15第六章中国区域地层的基本特征

二、中国北部太古宙地史特征
中国太古宇主要分布在昆仑山－秦岭－大别山 一线以北的华北（中朝）地区和塔里木地区，其中 以华北北部及中部发育最好。
一）华北地区的下太 古界
分布范围局限，仅见 于冀东迁安及辽吉地 区的北带。 年龄在34.7－37.2亿 年之间，锆石Pb/Pb 测定，是经过搬运的 陆源岩系。因此，这 套岩石应来自更老的 古陆。
三）华北地区的上太古界（Ar3） 出露面积更广泛（占太古宇出露面积的85％左 右），地壳分异更加明显，三个带更清晰。
可划分为两种 建造类型。 一是常见变质 型：分布于中 带的五台－太 行地区； 二是内生岩浆 型：以北带的 鞍山群和中带 的泰山群为代 表。
三、华北地区太古宙的重大地质事件
1、硅铝壳不断发育并逐步扩大； 2、经历了三期变质热事件：第一期发生在 早太古代，第二期发生在中太古代，第三期发生 在晚太古代后期。 3、岩浆作用：是由内生成因的岩浆侵位， 其主要岩性为各类花岗岩及云英闪长岩类，可分 为早、中、晚太古代侵位时期。
动物（25%）、节肢动物（似三叶虫）（5%） 组成的不具外壳的多细胞后生动物群。我国 发现地点：鄂西、陕南、淮南、辽南和黑龙 江。
翁安生物群产地
多细胞藻类（八叠球藻）化石；显示保存完好的藻细胞
已经发现的Ediacara动物群化石点；表明具有球性分布特征
Narbonne, 1998, GSA Today, 8(2):1-8
4、构造运动事件：太古宙的早、中、晚三个 阶段的划分，构造运动事件起到了重要作用。这 三个阶段分别由曹庄运动（令支运动）、阜平运 动（铁堡运动）及五台运动所分割。 华北太古宇的演化是一部硅铝壳逐步扩大， 古陆不断增生的历史，华北地区太古代末的硅铝 壳已初具规模，形成华北板块的雏形——华北陆核 （Continental nuclei）。
老变质越深）；
3、岩浆活动发育； 4、构造变形复杂，因为原始地壳薄、刚性差、热流值大，
易塑性变形，而且经历多期构造变动；
5、生物化石少数量 6、酸性和还原大气圈和水圈； 7、矿产资源丰富（Fe、Au、U）。
前寒武纪生物界面貌
1 Ar1: Molecular fossils（如氨基酸、脂肪酸、芳
香族碳氢化合
太古宙地壳构造演化及造壳速率
世界范围太古宙的演化和华北地区相仿，仍是 导致大陆增生及造壳作用的时期。 TTG岩石：由太古宇高级片麻岩区及花岗－绿 岩区的花岗质岩石构成，占太古宙出露基底的70 ％－80％，有的更高（乌克兰：高达90％）。
从时间上来看，世界大多数高级区发生在31－ 28亿年间，经历了表壳岩－深成岩（壳熔花岗岩） 的主要事件。少数地区（如加拿大地盾）发生在 38－36亿年间，华北冀东曹庄地区发生在34－35 亿年间。
所以，整个太古宙在此过程中，大量TTG 岩类的出现，构成了地壳的重要成分，同 时也是造壳作用的重要方式。
早期地壳生长的速率：认为27－30亿年 是地壳快速增长（也称克拉通化）期。 康迪（K.C.Condie，1990）据北美大陆 同位素年龄推算，现今大陆体积在太古宙 末已形成34％。
我国也是如此，一般认为，太古宙陆核的形 成过程是由于原始陆核不断增生与扩大的结果。 如：中国最小的陆壳在冀东曹庄一带的Ar1，可 称为原始陆核。
安徽巢湖褶皱地层
1、变质变形程度：正确确定地层层序，一般变 质程度越高、变形越复杂时代越老； 2、原岩的恢复：确定其当时的形成环境与构造 背景； 3、构造岩浆旋回方法：据地层间的角度不整合、 岩浆活动的分期等来划分对比地层； 4、同位素年龄的方法：确定地层时代；
5、超微化石和化学分析方法：划分对比地层。
经过At2＋3的历次构造事件，各种热事件及 TTG岩石、沉积岩类围绕原始陆核不断增生而逐 步扩大，终于在Ar3形成华北陆核及塔里木陆核。 这一阶段代表了中国前寒武纪历史中第一个陆壳 快速增长（克拉通化）时期。
第二节 元古宙
一、元古宙地史概述
二、震旦纪
一、元古宙地史概述
元古宙(Proterozoic Eon)时限范围25－5.7（ 5.4 ）亿年前的一大段地史时期。延续达 19.7 亿年 。
前寒武纪生物界面貌
3 Pt2: Trace fossils: Planolites-like, Gordia,
Palaeophycus-like
5 Pt3: Metazoan (如贵州的瓮安生物群)
4 Pt3: Ediacara Fauna指震旦纪后期出现的，主
要由腔肠动物（67%水母、海鳃纲）、环节
层侵纪（23-20.5亿年）：从缺氧气圈到含氧气圈。大气、 水体中氧的增多，不仅影响岩石风化及沉积作用的方式 及进程，而且也给生物发展和演化准备了物质条件。
休伦冰期（24-21亿年）
第一次冰期称为“休伦冰期”，因其遗迹在加 拿大南部休伦湖北方的岩石中清晰可见。
美国—休伦湖
造山纪（20.5-18亿年）：蓝藻、细菌繁盛。 固结纪（18-16亿年）：蓝藻、细菌繁盛；诞生 复杂单细胞生物。哥伦比亚超大陆形成。 盖层纪（ 16-14 亿年）：蓝藻、褐藻发育，出现 大型宏观藻类。某些部分比较稳定地区已有大量含 碳的岩石出现，地层中有低等生物的化石存在。晚 期无脊椎动物偶有出现。 延展纪（ 14—12亿年）：大陆加盖层延展，地台 盖层继续扩张。蓝藻、褐藻发育，出现大型宏观藻 类。出现了最早的复杂多细胞机体。 狭带纪（12-10亿年）：罗迪尼亚超大陆成型。
二）华北地区的中太古界（Ar2）
分布范围：在早太古代地层分布基础上进一步扩 大，主要见于北带和中带，时限29－34亿年。
1、辽东－吉南地 区的中太古界。 该地区下鞍山群 的岩石组合，据 研究属拉斑玄武 岩和非大洋玄武 岩区。
条带状磁铁石英 岩为与基性火山 活动有关的硅铁 沉积物。
2、冀东地区 由两个旋回组成，每个旋回 的原岩自下而上由中基性火 山岩－中酸性火山岩，凝灰 岩－磁铁石英岩及富泥质岩 组成。 ①分布扩大显著，表壳岩不 断增加； ②基、中性火山岩占很多比 例，主要成分为拉斑玄武岩， 是太古代造壳运动的重要事 件； ③硅质岩类分布较广，是铁 矿床形成的主要时代之一。
华北板块的形成史
太古宙陆核的形成 古元古代原地台形成 中新元古代似盖层和盖层形成

扬子板块的上扬子地区（缺乏Ar和Pt1），Pt2构
北美克拉通、地盾和地台
北方各大陆的太古宇
地表大面积出露太古宇的有： 北美的加拿大地盾 欧洲的波罗的地盾 乌克兰地盾 西伯利亚的阿尔丹地盾和阿纳巴尔地盾。
南方各大陆的太古宇
南方大陆包括： 非洲 印度 澳大利亚 南美。
研究方法：
由于太古宙地层曾遭受多期构造变动、 岩浆活动和变质作用的影响和破坏，原岩 特征大部分面目全非，给地层的划分和对 比、确定其时代造成困难。因此，必须运 用特殊方法来进行研究。常用方法主要有 以下几种：
拉伸纪（ 10-8.5 亿年）：构造演化—各陆块普 遍会聚或碰撞，扬子板块形成统一结晶基底。首次 出现大型具刺凝源类。 成冰纪（ 8.5-6.5 亿年）：出现全球雪球事件， 为生物低潮。大约9.5亿年前—6亿年前出现大规模 的世界性冰川，这个冰川期被称为瓦兰吉尔冰期， 为地球历史上最严重的冰期。 埃迪卡拉纪（或称新元古纪Ⅲ ： 6.2-5.42 亿年 ） ： 物 群 是 Sprigg 于 1947 年 在 澳 大 利 亚 中 南 部 Ediacara地区的庞德砂岩层中首先发现的，包含三 个门，19个属，24种低等无脊椎动物。
初期陆壳—长英质岩；克拉通结晶基底—麻粒岩和绿岩
4、太古宙已有生命存在，在地层中留下了
。
蓝菌类
十 大 杰 出 生 物
地盾与克拉通概念
绝大多数前寒武系 分布于宽阔的向上弯 曲的、地质上稳定的 大陆地区，称为地盾 （Shields）。 每个大陆都有一个或 多个地盾。地盾上覆 盖相对薄的显生宙沉 积盖层称为地台（ Platforms）。地盾和 地台组成大陆的克拉 通（Craton）。
第一节 太古宙
一、一般特征 二、中国北部太古宙地史特征
三、华北地区太古宙的重大地质事件
四、中国其它地区的太古宇
一、一般特征
1、时限距今25－40亿年之间，延续了长15亿 年之久。 2、是具有明确地史记录的最初阶段。因太古 宙的历史久远，其原始生成环境的特征早已被改 造得面貌皆非。 3、太古宙的岩石几乎均遭受过不同的变质作 用，形成变质岩。有两种主要岩石组合：一是高 级变质岩，以麻粒岩、各类片麻岩及变粒岩为主 要岩性；二是绿岩带，由变质程度较低的片岩、 千枚岩、板岩、变质砂岩、大理岩和变质火山岩 组成。
（一）元古宙地史特征
1、元古宙时限范围 25－ 5.7亿年前的一大段 地史时期，延续达19.3亿年。
2 、构造发展特征：形成各主要原始陆壳板
块到大型稳定板块的最后形成，也就是原始板块 的形成，并出现了构造分区。 3 、沉积发展特征：碎屑物质由海洋内部的 火山岩及其不成熟沉积物供给到部分由陆地供给
。出现大量原生白云岩。其地层特征是厚度巨大
由于太古宙以原核生物 记录。第一种是生物极其原始、低等，以菌藻类 为主，所以称作原核生 物时代。分布最广泛的 为主，晚期出现了无核细胞生物：蓝绿藻类，借 是由席状蓝澡的代谢作 助电子显微镜才能观察到；另一种经分析处理出 用和成长与沉积颗粒的 沉积、碳酸钙的沉淀形 的生命物质：氨基酸，脂肪酸等化学化石。 成的层状生物成因沉积 5、太古宙地层是我国重要的铁矿含矿层。 构造叠层石，有球形、 柱状、板状和分岔状。 6 、早期地壳形成。 原始洋壳—超基性地幔；
、火山岩夹层多和遭受微弱变质、变形等特征。
4、大气圈和水圈特征：由缺氧的大气成分
和水介质到含氧的大气圈和水圈以及气候分带
现象。
5、生物演化特征：太古宙，最原始的原核
生物已开始发育。中、新元古代又出现了真核 生物（如菌、藻）并逐步繁盛。另外，中元古 代早期已发现无硬壳的蠕形动物，直至震旦纪 末才开始有少量带壳生物出现。
四、中国其它地区的太古宇
中国其它地区的太古宇以西北较为发育，其 中有： (1)天山的达克拉克布拉克群，主要为黑云石 英片岩、石榴黑云母片岩、角闪片岩夹大理岩；
(2)西昆仑区喀拉喀什群，主要为黑云斜长片 麻岩，含石榴、角闪云英片岩及大理岩；
(3)阿尔金山－祁连山的龙首山群，以片麻岩 为主，夹大理岩、斜长角闪岩及磁铁石英岩。
第六章 中国区域地层的基本特征
前寒武系地层的划分
元古宙 (Proterozoic)： 2.5-0.57bya 太古宙(Archean) ：4.0 -2.5bya 冥古宙(Hadean)： 4.6-4.0bya
前寒武系特征
1、时限长（46-5.4亿年）；
2、地层普遍变质（麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相，一般越
成铁纪（25-23亿年）
该时期出现大量条带状铁建造，这是由于厌氧 的藻灯通过光合作用释放氧，氧也铁结合形成磁铁 矿。借助该过程，海洋中的铁得以清除，从而将发 绿的海水变得透明。随着铁的不断消耗，最终氧气 被释放到大气中，形成富氧的大气层。于是出现了 大氧化事件（亦称氧气灾难），之后就出现休伦冰 期。 成铁纪期间蓝藻、细菌繁盛。
物、环形化合物等），此外少量 stromatolites 2 Ar2-Pt: Bacteria & alga: Stromatolites 繁盛，特 别是Pt3 Microalga(微古植物）指单细胞或多细 胞藻类有机体，我国主要发育于Pt2-3. Macroalga指根据目前研究程度尚无法归入现
代藻类系统的、肉眼可见的藻类，主要Pt2-3
元古宙是菌藻类繁盛的时代，因此称菌藻 类的时代。
二、中国元古宙古构造分区
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在太古宙陆核不断增生逐步形成原始板块的基 础上，至元古宙我国已发展并形成了四个稳定 板块：
华北板块 塔里木板块 扬子板块 西藏（冈瓦纳）板块
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另外还有一些小型地块。各板块之间多由洋壳 海域所分割。
各大陆板块共同特征：都经历了从活动一 稳定的演化过程和陆壳的不断增生扩大。但也 有各自的发展演化的特点。 区别在于：各自的演化经历及稳定盖层形 成的时间不尽相同。 如：华北和塔里木板块：Pt1及以前为基底， Pt2开始形成似盖层沉积。