元古宙Pt 2500~541.0±1.0

元古宙(Proterozoic),又称元古代、原生代,开始于同位素年龄2500Ma,结束于542.0±1.0Ma。元古宙的大气已经是氧气含量丰富。这个时期已经发现了许多菌类、藻类植物化石和古代微生物化石,因此也被称为“菌藻时代”。

元古宙包括了古元古代、中元古代、新元古代。元古代中期发生了全球性的大冰期,世界各地都发现了冰川遗迹。在元古代末期,开始出现了腔肠动物、环节动物和节肢动物,但这些动物都没有坚硬的骨骼,所以化石上只是留下印痕等遗迹。

元古代也曾发生广泛的地壳运动,在前期是地球主要的造山时期。在中国北方为“吕梁运动”。元古代时期的地层中蕴藏有丰富的铁矿、铜矿和稀土金属矿物。

元古宙也曾发生广泛的地壳运动,在前期是地球主要的造山时期。在中国北方为吕梁构造期。元古宙时期的地层中蕴藏有丰富的铁矿、铜矿和稀土金属矿物。元古宙时期全球大陆继续增生。元古宙开始了超大陆旋回。现代大陆地壳的43%形成于元古宙,39%形成于太古宙,仅18%形成于显生宙。对花岗岩放射性定年表明,元古宙有五次大陆增生时期,但规模一次比一次小。

元古宙地层比较完整,较少变质,陆间海沉积分布广泛。

元古宙前半时间占支配地位的是哥伦比亚大陆。形成于20亿-18亿年前,在13亿年前解体。罗迪尼亚大陆存在于新元古代(11.5亿到7亿年前),以劳亚大陆(今北美大陆)为核心,格林威尔造山运动形成了阿巴拉契亚山脉。

  • 25亿年前 一些细菌演化到有能力去使用氧来有效的从有机物中抽取能量。差不多所有生物都用相同的三羧酸循环及氧化磷酸化来使用氧。"runaway icehouse"效应造成休伦冰河时期(24~21亿年前)。

  • 21亿年前 更多复杂的细胞出现,包括有细胞器的真核生物。最接近的可能就是古细菌。大部分有细胞器的都可能是从共生细菌衍生而来:线粒体会用像现今立克次体般从有机物抽取能量,而叶绿体则从光及有机物合成能量。这是共同演化的例子。

  • 12亿年前 出现有性生殖,引发更快的演化。大部分的生命于海洋及湖中出现,一些蓝菌已经生活在湿润的泥土中。

  • 10亿年前 多细胞生物出现,首先是生活在海洋中的藻及海苔。

  • 11-7.5亿年前 第一个超级大洲罗迪尼亚形成于11亿年前并于7.5亿年前分裂[8]。 斯图尔特冰期:这个时期是多重及接近全球性的冰期,反复的从雪球地球变为温室地球。每年共有481日,每天18小时。地球的自转及公转因潮汐力逐渐变慢。

  • 7.5-5.8亿年前 根据雪球地球假说,前寒武纪成冰纪的冰河时期非常严重,连海洋亦完全结冰,只有在热带的海水仍保持是液态。

  • 6亿年前 多孔动物、刺胞动物、扁形动物及其他多细胞动物在海洋出现。(但亦有研究显示最早的动物生活在湖泊的环境中)刺胞动物及栉水母是最早有神经元的生物,神经元只是一个简单的网,没有脑部或中央神经系统。

  • 5.8-5.4亿年前 第二个超级大陆潘诺西亚形成于6亿年前并于5.4亿年前分裂。在埃迪卡拉纪(6.35-5.41亿年前)有复杂的多细胞生物埃迪卡拉生物群出现,主要是腔肠动物(水母类和海鳃类),其次是环节动物、节肢动物等,可能生活于浅海近岸的水中。

  • 5.42亿年前发生埃迪卡拉纪末期灭绝事件。氧气的累积使臭氧层可以形成;而臭氧层可阻挡太阳的有害辐射,使生命可以在陆地上发展

古元古代Pt1 2500~1600

  • 古元古代期间蓝藻、细菌繁盛

成铁纪 2500~2300

  • 成铁纪的名称来自于希腊语sideros“铁”,因这个时期是世界上形成特大型铁矿田,出现硅铁建造的主要时期,故名。其原因是大氧化事件,地球原始大气中还原性的甲烷被氧气所取代,导致铁元素的氧化沉淀,从而形成了众多铁矿床。然而在中国大陆,此时却并不发育硅铁建造

层侵纪 2300~2050

  • 地球在成铁纪和层侵纪之间进入休伦冰河时期(Huronian / Makganyene glaciation)。布什维尔德大火成岩省的杂岩(Bushveld Igneous Complex)形成.

造山纪 2050~1800

  • The atmosphere becomes oxygenic. Vredefort and Sudbury Basin asteroid impacts. Much orogeny. Penokean and Trans-Hudsonian Orogenies in North America. Early Ruker Orogeny in Antarctica, 2000 - 1700 Ma. Glenburgh Orogeny, Glenburgh Terrane, Australian Continent c. 2005–1920 Ma. Kimban Orogeny, Gawler craton in Australian Continent begins.

固结纪 1800~1600

  • First complex single-celled life: protists with nuclei. Columbia is the primordial supercontinent. Kimban Orogeny in Australian Continent ends. Yapungku Orogeny on Yilgarn craton, in Western Australia. Mangaroon Orogeny, 1680–1620 Ma, on the Gascoyne Complex in Western Australia. Kararan Orogeny (1650-Ma), Gawler Craton, South Australia.

中元古代Pt2 1600~1000

中元古代期间蓝藻、褐藻发育,出现大型宏观藻类。

盖层纪 1600~1400

  • Platform covers expand. Barramundi Orogeny, McArthur Basin, Northern Australia, and Isan Orogeny, c. 1600 Ma, Mount Isa Block, Queensland

延展纪 1400~1200

  • Platform covers continue to expand. Green algae colonies in the seas. Grenville Orogeny in North America.

狭带纪 1200~1000

  • 有性繁殖出现 1200~1000 Narrow highly metamorphic belts due to orogeny as Rodinia forms. Late Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica possibly begins. Musgrave Orogeny (c. 1080 Ma), Musgrave Block, Central Australia.

新元古代Pt3 1000~541.0±1.0

新元古代期间出现化石。

拉伸纪(青白口纪)Qn 1000~850

  • Rodinia supercontinent persists. Trace fossils of simple multi-celled eukaryotes. First radiation of dinoflagellate-like acritarchs. Grenville Orogeny tapers off in North America. Pan-African orogeny in Africa. Lake Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica, 1000 ± 150 Ma. Edmundian Orogeny (c. 920 - 850 Ma), Gascoyne Complex, Western Australia. Adelaide Geosyncline laid down on Australian Continent, beginning of Adelaide Geosyncline (Delamerian Orogeny) in that continent.

成冰纪(南华纪) 850~635

  • Possible "Snowball Earth" period. Fossils still rare. Rodinia landmass begins to break up. Late Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica tapers off.

埃迪卡拉纪(震旦纪)Z 635~541.0±1.0

  • 震旦纪(又称埃迪卡拉纪)期间全球存在潘诺提超大陆(也称大冈瓦纳超大陆),包括了当时很多陆块。除了卡拉哈里陆块和一些微型地块外,亚马孙、西非、刚果和圣弗朗西斯科等各陆块于震旦纪早期完成拼合,构成西冈瓦纳大陆,而澳大利亚-东南极洲、印度、西非和卡拉哈里之间仍然存在大洋(Collins and Pisarevsky, 2005)。600Ma前后,全球各板块、陆块整体上向南运动,华北、西伯利亚和印度等远离超大陆主体。劳伦与西冈瓦纳大陆仍在一起,内部较稳定的构造环境成为亚马孙、圣弗朗西斯科、澳大利亚和阿拉伯板块内大型克拉通盆地发育的基础,裂解形成的新洋盆则为西冈瓦纳南缘和北缘、东冈瓦纳东缘和北缘的被动边缘盆地提供了良好的发育环境。

  • 随着莫桑比克洋的闭合,东冈瓦纳与西冈瓦纳拼合(Santosh and Yoshida, 2001),形成了该时期最重要的造山带——泛非造山带(震旦纪(600Ma)全球古板块再造图中东非造山带和巴西利亚造山带)。劳伦和波罗的之间的亚匹特斯洋此时开始扩张,波罗的板块上发育Volyn大火成岩省(震旦纪(600Ma)全球古板块再造图,年龄:545〜580Ma,面积:0.2×106km2)(Elming, 2007; Kravchinsky, 2012)是地幔柱作用的重要证据。劳伦与南美(亚马孙、圣弗朗西斯科和巴西南部)板块间开始发育裂谷系,在劳伦大陆南缘及波罗的西缘出现较多东西走向的基性岩墙群(Kamo, 1994, 1995; Goldberg and Butler, 1990; Svenningsen, 1995)。西伯利亚与劳伦大陆之间的埃吉尔洋(Aegir Ocean)开始扩张,促使西伯利亚板块逐渐远离冈瓦纳超大陆。

  • 震旦纪期间主要有两次冰期:630Ma左右的Marinoan冰期和580Ma的Gaskier冰期。Marinoan期冰碛岩主要分布于东冈瓦纳与西冈瓦纳大陆的周缘位置,而大陆内部没有发现冰碛岩,推测前震旦纪末东、西冈瓦纳主体部分都被冰盖所覆盖。该期冰碛岩之上为盖帽碳酸盐岩,代表海水沉积环境由冷变暖。同时,冰川融化导致全球规模的海侵事件,海平面开始持续大幅度上升,并导致大陆边缘和陆块被海水淹没,主要形成3个大范围的陆棚-浅海区,即冈瓦纳超大陆北缘陆表海、西伯利亚-华北-埃吉尔陆表海和波罗的亚匹特斯陆表海(早—晚震旦世(630〜570Ma)全球古地理环境恢复图)。劳伦大陆西缘和现今圣弗朗西斯科板块位置上发育一个海湾,该海湾由浅海环境发展为前陆环境的深海。Gaskier期冰碛岩分布较局限(Kröner et al., 2006),主要分布于北半球中低纬度的塔里木、澳大利亚及华北和南半球的波罗的、劳伦、西非和南美板块,为山岳冰川沉积。

  • 震旦系地层目前主要保留于前寒武纪克拉通内部,包括北美洲、南美洲、西非、澳大利亚中西部、东欧、西伯利亚、华北和塔里木等地,盆地类型主要为克拉通盆地和被动陆缘盆地。主要盆地或盆地群包括西伯利亚克拉通(东西伯利亚盆地)、澳大利亚中部盆地群(Office, Amadeus, Georgina, McArthur, Polada盆地)、北非(利比亚盆地、阿尔及利亚盆地)、阿拉伯(南阿曼盆地)、印度板块(South Punjab (Bikner-Nagaur)盆地)、北美洲中部(密歇根盆地)和南美(阿根廷-玻利维亚-巴拉圭盆地)等地的盆地。

  • 潘诺提超大陆周缘的西伯利亚、波罗的、华南和华北板块,均被海水淹没,广泛发育碳酸盐岩,而位于超大陆内部的亚马孙、圣弗朗西斯科、澳大利亚中部和阿拉伯板块则发育大量碎屑岩(早—晚震旦世(630 〜570Ma)全球古沉积岩相图)。蒸发岩主要集中在印度板块北部和阿拉伯板块。劳伦大陆在南纬30°左右,大陆中部地区为内克拉通环境,大陆周围则发育被动大陆边缘,形成广阔的陆棚碳酸盐岩沉积。西伯利亚板块发育海相碳酸盐岩沉积。东西伯利亚盆地文德系主要以砂岩和粉砂岩为主,南部存在大面积膏盐岩分布区。澳大利亚整体处于陆相沉积环境,阿马迪厄斯盆地有两层内陆盐湖沉积,盐层上覆的白云岩、黑色燧石岩以及板岩、粉砂岩、石英岩、细砂砾岩均可能是湖相沉积。南美洲板块在构造边缘发生岩浆作用的同时,混合的碎屑岩和碳酸盐岩形成沉积互层。埃迪卡拉生物群主要发现于滨海砂岩中,广泛分布于潘诺提大陆南缘和北缘的浅海与低地中。

  • 震旦纪烃源岩主要分布在潘诺提大陆北部的被动陆缘盆地和克拉通盆地(如扬子陆块上的四川盆地,西伯利亚板块上的通古斯和拜基特盆地,劳伦大陆北缘的二叠盆地、丹佛盆地和艾伯塔盆地)、南部的被动陆缘盆地(如波罗的板块上的莫斯科盆地和伏尔加-乌拉尔盆地等),内陆的克拉通内盆地(澳大利亚、巴西、阿拉伯和印度)也有部分烃源岩(震旦纪全球烃源岩分布图)。这些盆地均处于南半球30°附近,气候湿热,有利于海相有机物的繁殖和保存(Weaver et al.,2006)。


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