1、11.前寒武紀(jì)(太古宙、元古宙)前寒武紀(jì)又稱(chēng)前古生代。指寒武紀(jì)或以前，即距今5.7億年以前的地質(zhì)時(shí)代。這一時(shí)期形成的地層稱(chēng)前寒武系。地球年齡為46億年，約從40億年前進(jìn)入地質(zhì)階段，前寒武紀(jì)時(shí)距約34億年，占地質(zhì)歷史85的時(shí)間。1977年，國(guó)際上將前寒武紀(jì)劃分為和，界線(xiàn)放在25億年，太古宙下限為38億年。1989年之后，國(guó)際上對(duì)元古宙進(jìn)行三分。元古宙劃分為、中元古代和新元古代；界線(xiàn)定為18億10億太古宙，認(rèn)為尚不具備進(jìn)一步劃分的充分依據(jù)。111.1 太古宙太古宙約經(jīng)歷了十多億年（3825億年），形成薄而活動(dòng)的原始地殼，有了水圈和氣圈，蘊(yùn)育和誕生了低級(jí)生命。缺氧的氣圈及水體薄弱的地殼和頻繁的巖漿活

2、動(dòng)巖石變質(zhì)很深漫長(zhǎng)的時(shí)間中，多次的巖漿活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖石普遍發(fā)生熱變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)和強(qiáng)烈的混合巖化。海洋占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)陸核形成（見(jiàn)下圖）原始生命萌芽（疊層石）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，目前很不清楚，在世界范圍內(nèi)可能有3次主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。在中國(guó)比較確認(rèn)的是太古宙晚期的阜平運(yùn)動(dòng)。11.1.1 太古宙的一般地史特征2世界太古宙陸核分布圖311.1.2 中國(guó)的太古宙地層主要分布于華北及東北南部，構(gòu)成華北地臺(tái)的基底?？煞譃槿龓В罕睅В簩幭募m泰，到冀東燕山，東延至吉林及遼東地區(qū)。燕山東段巖層時(shí)代最老，稱(chēng)遷西群，麻粒巖、片麻巖為主，3136億年，是我國(guó)已知最老的巖系，屬下太古界。變質(zhì)形成重要鐵礦。晉北、內(nèi)蒙古陰山一帶

3、以片麻巖、混合巖、蛇紋大理巖為主。中帶：呂梁山、太行山和魯西地區(qū)。太行山地區(qū)分阜平群和龍泉關(guān)群，二者呈不整合接觸，稱(chēng)阜平運(yùn)動(dòng)（與此相當(dāng)?shù)挠薪ㄆ吝\(yùn)動(dòng)、鞍山運(yùn)動(dòng)、嵩陽(yáng)運(yùn)動(dòng)、鐵堡運(yùn)動(dòng)等），是我國(guó)已知最早的一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。魯西稱(chēng)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。南帶：關(guān)中、豫西、大別山、安徽淮陽(yáng)地區(qū)，分稱(chēng)太華群、登封群、大別群等。太古宙地層：有強(qiáng)烈的超基性、基性以至中酸性火山活動(dòng)，有普遍的硅鐵質(zhì)或碳酸鹽巖沉積。早太古代末，活動(dòng)區(qū)形成陸核：吉（林）南（部）陸核、冀東陸核、河套陸核和魯中陸核。太古宙末，陸核進(jìn)一步擴(kuò)大。陸核的邊緣及各陸核之間，為活動(dòng)的地槽區(qū)：如北部邊緣為內(nèi)蒙古地槽，東

4、部邊緣為膠遼地槽，南部邊緣為豫皖地槽，斜貫?zāi)媳睘樯轿鞯夭鄣取?華北古陸太古宙陸核分布示意圖511.1.3 太古宙地層的重要礦產(chǎn)太古宙地層中以鐵礦具有世界性的普遍意義。鞍山的鞍山群中含磁鐵石英巖，品位較低，層位穩(wěn)定，儲(chǔ)量大，常構(gòu)成大型及特大型鐵礦床鞍山式鐵礦。此外，本溪、密云、冀東遷西、呂梁等大鐵礦，均產(chǎn)于太古宙地層中。國(guó)外：蘇必利爾湖鐵礦、圭亞那鐵礦、瑞典的基隆納鐵礦、澳大利亞西部鐵礦、南非和印度的鐵礦等，都產(chǎn)于太古宙地層。為沉積變質(zhì)鐵礦，占世界鐵礦總儲(chǔ)量的60。太古宙普遍的鐵礦與古地理環(huán)境有關(guān)。氫氧化鐵和膠體SiO2（蛋白石）同時(shí)沉積，稱(chēng)硅鐵沉積（BIF）。經(jīng)區(qū)域變質(zhì)，氫氧化鐵脫水、重結(jié)晶變

5、成磁鐵礦或赤鐵礦；膠體SiO2變成石英，變成條帶狀磁鐵（赤鐵）石英巖。幾乎在所有古地塊的有關(guān)地層中皆形成石英脈金礦。其形成與花崗巖侵入有關(guān)，如澳洲西部、南非和北美。我國(guó)山東招遠(yuǎn)、河北遵化、青龍等地也都產(chǎn)金礦。611.2 元古宙從256或（5.7）億年，共19億年。劃分為：古元古代、中元古代、新元古代。其中新元古代后半段，單劃分稱(chēng)震旦紀(jì)。從缺氧氣圈到貧氧氣圈藻類(lèi)植物繁盛，光合作用使氣圈和水體含較多氧。使地層有含鐵紫紅色石英砂巖及赤鐵礦層。從原核生物到真核生物菌類(lèi)和藍(lán)綠藻類(lèi)進(jìn)一步發(fā)展。在巖層中廣布藍(lán)綠藻類(lèi)的群體，形成疊層石。另外，元古宙地層含有微古植物。由陸核到原地臺(tái)和古地臺(tái)在太古宙晚期的阜平運(yùn)動(dòng)

6、，形成了陸核。早元古代中期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，中國(guó)稱(chēng)五臺(tái)運(yùn)動(dòng)；早元古代晚期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，中國(guó)稱(chēng)呂梁運(yùn)動(dòng)等，使陸核進(jìn)一步擴(kuò)大，形成了原地臺(tái)和古地臺(tái)。古元古代地層和中、新元古代地層有很大區(qū)別下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同構(gòu)成地臺(tái)基底。到了中、新元古代，形成地臺(tái)蓋層。因此，中元古界（Pt2）特別是上元古界（Pt3）震旦系（Z）屬于蓋層沉積。11.2.1 元古宙的一般地史特征7疊層石 元古宙古陸分布811.2.2 中國(guó)的元古宙古地理和地層形成了：北方華北原地臺(tái)、南方揚(yáng)子原地臺(tái)，西部塔 里木原地臺(tái)。華北地區(qū)形成了碎屑-火山沉積和含疊層石的白云巖沉積以滹沱群為代表；五臺(tái)-太行山地區(qū)形成磨拉石堆積。屬地槽

7、活動(dòng)型堆積。河南形成嵩山群，安徽形成鳳陽(yáng)群，都屬穩(wěn)定類(lèi)型。上述沉積經(jīng)褶皺夷平，為中、新元古界不整合覆蓋，該不整合面分布廣泛，即呂梁運(yùn)動(dòng)。經(jīng)呂梁運(yùn)動(dòng)，形成華北原地臺(tái)。中國(guó)西南包括川中、鄂西。下元古界及上太古界褶皺形成揚(yáng)子原地臺(tái)。中國(guó)西部塔里木地區(qū)下元古界以淺變質(zhì)火山沉積巖系為主，屬于活動(dòng)類(lèi)型。早元古代末形成了原地臺(tái)。11.2.2.1 古元古代9中國(guó)元古宇地層劃分及特征1011.2.2.2 中元古代和新元古代古元古代末，在中國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了華北、揚(yáng)子、塔里木等相對(duì)穩(wěn)定的原地臺(tái)，但陸殼穩(wěn)定情況有很大差異。111.華北地區(qū) 中國(guó)北部和遼寧南部的幾個(gè)穩(wěn)定陸核，經(jīng)過(guò)呂梁運(yùn)動(dòng)褶皺變質(zhì)固結(jié)，它們把陸核連接起來(lái)，形

8、成華北原地臺(tái)。華北原地臺(tái)地形高低起伏，相當(dāng)復(fù)雜。有些地區(qū)形成淺海；有些地區(qū)形成古陸。原地臺(tái)大致呈三角形，周?chē)桓叩丨h(huán)繞：北有內(nèi)蒙古古陸，南有淮陽(yáng)古陸，東邊是膠東古陸（后來(lái)發(fā)展成膠遼古陸）；古陸之間是一片陸表淺海，海中聳立著若干山地和陸島。淺海中沉積了類(lèi)似蓋層的中上元臺(tái)界?？纱篌w分為三種類(lèi)型：強(qiáng)烈沉降帶沉積，穩(wěn)定淺海沉積，隆起區(qū)的陸相沉積。12華北地區(qū)（續(xù)）燕遼沉降帶 華北地區(qū)強(qiáng)烈拗陷地帶，中心在河北興隆、天津薊縣及北京平谷一帶，沉積厚達(dá)10000m，地層完全，分層清楚，是北方中上元古界劃分和對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)?；搓?yáng)古陸北緣的豫西-淮南沉降帶，發(fā)育過(guò)程和燕遼帶相似。華北地區(qū)其他部分華北的山東、河南、

9、安徽等是陸表淺海，沉降幅度較小，沉積厚度1000m左右，下部碎屑巖相，上部碳酸鹽巖相。晉陜古陸為淺海所包圍長(zhǎng)期遭受剝蝕的隆起區(qū)，邊緣有不厚的濱海相沉積；內(nèi)部陸相石英砂巖，分選良好，交錯(cuò)層，厚度100m左右。華北地區(qū)呂梁運(yùn)動(dòng)后雖基本形成較穩(wěn)定的地區(qū)，但尚有局部活動(dòng)性較大的地區(qū)，如燕遼沉降帶。這些活動(dòng)區(qū)經(jīng)中、新元古代的發(fā)展才逐漸穩(wěn)定下來(lái)，到新元古代初，已經(jīng)發(fā)展為大規(guī)模的相對(duì)穩(wěn)定的華北地臺(tái)，也稱(chēng)中朝地臺(tái)。 132.中國(guó)西部塔里本地區(qū)北天山地區(qū)，中上元古界分布廣泛，為相對(duì)穩(wěn)定型的淺變質(zhì)，含碳酸鹽沉積，沉積類(lèi)型與中朝地臺(tái)相似。中、南天山東段，有走向NWW的強(qiáng)烈沉降帶，沉積厚度逾萬(wàn)米，與燕遼沉降帶有類(lèi)似之

10、處。143.中國(guó)南部中國(guó)南部缺少太古界地層，而元古界地層廣泛發(fā)育。揚(yáng)子原地臺(tái)相對(duì)穩(wěn)定，周?chē)幸恍┗顒?dòng)地帶。以黑云斜長(zhǎng)片麻巖、混合巖、角閃巖等，總厚度大于5000m，屬下元古界。揚(yáng)子原地臺(tái)東南緣，下部為四堡群或梵凈山群，上部為板溪群，二者以不整合接觸。揚(yáng)子原地臺(tái)西側(cè)，即川滇交界地區(qū)，相對(duì)活動(dòng)，沉積了淺變質(zhì)的會(huì)理群。經(jīng)晉寧運(yùn)動(dòng)，揚(yáng)子原地臺(tái)擴(kuò)大，形成揚(yáng)子地臺(tái)?？傊?，太古宙到元古宙，中國(guó)南北地層有不同特點(diǎn)。北方在早元古代末的呂梁運(yùn)動(dòng)后已經(jīng)形成穩(wěn)定的基底，其上的活動(dòng)區(qū)只限于沉降帶（與古陸邊緣斷裂有關(guān)）；從晚元古代，已幾乎全部固結(jié)，形成華北地臺(tái)；南方在揚(yáng)子原地臺(tái)的兩側(cè)，活動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，特別是從中元古代起，發(fā)

11、育了邊緣海及島弧海，火山活動(dòng)相當(dāng)頻繁，經(jīng)晉寧運(yùn)動(dòng)，原地臺(tái)擴(kuò)大才發(fā)展為揚(yáng)子地臺(tái)。這種北方穩(wěn)定、南方活動(dòng)的特征，一直延續(xù)到古生代。1511.2.3 中國(guó)元古宙的礦產(chǎn)鐵礦中元古代，在華北地區(qū)沉積了大量淺海相鮞狀和腎狀赤鐵礦。以河北宣化、龍關(guān)一帶的宣龍式鐵礦最為典型。燕山地區(qū)的薊縣系鐵嶺組中，有沉積赤鐵礦，稱(chēng)四海式鐵礦。在青白口系下馬嶺組底部，有一層不規(guī)則的風(fēng)化殼型鐵礦。錳礦華北地區(qū)長(zhǎng)城系，有一層錳礦或含錳頁(yè)巖及含錳灰?guī)r。薊縣式錳礦、瓦房子式錳礦。其他蘇北東海、皖北大別山等處，下元古界變質(zhì)巖中東海式磷礦。在北方長(zhǎng)城系含鉀層位。豫北發(fā)現(xiàn)含鉀頁(yè)巖礦床。在華北平原掩覆下發(fā)現(xiàn)古潛山油田華北油田（河北任丘） 。

12、碳酸鹽沉積白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r，可作為冶金熔劑。遼寧大菱鎂礦床。含有疊層石的白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r，磨光后是美觀的建筑材料。 1611.3 震旦紀(jì)震旦紀(jì)距今86（5.7）億年，屬于新元古代的晚期。震旦為中國(guó)之古稱(chēng)，作為地層專(zhuān)名，始于德國(guó)F.von李?；舴?。震旦系：其指角度不整合于前震旦系變質(zhì)巖之上，位于含豐富化石寒武系之下的一套不變質(zhì)或輕微變質(zhì)的沉積巖系。李四光等曾在三峽地區(qū)建立震旦系剖面；后高振西等在薊縣建立了華北地區(qū)的震旦系標(biāo)準(zhǔn)剖面。經(jīng)同位素測(cè)定，北方的震旦系年齡為1810億年；而南方震旦系則為86億年，二者不是同時(shí)關(guān)系而是上下關(guān)系?！罢鸬┫怠币幻抻糜谖髁陯{東部剖面為代表的一段晚前寒武紀(jì)最上部

13、的一個(gè)系一級(jí)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(jì)地層，自下而上用長(zhǎng)城系、薊縣系、青白口系。本節(jié)所說(shuō)震旦紀(jì)是指以三峽剖面為代表的震旦紀(jì)，屬于新元古代最后期的一個(gè)紀(jì)，是從元古宙向古生代寒武紀(jì)過(guò)渡的一個(gè)紀(jì)。震旦紀(jì)分早、晚兩個(gè)世，相應(yīng)地層為下、上兩個(gè)統(tǒng)（Z1，Z2）。 1711.3.1 世界古地理基本輪廓元古宙末期即震旦紀(jì)，大陸殼形成為穩(wěn)定古地臺(tái)。古地臺(tái)基底巖石都是變質(zhì)巖，如各種片麻巖、角閃巖、混合巖、片巖、千枚巖、大理巖、石英巖等，穿插著各種侵入體。古地臺(tái)有的部分構(gòu)成地盾部分；但大部分發(fā)育了穩(wěn)定類(lèi)型的蓋層。18震旦紀(jì)全世界形成的古地臺(tái)震旦紀(jì)世界的古地臺(tái)：.中國(guó)地臺(tái)（包括華北地臺(tái)，塔里

14、木地臺(tái)，揚(yáng)子地臺(tái)）；.西伯利亞地臺(tái)（安卡拉地臺(tái)）；.俄羅斯地臺(tái)（又稱(chēng)東歐地臺(tái)）；.加拿大地臺(tái)（又稱(chēng)北美地臺(tái)）；.巴西地臺(tái)（又稱(chēng)南美地臺(tái)，）；.非洲地臺(tái)；.印度地臺(tái)（包括印度中南部）；.澳大利亞地臺(tái)。巴西、非洲、印度和澳大利亞地臺(tái)組成聯(lián)合古陸，在中生代以前它們還沒(méi)有分裂，稱(chēng)岡瓦納古陸。在古地臺(tái)之間或其周?chē)?，是一些相?duì)活動(dòng)的地帶地槽（海槽）。1911.3.2 繁盛藻類(lèi)和后生動(dòng)物大量出現(xiàn) 震旦紀(jì)生物界迅速和突變。早震旦世（距今87億年），微古植物群（如各種刺球藻）和宏觀藻類(lèi)非常繁盛，在地層中形成多種疊層石。晚震旦世，門(mén)類(lèi)多樣的后生動(dòng)物大量出現(xiàn)，反映生物界的一次飛躍。如澳大利亞南部弗林德斯山伊迪卡拉（

15、Ediacara）發(fā)現(xiàn)了豐富的無(wú)殼動(dòng)物，稱(chēng)為伊迪卡拉裸露動(dòng)物群。由于這類(lèi)動(dòng)物缺少硬體，很難成為化石保存下來(lái)。但該動(dòng)物群的一些分子已在歐、亞、非、美等洲發(fā)現(xiàn)。中國(guó)的黑龍江、陜南、遼寧、湖南等地也發(fā)現(xiàn)伊迪卡拉群化石?？傊?，從生物地層學(xué)角度，后生動(dòng)物的大量出現(xiàn)和高級(jí)藻類(lèi)的繁盛，震旦紀(jì)具有承前啟后的特色，是寒武紀(jì)生物群發(fā)展的前奏，地質(zhì)歷史即將進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元 。2011.3.3 中國(guó)震旦紀(jì)古地理輪廓及震旦系震旦紀(jì)之前的晉寧運(yùn)動(dòng)。中國(guó)許多地區(qū)隆起為陸，塔里木地臺(tái)、柴達(dá)木地塊、華北地臺(tái)等幾乎連成一體，特別是華北和東北廣大地區(qū)屹立于海面之上，稱(chēng)為華北古陸。中國(guó)南部的揚(yáng)子地臺(tái)構(gòu)成揚(yáng)子古陸，其與淮揚(yáng)古陸連在一起。

16、古陸的周?chē)蜻吘?，是拗陷活?dòng)地帶：北邊是天山-蒙古-興安地槽；南邊是昆侖地槽、祁連地槽、秦嶺地槽。揚(yáng)子古陸西側(cè)川滇地區(qū)是活動(dòng)地帶；它的東側(cè)湘、桂、皖、浙、閩、粵一帶，震旦紀(jì)長(zhǎng)期海侵，有些島嶼聳立海水之中，稱(chēng)為華夏島海，也是非?；顒?dòng)的地帶。震旦紀(jì)地層在華南廣泛發(fā)育，西北地區(qū)也有分布，華北地區(qū)因當(dāng)時(shí)形成古陸，未曾沉積震旦系，只在南緣和東緣（如遼南、膠東地區(qū)）略有分布。震旦系可分北方型和南方型。（見(jiàn)圖11-12）21中國(guó)震旦系（部分）劃分對(duì)比簡(jiǎn)表22三峽地區(qū)震旦系剖面2311.3.4最古老的一次大冰期震旦紀(jì)冰期冰川廣泛分布是震旦紀(jì)一個(gè)重要的地質(zhì)事件。中國(guó)、澳大利亞、非洲、南美、北美、亞歐等大陸上普遍出現(xiàn)冰川，這是已知的具有世界意義的最古老的一次冰期震旦紀(jì)大冰期。我國(guó)震旦紀(jì)冰期遺跡，最早在湖北宜昌南沱發(fā)現(xiàn)的南沱冰磧層。之后，在滇、湘、黔、鄂、贛、皖、豫、甘、寧、新等省區(qū)都相繼發(fā)現(xiàn)。震旦紀(jì)大冰期至少可能包括兩期：一是7.47億年，冰磧層分布最廣；一是6.5億年。前一冰期之后，許多地方形成膏鹽和白云巖沉積，說(shuō)明氣候轉(zhuǎn)為干燥炎熱。后一冰期之后，世界許多地方發(fā)現(xiàn)了以伊迪卡拉動(dòng)物群為代表的軟體裸露動(dòng)物群，這也說(shuō)明氣候狀況有很大變化。2411.3.5 中國(guó)震旦系礦產(chǎn)震旦紀(jì)是沉積