第8章前寒武紀(jì)的地史

Chapter8HistorygeologyofPrecambrian前寒武紀(jì)的地史8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征8.1Precam.divisionandcharacteristics8.2地球圈層的起源和演化8.2Originandevolutionofgeospheres8.3前寒武紀(jì)生物界8.3Precambrianorganickingdoms8.4中國主要古大陸形成史8.4PaleocontinentalformationofChina8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造8.5Sinianpaleogeographyandtectonopaleogeography8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征

Precam.divisionandcharacteristics8.1.1前寒武紀(jì)的劃分Precambriandivision8.1.2前寒武紀(jì)的特征Precambriancharacteristics前寒武紀(jì)國際地層表8.1.2Precam.features1時(shí)限長(46-5.4億年)；Longduration2地層普遍變質(zhì)

,巖漿活動發(fā)育;Widemetamorphism&magmatism3構(gòu)造變形復(fù)雜，因?yàn)樵嫉貧け?、剛性差、熱流值大，易塑性變形，而且?jīng)歷多期構(gòu)造變動；Complicateddeformation4生物化石稀少;Molecular&soft-body

fossils5酸性和還原大氣圈和水圈；Acid&anoxicatmosphereandhydrosphere6礦產(chǎn)豐富（Fe、Au、U);AbundantmineralresourcesChapter8HistorygeologyofPrecambrian前寒武紀(jì)的地史8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征8.1Precam.divisionandcharacteristics8.2地球圈層的起源和演化8.2Originandevolutionofgeospheres8.3前寒武紀(jì)生物界8.3Precambrianorganickingdoms8.4中國主要古大陸形成史8.4PaleocontinentalformationofChina8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造8.5Sinianpaleogeographyandtectonopaleogeography超微宇宙的瞬間暴脹

宇宙誕生10-44秒之后便急速展開,10-34厘米的超微宇宙在僅僅10-34秒之內(nèi)迅速膨脹了10100倍,稱為暴脹(inflation）。

所謂10-34秒/厘米，就是“1秒/厘米的一兆分之一的一兆分之一的一百億分之一”極其短暫/微小的時(shí)間/空間。而10100倍，就是1的后面加100個(gè)0（厘米）。

實(shí)際上提出了一個(gè)“從無到有”的宇宙起源模式，對于傳統(tǒng)的“無始無終”宇宙觀是一個(gè)沖擊！

地球起源與圈層分異-42億年+46億年前太陽星云中分化形成原始地球，溫度較低，輕重元素渾然一體，尚無圈層分異。原始地球一旦形成，有利于吸集更多星子使體積和重量迅速增加，同時(shí)因重力分異、放射性元素蛻變和星體撞擊而增溫。原始地球內(nèi)部達(dá)到熔融狀態(tài)時(shí)，親鐵元素比重大而下沉形成鐵鎳地核，親石元素上浮組成地幔和原始地殼。更輕的液態(tài)和氣態(tài)成分，通過火山噴發(fā)溢出地表形成原始大氣圈、水圈。地球初始圈層分異的時(shí)間約在42億年前。從最古老巖石獲得關(guān)于地幔分異的證據(jù)（Earth‘searliesthistory）位于西格陵蘭Isua的35公里長的突出地面的巖層中含有地球上最古老的巖石，距今已有38億年左右?，F(xiàn)在，對這些巖石中一種已經(jīng)耗盡的同位素（釤-146）的衰變產(chǎn)物（釹-142）所做的超精確測量，為在地球于大約45.6億年前形成之后的最初幾億年間地幔所經(jīng)歷的明顯化學(xué)分異提供了清楚的證據(jù)。最新型熱離子化質(zhì)譜儀所具有的高精度使得這項(xiàng)工作成為可能。新的數(shù)據(jù)與地幔分異的平均時(shí)間為44.6億年的結(jié)論是一致的，可能反映了地幔在陸地的最后階段的分異。（Nature,2003,423:367-464;03-05-22,Letters）大氣圈和水圈起源于地球早期的排氣作用含氧大氣圈的形成臭氧層光化學(xué)分解光合作用-3500MB?Precambrianatmosphere&hydrosphere水圈：在Ar早期已經(jīng)形成，因?yàn)樵贏r1中出現(xiàn)玄武巖和礫巖Pt2由還原——氧化Ar:缺氧還原性大氣（廣泛出現(xiàn)含金-鈾礫巖）Pt1早期:缺氧到含氧過渡（紋帶狀硅鐵組合—早期藻類釋放出的O2被Fe2+吸收而沉淀）Pt1晚期：逐漸含氧，疊層石大量發(fā)育Pt2：含氧大氣圈形成，出現(xiàn)含鐵紅色砂巖、高價(jià)鐵沉積層、膏鹽沉積和可燃有機(jī)巖，但是Pt2-3:海相沉積中原生白云巖大量發(fā)育，反映當(dāng)時(shí)大氣中CO2比Ar低，但仍比現(xiàn)在高Chapter8HistorygeologyofPrecambrian前寒武紀(jì)的地史8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征8.1Precam.divisionandcharacteristics8.2地球圈層的起源和演化8.2Originandevolutionofgeospheres8.3前寒武紀(jì)生物界8.3Precambrianorganickingdoms8.4中國主要古大陸形成史8.4PaleocontinentalformationofChina8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造8.5Sinianpaleogeographyandtectonopaleogeography8.3Precambriankingdoms

前寒武紀(jì)生物界生物是如何起源的?地內(nèi)與地外,神創(chuàng)與自然演化,單源與多源Howdoesanorganismorigin?生物是何時(shí)起源的?最早的生物記錄Whendoesanorganismorigin?前寒武紀(jì)生物界的面貌怎樣?WhatisthefeaturesofthePrecam.life?生物是如何起源的?Howdoesanorganismorigin?

UFO,Egypt金字塔（公元前27世紀(jì)），15種星際有機(jī)分子的發(fā)現(xiàn)，隕石中分析出氨基酸、嘧啶、脂肪酸→生命地外起源extraterrestrialS.Miller(1953)的氨基酸合成實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)ox的生物小分子合成生物大分子(類蛋白），化石記錄表明的生物進(jìn)化過程→生命地內(nèi)起源terrestrial太陽系外發(fā)現(xiàn)首顆可能適合人類居住行星歐洲南方天文臺于美國東部時(shí)間2007年4月24日公布了新發(fā)現(xiàn)的行星“Gliese581c”圍繞紅矮星“Gliese581”運(yùn)轉(zhuǎn)的模擬圖。太陽系外發(fā)現(xiàn)首顆可能適合人類居住行星Gliese581c的質(zhì)量大約為地球的五倍，體積約為地球的一倍半大，距離地球20光年，主要由巖石和水構(gòu)成。在這顆星球上也許存在海洋和生命.他表示：“最令人激動的是，新發(fā)現(xiàn)告訴我們，這類行星具有很多共性。由于經(jīng)歷了數(shù)十億年的地質(zhì)運(yùn)動，這類行星可能比地球還適合生命居住。”到目前為止，人們已知的最早的細(xì)胞生命形態(tài)（棒狀和球狀單細(xì)胞生物）的化石來自南非東部的Barberton地區(qū)和澳大利亞西部，年齡3900-3500Ma.生物是何時(shí)起源的?Whendoesanorganismorigin?非細(xì)胞生物WHO:AtypicalPneumonia(AP)→SevereAcuteRespiratorySyndrome→SARS(薩斯)前寒武紀(jì)生物界面貌

FeaturesofthePanisms1Ar:Molecularfossils（如氨基酸、脂肪酸、芳香族碳?xì)浠衔?、環(huán)形化合物等），此外少量stromatolites2Pt:Bacteria&alga:Stromatolites

繁盛，特別是Pt3Microalga(微古植物）指單細(xì)胞或多細(xì)胞藻類有機(jī)體，我國主要發(fā)育于Pt2-3Macroalga指根據(jù)目前研究程度尚無法歸入現(xiàn)代藻類系統(tǒng)的、肉眼可見的藻類，主要Pt2-33EdiacaraFauna指震旦紀(jì)后期出現(xiàn)的，主要由腔腸動物（67%水母、海鰓綱）、環(huán)節(jié)動物（25%）、節(jié)肢動物（似三葉蟲）（5%）組成的不具外殼的多細(xì)胞后生動物群。我國發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)：鄂西、陜南、淮南、遼南和黑龍江。4Tracefossils:Planolites-like,Gordia,Palaeophycus-likeAr疊層石內(nèi)

原核生物

藻絲體(Australia)

上：2800Ma

下：3300-3500MaGunflintChert(1900Ma)中的線狀細(xì)菌和念珠狀藍(lán)菌外貌類似現(xiàn)代藻外貌類似現(xiàn)代鐵錳還原菌分類位置不明前寒武紀(jì)疊層石及其藻細(xì)胞現(xiàn)代疊層石及其藻細(xì)胞(澳大利亞，沙克灣)ReconstructionofEdiacaranfauna已知最古老動物群——甕安生物群1998.2.5在貴州甕安磷礦區(qū)5.8(>6?)億年前多細(xì)胞動物及其胚胎化石的發(fā)現(xiàn),驚動了科學(xué)界?！禨cience》評論：“使我們第一次目睹了寒武紀(jì)大爆發(fā)之前我們所熟悉的動物”。層位:震旦紀(jì)早期陡山沱組磷礦層,時(shí)代略早于依迪卡拉動物群。甕安動物群

(580Ma)依迪卡拉動物群(565-543Ma)570Ma650Ma700Ma540Ma震旦紀(jì)800Ma海綿胚胎及骨針證明：含兩側(cè)對稱動物在內(nèi)的動物的起源和多樣性的歷史前推到寒武紀(jì)大爆發(fā)之前4000余萬年。1998年僅發(fā)現(xiàn)胚胎和幼蟲,未見成年個(gè)體。1999年發(fā)現(xiàn)微型群體珊瑚和水螅成體化石。多細(xì)胞藻類（八疊球藻）化石；顯示保存完好的藻細(xì)胞產(chǎn)于貴州甕安新元古代陡山沱組中的磷酸鹽化動物胚胎化石PhosphatizedanimalembryofossilsfromtheNeoproterozoicDushantuoFm,Weng’an,GuizhouValentineetal,1999,Developm.126:851-859貴州翁安陡山沱組磷塊巖中保存的生物胚胎化石A，4分裂胚胎細(xì)胞；B，8分裂胚胎細(xì)胞；C，16分裂胚胎細(xì)胞。反映了細(xì)胞的分裂過程Xiaoetal,2000,PNAS,97(25):13684貴州甕安陡山沱組中的微管化石（后生動物）Xiaoetal,2000,PNAS,97(25):13684貴州甕安陡山沱組中發(fā)現(xiàn)的磷酸鹽化的微管化石，據(jù)研究認(rèn)為可能屬后生動物（刺胞類）；如果確認(rèn)無誤，將是目前已知的最早的后生動物化石之一。ChenJY,etal,Science,9July,2004,305:218-222EarliestbilateralsfoundintheDoushantuoFm,southChina(ChenJYetal,2004,Sci)晚前寒武紀(jì)遺跡化石生物演化的幾個(gè)突變期35億年前:

厭氧異養(yǎng)原核生物。30億年前:

厭氧自養(yǎng)原核生物。18億年前:

喜氧真核生物出現(xiàn)。6億年+:甕安生物群；出現(xiàn)軟軀體的

伊（埃）迪卡拉動物群；

5.4億年+:寒武紀(jì)生物大爆發(fā)。Chapter8HistorygeologyofPrecambrian前寒武紀(jì)的地史8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征8.1Precam.divisionandcharacteristics8.2地球圈層的起源和演化8.2Originandevolutionofgeospheres8.3前寒武紀(jì)生物界8.3Precambrianorganickingdoms8.4中國主要古大陸形成史8.4PaleocontinentalformationofChina8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造8.5Sinianpaleogeographyandtectonopaleogeography8.4中國主要古大陸形成史

PaleocontinentalFormation8.4.1華北板塊的形成史FormationalhistoryoftheNorthChinaPlate

8.4.2揚(yáng)子板塊的形成史FormationalhistoryoftheYangtzePlate

8.4.3其它板塊的形成史FormationalhistoryoftheotherPlatesofChina華北板塊和揚(yáng)子板塊的范圍8.4.1華北板塊的形成史太古宙→陸核的形成期

古元古代→原地臺形成期

中-新元古代→似蓋層和蓋層形成期Continentalnucleus→paraplatformwithaparacover→platformwithacoverAr陸核形成：冀東遷西太古宇剖面Pt1：Ar1-2：遷西群遷西運(yùn)動（3000Ma+)麻粒巖，片麻巖，角閃巖，原巖為超基性、基性火山巖及碎屑巖.〉7200m.發(fā)現(xiàn)有3800Ma的巖石角閃巖，變粒巖，片巖，原巖為中酸性火山巖夾碳酸鹽和碎屑巖.〉3000mAr1-2殼幔物質(zhì)交換頻繁；Ar2-3沉積巖增加，出現(xiàn)砂巖、碳酸鹽巖等淺海沉積，說明陸地面積和淺海沉積范圍擴(kuò)大，且較為穩(wěn)定。遷西運(yùn)動后，硅鋁質(zhì)地殼加厚，形成較為穩(wěn)定的塊體----陸核Ar2-3：單塔子群阜平運(yùn)動（2500Ma+)Pt1原地臺形成:五臺-呂梁山區(qū)剖面滹沱群上部（上下共〉8000m)五臺群（〉7000m)中-低級變質(zhì)巖，原巖淺海陸緣碎屑巖、碳酸鹽巖至沙泥質(zhì)濁積巖，中部夾火山碎屑巖。變質(zhì)砂礫巖（紅色磨拉石沉積組合）整體特征：1）以沉積巖為主，夾有火山巖，說明地殼仍然有活動性；2）晚期大量發(fā)育碳酸鹽巖、疊層石和紅色沉積，說明大氣圈、水圈含氧量增加；3）分布較窄。五臺運(yùn)動（2200Ma)阜平運(yùn)動（2500Ma)呂梁運(yùn)動使Ar分散的陸核進(jìn)一步固化、聯(lián)合成為更大的陸塊----原地臺滹沱群下部淺變質(zhì)濱淺海碎屑巖-碳酸鹽沉積，夾少量玄武巖。呂梁運(yùn)動I（1900Ma)呂梁運(yùn)動II（1800Ma)Pt2-3似蓋層和蓋層形成:薊縣剖面上元古界：青白口群中元古界：長城群（下），薊縣群（上）

薊縣抬升寒武系：府君山組淺海砂頁巖、碳酸鹽巖，厚度小、分布廣，成份成熟度高，無火山活動，為地臺真正蓋層芹峪抬升（10億年）淺海碎屑巖、碳酸鹽巖為主。特點(diǎn)：1）基本未變質(zhì)；2）成份成熟度高。但是：1）厚度巨大；2）仍含火山巖。反映地殼仍不是很穩(wěn)定——原地臺的似蓋層沉積由于原地臺的形成，地殼剛性增加，早期出現(xiàn)邊界明確的裂陷槽-裂谷盆地，Pt2-3即分布于這些裂陷槽中芹峪抬升后，華北地區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定的板塊發(fā)展階段Arkose長石砂巖

withripples,Pt2,王屋山Pt2t/Pt2h/Pt2w,BeijingDolomite,Pt2w,BeijingDolomitewithstromatolites&cross-beddings,Pt2t,BeijingSandstonewithwedgedbeddingsPt3l,Beijing華北板塊的形成史太古宙陸核的形成

古元古代原地臺形成

中新元古代似蓋層和蓋層形成8.4.2揚(yáng)子板塊形成史1）無肯定的Ar基底，推測有。證據(jù)：在廣西摩天嶺發(fā)現(xiàn)鋯石（28.5億年），（2001年報(bào)道有32億年的基底）。2）Pt1很零星，如武當(dāng)山的武當(dāng)群（22億年）、川西的河口群（17-19億年）、云南的康定群和四川盆地的航磁異常。3）Pt2以后為原地臺（似蓋層）發(fā)育階段鄂西元古宇剖面Z：蓮沱組Pt31：馬槽園組Pt2：神農(nóng)架群晉寧運(yùn)動I（1000Ma)主要為碳酸鹽巖，含疊層石，為陸棚淺海沉積，夾凝灰質(zhì)沉積——原地臺為紅色山麓堆積—磨拉石沉積組合，成份為碳酸鹽礫巖、砂礫巖穩(wěn)定類型蓋層沉積晉寧運(yùn)動II（800Ma)Pt2-Ar：空嶺群1600Ma晉寧運(yùn)動形成揚(yáng)子板塊的基底1600Ma-3200Ma8.4.3其它板塊的形成史塔里木板塊

華夏板塊總體上類似與華北板塊基底形成較揚(yáng)子板塊早五臺群晉寧運(yùn)動-蓋層呂梁運(yùn)動-原地臺Chapter8HistorygeologyofPrecambrian前寒武紀(jì)的地史8.1前寒武紀(jì)的劃分和特征8.1Precam.divisionandcharacteristics8.2地球圈層的起源和演化8.2Originandevolutionofgeospheres8.3前寒武紀(jì)生物界8.3Precambrianorganickingdoms8.4中國主要古大陸形成史8.4PaleocontinentalformationofChina8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造8.5Sinianpaleogeographyandtectonopaleogeography8.5中國震旦紀(jì)古地理和古構(gòu)造

Sinianpaleo-geography

andtectonogeography8.5.1震旦紀(jì)的定義

8.5.2揚(yáng)子板塊震旦紀(jì)古地理

8.5.3華北板塊震旦紀(jì)古地理

8.5.4塔里木板塊震旦紀(jì)古地理“震旦”為中國的古稱，在印度佛經(jīng)中指中國李希霍芬（1871）最早將其用于地層，指下古生界和元古宇之間的一套地層；葛利普（1922）→高振西（1934）重新厘定為“寒武系之下，五臺群或泰山群變質(zhì)巖系之上的一套未變質(zhì)的巖系”，以天津薊縣剖面為代表；李四光（1924）在峽東建立完整的震旦系剖面，時(shí)限為800—540Ma1975年：正式確立三峽剖面為震旦系層型剖面近年震旦系又細(xì)分為南華系（下）和震旦系（上）8.5.1震旦紀(jì)(Sinian)的定義震旦系特征1）大型穩(wěn)定板塊已形成，發(fā)育穩(wěn)定成熟的蓋層沉積，與寒武系之間無大的構(gòu)造運(yùn)動，因而與古生界接近（無機(jī)界）。2）發(fā)育豐富、高級的裸露動物群，在Ediacaran以前出現(xiàn)后生動物胚胎（Nature,98,391:553-58）→少量帶殼化石。但整體上，化石仍然較少，保存差，無法利用生物化石進(jìn)行建階和分帶，有別于古生界（有機(jī)界）。3）冰川沉積發(fā)育（低緯度大陸冰蓋）。8.5.2揚(yáng)子板塊

震旦紀(jì)古地理揚(yáng)子板塊震旦紀(jì)地層序列揚(yáng)子板塊震旦紀(jì)古地理揚(yáng)子板塊震旦紀(jì)地層序列河流-濱海冰川-冰海沉積淺海低能缺氧沉積天柱山段碳酸鹽臺地淺灘、潮坪-瀉湖沉積98年在貴州的陡山沱組中發(fā)現(xiàn)了動物胚胎NantuoFormation,ThreeGorges中國南方震旦紀(jì)古地理揚(yáng)子板塊：Z1分布局