第六章新元古代地球演化

一、新元古代的巖石（地層）1.北美3.西伯利亞5.澳大利亞二、新元古代地球演化1、

大氣圈

氣候—冰期

1）9-8.5,7.8-7.3,7.2-6.8,6.4-5.8億年

古城南沱羅圈

8-7.57.4-76.5-6.3

2）冰磧層特征

多種類型，常見有：大陸冰川直接堆積而成；幾乎均為冰磧錳頁(yè)巖礫巖或礫砂巖組成，礫大小混雜、無層理、礫石有刻痕。

冰川-海洋沉積；淺灰綠色含礫板巖。

3）氣候是冷暖交替出現(xiàn)，如我國(guó)南方：

東城組—---溫暖；

羅圈組—---寒冷6.5-6.3；

陡山沱組—溫暖；

南沱組------寒冷7.4-7；

大唐城組---溫暖；

古城組------寒冷8-7.5；

連沱組------溫暖。溫暖：白云巖+石膏+等蒸發(fā)巖類

關(guān)于雪球SnowballEarth的概念

a.BHarland1964,提出新元古代存在大的冰期。

b.JLKirschvink1992,提出--雪球狀地球（SnowballEarth） 的概念。

C.PFHoffman1998,全面系統(tǒng)論證了“雪球說”。---距今600Ma前后，地球上多次陷于突發(fā)性的全球規(guī)模的持續(xù)上千萬年的嚴(yán)寒，以及隨之而來的幾千年酷熱。可以想象，那時(shí)地球象一個(gè)大雪球，在茫茫宇宙中穿行。

4）成因解釋

a.關(guān)于先冷后熱：

---當(dāng)時(shí)年平均氣溫-50C以下；（現(xiàn)代約18C)

---洋面冰層足有1000m厚，水循環(huán)基本停滯。幾乎無降水作用，陸地上的冰川不但薄而且很不連續(xù)；地球上的火山依然活躍，仍在緩慢地產(chǎn)生二氧化碳。由于嚴(yán)寒，消耗二氧化碳的化學(xué)循環(huán)基本停止，二氧化碳積累達(dá)到空前的濃度，于是強(qiáng)大的溫室效應(yīng)產(chǎn)生，地球迅速解凍，接著異常的酷熱產(chǎn)生（年平均溫度可達(dá)50C）。

b.δ12С與δ13С的值有突變：從火山進(jìn)入海洋的二氧化碳中有1%是δ13С，其余是δ12С；藻菌類光合作用需消耗δ12С，冰川沉積物前，δ13С值陡降到火山源頭水平說明生物生產(chǎn)力降低，---其間δ13С接近火山噴出值---碳酸鹽巖上部，δ13С陡升，標(biāo)志著生物的復(fù)蘇。

地內(nèi)：

A.是極區(qū)冰蓋，

a.當(dāng)時(shí)大陸均位于極區(qū)，

古地磁說明，當(dāng)時(shí)大陸大部分位于低緯度區(qū)；

冰成沉積遍布世界各地；

b.各地冰期年齡值有別，不同時(shí)期大陸漂過極區(qū)而成，

古地磁資料說明，沒有如此大規(guī)模的漂移；

B.大氣和海洋中CO2含量降低，溫室效應(yīng)減弱，

C.各大陸位置及其相對(duì)高度的變化---造山期與冰 期有一定的聯(lián)系，年輕山脈高而積雪，反射 90%的陽(yáng)光，特別是Pt3以來；

X*格林威爾造山期10-11，冰期滯后？特別 是10億年前，許多顯著造山運(yùn)動(dòng)幾乎沒有相 對(duì)應(yīng)的冰期。

D.大陸漂移引起的大氣循環(huán)形式的變化；火山活動(dòng)等。

上述主要是在地球自身尋找原因，近年來災(zāi)變論的復(fù)活---新災(zāi)變論產(chǎn)生，人們更傾向于在地外尋找原因。

F.銀河年之半，1.5億年為周期

對(duì)新元古代幾次冰期大致吻合，但向前、向后延伸同樣遇到困難。

G.地軸傾斜度的變化

黃道和赤道的夾角==E(epsilon),據(jù)計(jì)算，E值增加10，極地輻射量增加4.02%,赤道減少0.35%。

目前，E=23.50,兩極存在冰蓋。

當(dāng)，E=230,C-P紀(jì)冰期

當(dāng)，E=00,則季節(jié)變化完全消失，有人 認(rèn)為：J3-K1,E=00

當(dāng)，E=540,新元古代大冰期的冰川活動(dòng)出現(xiàn)在中低緯度區(qū)。

1、

生物圈

3.1伊迪卡拉Ediacara動(dòng)物群

1）1947-1949年，在南澳大利亞阿得雷德以北300km的弗林德斯山脈以及伊迪卡拉地區(qū)龐德石英巖中發(fā)現(xiàn)了大量的（1500塊標(biāo)本）后生動(dòng)物群化石，主要是印模，時(shí)代晚前寒武紀(jì)，5.8-5.4億年。

2）其后，在英國(guó)1963、瑞典1964、烏克蘭1968、南非1972、西伯利亞1973、烏拉爾1977、白海1981、湖北1981等地區(qū)不斷發(fā)現(xiàn)。90年代初統(tǒng)計(jì)：有20多個(gè)地區(qū)。證明具有世界性的分布。

3）軟軀體（不具骨骼），又稱裸露動(dòng)物群，一般為大而薄的葉片狀的片狀體，表面積/體積==值高。4）組成：

A.主要屬于：腔腸動(dòng)物門的水母類、水螅類、海鰓類；環(huán)節(jié)動(dòng)物的多毛類；節(jié)肢動(dòng)物的似三葉蟲類；原始的甲殼類、分類位置未定的門類。

B.由于強(qiáng)調(diào)化石的特殊性認(rèn)為是：地史上絕無僅有的特殊生物群（已經(jīng)絕滅了的多細(xì)胞生命體 系），建立了一個(gè)獨(dú)特的生物界 Vendobionta Seilacher,1992。

C.

5）生物演化的意義：

A.與顯生宙的生物比較，較為原始，可能是先驅(qū)，如：水母類與早寒武世的很相似。

B.地史上絕無僅有的特殊生物群，與后生動(dòng)物群沒什么聯(lián)系，是生命物質(zhì)的基本構(gòu)造上的一次獨(dú)特的種族絕滅實(shí)驗(yàn)，生命的早期歷史必然包含多次失敗的實(shí)驗(yàn)（Seilacher1981）。

3.2前伊迪卡拉動(dòng)物群—

我國(guó)淮南動(dòng)物群淮南—安徽壽縣八公山

年代：7.4—8.4億年，Z早期，

含量較豐富、類型多樣、保存完好的“蠕蟲 類”動(dòng)物化石。層位低于Ediacara動(dòng)物群，多 樣性和肌體演化程度低于Ediacara動(dòng)物群。

1、

巖石圈

4.1Rodinia泛大陸形成之后，巖石圈地殼明顯加厚==穩(wěn)定，形成了很穩(wěn)定的沉積（在克拉通上），穩(wěn)定的標(biāo)志：沉積厚度較薄、分布較穩(wěn)定、成熟度較高、缺少火山活動(dòng)（大陸上）

4.2Rodinia泛大陸的裂解和一些新大洋的形成

開始裂解約8.3億年，大規(guī)模的裂谷作用、火山作用、基性巖墻侵位發(fā)生在8.3億年；

在世界的很多地區(qū)，基性巖漿和A型花崗巖侵位時(shí)間在7.5-7億年，是主要的裂解期（I.S造山期；A裂谷型的，M大洋島弧型）；各地塊之間的裂解時(shí)間也不一致，勞亞古陸與東南極古陸裂解8-7.5億年，古澳洲大陸與勞亞古陸裂解在7億年等等。

4.3新大洋

勞倫—古大西洋—波羅的；

波羅的—古烏拉爾洋—西伯利

西伯利亞—古亞洲洋—華北

-----原特提斯洋--------

岡瓦納古陸

4.4岡瓦納大陸和泛非運(yùn)動(dòng)

岡瓦納超大陸的形成

岡瓦納超大陸是在新元古代末至古生代初由統(tǒng)一的東岡瓦納和西岡瓦納幾個(gè)大陸塊體經(jīng)過泛非—巴西造山運(yùn)動(dòng)(Pan-Africal—BrazianinOrogen，簡(jiǎn)稱泛非運(yùn)動(dòng))聯(lián)合組成的超大陸岡瓦納超大陸的形成有兩個(gè)最重要的構(gòu)造帶(圖1-4)(Acharyya，2000)，