第十四章前寒武纪

第十四章 前寒武纪一、 前寒武纪概述二、 中国的前寒武系三、 中国的南华系和震旦系四、 前寒武纪重大地质事件五、 前寒武纪的主要矿产一、 前寒武纪概述二、 中国的前寒武系三、 中国的南华系和震旦系四、 前寒武纪重大地质事件五、 前寒武纪的主要矿产第一节 前寒武纪概述一、前寒武纪地质年代划分 和特征地球年龄约为 46亿年 发现最古老的沉积变质岩层为 37.5亿年，为格陵兰岛的伊苏阿（ Isua） 群 显生宙第一个地史年代为寒武纪，始于 5.43亿年 距今 5.43亿年以前的地质时代，统称前寒武纪，相应年代的地层统称为前寒武系前寒武纪地质时代划分显 生 宙 （ 5.43亿年至今）元 古 宙（早于 25亿年）新元古代中元古代古元古代太 古 宙（ 25亿年 5.43亿年）新太古代中太古代古太古代始太古代中国前寒武纪地质年代划分前寒武纪特征 时限长（ 465.4 亿年） 地层普遍变质（ 麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相，一般越老变质越深 ），岩浆活动发育。 构造变形复杂（ 原始地壳薄、刚性差、热流值大，易塑性变形，且经历多次构造变动 ）。 生物化石少 酸性和还原大气圈和水圈 矿产丰富（ Fe、 Al、 U）二、前寒武系的划分和对比方法 前寒武系：前寒武纪时期形成的地层。 一般由变质岩系构成，经历多次构造运动和岩浆活动。 由于原岩变质深、化石少，应用古生物学方法受限，没能建立世界统一的地质年代表。 前寒武系地层划分和对比方法1、构造 岩浆旋回法：地层间不整合、大规模岩浆侵入及区域变质作用。2、同位素年龄测定法：定量。3、沉积建造（标志层）：利用特殊的岩石类型和沉积建造划分和对比地层。如我国北方 “ 鞍山式铁矿 ” 的条带状含铁建造，分布于世界多地南华系上统的 冰碛层 等。4、变质作用：岩石越老，经历的构造变动越多，变质越深；岩石越新，变质越浅甚至不变质。三、前寒武纪生物界演化1、原始菌、藻类生物的发展 形态简单、无真正的细胞核，为原核生物。 最老的化石：微小的球状、丝状体，发现与南非老于 30亿年的无花果树群。2、真核细胞生物的出现 最早的真核生物见于 13.5亿年北美贝克泉组。 我国华北 1312 亿年雾迷山组发现绿藻化石。叠层石 ：由蓝藻、细菌及其生命活动的遗迹共同构成的一种生物沉积结构。广泛发育于元古宇，最早的叠层石发现于太古宇。3、后生动物出现，向显生宙过渡 前寒武纪最晚期，出现大量裸露动物无硬骨骼（外壳）和小型硬壳动物。 7亿年后，相当震旦纪上统地层，以 伊迪卡拉动物群 为代表的无硬体无脊椎动物印模化石。 6亿年前震旦纪时，微小带壳无脊椎动物化石开始出现，寒武纪时繁盛。 隐生宙、显生宙划分界线：多门类小壳动物化石的出现。 澄江动物群：混生带，位于寒武系底部。第二节 中国的前寒武系 以东部地区为研究对象北方：华北 东北南部广泛出露太古宇和元古宇。南方：扬子区、华南区主要是新元古界。一、太古宇我国古太古界新太古界的分布限于华北（中朝）板块，可能包括塔里木板块鄂尔多斯陆核冀辽陆核河淮陆核 中朝板块界线及推测界线1、始太古界（ 36亿年前） 地球处于天文演化阶段，经历了地幔熔融阶段，可能形成拉斑玄武岩和超镁铁岩的初始地壳（硅镁质）。 出露范围小，冀东迁安、辽吉地区有出露，迁安曹庄研究最详，称曹庄岩系。2、古、中太古界（ 3429 亿年） 分布面积增加，分布于辽吉地区、燕山山脉、冀西及鲁中、胶东地区。冀东研究最详。 常见的地层类型： 麻粒岩相： 变质程度较深，为温度 700C、压力109Pa下形成的各种变质岩，主要为片麻岩和麻粒岩。 角闪岩相 ：变质程度中等，温度 575 700C，压力 3 810 9Pa，常见片麻岩、变粒岩、角闪岩。 绿片岩相 ：变质程度较浅，主要为各种片岩、千枚岩、变质砂岩、变质火山岩。华北古太古界新太古界柱状剖面图冀东迁西群（辽吉下鞍山群）： 由各种麻粒岩、辉石斜长片麻岩、斜长角闪岩组成，夹有辉石磁铁石石英岩， 3000m厚。原岩以超基性、基性 中性 酸性火山岩为主，夹碎屑岩及多层硅铁质沉积，变质程度高。 由两大旋回组成，说明经历了 火山喷溢沉积物质的沉积过程，为硅铝壳逐步加厚的过程，形成了陆壳雏形。 其中的磁铁石英岩是我国重要的铁矿基地。3、新太古界（ 2825 亿年） 华北地区分布较广。以山西太行山、五台山地区研究最详。 此区自下而上分为：阜平群、龙泉关群和五台群，之间均为不整合接触。阜平群、龙泉关群 ：以各种片麻岩为主，夹一定数量的角闪岩、大理岩及薄层磁铁石英岩，变质程度高。厚度 10000m。五台群 ：为浅变质沉积岩，下部是石英岩，上部以千枚岩为主。厚度 1173m。阜平运动 太古宙末期（ 2625 亿年） 使地层褶皱变质，扩大了结晶基底范围，增加了稳定程度，形成了 太古宙陆核 。二、元古宇 距今 255.43 亿年的地层。南方、北方均有出露。（一）中国北部华北板块研究较细。古元古界典型地区为五台山和吕梁山等地区。中、新元古界典型地区为燕山地区。1、古元古界 五台山区出露滹沱群，不整合于五台群之上。厚度超过 8000m。 原岩为一套粗碎屑岩，砂质、粘土质及镁铝质碳酸盐类岩石，夹少量中基性火山岩组成的沉积旋回。 自下而上为 3个亚群：豆村亚群、东冶亚群、郭家寨亚群，皆呈不整合接触。 下部豆村亚群：自下而上发育变质砾岩、长石石英砂岩、千枚岩、大理岩。 中部东冶亚群：以结晶白云岩为主。 上部郭家寨亚群：自下而上为紫红色板岩、长石石英砂岩、变质砾岩。吕梁运动 华北地区古元古代后期的强烈地壳运动，使滹沱群遭受低级变质作用。 使太古代陆核进一步扩大、固化，形成了所谓 “原地台 ”即华北地台原型。2、中、新元古界 冀东蓟县地区发育最好。 出露万米以上，为一套基本不变质的沉积岩系。地层界线清楚，构造简单、层序完整。 分 3系、 12组，组成巨型沉积旋回。与下伏太古宙变质岩系不整合接触，与上覆寒武系微角度不整合接触。系与系指教沉积间断或假整合。 吕梁运动后，中、新元古界覆盖沉积盖层。中元古代由长城纪至蓟县纪，存在团山子、高于庄、雾迷山和铁岭四个超覆期，其中高于庄组分布面积最广，雾迷山组和铁岭组的沉积超覆范围依次缩小，表明整个中元古代为一个巨型海水进退旋回华北区中元古代为一个巨型海水进退旋回该时期中国其它地块区（如扬子区等）处于基底发育阶段。18 14 16 10 长城群蓟县群青白口群常州沟 组串岭沟 组大 红 峪 组高于庄 组团 山子 组下 马 岭 组铁 岭 组洪水庄 组雾 迷山 组杨 庄 组景儿峪 组龙 山 组亿 年中元古界1810亿年天津蓟县剖面长城群（ 1800 1400Ma）： 两个大型沉积旋回 下长城统： 自下而上依次发育 常州沟组、串岭沟、团山子组 ，岩性：交错层理含长石砂砾岩、厚层石英砂岩（山间急流、准平原河流河口、滨海海湾） 灰绿、黑色炭质页岩（滨、浅海） 杂色砂质白云岩，具泥裂、岩盐假晶（滨岸、浅水、静水，暴露）。上长城统： 自下而上， 大红峪组： 钙质砂岩，含大型滨海型斜层理及波痕，夹潮间带白云岩透镜体，滨海环境； 高于庄组：碳酸盐岩沉积，白云岩含硅质、锰质，夹燧石条带，广海环境。蓟县群（ 1400 1000Ma）：