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匿名用戶 | 2017-05-23 09:12

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  • 元古宙
    元古宙(距今約25億年～距今約5.7億年)
    Proterozoic Eon
    前寒武紀(jì)兩個分期的晚期 .這一時期形成的地層稱元古宙,位于太古宇之上,古生界之下.元古宙原名元古代,是1887年由S.F.埃蒙斯命名的.Proterozoic屬希臘字源,意為早期原始生命.一般把元古宙分為古元古、中元古和新元古3個代,界限分別是18億年前和10億年前.
    元古宙與太古宙相比,巖石變質(zhì)程度較淺,并有一部分未經(jīng)變質(zhì)的沉積巖.主要有板巖、大理巖、白云巖、石灰?guī)r、頁巖、砂巖和千枚巖等.中國的元古宙地層類型復(fù)雜,各地發(fā)育程度相差較大.華北地臺的中、新元古代地層屬穩(wěn)定類型的蓋層沉積,其余為活動類型沉積.新元古代地層上部的紅色碎屑堆積,廣泛分布于中國南方.
    元古宙時藻類和細(xì)菌開始繁盛,是由原核生物向真核生物演化、從單細(xì)胞原生動物到多細(xì)胞后生動物演化的重要階段.疊層石始見于太古宙,而古元古代時出現(xiàn)第一個發(fā)展高潮.近年在中國北部的串嶺溝組中發(fā)現(xiàn)屬于16～17億年前的丘阿爾藻的化石,這是已發(fā)現(xiàn)的最老的真核細(xì)胞生物.元古宙晚期,無脊椎動物偶有發(fā)現(xiàn).
    元古宙是一個重要成礦期,主要礦產(chǎn)有鐵、金、鈾、錳、銅、硼、磷、菱鎂礦等.元古宙同位素年齡從25—6或（5.7）億年,共經(jīng)歷19億年的悠久時間.元古宙劃分為3個代.25—18億年為古元古代,18—10億年為中元古代,10—6或（5.7）億年為新元古代.其中新元古代的后半段,即8—6或（5.7）億年單劃分稱震旦紀(jì).元古宙的地史具有下述特征.
    由于藻類植物日益繁盛,它們營光合作用不斷吸收大氣中的CO2,放出O2,使氣圈和水體從缺氧發(fā)展到含有較多氧的狀態(tài).大約從中元古代開始,地層有含鐵紫紅色石英砂巖（如常州溝組、大虹峪組等）及赤鐵礦層（如串嶺溝組宣龍式鐵礦）形成,說明當(dāng)時大氣中已含有相當(dāng)多的游離氧.大氣及水體中氧的增多,不僅影響巖石風(fēng)化及沉積作用的方式及進程,而且也給生物發(fā)展和演化準(zhǔn)備了物質(zhì)條件.
    太古宙已出現(xiàn)菌類和藍(lán)綠藻類,到元古宙得到進一步發(fā)展.在巖層中廣布藍(lán)綠藻類的群體,經(jīng)生物作用和沉積作用形成綜合體.這種綜合體常保存在石灰?guī)r和白云巖中.從橫剖面上看呈同心圓狀、橢圓狀等.從縱剖面上看呈向上凸起的弧形或錐形疊層狀,就象扣放著的一摞碗,稱做疊層石.
    疊層石的基本構(gòu)造單位叫基本層,一般為弧形或錐形,向上凸起.基本層組成集合體,最常見的形狀為柱狀、錐狀、棒錘狀,有的呈墻狀（圖11-5）.集合體有各種不同的分叉現(xiàn)象（圖11-6）.集合體組成大群體,在地層中多呈透鏡狀、似層狀等礁體現(xiàn)象.疊層石主要分布于濱海的潮間帶和潮上帶,有的能分布于潮下100m深處.近年根據(jù)疊層石的形態(tài)、分叉形式、體壁構(gòu)造、紋飾及內(nèi)部構(gòu)造,劃分為許多類、群、型,對于地層的劃分和對比有一定意義.
    另外,近年在元古宙地層中分離出形體微小的（常小于10μm）微古植物,主要指一些單細(xì)胞藻類.到了晚元古代,微古植物形體增大（50—100μm）,種類繁多.大約從中元古代起還出現(xiàn)了褐藻及紅藻等高級藻類.近年在中國北部中元古代串嶺溝組地層中發(fā)現(xiàn)最古老的真核細(xì)胞生物化石,名為丘阿爾藻（Chuaria）,距今16—17億年.1978年在中元古代霧迷山組中也發(fā)現(xiàn)真核生物化石,命名為震旦烏藻（Tawuia）,距今12—14億年.這些單細(xì)胞藻類,分類位置尚不明,總稱為疑源類（Acritarcha）.太古宙從無生命到有生命,是生物演化史上的一次飛躍,而元古宙則是從原核生物到真核生物,從單細(xì)胞到多細(xì)胞,標(biāo)志著在地球發(fā)展史和生命演化過程中進入一個新階段.
    在太古宙晚期的構(gòu)造運動即阜平運動之后,中國和世界大陸上都出現(xiàn)了小規(guī)模的穩(wěn)定核心,稱為陸核,這是陸殼構(gòu)造發(fā)展的第一階段.早元古代中期的構(gòu)造運動,在中國稱五臺運動；早元古代晚期的構(gòu)造運動,在中國稱呂梁運動.通過這些運動,陸核進一步擴大,形成規(guī)模較大的穩(wěn)定地區(qū),稱為原地臺,在原地臺上開始沉積了類似蓋層的沉積類型.由于沉積、噴發(fā)、侵入、擠壓、褶皺、變質(zhì)、固結(jié)等作用反復(fù)進行,陸殼某些部分更趨穩(wěn)定,到中元古代晚期原地臺進一步擴大,在世界上終于出現(xiàn)了若干大規(guī)模穩(wěn)定的古地臺.由陸核到原地臺和古地臺,是陸殼構(gòu)造發(fā)展的第二個階段.
    從巖石性質(zhì)看,古元古代地層即下元古界往往和上太古界具有共性,多屬活動類型沉積和濁流沉積變質(zhì)而成的綠巖系,同時和上太古界一樣,常含有規(guī)模巨大的鐵礦床,性質(zhì)和鞍山式鐵礦近似,以低價鐵為主,反映當(dāng)時大氣和水體的缺氧狀態(tài).下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同構(gòu)成地臺的基底.到了中、新元古代,原地臺已經(jīng)出現(xiàn),出現(xiàn)了穩(wěn)定地臺淺海,真核及藻類生物繁盛,大氣及水體中含氧量增加,紅層、高價鐵、碳酸鹽等沉積出現(xiàn),形成地臺蓋層,因此,中元古界（Pt2）特別是上元古界（Pt3）震旦系（Z）已經(jīng)屬于蓋層沉積的范疇.
    在古元古代,中國北方已經(jīng)形成華北原地臺,南方形成揚子原地臺,西部則形成塔里木原地臺.在華北地區(qū),在初步固結(jié)的基礎(chǔ)上,發(fā)生斷裂拗陷,形成了以滹沱群為代表的碎屑-火山沉積和含疊層石的白云巖沉積；在五臺-太行山地區(qū)則形成造山后的磨拉石堆積.這些都屬于地槽活動型堆積.在河南則形成嵩山群,在安徽形成鳳陽群,它們都屬于穩(wěn)定類型,以分選較好的碎屑巖、碳酸鹽巖等為主,很少有火山巖.上述沉積經(jīng)過褶皺夷平,上面為中、新元古界不整合覆蓋,這個不整合面分布廣泛,即呂梁運動.華北地區(qū)經(jīng)呂梁運動后,進一步固結(jié),形成華北原地臺.
    在中國西南,包括川中、鄂西,基底以上太古界崆嶺群變質(zhì)巖系為代表.下元古界分布不廣,主要為島弧型火山沉積巖系,川西一帶也有類似沉積.后來下元古界連同上太古界褶皺形成揚子原地臺.
    中國西部,塔里木地區(qū)下元古界以淺變質(zhì)火山沉積巖系為主,屬于活動類型,稱興地塔格群.早元古代末形成了原地臺
    古元古代末期,在中國已經(jīng)出現(xiàn)了華北、揚子、塔里木等相對穩(wěn)定的原地臺,但陸殼穩(wěn)定情況仍存在很大差異.
    1.華北地區(qū) 早在太古宙末,中國北部和遼寧南部已形成幾個穩(wěn)定陸核,陸核之間是活動地區(qū),其間填充了五臺群和滹沱群,經(jīng)過呂梁運動褶皺變質(zhì)固結(jié),它們把陸核連接起來,形成較大規(guī)模的穩(wěn)定地區(qū)——華北原地臺.這個原地臺地形高低起伏,相當(dāng)復(fù)雜.有些地區(qū)在久經(jīng)剝蝕之后,又開始下沉,形成淺海；而有些地區(qū)則高出海面,形成古陸,如圖11-7所示,中國北部除內(nèi)蒙古北部及東北北部屬比較活動的地槽外,其余皆屬華北原地臺范圍.原地臺大致呈三角形,周圍被高地環(huán)繞：北有內(nèi)蒙古古陸,南有淮陽古陸,東邊是膠東古陸（后來發(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.如魯西古陸和晉陜古陸便是較大的古陸.在這片淺海中沉積了類似蓋層的中上元臺界,所以在遼寧、吉林南部、河北、山西（部分地區(qū)）、大青山、賀蘭山、魯中、豫西和皖北均有出露,但沉積發(fā)育情況各地不一.可大體分為三種類型：強烈沉降帶沉積,穩(wěn)定淺海沉積,隆起區(qū)的陸相沉積.
    （1）燕遼沉降帶 位于內(nèi)蒙古古陸南側(cè),是華北地區(qū)強烈拗陷地帶,如圖11-8所示,拗陷中心在河北興隆、天津薊縣以及北京平谷一帶,沉積厚達(dá)10000m,地層發(fā)育完全,分層清楚,是北方中上元古界劃分和對比的標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)①.圖11-9為燕山地區(qū)平谷一帶中上元古界綜合柱狀剖面.
    在圖11-9剖面中,根據(jù)沉積旋回、巖性和沉積間斷可分為3個系12個組.長城系下部以碎屑巖為主,并夾火山噴發(fā)巖,上部為碳酸鹽巖；薊縣系以碳酸鹽巖為主,厚度最大,分布較廣；青白口系以砂頁巖、石灰?guī)r為主,厚度較小,分布較窄.中上元古界由下而上代表一個巨大的沉積旋回；在這個旋回中又可分為三個次一級旋回,各旋回間都存在著明顯的間斷；次一級旋回中還包含著更小旋回.據(jù)此,說明以剖面為代表的這一時代初期,海侵開始,堆積了巨厚的濱海淺海碎屑巖,并有海底火山噴發(fā)活動；中期海侵?jǐn)U大,向四周超覆（圖11-10）形成了廣厚的碳酸鹽建造；后期地殼上升,海水漸退,又以碎屑巖沉積為主.在大旋回中,夾著次一級和更次一級旋回,說明整個地區(qū)是波浪式的發(fā)展過程.
    位于淮陽古陸北緣的豫西-淮南沉降帶,其發(fā)育過程大致和燕遼沉降帶相似.
    （2）華北地區(qū)其他部分 包括現(xiàn)在山東、河南、安徽等部分地區(qū),是一片相對穩(wěn)定的陸表淺海,沉降幅度較小,沉積厚度一般在1000m左右,下部以碎屑巖相為主,上部以碳酸鹽巖相為主.
    （3）晉陜古陸 為淺海所包圍,是一個長期遭受剝蝕的隆起區(qū),其邊緣部分只有當(dāng)海侵超覆時才形成不厚的濱海相沉積；內(nèi)部低地堆積了陸相石英砂巖,分選良好,交錯層發(fā)育,厚度僅100m左右.
    總之,華北地區(qū)在中元古代開始了新的發(fā)展階段,雖然呂梁運動后已經(jīng)基本上形成比較穩(wěn)定地區(qū),但尚有局部活動性較大的地區(qū),如燕遼沉降帶即是.沉降帶為傳統(tǒng)名稱,其形成可能與古陸邊緣深斷裂有關(guān),目前或認(rèn)為與板塊邊界活動有關(guān).這些活動單位經(jīng)過中、新元古代的長期發(fā)展才逐漸相對穩(wěn)定下來,到新元古代初期,已經(jīng)發(fā)展為大規(guī)模的相對穩(wěn)定的華北地臺,也稱中朝地臺.
    2.中國西部塔里本地區(qū) 在北天山的北山地區(qū),中上元古界分布廣泛,為相對穩(wěn)定型的淺變質(zhì),含碳酸鹽沉積,沉積類型與中朝地臺相似.沿中、南天山東段,有走向NWW的強烈沉降帶,沉積厚度逾萬米,與燕遼沉降帶有類似之處.
    3.中國南部 中國南部和中國北部地殼發(fā)育過程有很大不同,在那里缺少太古界地層,而元古界地層則廣泛發(fā)育.南方揚子原地臺（包括四川及湘、鄂、黔、桂等一部分,四川盆地為其核心部分）是一個相對穩(wěn)定的地區(qū),在它的周圍出現(xiàn)了一些活動地帶,如在其東部的鄂西地區(qū)出露崆嶺群,以黑云斜長片麻巖、混合巖、角閃巖等為主,上部夾大理巖,總厚度大于5000m,時代屬下元古界.在其附近出露淺變質(zhì)的神農(nóng)架群,以碳酸鹽巖為主,下部和上部含有火山物質(zhì)及硅質(zhì)、鐵質(zhì)沉積,大約相當(dāng)于北方的中、上元古界.
    在揚子原地臺的東南緣,中上元古界出露非常廣泛,下部稱四堡群或梵凈山群,上部稱板溪群,二者以不整合接觸.板溪群以淺變質(zhì)巖為主,包括砂質(zhì)板巖、千枚巖、泥灰?guī)r,有時含細(xì)碧巖、火山噴發(fā)巖,或具海底噴發(fā)的枕狀構(gòu)造,間有復(fù)理石式沉積,各處厚度不等（1000—7000m）.廣泛分布于湘西、黔東、桂北等地.有人認(rèn)為板溪群非常近似大陸邊緣從大陸架海、邊緣海、大陸坡到火山島弧海沉積,然后向外過渡到外海.
    在揚子原地臺的西側(cè),即川滇交界地區(qū),也是相對活動地帶,沉積了厚達(dá)8500m以上的淺變質(zhì)的會理群,下部和上部有火山沉積,中部以碳酸鹽沉積夾泥砂質(zhì)沉積為主,中、上元古界之間及上部與下震旦統(tǒng)之間,皆為不整合接觸,分別代表晉寧運動早、晚兩期.通過晉寧運動,揚子原地臺周圍固結(jié)擴大,到后來形成大型穩(wěn)定的揚子地臺.
    總之,從太古宙到元古宙,中國南北地層分布不同的特點,說明地殼發(fā)展的不平衡性,北方在早元古代末呂梁運動之后已經(jīng)形成穩(wěn)定的基底,其上的活動區(qū)只限于沉降帶（與古陸邊緣斷裂有關(guān)）,火山活動不多；從晚元古代開始,已幾乎全部固結(jié),形成華北地臺；而南方則在揚子原地臺的兩側(cè),活動相當(dāng)強烈,特別是從中元古代起,發(fā)育了邊緣海及島弧海,火山活動相當(dāng)頻繁,經(jīng)晉寧運動,原地臺擴大才發(fā)展為揚子地臺.這種在同一時期北方相對穩(wěn)定、南方相對活動的特征,一直延續(xù)到古生代.
    元古代所經(jīng)歷的時間很長,沉積的厚度也很大,如燕山地區(qū)中、上元古界最厚達(dá)10000m,相當(dāng)于同一地區(qū)古生界地層的若干倍.因此,這一部分地層中含有比較豐富的礦產(chǎn).
    （一）鐵礦
    中元古代,在華北地區(qū),特別是沿內(nèi)蒙古古陸的南側(cè),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.礦層位于長城系串嶺溝組底部（圖11-8,11-9）,多為富礦.這些都是呂梁運動后,古陸經(jīng)長期風(fēng)化和剝蝕作用,鐵質(zhì)在濱海地區(qū)不斷富集形成沉積赤鐵礦.
    在燕山地區(qū)的薊縣系鐵嶺組中,也可見到沉積赤鐵礦,稱四海式鐵礦（因北京延慶四海而命名）.在青白口系下馬嶺組底部,有時也存在一層不規(guī)則的風(fēng)化殼型鐵礦.
    （二）錳礦
    在華北地區(qū)長城系高于莊組中下部,常夾有一層錳礦或含錳頁巖及含錳灰?guī)r.如在薊縣高于莊組中有含錳帶,稱薊縣式錳礦,但多為低品位.除此,在薊縣系鐵嶺組中部,含鐵錳,在遼寧朝陽瓦房子一帶形成錳礦層,稱瓦房子式錳礦.
    （三）其他
    在蘇北東海錦屏山、皖北大別山等處,下元古界變質(zhì)巖中形成重要磷礦,稱東海式磷礦.在北方長城系串嶺溝組和大虹峪組中常含有含鉀層位（綠色海綠石頁巖）.在豫北發(fā)現(xiàn)含鉀頁巖礦床,即位于串嶺溝組中.最近,在華北平原掩覆下的霧迷山組白云巖中發(fā)現(xiàn)儲藏大量石油,如華北油田（河北任丘）最早發(fā)現(xiàn)古潛山油田,這些含油古潛山就是由霧迷山組白云巖構(gòu)成的.
    此外,在北方元古界中有大量的碳酸鹽沉積,其最大特征為富含鎂質(zhì),絕大部分為白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r,質(zhì)純者可作為冶金熔劑.其中遼寧大石橋一帶的下元古界遼河群中產(chǎn)有大型菱鎂礦床.中、上元古界中純灰?guī)r不多,在燕山地區(qū)一些地方的高于莊組上部、鐵嶺組上部等,有較純灰?guī)r,可以作為水泥和石灰等原料.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.
    匿名用戶 | 2017-05-23 09:12

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