第十章地壳历史的研究方法.ppt

与古地理环境如沉积介质条件、火山活动以及细菌作用等分不开。在太古宙时，陆壳表面大部分被海水覆盖，由于大气及水体中富含CO2，海水中HCO3浓度较大，从而增加岩石的溶解能力及水体的化学搬运能力，使低价铁源源不断地经过溶解汇入海盆。但当时毕竟陆地规模较小，因此，推测频繁的海底火山活动是铁矿物质的主要来源。同时因当时大气及水体处于缺氧还原条件下，低价铁可以长期积累和运移，使其分布的范围广远。然而，这些低价铁必须变成高价铁才能导致沉淀，无疑这与当时的还原性水介质形成矛盾。P.克劳德认为，后来在水体中可能出现大量放氧的生物（如细菌），生物的放氧量恰好可以使水体中的低价铁氧化成高价铁而沉淀，使氧化还原处于平衡状态。这样既可保持成矿作用的继续进行，又可维持低级生物的生存，从而造成地史上这种特殊类型铁矿床广泛形成。这类铁矿当时是氢氧化铁和胶体SiO2（蛋白石类）同时沉积，所以称硅铁沉积（BIF）。后来遭受区域变质作用，使氢氧化铁脱水和重结晶变成磁铁矿或赤铁矿，胶体SiO2变成石英，结果使原来致密隐晶质的铁质碧玉岩变成条带状磁铁（赤铁）石英岩。 几乎在所有古地块的有关地层中皆形成石英脉金矿（与花岗岩侵入有关），如澳洲西部、南非和北美。我国山东招远、河北遵化、青龙等地也都产金矿。在后期侵入的伟晶岩中常有锂、铋、钨、锡以及白云母、稀有元素、稀土元素等（如内蒙古）。在侵入的基性及超基性岩中常有镍、铬、铜等矿床，如美国的苏必利尔湖区和南非的津巴布韦等。我国河北大庙有钒钛磁铁矿、山西中条山有大型铜矿等。另外，南非和加拿大等古老岩系中皆有铀矿。 第二节? 元古宙 一、元古宙的一般地史特征 同位素年龄从25—6或（5.7）亿年，共经历19亿年的悠久时间。元古宙划分为3个代。25—18亿年为古元古代，18—10亿年为中元古代，10—6或（5.7）亿年为新元古代。其中新元古代的后半段，即8—6或（5.7）亿年单划分称震旦纪。 元古宙的地史具有下述特征。 （一）从缺氧气圈到贫氧气圈 由于藻类植物日益繁盛，它们营光合作用不断吸收大气中的CO2，放出O2，使气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。大约从中元古代开始，地层有含铁紫红色石英砂岩（如常州沟组、大虹峪组等）及赤铁矿层（如串岭沟组宣龙式铁矿）形成，说明当时大气中已含有相当多的游离氧。大气及水体中氧的增多，不仅影响岩石风化及沉积作用的方式及进程，而且也给生物发展和演化准备了物质条件（参阅表11-1）。 （二）从原核生物到真核生物 太古宙已出现菌类和蓝绿藻类，到元古宙得到进一步发展。经生物作用和沉积作用形成综合体。这种综合体常保存在石灰岩和白云岩中。从横剖面上看呈同心圆状、椭圆状等。从纵剖面上看呈向上凸起的弧形或锥形叠层状，就象扣放着的一摞碗，称做叠层石（图11-4）。叠层石主要分布于滨海的潮间带和潮上带，有的能分布于潮下100m深处。 在元古宙地层中分离出形体微小的（常小于10μm）微古植物，主要指一些单细胞藻类。到了晚元古代，微古植物形体增大（50—100μm），种类繁多。大约从中元古代起还出现了褐藻及红藻等高级藻类。近年在中国北部中元古代串岭沟组地层中发现最古老的真核细胞生物化石，名为丘阿尔藻（Chuaria），距今16—17亿年。1978年在中元古代雾迷山组中也发现真核生物化石，命名为震旦塔乌藻（Tawuia），距今12—14亿年。这些单细胞藻类，分类位置尚不明，总称为疑源类（Acritarcha）。太古宙从无生命到有生命，是生物演化史上的一次飞跃，而元古宙则是从原核生物到真核生物，从单细胞到多细胞，标志着在地球发展史和生命演化过程中进入一个新阶段（参阅表11-1）。 （三）由陆核到原地台和古地台 在太古宙晚期的构造运动即阜平运动之后，中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核心，称为陆核，这是陆壳构造发展的第一阶段。 早元古代中期的构造运动，在中国称五台运动； 早元古代晚期的构造运动，在中国称吕梁运动。 通过这些运动，在原地台上开始沉积了类似盖层的沉积类型。由于沉积、喷发、侵入、挤压、褶皱、变质、固结等作用反复进行，陆壳某些部分更趋稳定，到中元古代晚期原地台进一步扩大，在世界上终于出现了若干大规模稳定的古地台（参阅图11-11）。由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。 （四）古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别 从岩石性质看，古元古代地层即下元古界往往和上太古界具有共性，多属活动类型沉积和浊流沉积变质而成的绿岩系，同时和上太古界一样，常含有规模巨大的铁矿床，性质和鞍山式铁矿近似，以低价铁为主，反映当时大气和水体的缺氧状态。下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同构成地台的基底。到了中、新元古代，原地台已经出现，出现了稳定地台浅海，真核及藻类生物繁盛，大气及