6 新元古代.ppt

1、第六章 新元古代地球演化,一、新元古代的岩石 （地层）,1.北美,3.西伯利亚,5.澳大利亚,二、新元古代地球演化,1、 大气圈 气候冰期1） 9-8.5, 7.8-7.3, 7.2-6.8, 6.4-5.8亿年 古城 南沱 罗圈 8-7.5 7.4-7 6.5-6.32）冰碛层特征 多种类型，常见有：大陆冰川直接堆积而成；几乎均为冰碛锰页岩砾岩或砾砂岩组成，砾大小混杂、无层理、砾石有刻痕。 冰川-海洋沉积；浅灰绿色含砾板岩。3）气候是冷暖交替出现，如我国南方： 东城组-温暖； 罗圈组-寒冷 6.5-6.3； 陡山沱组温暖； 南沱组-寒冷 7.4-7； 大唐城组-温暖； 古城组-寒冷 8-7.

2、5； 连沱组-温暖。温暖：白云岩+石膏+等蒸发岩类,几个重要的现象：a.剖面上，冰川沉积物之上，往往突然覆盖着碳酸盐岩（温暖浅海产物）。 b.在这个界限上12与 13的值有突变；冰川沉积物前， 13值陡降，-其间13接近火山喷出值-碳酸盐岩上部， 13陡升。C.冰碛物中混杂着反常的富铁沉积物。d.在赤道带海平面附近亦出现大量的冰川沉积物。（现代赤道冰川在海平面5000m以上，2万年前的大冰期，冰川也出现在海平面4000m左右的地方）。,关于 雪球Snowball Earth的概念a. B Harland 1964, 提出新元古代存在大的冰期。b.J L Kirschvink 1992,提出-雪

3、球状地球（ Snowball Earth） 的概念。C.P F Hoffman 1998,全面系统论证了“雪球说”。-距今600 Ma前后，地球上多次陷于突发性的全球规模的持续上千万年的严寒，以及随之而来的几千年酷热。可以想象，那时地球象一个大雪球，在茫茫宇宙中穿行。,4）成因解释a.关于先冷后热： -当时年平均气温-50 C以下；（现代约18C) - 洋面冰层足有1000m厚，水循环基本停滞。几乎无降水作用，陆地上的冰川不但薄而且很不连续；地球上的火山依然活跃，仍在缓慢地产生二氧化碳。由于严寒，消耗二氧化碳的化学循环基本停止，二氧化碳积累达到空前的浓度，于是强大的温室效应产生，地球迅速解冻，

4、接着异常的酷热产生（年平均温度可达50C）。 b. 12与 13的值有突变：从火山进入海洋的二氧化碳中有1%是13 ，其余是12 ；藻菌类光合作用需消耗12 ，冰川沉积物前， 13值陡降到火山源头水平说明生物生产力降低，-其间13接近火山喷出值-碳酸盐岩上部， 13陡升，标志着生物的复苏。,C.冰碛物中混杂着反常的富铁沉积物：冰封了数百万年的全球海洋也会缺氧，从海底火山排除的溶解在水体中的铁会富集，一旦雪球解冻，大气中的氧溶入海水，使铁大量析出沉积。d.出现在赤道：一旦冰川从两极向低纬度扩展，越过30度线，冰川面积超过地球表面50%，地球对太阳辐照的反射率就开始加速增大，地球气温加速下降，直至

5、全球表面冻结。,地内：A. 是极区冰盖， a.当时大陆均位于极区， 古地磁说明，当时大陆大部分位于低纬度区； 冰成沉积遍布世界各地； b.各地冰期年龄值有别，不同时期大陆漂过极区而成， 古地磁资料说明，没有如此大规模的漂移；B. 大气和海洋中CO2含量降低，温室效应减弱，,C.各大陆位置及其相对高度的变化-造山 期与冰 期有一定的联系，年轻山脉高而积雪，反射90%的阳光，特别是Pt3以来； X* 格林威尔造山期10-11，冰期滞后？特别 是10亿年前，许多显著造山运动几乎没有相对应的冰期。D. 大陆漂移引起的大气循环形式的变化；火山活动等。,上述主要是在地球自身寻找原因，近年来灾变论的复活-新

6、灾变论产生，人们更倾向于在地外寻找原因。,E. 冰期与银河年有一定联系：太阳的光度有周期的变化。 太阳距银心3.3万光年，太阳沿椭圆形轨道绕银心一周为一个银河年，2.8-3亿年。近银心点和远银心点的不同，向银心力G值不断变化，太阳光度与G 值成正比，近银心点G值小，太阳光度弱，形成冰期，远银心点，G值大，光度强，温暖期。此学说在解释第四纪-C-P纪冰期以及中生代温暖气候时较为吻合。在计算过去32亿年中，有11个极小值，但其中只有6-7次与冰期相对应。,F.银河年之半，1.5亿年为周期 对新元古代几次冰期大致吻合，但向前、向后延伸同样遇到困难。,G.地轴倾斜度的变化黄道和赤道的夹角=E(epsi

7、lon),据计算，E值增加10，极地辐射量增加4.02%,赤道减少0.35%。 目前，E=23.50,两极存在冰盖。 当， E=230, C-P纪冰期 当， E=00, 则季节变化完全消失，有人 认为：J3-K1,E=00当， E=540 ,新元古代大冰期的冰川活动出现在中低纬度区。,总之，目前尚无一个被普遍接受的解释：由此，有人提出耦合关系-共振叠加关系。值得注意的是：关于5.8亿年的冰期的影响，,2、水圈、,1、 生物圈3.1 伊迪卡拉Ediacara 动物群 1）1947-1949年，在南澳大利亚阿得雷德以北300km的弗林德斯山脉以及伊迪卡拉地区庞德石英岩中发现了大量的（1500块标本

8、）后生动物群化石，主要是印模，时代晚前寒武纪，5.8-5.4亿年。,2）其后，在英国1963、瑞典1964、乌克兰1968、南非1972、西伯利亚1973、乌拉尔1977、白海1981、湖北1981等地区不断发现。90年代初统计：有20多个地区。证明具有世界性的分布。,3）软躯体（不具骨骼），又称裸露动物群，一般为大而 薄的叶片状的片状体，表面积/体积=值高。,4）组成：A.主要属于：腔肠动物门的水母类、水螅类、海鳃类；环节动物的多毛类；节肢动物的似三叶虫类；原始的甲壳类、分类位置未定的门类。,B.由于强调化石的特殊性认为是：地史上绝无仅有的特殊生物群（已经绝灭了的多细胞生命体系），建立了一个

9、独特的生物界 Vendobionta Seilacher,1992。C.,5）生物演化的意义： A.与显生宙的生物比较，较为原始，可能是先驱，如：水母类与早寒武世的很相似。 B. 地史上绝无仅有的特殊生物群，与后生动物群没什么联系，是生命物质的基本构造上的一次独特的种族绝灭实验，生命的早期历史必然包含多次失败的实验（Seilacher 1981）。,3.2前伊迪卡拉动物群 我国淮南动物群淮南安徽寿县八公山年代： 7.48.4亿年，Z早期，含量较丰富、类型多样、保存完好的“蠕虫类”动物化石。层位低于Ediacara动物群，多样性和肌体演化程度低于Ediacara动物群。,1、 岩石圈4.1 Ro

10、dinia泛大陆形成之后，岩石圈地壳明显加厚=稳定，形成了很稳定的沉积（在克拉通上），稳定的标志：沉积厚度较薄、分布较稳定、成熟度较高、缺少火山活动（大陆上）,4.2 Rodinia泛大陆的裂解和一些新大洋的形成开始裂解约8.3亿年，大规模的裂谷作用、火山作用、基性岩墙侵位 发生在8.3亿年；在世界的很多地区，基性岩浆和A型花岗岩侵位时间在7.5-7亿年，是主要的裂解期（I. S造山期；A 裂谷型的，M大洋岛弧型）；各地块之间的裂解时间也不一致，劳亚古陆与东南极古陆裂解8-7.5亿年，古澳洲大陆与劳亚古陆裂解在7亿年等等。,4.3 新大洋劳伦古大西洋波罗的；波罗的古乌拉尔洋西伯利西伯利亚古亚洲洋华北 -原特提斯洋- 冈瓦纳古陆,4.4 冈瓦纳大陆和泛非运动,冈瓦纳超大陆的形成 冈瓦纳超大陆是在新元古代末至古生代初由统一的东冈瓦纳和西冈瓦纳几个大陆块体经过泛非巴西造山运动(Pan-AfricalBrazianin Orogen，简称泛非运动)联合组成的超大陆,冈瓦纳超大陆的形成有两个最重要的构造带(图1-4)(Acharyya，2000)，一是介于东、西