中国区域地层的基本特征

第六章中国区域地层的基本特征目前一页\总数六十八页\编于十七点前寒武系地层的划分元古宙(Proterozoic)：太古宙(Archean)：4.0-2.5bya冥古宙(Hadean)：目前二页\总数六十八页\编于十七点前寒武系特征1、时限长（46-5.4亿年）；2、地层普遍变质（麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相，一般越老变质越深）；3、岩浆活动发育；4、构造变形复杂，因为原始地壳薄、刚性差、热流值大，易塑性变形，而且经历多期构造变动；5、生物化石少数量6、酸性和还原大气圈和水圈；7、矿产资源丰富（Fe、Au、U）。目前三页\总数六十八页\编于十七点前寒武纪生物界面貌1Ar1:Molecularfossils（如氨基酸、脂肪酸、芳香族碳氢化合物、环形化合物等），此外少量stromatolites2Ar2-Pt:Bacteria&alga:Stromatolites繁盛，特别是Pt3Microalga(微古植物）指单细胞或多细胞藻类有机体，我国主要发育于Pt2-3.Macroalga指根据目前研究程度尚无法归入现代藻类系统的、肉眼可见的藻类，主要Pt2-3目前四页\总数六十八页\编于十七点前寒武纪生物界面貌3Pt2:Tracefossils:Planolites-like,Gordia,Palaeophycus-like5Pt3:Metazoan(如贵州的瓮安生物群)4Pt3:EdiacaraFauna指震旦纪后期出现的，主要由腔肠动物（67%水母、海鳃纲）、环节动物（25%）、节肢动物（似三叶虫）（5%）组成的不具外壳的多细胞后生动物群。我国发现地点：鄂西、陕南、淮南、辽南和黑龙江。目前五页\总数六十八页\编于十七点多细胞藻类（八叠球藻）化石；显示保存完好的藻细胞翁安生物群产地目前六页\总数六十八页\编于十七点Narbonne,1998,GSAToday,8(2):1-8已经发现的Ediacara动物群化石点；表明具有球性分布特征目前七页\总数六十八页\编于十七点第一节太古宙一、一般特征二、中国北部太古宙地史特征三、华北地区太古宙的重大地质事件四、中国其它地区的太古宇目前八页\总数六十八页\编于十七点目前九页\总数六十八页\编于十七点一、一般特征

1、时限距今25－40亿年之间，延续了长15亿年之久。

2、是具有明确地史记录的最初阶段。因太古宙的历史久远，其原始生成环境的特征早已被改造得面貌皆非。

3、太古宙的岩石几乎均遭受过不同的变质作用，形成变质岩。有两种主要岩石组合：一是高级变质岩，以麻粒岩、各类片麻岩及变粒岩为主要岩性；二是绿岩带，由变质程度较低的片岩、千枚岩、板岩、变质砂岩、大理岩和变质火山岩组成。目前十页\总数六十八页\编于十七点

4、太古宙已有生命存在，在地层中留下了记录。第一种是生物极其原始、低等，以菌藻类为主，晚期出现了无核细胞生物：蓝绿藻类，借助电子显微镜才能观察到；另一种经分析处理出的生命物质：氨基酸，脂肪酸等化学化石。

5、太古宙地层是我国重要的铁矿含矿层。

6、早期地壳形成。原始洋壳—超基性地幔；初期陆壳—长英质岩；克拉通结晶基底—麻粒岩和绿岩。由于太古宙以原核生物为主，所以称作原核生物时代。分布最广泛的是由席状蓝澡的代谢作用和成长与沉积颗粒的沉积、碳酸钙的沉淀形成的层状生物成因沉积构造叠层石，有球形、柱状、板状和分岔状。目前十一页\总数六十八页\编于十七点十大杰出生物蓝菌类目前十二页\总数六十八页\编于十七点地盾与克拉通概念绝大多数前寒武系分布于宽阔的向上弯曲的、地质上稳定的大陆地区，称为地盾（Shields）。每个大陆都有一个或多个地盾。地盾上覆盖相对薄的显生宙沉积盖层称为地台（Platforms）。地盾和地台组成大陆的克拉通（Craton）。北美克拉通、地盾和地台目前十三页\总数六十八页\编于十七点北方各大陆的太古宇地表大面积出露太古宇的有：北美的加拿大地盾欧洲的波罗的地盾乌克兰地盾西伯利亚的阿尔丹地盾和阿纳巴尔地盾。目前十四页\总数六十八页\编于十七点南方各大陆的太古宇南方大陆包括：非洲印度澳大利亚南美。目前十五页\总数六十八页\编于十七点研究方法：

由于太古宙地层曾遭受多期构造变动、岩浆活动和变质作用的影响和破坏，原岩特征大部分面目全非，给地层的划分和对比、确定其时代造成困难。因此，必须运用特殊方法来进行研究。常用方法主要有以下几种：

目前十六页\总数六十八页\编于十七点安徽巢湖褶皱地层目前十七页\总数六十八页\编于十七点1、变质变形程度：正确确定地层层序，一般变质程度越高、变形越复杂时代越老；2、原岩的恢复：确定其当时的形成环境与构造背景；3、构造岩浆旋回方法：据地层间的角度不整合、岩浆活动的分期等来划分对比地层；4、同位素年龄的方法：确定地层时代；5、超微化石和化学分析方法：划分对比地层。目前十八页\总数六十八页\编于十七点中国太古宇主要分布在昆仑山－秦岭－大别山一线以北的华北（中朝）地区和塔里木地区，其中以华北北部及中部发育最好。二、中国北部太古宙地史特征目前十九页\总数六十八页\编于十七点一）华北地区的下太古界分布范围局限，仅见于冀东迁安及辽吉地区的北带。年龄在34.7－37.2亿年之间，锆石Pb/Pb测定，是经过搬运的陆源岩系。因此，这套岩石应来自更老的古陆。目前二十页\总数六十八页\编于十七点二）华北地区的中太古界（Ar2）分布范围：在早太古代地层分布基础上进一步扩大，主要见于北带和中带，时限29－34亿年。目前二十一页\总数六十八页\编于十七点1、辽东－吉南地区的中太古界。该地区下鞍山群的岩石组合，据研究属拉斑玄武岩和非大洋玄武岩区。条带状磁铁石英岩为与基性火山活动有关的硅铁沉积物。目前二十二页\总数六十八页\编于十七点2、冀东地区由两个旋回组成，每个旋回的原岩自下而上由中基性火山岩－中酸性火山岩，凝灰岩－磁铁石英岩及富泥质岩组成。①分布扩大显著，表壳岩不断增加；②基、中性火山岩占很多比例，主要成分为拉斑玄武岩，是太古代造壳运动的重要事件；③硅质岩类分布较广，是铁矿床形成的主要时代之一。目前二十三页\总数六十八页\编于十七点三）华北地区的上太古界（Ar3）出露面积更广泛（占太古宇出露面积的85％左右），地壳分异更加明显，三个带更清晰。目前二十四页\总数六十八页\编于十七点可划分为两种建造类型。一是常见变质型：分布于中带的五台－太行地区；二是内生岩浆型：以北带的鞍山群和中带的泰山群为代表。目前二十五页\总数六十八页\编于十七点目前二十六页\总数六十八页\编于十七点三、华北地区太古宙的重大地质事件

1、硅铝壳不断发育并逐步扩大；

2、经历了三期变质热事件：第一期发生在早太古代，第二期发生在中太古代，第三期发生在晚太古代后期。

3、岩浆作用：是由内生成因的岩浆侵位，其主要岩性为各类花岗岩及云英闪长岩类，可分为早、中、晚太古代侵位时期。目前二十七页\总数六十八页\编于十七点

4、构造运动事件：太古宙的早、中、晚三个阶段的划分，构造运动事件起到了重要作用。这三个阶段分别由曹庄运动（令支运动）、阜平运动（铁堡运动）及五台运动所分割。华北太古宇的演化是一部硅铝壳逐步扩大，古陆不断增生的历史，华北地区太古代末的硅铝壳已初具规模，形成华北板块的雏形——华北陆核（Continentalnuclei）。目前二十八页\总数六十八页\编于十七点四、中国其它地区的太古宇中国其它地区的太古宇以西北较为发育，其中有：

(1)天山的达克拉克布拉克群，主要为黑云石英片岩、石榴黑云母片岩、角闪片岩夹大理岩；

(2)西昆仑区喀拉喀什群，主要为黑云斜长片麻岩，含石榴、角闪云英片岩及大理岩；

(3)阿尔金山－祁连山的龙首山群，以片麻岩为主，夹大理岩、斜长角闪岩及磁铁石英岩。目前二十九页\总数六十八页\编于十七点目前三十页\总数六十八页\编于十七点太古宙地壳构造演化及造壳速率

世界范围太古宙的演化和华北地区相仿，仍是导致大陆增生及造壳作用的时期。

TTG岩石：由太古宇高级片麻岩区及花岗－绿岩区的花岗质岩石构成，占太古宙出露基底的70％－80％，有的更高（乌克兰：高达90％）。从时间上来看，世界大多数高级区发生在31－28亿年间，经历了表壳岩－深成岩（壳熔花岗岩）的主要事件。少数地区（如加拿大地盾）发生在38－36亿年间，华北冀东曹庄地区发生在34－35亿年间。目前三十一页\总数六十八页\编于十七点所以，整个太古宙在此过程中，大量TTG岩类的出现，构成了地壳的重要成分，同时也是造壳作用的重要方式。早期地壳生长的速率：认为27－30亿年是地壳快速增长（也称克拉通化）期。

康迪（，1990）据北美大陆同位素年龄推算，现今大陆体积在太古宙末已形成34％。

目前三十二页\总数六十八页\编于十七点

我国也是如此，一般认为，太古宙陆核的形成过程是由于原始陆核不断增生与扩大的结果。如：中国最小的陆壳在冀东曹庄一带的Ar1，可称为原始陆核。经过At2＋3的历次构造事件，各种热事件及TTG岩石、沉积岩类围绕原始陆核不断增生而逐步扩大，终于在Ar3形成华北陆核及塔里木陆核。这一阶段代表了中国前寒武纪历史中第一个陆壳快速增长（克拉通化）时期。目前三十三页\总数六十八页\编于十七点第二节元古宙一、元古宙地史概述二、震旦纪目前三十四页\总数六十八页\编于十七点一、元古宙地史概述

元古宙(ProterozoicEon)时限范围25－5.7（5.4）亿年前的一大段地史时期。延续达19.7亿年。目前三十五页\总数六十八页\编于十七点成铁纪（25-23亿年）该时期出现大量条带状铁建造，这是由于厌氧的藻灯通过光合作用释放氧，氧也铁结合形成磁铁矿。借助该过程，海洋中的铁得以清除，从而将发绿的海水变得透明。随着铁的不断消耗，最终氧气被释放到大气中，形成富氧的大气层。于是出现了大氧化事件（亦称氧气灾难），之后就出现休伦冰期。成铁纪期间蓝藻、细菌繁盛。层侵纪（23-20.5亿年）：从缺氧气圈到含氧气圈。大气、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。目前三十六页\总数六十八页\编于十七点休伦冰期（24-21亿年）第一次冰期称为“休伦冰期”，因其遗迹在加拿大南部休伦湖北方的岩石中清晰可见。美国—休伦湖目前三十七页\总数六十八页\编于十七点造山纪（20.5-18亿年）：蓝藻、细菌繁盛。固结纪（18-16亿年）：蓝藻、细菌繁盛；诞生复杂单细胞生物。哥伦比亚超大陆形成。盖层纪（16-14亿年）：蓝藻、褐藻发育，出现大型宏观藻类。某些部分比较稳定地区已有大量含碳的岩石出现，地层中有低等生物的化石存在。晚期无脊椎动物偶有出现。延展纪（14—12亿年）：大陆加盖层延展，地台盖层继续扩张。蓝藻、褐藻发育，出现大型宏观藻类。出现了最早的复杂多细胞机体。狭带纪（12-10亿年）：罗迪尼亚超大陆成型。目前三十八页\总数六十八页\编于十七点拉伸纪（10-8.5亿年）：构造演化—各陆块普遍会聚或碰撞，扬子板块形成统一结晶基底。首次出现大型具刺凝源类。成冰纪（亿年）：出现全球雪球事件，为生物低潮。大约9.5亿年前—6亿年前出现大规模的世界性冰川，这个冰川期被称为瓦兰吉尔冰期，为地球历史上最严重的冰期。埃迪卡拉纪（或称新元古纪Ⅲ：亿年）：物群是Sprigg于1947年在澳大利亚中南部Ediacara地区的庞德砂岩层中首先发现的，包含三个门，19个属，24种低等无脊椎动物。目前三十九页\总数六十八页\编于十七点

1、元古宙时限范围25－5.7亿年前的一大段地史时期，延续达19.3亿年。

2、构造发展特征：形成各主要原始陆壳板块到大型稳定板块的最后形成，也就是原始板块的形成，并出现了构造分区。

3、沉积发展特征：碎屑物质由海洋内部的火山岩及其不成熟沉积物供给到部分由陆地供给。出现大量原生白云岩。其地层特征是厚度巨大、火山岩夹层多和遭受微弱变质、变形等特征。（一）元古宙地史特征目前四十页\总数六十八页\编于十七点

4、大气圈和水圈特征：由缺氧的大气成分和水介质到含氧的大气圈和水圈以及气候分带现象。

5、生物演化特征：太古宙，最原始的原核生物已开始发育。中、新元古代又出现了真核生物（如菌、藻）并逐步繁盛。另外，中元古代早期已发现无硬壳的蠕形动物，直至震旦纪末才开始有少量带壳生物出现。目前四十一页\总数六十八页\编于十七点元古宙是菌藻类繁盛的时代，因此称菌藻类的时代。目前四十二页\总数六十八页\编于十七点目前四十三页\总数六十八页\编于十七点目前四十四页\总数六十八页\编于十七点目前四十五页\总数六十八页\编于十七点在太古宙陆核不断增生逐步形成原始板块的基础上，至元古宙我国已发展并形成了四个稳定板块：华北板块塔里木板块扬子板块西藏（冈瓦纳）板块另外还有一些小型地块。各板块之间多由洋壳海域所分割。二、中国元古宙古构造分区目前四十六页\总数六十八页\编于十七点目前四十七页\总数六十八页\编于十七点各大陆板块共同特征：都经历了从活动一稳定的演化过程和陆壳的不断增生扩大。但也有各自的发展演化的特点。区别在于：各自的演化经历及稳定盖层形成的时间不尽相同。如：华北和塔里木板块：Pt1及以前为基底，Pt2开始形成似盖层沉积。

目前四十八页\总数六十八页\编于十七点太古宙陆核的形成

古元古代原地台形成

中新元古代似盖层和盖层形成华北板块的形成史目前四十九页\总数六十八页\编于十七点扬子板块的上扬子地区（缺乏Ar和Pt1），Pt2构成基底，Pt3可能具似盖层性质，震旦系才出现真正的盖层沉积。下扬子地区：Pt2和Pt3为基底，Z形成盖层。西藏板块与扬子板块的经历大体相似。目前五十页\总数六十八页\编于十七点蓟县运动及其主要影响：

A、发生于青白口期末期，命名于河北蓟县

B、导致了华北板块北部地区又一次抬升，遭受长期风化剥蚀，使早寒武世地层以平行不整合直接覆于上，局部地区呈微角度不整合接触关系

C、可以见到下寒武统底部红色砂岩贯入景儿峪组泥灰岩裂隙中的现象

D、并伴有岩浆侵入活动，侵入于景儿峪组的煌斑岩脉被下寒武统所截切目前五十一页\总数六十八页\编于十七点Mish（1942）：造成昆阳群发生变形、变质作用以及峨山花岗岩侵人的一次重大的造山事件地质记录：“澄江砂岩”不整合在“昆阳变质岩系”和峨山花岗岩之上昆阳群：顶界年龄，1002Ma昆阳群变形、变质作用稍后侵入的峨山花岗岩的结晶年龄:900±50Ma滇东及扬子地区发生在中元古代末期至晚元古代早期的一次重大的造山事件晋宁运动反映的是扬子古陆块与东南古陆块拼合的重大造山事件,它形成了一个统一的前震旦系大陆基底晋宁运动目前五十二页\总数六十八页\编于十七点南华系目前五十三页\总数六十八页\编于十七点四堡运动的影响目前五十四页\总数六十八页\编于十七点

Pt2的构造古地理轮廓是以昆仑－秦岭古海洋消减带划分为南、北两大部分。一）北部：自古元古代（Pt1）末吕梁运动以后，形成了若干较稳定的原始板块，其上发育了裂陷槽或裂谷带，火山活动不多；至新元古代末（Pt2）：进一步固结、扩大而形成稳定的华北和塔里木板块。Pt2和Pt3具有似盖层的沉积性质，Pt1为板块基底。三、中国中元古代的构造古地埋轮廓及其特征目前五十五页\总数六十八页\编于十七点二）南部：古元古代（Pt1）可能仅存在一些相互分离的地块。从中元古代（Pt2）起，围绕一些较大的地块（如下扬子地块等）发育了边缘海和岛弧带，使地块不断扩大。扬子地块的东西两则即为最明显的例子。Pt2至Pt3上、下扬子地区已达到全部相对固结、稳定的似盖层沉积时期（与青白口期末的晋宁运动有关），震旦纪开始接受盖层沉积。这时已形成了面积较小的扬子板块。目前五十六页\总数六十八页\编于十七点1、稀土和铌：内蒙白云鄂博铁矿床内所含2、铁矿：白云鄂博铁矿；Pt2燕山地区的定龙式铁矿（串岭沟组）3、Cu：Pt2滇东昆阳群的东川式Cu矿；赣东Pt2下部大型德兴式斑岩Cu矿四、中国元古宙（不含Z）矿产4、建材（石材）：与构造－岩浆活动有关，形成了许多名贵石材。另外元古宙地层出露的许多地区都是有名的名山古刹旅游胜地。如山西五台山、江西庐山、湖北武当等。目前五十七页\总数六十八页\编于十七点目前五十八页\总数六十八页\编于十七点二、震旦纪（SinianPeriod）

1、一般特征（1）震旦纪时限范围由8－5.7亿年之间。（2）构造方面：自震旦纪开始，地表所有的大型稳定地块（古大陆）和重要的中间地块都已形成。（3）沉积方面：稳定类型沉积特征，与古生代沉积特征相同。（4）生物界特征：出现了种类空前繁多的高级裸露动物群。为古生代开始带壳和硬骨骼动物群打下了基础。（5）在我国震旦系分布广泛。目前五十九页\总数六十八页\编于十七点目前六十页\总数六十八页\编于十七点范围广泛，北部地区多出露于华北的塔里木板块的边缘，南部的华南地区分布最广。在大型稳定板块中或稳定的盖层沉积，板内也有裂谷发育，板块边缘往往发育多岛弧海或复杂的大陆边缘。2、中国的震旦系及地史特征目前六十