元古宙(Proterozoic Eon), (2500~538.8±0.2Ma )前 寒武纪 时代的第三个地质时期,时间划分为25亿年~5.388±0.2亿年,其底界划分来自于前寒武纪时期全球大规模带状铁建造( BIF )时期和已知最早的全球 冰川 事件 ,顶界划分来自于 同位素 测年为538.8±0.2Ma的 纽芬兰与拉布拉多省 统底界“ 金钉子 ” —幸运阶“金钉子”。
元古宙早期, 地壳 系统已处于稳定状态,逐渐形成了小规模的 陆核 ,并最终汇集形成了最古老的大陆— 努纳超大陆 。在元古宙的中后期, 板块构造 运动趋于活跃状态, 造山运动 形成新的 地台 板块并使超级大陆分解重新组合。 元古宙期间形成的地(岩)层被称之为元古宇(Proterozoic Eonothem),是地质历史上重要的成矿期,形成了多个大型条带状铁建造带。 元古宙期间的生命形态从无性分裂单细胞 原核生物 进化为 有性生殖 的 真核生物 生物,并在元古宙的末期发展成为 埃迪卡拉动物群 。
代元划分
国际地层年代表
国际 地层 学委员会 将元古宙划分为 古元古代 、 中元 古代、 新元古代 3个时期,其时间分界点分别为1600Ma、1000Ma。(2022年10月版本),在此基础上设立十个三级地质纪(系)元单位,不再设立下属地质单元。 其十个三级地质纪(系)元单位的命名根据1988年9月 国际地质科学联合会国际地层委员会 前寒武地层分会天津会议的讨论结果,以反映地质历史的概念性的希腊文词根来命名,该命名方式由 瑞典 地质学家Eric Welin提供的意见。
古元古代(Paleo-proterozoic Era)
古元古代 (2500~1600Ma)是一个陆壳运动的构造期,板块运动活跃,地块之间的冲撞合并不断的形成规模较大的地区,最后形成了地球上第一个超级大陆——努纳(Nuna)大陆。主要岩石为 沉积岩 系和火山-沉积岩系,并遭受了多期的不同程度的变质、变形作用。岩石变质程度多为绿片岩相及低 角闪岩 相,局部有高角闪岩相及麻粒岩相。富含铁、铜、铅、锌、石墨、硼、 菱镁矿 和 大理石 矿床。
中元古代(Meso-proterozoic Era)
中元古代(1600~1000Ma)是 地壳 系统相对稳定的发展时期,其地壳板块 多具厚度大、 火山石 夹层多和遭受微弱的变形、变质等特征。要 岩性 为 沉积岩 系和火山沉积岩系,一般未变质或轻微变质,富含 叠层石 、古 藻类 和微古植物化石。 努纳超级大陆在形成之初便开始分裂,最终在中元古代时期重新聚集形成了新的超级大陆—— 罗迪尼亚超大陆 。
新元古代(Neo-proterozoic Era)
新元古代(1000~538.8±0.2Ma)是元古宙末期,在此期间 地台 盖层继续发展, 罗迪尼亚 超大陆 分离, 地球 迎来了新一轮的冰期(瓦兰吉尔冰期- 成冰纪 ),生物演化从 单细胞动物 到多细胞动物,并在新元古代的末期逐步繁盛形成了 埃迪卡拉动物群 。
中国地层表
中国地质调查局 和全国地层 委员会组织 实施下,经国土资源部批准(国土资[2014]374号)出版发行了《 中国地层表 (2014)》,《中国地层表》《中国地层指南及中国地层指南说明书》是中国地质行业标准规范重要内容之一,在参考国际 地层学 研究的基础上编制了中国地区的地层年代表。
地史特征
地层地质
元古宙早期
板块运动活跃,板块的相互运动形成活动型与相对稳定型的沉积类型。 主要岩石为 沉积岩 系和火山-沉积岩系,并遭受了多期的不同程度的变质、变形作用。岩石变质程度多为绿片岩相及低 角闪岩 相,局部有高角闪岩相及麻粒岩相。 原始硅铝壳规模小且稳定性差,当时形成的 火山石 及其不成熟 沉积物 仍主要由海洋内部供给。
元古宙中期
地壳 稳定期,中期的板块构造形成了规模较大的稳定地区,并在这些地区上开始沉积了类似 盖层 的沉积类型。其地块多具厚度大、 火山岩夹层多和遭受微弱的变形、变质等特征。岩石 岩性 为 沉积岩 系和火山沉积岩系,一般未变质或轻微变质,富含 叠层石 、古 藻类 和微古植物化石。
元古宙末期
大陆基底( 地台 基底)形成后,进入稳定盖层的发展阶段,出现了大陆- 大陆边缘 -大洋盆地的构造格局与洋陆演化阶段,即古大陆、古大陆边缘和古大洋并存的构造格局,大气及水体中含氧量增加,红层、高价铁、 碳酸根 等沉积出现,在古大陆板块上发育成为稳定型的沉积盖层。 地层 类型更加丰富,出现了富含 叠层石 及宏观藻类和微古植物化石和多冰期与间冰期交替的沉积地层。 :119
矿产
元古宙是一个重要的成矿时期,主要的矿产有铁、金、 、 、铜、锰、硼、磷、 菱镁矿 、盐类、 稀土 等。在元古宙时期发现了许多 超大型矿床 ,且有着储量大、品位富、易于开采的特点,如 赞比亚 和扎伊尔的 铜矿 、 乌克兰 的 克里沃罗格 铁矿山、 南非 的卡拉哈里锰矿田。会聚板块边缘和俯冲带是矿床形成的集中场所,并形成矿床集中区。元古宙早期的大气和水体含氧量低,其形成的 铁矿 多为低价铁,至元古宙后期,稳定的 地台 浅海出现, 真核生物 纪 藻类植物 繁盛, 地球 表层含氧量增加,其形成的铁矿多为高价铁。 碳酸根 类的沉积形成了 白云岩 - 硅质岩 建造带。
大气环境
大氧化事件 使得元古宙早期藻类植物的繁盛,藻类植物通过不断地 光合作用 吸收大气中的CO 2 ,释放O 2 ,使大气圈和水体从缺氧状态发展到较多氧的状态。早期的元古宙形成的条带状铁建造多为低价铁,说明大气中含氧量低,从 中元 古代开始 地层 出现中含铁紫红色 石英 砂岩 及 赤铁矿 层,说明大气中已含有相当多的游离氧,而此时形成的铁矿床多为高价铁。 中、 新元古代 出现大量海相 原生白云岩 ,指示大气圈中 CO2 的比例已低于 太古宙 ,但仍高于 显生宙 。 :69
生命进化
生物多样性增加
加拿大 安大略省 ( Ontario )西部 苏必利尔湖 沿岸的Gunflint组中发现了形成于约20亿年前8属12种的燧石微化石,其形状构造也随种类的不同而不同,这表明在此阶段, 原核生物 已经发展到相当繁盛的程度。 :19
从原核生物到真核生物
在中国串岭沟组中发现的17.5一年的 真核生物 的宏观 藻类 表明, 真核生物 在18亿年已经出现。北美西部的贝克泉组(13亿年)、 澳大利亚 的苦泉组(11亿年)、中国的青白口群(10-8亿年)等大体相同的 地层 中均发现 真核细胞 生物,表明10亿年前真核生物的繁盛阶段。 :19
有分化组织结构的多细胞生物
前埃迪卡拉亚阶段:淮南生物群
软体后生动物在成冰纪冰期之后得到发展,形成了没有硬壳的动物体,化石以软体的印模和活动遗迹保存,主要是一些 植物病原线虫 类,查尔生物类,如查尔生物类(Chuarid)、蠕虫类以及海生 藻类 的带藻,以中国的 淮南生物群 为代表。
埃迪卡拉亚阶段:埃迪卡拉动物群
埃迪卡拉动物群 (Ediacaran Fauna),又称裸露动物群,是生物界演化极为重要的阶段,该动物群最早发现于发现于 澳大利亚 南部埃迪卡拉地区5.6亿年前庞德 石英岩 中。该动物群由多门类、低等、无硬体骨骼的 动物界 组成。包括 刺胞动物门 、 节肢动物门 和 环节动物门 等3个门类、8科22属31种的一大群软体躯的多 细胞 无脊椎动物遗体、印痕和 遗迹化石 。主要包括:海绵类Mawsonites(毛森海绵)、水母类Cyclomedusa(环轮水母)、环节动物 狄更逊水母 (狄氏虫)、海鳃纲Rangea(伦吉虫)、棘皮类 三腕虫 (三分盘虫)等。该动物群分子在 纳米比亚 纳马群、 加拿大 的康赛普辛群、 西伯利亚地区 北部文德系、英国查伦伍德森林地区、 瑞典 北部的托内湖区以及中国的震旦系中均有发现,又被称之为文德系( 俄罗斯 )、震旦系(中国)。 :151