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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,巖石變質程度較淺,并有一部分未經變質的沉積巖.主要有板巖、大理巖、白云巖、石灰巖、頁巖、砂巖和千枚巖等.中國的元古宙地層類型復雜,各地發育程度相差較大.華北地臺的中、新元古代地層屬穩定類型的蓋層沉積,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.
    元古宙時藻類和細菌開始繁盛,是由原核生物向真核生物演化、從單細胞原生動物到多細胞后生動物演化的重要階段.疊層石始見于太古宙,而古元古代時出現第一個發展高潮.近年在中國北部的串嶺溝組中發現屬于16～17億年前的丘阿爾藻的化石,這是已發現的最老的真核細胞生物.元古宙晚期,無脊椎動物偶有發現.
    元古宙是一個重要成礦期,主要礦產有鐵、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.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展到含有較多氧的狀態.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,說明當時大氣中已含有相當多的游離氧.大氣及水體中氧的增多,不僅影響巖石風化及沉積作用的方式及進程,而且也給生物發展和演化準備了物質條件.
    太古宙已出現菌類和藍綠藻類,到元古宙得到進一步發展.在巖層中廣布藍綠藻類的群體,經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巖和白云巖中.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.近年根據疊層石的形態、分叉形式、體壁構造、紋飾及內部構造,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現最古老的真核細胞生物化石,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現真核生物化石,命名為震旦烏藻（Tawuia）,距今12—14億年.這些單細胞藻類,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,從單細胞到多細胞,標志著在地球發展史和生命演化過程中進入一個新階段.
    在太古宙晚期的構造運動即阜平運動之后,中國和世界大陸上都出現了小規模的穩定核心,稱為陸核,這是陸殼構造發展的第一階段.早元古代中期的構造運動,在中國稱五臺運動；早元古代晚期的構造運動,在中國稱呂梁運動.通過這些運動,陸核進一步擴大,形成規模較大的穩定地區,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、侵入、擠壓、褶皺、變質、固結等作用反復進行,陸殼某些部分更趨穩定,到中元古代晚期原地臺進一步擴大,在世界上終于出現了若干大規模穩定的古地臺.由陸核到原地臺和古地臺,是陸殼構造發展的第二個階段.
    從巖石性質看,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而成的綠巖系,同時和上太古界一樣,常含有規模巨大的鐵礦床,性質和鞍山式鐵礦近似,以低價鐵為主,反映當時大氣和水體的缺氧狀態.下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同構成地臺的基底.到了中、新元古代,原地臺已經出現,出現了穩定地臺淺海,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,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）已經屬于蓋層沉積的范疇.
    在古元古代,中國北方已經形成華北原地臺,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,在初步固結的基礎上,發生斷裂拗陷,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.華北地區經呂梁運動后,進一步固結,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,塔里木地區下元古界以淺變質火山沉積巖系為主,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,在中國已經出現了華北、揚子、塔里木等相對穩定的原地臺,但陸殼穩定情況仍存在很大差異.
    1.華北地區 早在太古宙末,中國北部和遼寧南部已形成幾個穩定陸核,陸核之間是活動地區,其間填充了五臺群和滹沱群,經過呂梁運動褶皺變質固結,它們把陸核連接起來,形成較大規模的穩定地區——華北原地臺.這個原地臺地形高低起伏,相當復雜.有些地區在久經剝蝕之后,又開始下沉,形成淺海；而有些地區則高出海面,形成古陸,如圖11-7所示,中國北部除內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,周圍被高地環繞：北有內蒙古古陸,南有淮陽古陸,東邊是膠東古陸（后來發展成膠遼古陸）；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）、大青山、賀蘭山、魯中、豫西和皖北均有出露,但沉積發育情況各地不一.可大體分為三種類型：強烈沉降帶沉積,穩定淺海沉積,隆起區的陸相沉積.
    （1）燕遼沉降帶 位于內蒙古古陸南側,是華北地區強烈拗陷地帶,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10000m,地層發育完全,分層清楚,是北方中上元古界劃分和對比的標準地區①.圖11-9為燕山地區平谷一帶中上元古界綜合柱狀剖面.
    在圖11-9剖面中,根據沉積旋回、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、石灰巖為主,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,并有海底火山噴發活動；中期海侵擴大,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,說明整個地區是波浪式的發展過程.
    位于淮陽古陸北緣的豫西-淮南沉降帶,其發育過程大致和燕遼沉降帶相似.
    （2）華北地區其他部分 包括現在山東、河南、安徽等部分地區,是一片相對穩定的陸表淺海,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,其邊緣部分只有當海侵超覆時才形成不厚的濱海相沉積；內部低地堆積了陸相石英砂巖,分選良好,交錯層發育,厚度僅100m左右.
    總之,華北地區在中元古代開始了新的發展階段,雖然呂梁運動后已經基本上形成比較穩定地區,但尚有局部活動性較大的地區,如燕遼沉降帶即是.沉降帶為傳統名稱,其形成可能與古陸邊緣深斷裂有關,目前或認為與板塊邊界活動有關.這些活動單位經過中、新元古代的長期發展才逐漸相對穩定下來,到新元古代初期,已經發展為大規模的相對穩定的華北地臺,也稱中朝地臺.
    2.中國西部塔里本地區 在北天山的北山地區,中上元古界分布廣泛,為相對穩定型的淺變質,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）是一個相對穩定的地區,在它的周圍出現了一些活動地帶,如在其東部的鄂西地區出露崆嶺群,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的神農架群,以碳酸鹽巖為主,下部和上部含有火山物質及硅質、鐵質沉積,大約相當于北方的中、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.板溪群以淺變質巖為主,包括砂質板巖、千枚巖、泥灰巖,有時含細碧巖、火山噴發巖,或具海底噴發的枕狀構造,間有復理石式沉積,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,即川滇交界地區,也是相對活動地帶,沉積了厚達8500m以上的淺變質的會理群,下部和上部有火山沉積,中部以碳酸鹽沉積夾泥砂質沉積為主,中、上元古界之間及上部與下震旦統之間,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擴大,到后來形成大型穩定的揚子地臺.
    總之,從太古宙到元古宙,中國南北地層分布不同的特點,說明地殼發展的不平衡性,北方在早元古代末呂梁運動之后已經形成穩定的基底,其上的活動區只限于沉降帶（與古陸邊緣斷裂有關）,火山活動不多；從晚元古代開始,已幾乎全部固結,形成華北地臺；而南方則在揚子原地臺的兩側,活動相當強烈,特別是從中元古代起,發育了邊緣海及島弧海,火山活動相當頻繁,經晉寧運動,原地臺擴大才發展為揚子地臺.這種在同一時期北方相對穩定、南方相對活動的特征,一直延續到古生代.
    元古代所經歷的時間很長,沉積的厚度也很大,如燕山地區中、上元古界最厚達10000m,相當于同一地區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.
    （一）鐵礦
    中元古代,在華北地區,特別是沿內蒙古古陸的南側,沉積了大量淺海相鮞狀和腎狀赤鐵礦.以河北宣化、龍關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,古陸經長期風化和剝蝕作用,鐵質在濱海地區不斷富集形成沉積赤鐵礦.
    在燕山地區的薊縣系鐵嶺組中,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則的風化殼型鐵礦.
    （二）錳礦
    在華北地區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巖.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）.在豫北發現含鉀頁巖礦床,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現儲藏大量石油,如華北油田（河北任丘）最早發現古潛山油田,這些含油古潛山就是由霧迷山組白云巖構成的.
    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,絕大部分為白云巖和白云質灰巖,質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有大型菱鎂礦床.中、上元古界中純灰巖不多,在燕山地區一些地方的高于莊組上部、鐵嶺組上部等,有較純灰巖,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灰巖,磨光后是美觀的建筑材料.
    匿名用戶 | 2017-05-23 09:12

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