形成了巖石圈、水圈和大氣圈，但它們的性質和規(guī)模跟后來的有明顯不同。海水中所含的鹽類比現(xiàn)在要低，富含氯化物。大氣成分以水蒸氣、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、氯化氫等為主。由于巖漿活動強烈，又無植物進行光合作用，故大氣中CO2含量比后來要高。太古宙地層中含有豐富的普遍的由低價鐵沉積而成的鐵礦，這些都說明當時大氣組分和水體性質都處于缺氧的還原狀態(tài)。（2）薄弱的地殼和頻繁的巖漿活動由于地殼厚度較小，幔源物質容易沿裂隙上行，常有大規(guī)模的超基性、基性斷裂噴溢活動，并和硬砂巖、泥巖等一起經(jīng)變質形成特殊火山沉積組合的綠巖帶。此外，也有頻繁的中酸性巖漿活動和火山活動，花崗巖、片麻巖、混合巖等常與綠巖帶相間排列。由于地殼巖石強度較低，地熱梯度較高，因而巖層中多塑性變形構造（如揉皺、腸狀褶皺等）。（3）巖石變質很深在漫長的時間中，多次的巖漿活動、構造運動，使巖石普遍發(fā)生熱變質、深變質（區(qū)域變質），和強烈的混合巖化，改變了原來的巖相特征，再加上缺少生物化石，因而給恢復古地理面貌和沉積環(huán)境造成很大困難，所以對地層劃分受到很大限制。（4）海洋占絕對優(yōu)勢

在當今大陸殼的范圍內，長期處于活動不穩(wěn)定狀態(tài)，陸表海占絕對優(yōu)勢，海底噴溢活動頻繁而強烈。陸地面積不大，又不十分穩(wěn)定，所以不易形成分異充分的沉積。（5）陸核形成陸殼經(jīng)過多次的巖漿噴出侵入，變質混合，塑性變形，某些局部地方開始固結硬化，向著穩(wěn)定方向發(fā)展，終于在太古宙中、晚期形成了穩(wěn)定的基底地塊——陸核。但規(guī)模仍比后來的地臺小得多。

陸核的形成標志著地殼構造發(fā)展的第一大階段的結束。（6）原始生命萌芽

大約經(jīng)過十幾億年，地球上有了水和空氣以后，才出現(xiàn)最原始的生物。最古老的生物化石是在南非發(fā)現(xiàn)的32億年前的超微化石——古桿菌和巴貝通球藻（利用電子顯微鏡觀察）。這是最原始的原核生物，整個個體只有一個細胞組成。

（7）構造運動在世界范圍內可能有3次主要構造運動。在中國比較確認的是太古宙晚期的阜平運動。此時期缺少板塊構造運動的證據(jù)，多數(shù)人認為太古宙尚未發(fā)生板塊運動。目前一些人主張板塊構造最早發(fā)生于古元古代。2、中國的太古宙地層中國的太古宙地層主要分布于華北及東北南部地區(qū)，即東經(jīng)105°以東，北緯31°—43°之間，構成華北地臺的基底。下太古界和上太古界界線為29—30億年。自北而南，大致可分為三帶：

北帶:燕山東段地區(qū)巖層時代最老，稱遷西群(下太古界),深變質麻粒巖與片麻巖為主，同位素年齡為31—36億年（銣鍶法），遼吉地區(qū)劃分為龍崗群和鞍山群，鞍山群屬上太古界，下部以角閃片麻巖、黑云母片麻巖等為主；上部是淺粒巖、片巖及磁鐵石英巖，形成著名的鞍山式鐵礦。晉北、內蒙古陰山一帶的太古宇舊稱桑干群，現(xiàn)劃分為下部的集寧群和上部的烏拉山群，以片麻巖、混合巖、蛇紋大理巖等為主。中帶：主要分布于呂梁山、太行山和魯西地區(qū)，太行山地區(qū)可以分為阜平群和龍泉關群，二者之間呈不整合接觸，稱阜平運動（與此運動相當?shù)挠薪ㄆ吝\動、鞍山運動、嵩陽運動、鐵堡運動等），是我國已知最早的一次構造運動。魯西地區(qū)稱泰山群，以黑云母片麻巖、角閃片麻巖、角閃巖及變粒巖等為主，主要由古老的侵入巖變質而成，難以進行地層劃分。南帶：主要分布于關中、豫西、大別山、安徽淮陽地區(qū)，呈NW-SE走向，分別稱太華群、登封群、大別群等。至于中國西北地區(qū)，即東經(jīng)105°以西、北緯35°—45°之間，也分布有古老變質巖系，但太古宇和下元古界目前尚未進行劃分。3、中國的太古宙形成的陸核在太古宙地層分布地區(qū)，當時有強烈的超基性、基性以至中酸性火山活動，并有普遍的硅鐵質沉積或碳酸鹽巖沉積。但是到了早太古代末，這些活動地區(qū)逐漸形成陸核。計有4個古陸核，它們是吉（林）南（部）陸核、冀東陸核、河套陸核和魯中陸核。到了太古宙末，這些陸核又進一步發(fā)展擴大。而在陸核的邊緣及各陸核之間，則為繼續(xù)活動的地槽區(qū)：如北部邊緣為內蒙古地槽，東部邊緣為膠遼地槽，南部邊緣為豫皖地槽，斜貫南北為山西地槽等。4、太古宙形成的礦產(chǎn)鐵礦：具有世界性的普遍意義。例如，遼寧鞍山一帶的鞍山群中含磁鐵石英巖，鐵礦與石英交互成層，呈條帶狀，品位較低，但層位穩(wěn)定，儲量較大，常構成大型及特大型鐵礦床。這種礦床稱鞍山式鐵礦。此外，如本溪、北京密云群、冀東遷西、呂梁等大鐵礦，均產(chǎn)于太古宙地層中。在國外，如北美蘇必利爾湖鐵礦，南美圭亞那鐵礦，北歐瑞典的基隆納鐵礦，澳大利亞西部的鐵礦，南非卡普瓦爾陸核和印度鐵礦山區(qū)的鐵礦等，都是產(chǎn)于太古宙地層的著名鐵礦。這類鐵礦屬于沉積變質鐵礦，占世界鐵礦總儲量的60％，太古宙及其以后的早元古代是世界性的重要鐵礦成礦期之一。金礦：幾乎在所有古地塊的有關地層中皆形成石英脈金礦（與花崗巖侵入有關），如澳洲西部、南非和北美。我國山東招遠、河北遵化、青龍等地也都產(chǎn)金礦。其它：在后期侵入的偉晶巖中常有鋰、鉍、鎢、錫以及白云母、稀有元素、稀土元素等（如內蒙古）。在侵入的基性及超基性巖中常有鎳、鉻、銅等礦床，如美國的蘇必利爾湖區(qū)和南非的津巴布韋等。我國河北大廟有釩鈦磁鐵礦、山西中條山有大型銅礦等。另外，南非和加拿大等古老巖系中皆有鈾礦。太古宙形成的礦產(chǎn)與古地理環(huán)境如沉積介質條件、火山活動以及細菌作用等分不開。在太古宙時，陸殼表面大部分被海水覆蓋，由于大氣及水體中富含CO2，海水中HCO3濃度較大，從而增加巖石的溶解能力及水體的化學搬運能力，使低價鐵源源不斷地經(jīng)過溶解匯入海盆。但當時畢竟陸地規(guī)模較小，因此，推測頻繁的海底火山活動是鐵礦物質的主要來源。同時因當時大氣及水體處于缺氧還原條件下，低價鐵可以長期積累和運移，使其分布的范圍廣遠。然而，這些低價鐵必須變成高價鐵才能導致沉淀，無疑這與當時的還原性水介質形成矛盾。P.克勞德認為，后來在水體中可能出現(xiàn)大量放氧的生物（如細菌），生物的放氧量恰好可以使水體中的低價鐵氧化成高價鐵而沉淀，使氧化還原處于平衡狀態(tài)。這樣既可保持成礦作用的繼續(xù)進行，又可維持低級生物的生存，從而造成地史上這種特殊類型鐵礦床廣泛形成。這類鐵礦當時是氫氧化鐵和膠體SiO2（蛋白石類）同時沉積，所以稱硅鐵沉積（BIF）。后來遭受區(qū)域變質作用，使氫氧化鐵脫水和重結晶變成磁鐵礦或赤鐵礦，膠體SiO2變成石英，結果使原來致密隱晶質的鐵質碧玉巖變成條帶狀磁鐵（赤鐵）石英巖。第二節(jié)

元古宙

一、元古宙的一般地史特征同位素年齡從25—6或（5.7）億年，共經(jīng)歷19億年的悠久時間。元古宙劃分為3個代。25—18億年為古元古代，18—10億年為中元古代，10—6或（5.7）億年為新元古代。其中新元古代的后半段，即8—6或（5.7）億年單劃分稱震旦紀。元古宙的地史具有下述特征。（一）從缺氧氣圈到貧氧氣圈由于藻類植物日益繁盛，它們營光合作用不斷吸收大氣中的CO2，放出O2，使氣圈和水體從缺氧發(fā)展到含有較多氧的狀態(tài)。大約從中元古代開始，地層有含鐵紫紅色石英砂巖（如常州溝組、大虹峪組等）及赤鐵礦層（如串嶺溝組宣龍式鐵礦）形成，說明當時大氣中已含有相當多的游離氧。大氣及水體中氧的增多，不僅影響巖石風化及沉積作用的方式及進程，而且也給生物發(fā)展和演化準備了物質條件（參閱表11-1）。（二）從原核生物到真核生物太古宙已出現(xiàn)菌類和藍綠藻類，到元古宙得到進一步發(fā)展。經(jīng)生物作用和沉積作用形成綜合體。這種綜合體常保存在石灰?guī)r和白云巖中。從橫剖面上看呈同心圓狀、橢圓狀等。從縱剖面上看呈向上凸起的弧形或錐形疊層狀，就象扣放著的一摞碗，稱做疊層石（圖11-4）。疊層石主要分布于濱海的潮間帶和潮上帶，有的能分布于潮下100m深處。在元古宙地層中分離出形體微小的（常小于10μm）微古植物，主要指一些單細胞藻類。到了晚元古代，微古植物形體增大（50—100μm），種類繁多。大約從中元古代起還出現(xiàn)了褐藻及紅藻等高級藻類。近年在中國北部中元古代串嶺溝組地層中發(fā)現(xiàn)最古老的真核細胞生物化石，名為丘阿爾藻（Chuaria），距今16—17億年。1978年在中元古代霧迷山組中也發(fā)現(xiàn)真核生物化石，命名為震旦塔烏藻（Tawuia），距今12—14億年。這些單細胞藻類，分類位置尚不明，總稱為疑源類（Acritarcha）。太古宙從無生命到有生命，是生物演化史上的一次飛躍，而元古宙則是從原核生物到真核生物，從單細胞到多細胞，標志著在地球發(fā)展史和生命演化過程中進入一個新階段（參閱表11-1）。（三）由陸核到原地臺和古地臺

在太古宙晚期的構造運動即阜平運動之后，中國和世界大陸上都出現(xiàn)了小規(guī)模的穩(wěn)定核心，稱為陸核，這是陸殼構造發(fā)展的第一階段。早元古代中期的構造運動，在中國稱五臺運動；早元古代晚期的構造運動，在中國稱呂梁運動。通過這些運動，在原地臺上開始沉積了類似蓋層的沉積類型。由于沉積、噴發(fā)、侵入、擠壓、褶皺、變質、固結等作用反復進行，陸殼某些部分更趨穩(wěn)定，到中元古代晚期原地臺進一步擴大，在世界上終于出現(xiàn)了若干大規(guī)模穩(wěn)定的古地臺（參閱圖11-11）。由陸核到原地臺和古地臺，是陸殼構造發(fā)展的第二個階段。（四）古元古代地層和中、新元古代地層有很大區(qū)別

從巖石性質看，古元古代地層即下元古界往往和上太古界具有共性，多屬活動類型沉積和濁流沉積變質而成的綠巖系，同時和上太古界一樣，常含有規(guī)模巨大的鐵礦床，性質和鞍山式鐵礦近似，以低價鐵為主，反映當時大氣和水體的缺氧狀態(tài)。下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同構成地臺的基底。到了中、新元古代，原地臺已經(jīng)出現(xiàn)，出現(xiàn)了穩(wěn)定地臺淺海，真核及藻類生物繁盛，大氣及水體中含氧量增加，紅層、高價鐵、碳酸鹽等沉積出現(xiàn)，形成地臺蓋層，因此，中元古界（Pt2）特別是上元古界（Pt3）震旦系（Z）已經(jīng)屬于蓋層沉積的范疇。二、中國的元古宙古地理和地層

（一）古元古代中國北方已經(jīng)形成華北原地臺，南方形成揚子原地臺，西部則形成塔里木原地臺。在華北地區(qū)，在初步固結的基礎上，發(fā)生斷裂拗陷，形成了以滹沱群為代表的碎屑-火山沉積和含疊層石的白云巖沉積；在五臺-太行山地區(qū)則形成造山后的磨拉石堆積。這些都屬于地槽活動型堆積。在河南則形成嵩山群，在安徽形成鳳陽群，它們都屬于穩(wěn)定類型，以分選較好的碎屑巖、碳酸鹽等為主，很少有火山巖。上述沉積經(jīng)過褶皺夷平，上面為中、新元古界不整合覆蓋，這個不整合面分布廣泛，即呂梁運動。華北地區(qū)經(jīng)呂梁運動后，進一步固結，形成華北原地臺。表11-3

中國元古宇地層劃分和特征簡表（據(jù)李廷棟）

（二）中元古代和新元古代華北地區(qū)的中上元古界，當初稱為震旦系（北方型），其涵義指角度不整合于前震旦系變質巖之上，位于含豐富化石寒武系之下的一套不變質或輕微變質的沉積巖系而言。同位素年齡為18—10億年（或19.5—10億年），其層位位于南方震旦系之下。1975年把北方的震旦系劃分為長城系、薊縣系和青白口系，再加上南方的震旦系合稱震旦亞界。1979年第二屆全國地層會議認為叫震旦亞界不妥；1982年7月全國地層委員會召開晚前寒武紀地層分類命名會議，認為“震旦系”和“震旦亞界”不能同時并存，廢除“震旦亞界”一名，將“震旦系”一名限用于湖北省長江西陵峽東部剖面為代表的一段晚前寒武紀最上部的一個系一級的年代地層單位。北方以薊縣剖面為代表的一套晚前寒武紀地層，自下而上仍沿用長城系、薊縣系、青白口系三個地層單位名稱。

三、中國元古宙的礦產(chǎn)

（一）鐵礦中元古代，在華北地區(qū)，特別是沿內蒙古古陸的南側，沉積了大量淺海相鮞狀和腎狀赤鐵礦。以河北宣化、龍關一帶的宣龍式鐵礦最為典型。礦層位于長城系串嶺溝組底部（圖11-8，11-9），多為富礦。這些都是呂梁運動后，古陸經(jīng)長期風化和剝蝕作用，鐵質在濱海地區(qū)不斷富集形成沉積赤鐵礦。在燕山地區(qū)的薊縣系鐵嶺組中，也可見到沉積赤鐵礦，稱四海式鐵礦（因北京延慶四海而命名）。在青白口系下馬嶺組底部，有時也存在一層不規(guī)則的風化殼型鐵礦。（二）錳礦在華北地區(qū)長城系高于莊組中下部，常夾有一層錳礦或含錳頁巖及含錳灰?guī)r。如在薊縣高于莊組中有含錳帶，稱薊縣式錳礦，但多為低品位。除此，在薊縣系鐵嶺組中部，含鐵錳，在遼寧朝陽瓦房子一帶形成錳礦層，稱瓦房子式錳礦。（三）其他在蘇北東海錦屏山、皖北大別山等處，下元古界變質巖中形成重要磷礦，稱東海式磷礦。在北方長城系串嶺溝組和大虹峪組中常含有含鉀層位（綠色海綠石頁巖）。在豫北發(fā)現(xiàn)含鉀頁巖礦床，即位于串嶺溝組中。最近，在華北平原掩覆下的霧迷山組白云巖中發(fā)現(xiàn)儲藏大量石油，如華北油田（河北任丘）最早發(fā)現(xiàn)古潛山油田，這些含油古潛山就是由霧迷山組白云巖構成的。第三節(jié)

震旦紀

震旦紀距今8—6（5.7）億年，屬于新元古代的晚期。震旦為中國之古稱，作為地層專名,1924年李四光、趙亞曾在長江三峽地區(qū)建立完整的震旦系剖面；后來高振西等在薊縣建立了華北地區(qū)的震旦系標準剖面。近年用同位素測定，北方的震旦系年齡為18—10億年；而南方震旦系則為8—6億年，二者不是同時關系而是上下關系。當今以興隆薊縣剖面為代表的原震旦系已劃歸中、上元古界。本節(jié)所說的震旦紀是指以長江三峽剖面為代表的震旦紀，屬于新元古代最后期的一個紀，是從元古宙向古生代寒武紀過渡的一個紀，也是在中國命名并向國際推薦的一個紀一級的地質年代單位。震旦紀形成的地層為震旦系（Z），震旦紀劃分為早、晚兩個世，相應地層為下、上兩個統(tǒng)（Z1，Z2）。一、世界古地理基本輪廓

到了元古宙末期即震旦紀，大陸殼已經(jīng)形成為許多大規(guī)模的穩(wěn)定的部分——古地臺。構成古地臺基底的巖石都是變質的巖石，如各種片麻巖、角閃巖、混合巖、片巖、千枚巖、大理巖、石英巖等，厚度很大，其中經(jīng)常穿插著各種侵入體。這些古地臺，有的部分到后來一直屹立于海面之上，未接受新的沉積，構成地盾部分；但大部分又經(jīng)歷了多次滄桑變化，為以后的蓋層所覆蓋，一般認為從震旦紀開始，才在穩(wěn)定的地臺上發(fā)育了穩(wěn)定類型的蓋層全世界形成的古地臺①有Ⅰ.中國地臺（主要包括華北地臺，塔里木地臺，揚子地臺）；Ⅱ.西伯利亞地臺（又稱安卡拉地臺）；Ⅲ.俄羅斯地臺（又稱東歐地臺，包括俄羅斯、波羅的海沿岸、芬蘭及斯堪的納維亞半島大部地區(qū)）；Ⅳ.加拿大地臺（又稱北美地臺，包括美國中北部、加拿大地盾，格陵蘭地臺）；Ⅴ.巴西地臺（又稱南美地臺，主要包括巴西）；Ⅵ.非洲地臺（除去非洲北部及南部，包括非洲的廣大地區(qū)、馬達加斯加島和阿拉伯半島地塊）；Ⅶ.印度地臺（包括印度中南部）；Ⅷ.澳大利亞地臺（包括澳大利亞中、西部）。根據(jù)南半球地臺分布情況及構造特點，上述巴西地臺、非洲地臺、印度地臺和澳大利亞地臺是一個穩(wěn)定的聯(lián)合古陸，在中生代以前它們還沒有分裂，總稱岡瓦納古陸①。二、繁盛藻類和后生動物大量出現(xiàn)早震旦世（距今8—7億年）大體是繼承青白口紀，微古植物群（如各種刺球藻，屬種繁多）和宏觀藻類非常繁盛，后者在地層中形成多種疊層石。晚震旦世時，澳大利亞南部弗林德斯山伊迪卡拉（Ediacara）發(fā)現(xiàn)了豐富的無殼動物，其中以腔腸動物門水母類為主，兼有環(huán)節(jié)動物及可能屬于節(jié)肢動物的一些化石，是一個以軟軀體后生動物為主體的動物群，稱為伊迪卡拉