地史学9前寒武纪的地史
合集下载
第五章(前寒武)
二、太古宙常见的岩石类型及地史研究方法
一）常见岩石类型 1、高级变质岩区（High－grade region） 以变质岩程度较深的麻粒岩，各类片麻岩及变粒岩 为主要特征，为高温高压环境下的产物，原岩由两 大岩类组成，深成花岗岩类和云英闪长岩为一类， 层状岩石，层状火山岩和常见岩为一类。 2、低级变质岩区（Low－grade region）（绿岩带 Green stonebelt）
大多数地质学家支持第一种意见。
太古宙的生物证据： 1、氨基酸：脂肪酸为早期生命物质； 2、叠层石：由沉积作用和兰绿藻共同组成； 3、炭质体：包括球形，丝状和杆状体。
太古宙经历了由原始生命的出现（脂肪、蛋白质，无细胞 结构的原生体）到原始单细胞生物出现的漫长演化历史， 以原始单细胞生物（原核生物，无核、核模一类生物的总 称）为特征。
华北地区沉积变质 区晚太古代沉积的分布 及特征
可分为北、中和南三个 带 北带：宁夏一内蒙一冀 西北、冀东一辽宁一线。 中带：五台一太行、吕 梁山、豫北、胶东等地。 南带：化北地台南缘 （陕东：潼关、临潼的 小秦岭：太华群）。 上述三个地层特征与五 台一太行地区相似。
1、内生岩浆岩型地壳 2、外生沉积变质型地壳 3、推测内生岩浆岩型地壳 4、推测外生沉积变质型 5、主要大断裂
以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，可见残留的原始常见结 构和构造，为低温低压环境下的产物。
花岗－绿岩区：由率岩带与花岗质围岩共同组成。 TTG岩：两种变质区的侵入岩主要由云英闪长岩（tobdite）， 奥长花岗岩（trondjenite）及花岗岩（grarodranite）组成， 简称TTG岩。 该岩石构成了太古宙基底的主体，也是地球上已知最古老的 低密度陆壳，直接漂浮在地帽之上，成为太古宙地壳结构的 显著特征。
地史总结(“形成”相关文档)共9张
从三叠纪❖开始石，海油生无、脊天椎动然物有气大量和更油替现页象。岩
❖ 金属矿产
印支运动以后，中国大部分地区处于大陆环境，由于燕山运动影响。 印支运动期以后，中国和亚洲的主要部分已全部固结，欧亚古大陆主体最终形成。 早元古代中期的构造运动，在中国称五台运动； 印支运动期以后，中国和亚洲的主要部分已全部固结，欧亚古大陆主体最终形成。 这个金属成矿带是太平洋板块向大陆板块俯冲消融导致岩浆和火山活动的必然产物。 植物对于环境是十分“敏感”的，性喜湿热的蕨类植物由于不大适应海西运动之后干湿冷热多变的大陆环境，逐渐趋向衰退； 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。 而更能适应各种环境的以种子繁殖的裸子植物，从晚三叠世初露头角，到中生代更加迅速地发展起来了。 3、岩石变质很深 苏铁、银杏、松柏等类是最主要的代表植物。 元古宙从原核生物发展到真核生物。 中生代是生物界大变革的时代，无论是古植物或古动物，其演化均进入一个新阶段。 元古宙主要为赤铁矿、锰矿，震旦纪主要形成铁、锰、磷、盐类等矿产。 在印支和燕山期，因联合古大陆的分裂解体以及特提海的扩大，曾引起侏罗纪特别是白垩纪的巨大规模的海侵。 2、中生代全球大地构造和古地演化 中生代是构造运动剧烈而频繁的时代，是岩石圈板块发展演化趋势向于形成近代构架模式的时代，也是岩石圈板块从联合又走向分裂、漂移、逐步 完成近代海陆分布格局的时代。
1、中生代生物界的新发展
中生代是生物界大变革的时代，无论是古植物或古动物，其演化均进入一个新阶段。
（1）、裸子植物时代
植物对于环境是十分“敏感”的，性喜湿热的蕨类植物由于不大适应海西运动之后干湿 冷热多变的大陆环境，逐渐趋向衰退；而更能适应各种环境的以种子繁殖的裸子植物，从晚 三叠世初露头角，到中生代更加迅速地发展起来了。因此，中生代又称裸子植物时代。苏铁、 银杏、松柏等类是最主要的代表植物。
❖ 金属矿产
印支运动以后，中国大部分地区处于大陆环境，由于燕山运动影响。 印支运动期以后，中国和亚洲的主要部分已全部固结，欧亚古大陆主体最终形成。 早元古代中期的构造运动，在中国称五台运动； 印支运动期以后，中国和亚洲的主要部分已全部固结，欧亚古大陆主体最终形成。 这个金属成矿带是太平洋板块向大陆板块俯冲消融导致岩浆和火山活动的必然产物。 植物对于环境是十分“敏感”的，性喜湿热的蕨类植物由于不大适应海西运动之后干湿冷热多变的大陆环境，逐渐趋向衰退； 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。 而更能适应各种环境的以种子繁殖的裸子植物，从晚三叠世初露头角，到中生代更加迅速地发展起来了。 3、岩石变质很深 苏铁、银杏、松柏等类是最主要的代表植物。 元古宙从原核生物发展到真核生物。 中生代是生物界大变革的时代，无论是古植物或古动物，其演化均进入一个新阶段。 元古宙主要为赤铁矿、锰矿，震旦纪主要形成铁、锰、磷、盐类等矿产。 在印支和燕山期，因联合古大陆的分裂解体以及特提海的扩大，曾引起侏罗纪特别是白垩纪的巨大规模的海侵。 2、中生代全球大地构造和古地演化 中生代是构造运动剧烈而频繁的时代，是岩石圈板块发展演化趋势向于形成近代构架模式的时代，也是岩石圈板块从联合又走向分裂、漂移、逐步 完成近代海陆分布格局的时代。
1、中生代生物界的新发展
中生代是生物界大变革的时代，无论是古植物或古动物，其演化均进入一个新阶段。
（1）、裸子植物时代
植物对于环境是十分“敏感”的，性喜湿热的蕨类植物由于不大适应海西运动之后干湿 冷热多变的大陆环境，逐渐趋向衰退；而更能适应各种环境的以种子繁殖的裸子植物，从晚 三叠世初露头角，到中生代更加迅速地发展起来了。因此，中生代又称裸子植物时代。苏铁、 银杏、松柏等类是最主要的代表植物。
古生物地质学课件 第二篇地球早期史及前寒武地史
（1）距今46亿年至38亿年左右的天文演化阶段； （2）距今38亿年至5.43亿年的前寒武纪时期； （3）距今5.43亿年至现在的显生宙时期。 前寒武纪时期，通过陆核、原地台和地台不同阶段 形成古板块.
古生物学与地层学
二、前寒武地质时代的划分
543
新太古代 中太古代 古太古代 始太古代
新太古代 2800 中太古代 3200 古太古代 3600 始太古代
古生物学与地层学
二、扬子板块的形成史
扬子板块的基底没有出露，通过盆地周边出露的基底推 测扬子地区的核部存在新太古代—古元古代的变质基底， 它形成了扬子板块雏形。
中、新元古代，扬子板块上发育着似盖层沉积，主要碳 酸盐岩、碎屑岩及火山沉积。
扬子板块边缘中、新元古代多以火山活动类型的火山岩 和深海沉积为主。 新元古代后期的晋宁运动，古扬子板块西侧、东南缘及 下扬子地区板块增生，与扬子板块一起构成稳定区，从而 形成了稳定的扬子大陆板块。
南非巴伯顿绿岩带燧石（20亿年）中发现微古植物 与叠层石。
古生物学与地层学
一、微古植物
菌、藻类、植物微孢子及残体的总称。 太古宙原始单细胞菌、藻类植物化石； 元古宙藻类繁盛。
二、叠层石
太古宙和元古宙发育与蓝藻生命活动有关的生物沉积 体——叠层石。
古生物学与地层学
原核生物（35亿年）→真核生物（20亿年） 。菌、藻、叠层石及微古植物。
（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。
古生物学与地层学
古生物学与地层学
一、扬子板块及其边缘南华——震旦纪古地理特征 扬子板块经晋宁运动形成后，南华——震旦系稳定盖层沉积 范围扩大，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。形成活动类型的沉积。 二、华北板块及其边缘南华——震旦纪古地理特征
前寒武纪
第十四章前寒武纪一、前寒武纪概述二、中国的前寒武系三、中国的南华系和震旦系四、前寒武纪重大地质事件五、前寒武纪的主要矿产第一节前寒武纪概述一、前寒武纪地质年代划分和特征地球年龄约为46亿年发现最古老的沉积变质岩层为37.5亿年，为格陵兰岛的伊苏阿（Isua）群显生宙第一个地史年代为寒武纪，始于5.43亿年距今5.43亿年以前的地质时代，统称前寒武纪，相应年代的地层统称为前寒武系前寒武纪特征▪时限长（46¡ª5.4亿年）▪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），岩浆活动发育。
▪构造变形复杂（原始地壳薄、刚性差、热流值大，易塑性变形，且经历多次构造变动）。
▪生物化石少▪酸性和还原大气圈和水圈▪矿产丰富（Fe、Al、U）二、前寒武系的划分和对比方法▪前寒武系：前寒武纪时期形成的地层。
▪一般由变质岩系构成，经历多次构造运动和岩浆活动。
▪由于原岩变质深、化石少，应用古生物学方法受限，没能建立世界统一的地质年代表。
▪前寒武系地层划分和对比方法1、构造¡ª岩浆旋回法：地层间不整合、大规模岩浆侵入及区域变质作用。
2、同位素年龄测定法：定量。
3、沉积建造（标志层）：利用特殊的岩石类型和沉积建造划分和对比地层。
如我国北方¡°鞍山式铁矿¡±的条带状含铁建造，分布于世界多地南华系上统的冰碛层等。
4、变质作用：岩石越老，经历的构造变动越多，变质越深；岩石越新，变质越浅甚至不变质。
三、前寒武纪生物界演化1、原始菌、藻类生物的发展▪形态简单、无真正的细胞核，为原核生物。
▪最老的化石：微小的球状、丝状体，发现与南非老于30亿年的无花果树群。
2、真核细胞生物的出现▪最早的真核生物见于13.5亿年北美贝克泉组。
▪我国华北13¡ª12亿年雾迷山组发现绿藻化石。
叠层石：由蓝藻、细菌及其生命活动的遗迹共同构成的一种生物沉积结构。
地质学知识：前寒武纪地质演化的研究及其地球学意义
地质学知识：前寒武纪地质演化的研究及其地球学意义地球的历史可以通过地质演化来了解，前寒武纪作为地球史上最古老的时期，其地质演化过程尤为重要。
前寒武纪时期（46亿到6.4亿年前），地球经历了无数次地球极移动、超大陆的形成与破裂、大型火山喷发、深海沉积和生物演化等事件。
本文将重点阐述前寒武纪地质演化的研究及其地球学意义。
一、前寒武纪的地质演化1.大陆形成与破裂前寒武纪时期，地球上表层的构造呈现为一个大的超级大陆——罗迪尼亚大陆（Rodinia）。
罗迪尼亚大陆的出现是由于来自地幔的热液、重塑和地球内部火山喷发所引起的。
但罗迪尼亚大陆并非永恒存在，它后来分裂成几个不同的陆块，其中之一是古元古代的李文斯托尼亚（Laurentia），今天的北美洲。
这一大陆破裂的过程中，地幔中的岩浆和新的地壳从地震带中涌出，逐渐将原来的大陆撑开成为现代世界地图上的各大陆。
2.岩浆与火山活动前寒武纪的地球上温度高，活动性强，火山活动也异常旺盛。
超级大陆罗迪尼亚的形成和破裂，以及其附近火山活动，带来了极大的岩浆喷发和熔岩喷涌。
比如在加拿大魁北克省，就保存有大规模火山活动的沉积岩层，记载了前寒武纪时期的火山活动史。
这些火山国家水利部分出现甚至可以遮盖住整个北美洲。
3.生物演化在前寒武纪时期，生命的起源仍然是一个谜。
不过，无脊椎动物和单细胞有机体已经出现并在海洋中繁殖。
尤其是化石记录表明，有着显著多样性的底栖生物开始在前寒武纪早期出现。
他们的摇蚊尿素越来越有机体结构的复杂和多才多艺的适应性，也成为了前寒武纪生物演化的一大特色。
二、前寒武纪地质演化的地球学意义前寒武纪的地质演化和地球形成过程为今日的地球提供了宝贵的信息，特别是对于人类对地球演化、地质构造及其环境演化历史的探究具有重要的意义。
1.揭示地球演化的历程前寒武纪作为地球史上最古老的时期之一，它的地质演化过程对于揭示地球的演化历程具有重要的意义。
通过对前寒武纪地质演化过程的研究，可以了解地球是如何从一个初始状态发展为今天的形态的，透过前寒武纪的变迁了解地球发展的基本历程和演化的特点。
前寒武纪地史学-朱茂炎
全球界线层型剖面和点位 (GSSP, Global Boundary Stratotype Section and Point)
前寒武纪地质年代划分
GSSP
GSSA
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
现代地球：动物为主导的生态系统
青年地球：冷的、含氧的地球
原始地球：热的、缺氧的地球 内部划分稳定地壳形成的阶段性
高精度同位素年代学的实验分析技术
锆石
Radiometric isotopic geochronology
Erwin, 2006
前寒武纪地球历史
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
II
前寒武纪地球历史特征
以微生物为主导的 前寒武纪地球-生命系统
以动物为主导的 现代地球-生命系统
87% 地球历史时间
早期地球
蓝色地球
前寒武纪（隐生宙）
Precambrian (Cryptozoic)
显生宙
5.4亿
Phanerozoic
46亿
前寒武纪地质的特殊性
<20% 地表出露岩石 岩浆岩与变质岩为主 变质、变形 几乎没有地层标准化石
前寒武纪地球历史: Introduction
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法
前寒武纪地质年代划分
GSSP
GSSA
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
现代地球：动物为主导的生态系统
青年地球：冷的、含氧的地球
原始地球：热的、缺氧的地球 内部划分稳定地壳形成的阶段性
高精度同位素年代学的实验分析技术
锆石
Radiometric isotopic geochronology
Erwin, 2006
前寒武纪地球历史
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
II
前寒武纪地球历史特征
以微生物为主导的 前寒武纪地球-生命系统
以动物为主导的 现代地球-生命系统
87% 地球历史时间
早期地球
蓝色地球
前寒武纪（隐生宙）
Precambrian (Cryptozoic)
显生宙
5.4亿
Phanerozoic
46亿
前寒武纪地质的特殊性
<20% 地表出露岩石 岩浆岩与变质岩为主 变质、变形 几乎没有地层标准化石
前寒武纪地球历史: Introduction
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法
前寒武纪-
中带：吕梁山、太行山和鲁西地区。
太行山地区分阜平群和龙泉关群，二者呈不整合接触，称阜平运动 〔与此相当的有建屏运动、鞍山运动、嵩阳运动、铁堡运动等〕，是 我国最早的一次构造运动。鲁西称泰山群，以黑云母片麻岩、角闪片 麻岩、角闪岩及变粒岩等为主。
南带：关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区，分称太华群、登封群、 大别群等。
11.前寒武纪(太古宙、元古宙)
前寒武纪又称前古生代。
指寒武纪或古生代以前，即距今5.7亿年以前的 地质时代。这一时期形成的地层称前寒武系。
地球年龄为46亿年，约从40亿年前进入地质阶 段，前寒武纪时距约34亿年，占地质历史85％ 的时间。
1977年，国际上将前寒武纪划分为太古宙和元 古宙，界限放在25亿年，太古宙下限为38亿年。 1989年之后，国际上对元古宙进展三分。
华北古陆太古宙陆核分布示意图
11.1.3 太古宙地层的重要矿产
太古宙地层中以铁矿具有世界性的普遍意义。
鞍山的鞍山群中含磁铁石英岩，品位较低，层位稳定， 储量大，常构成大型及特大型铁矿床——鞍山式铁矿。 此外，本溪、密云、冀东迁西、吕梁等大铁矿，均产 于太古宙地层中。
国外：苏必利尔湖铁矿、圭亚那铁矿、瑞典的基隆纳 铁矿、澳大利亚西部铁矿、南非和印度的铁矿等，都 产于太古宙地层。为沉积变质铁矿，占世界铁矿总储 量的60％。
由陆核到原地台和古地台
在太古宙晚期的阜平运动，形成了陆核。早元古代中期的构造运动， 中国称五台运动；早元古代晚期的构造运动，中国称吕梁运动等， 使陆核进一步扩大，形成了原地台和古地台。
古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别
下元古界〔Pt1〕和上太古界〔Ar2〕共同构成地台基底。到了中、 新元古代，形成地台盖层。因此，中元古界〔Pt2〕特别是上元古界 〔Pt3〕震旦系〔Z〕属于盖层沉积。
太行山地区分阜平群和龙泉关群，二者呈不整合接触，称阜平运动 〔与此相当的有建屏运动、鞍山运动、嵩阳运动、铁堡运动等〕，是 我国最早的一次构造运动。鲁西称泰山群，以黑云母片麻岩、角闪片 麻岩、角闪岩及变粒岩等为主。
南带：关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区，分称太华群、登封群、 大别群等。
11.前寒武纪(太古宙、元古宙)
前寒武纪又称前古生代。
指寒武纪或古生代以前，即距今5.7亿年以前的 地质时代。这一时期形成的地层称前寒武系。
地球年龄为46亿年，约从40亿年前进入地质阶 段，前寒武纪时距约34亿年，占地质历史85％ 的时间。
1977年，国际上将前寒武纪划分为太古宙和元 古宙，界限放在25亿年，太古宙下限为38亿年。 1989年之后，国际上对元古宙进展三分。
华北古陆太古宙陆核分布示意图
11.1.3 太古宙地层的重要矿产
太古宙地层中以铁矿具有世界性的普遍意义。
鞍山的鞍山群中含磁铁石英岩，品位较低，层位稳定， 储量大，常构成大型及特大型铁矿床——鞍山式铁矿。 此外，本溪、密云、冀东迁西、吕梁等大铁矿，均产 于太古宙地层中。
国外：苏必利尔湖铁矿、圭亚那铁矿、瑞典的基隆纳 铁矿、澳大利亚西部铁矿、南非和印度的铁矿等，都 产于太古宙地层。为沉积变质铁矿，占世界铁矿总储 量的60％。
由陆核到原地台和古地台
在太古宙晚期的阜平运动，形成了陆核。早元古代中期的构造运动， 中国称五台运动；早元古代晚期的构造运动，中国称吕梁运动等， 使陆核进一步扩大，形成了原地台和古地台。
古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别
下元古界〔Pt1〕和上太古界〔Ar2〕共同构成地台基底。到了中、 新元古代，形成地台盖层。因此，中元古界〔Pt2〕特别是上元古界 〔Pt3〕震旦系〔Z〕属于盖层沉积。
第五章 中国古大陆的形成及前寒武纪地史
第一节 中国前寒武纪生物面貌 第二节 中国古大陆的形成 第三节 中国南华纪和震旦纪的 地层、 地层、古地理和古构造 第四节 前寒武纪的矿产资源
第一节 中国前寒武纪生物面貌 一、微古植物
是菌、藻类、植物微孢子及残体的总称。 是菌、藻类、植物微孢子及残体的总称。
主要指单细胞或多细胞藻类 有机体，我国主要发育于Pt 有机体，我国主要发育于Pt2-3
第一节 中国前寒武纪生物面貌 第二节 中国古大陆的形成 第三节 中国南华纪和震旦纪的 地层、 地层、古地理和古构造 第四节 前寒武纪的矿产资源
第二节 中国古大陆的形成
一、华北板块的形成史 二、华南板块的形成史 三、其它板块的形成史
第二节 中国古大陆的形成
一.华北板块的形成史
太古宙陆核 陆核的形成 （一）太古宙陆核的形成 古元古代原地台 原地台形成期 （二）古元古代原地台形成期 中新元古代似盖层和盖层 （三）中新元古代似盖层和盖层 形成期
Hale Waihona Puke 第一节 中国前寒武纪生物面貌 古球菌(Archaeosphaeroides) 古球菌
• • • 生存年代：超过 亿年前 生存年代：超过30亿年前 生存地点： 生存地点：南非 物种种类：古代球形的 物种种类：
第一节 中国前寒武纪生物面貌
元古宙古生物景观
第一节 中国前寒武纪生物面貌 二、叠层石
前寒武纪化石
斯普里格蠕虫(Spriggina) 斯普里格蠕虫
体长 : 7.5厘米 厘米 亿年至5.7亿年前 生存年代 6亿年至 亿年前 亿年至 生存地点 澳大利亚、非洲、俄罗斯 澳大利亚、非洲、 名称含义 以澳大利亚古生物学家斯普里格 的名字命名 头部呈新月形的蠕虫状动物。没有人知道 头部呈新月形的蠕虫状动物。 它是直立在海底还是像蠕虫一样爬行。 它是直立在海底还是像蠕虫一样爬行。
地史学-前寒武纪
2）華北太古宙時期的重要地質事件：
變質熱事件：華北地區的太古宇在太古宙時期經歷了三 次次重要的熱變質事件。
第一期發生在>30億年之前； 第二次發生在30-25億年； 第三次發生在25-24億年期間。
岩漿作用：與變質熱事件相伴隨的有三次岩漿侵入活動。 構造運動：遷西運動、阜平運動和五臺運動。
2前寒武紀的生物演化事件和化石記錄
1) 原核細胞生物的出現和微生物生態系統的建立：
最早的化石記錄表明原核生物在35億年前就已存在 於地球之上，但是它們何時開始出現還不清楚。微生物 生態系統在太古宙時期已經建立。
澳大利亞Pilbara地盾Warrawoona群（35億年）: 碳酸鹽岩中的疊層
石和黑色燧石中的絲狀-鏈狀微體化石(細胞)----?藍菌類 南非Fig Tree群（31億年）：
艾迪卡拉動物群復原圖
其他早期的後生動物化石記錄—Dawn of the animal
動物胚胎化石(Xiao et al., 1998, Nature)
薄片中的海綿骨針化石(Li & Chen, 1998, Nature)
薄片中的刺細胞動物胚胎和幼蟲 (Chen et al., 2000, PNAS)
殼的動物軟體印模。類似的、大體同時期的軟體印模化石後來在 世界其他地方也有發現。
艾迪卡拉動物群代表了前寒武紀最後一次大的生物輻射演化。
.
科學家依據分子鐘，認為原口和後口動物的分異可能早在 10~13億年前就發生了。也有人根據基因分析推斷後生動物的門 類分異發生在6 .7億年前。
貴州翁安動物群胚胎化石的發現，表明後生動物很可能在 6 億年前已經存在，在翁安動物群可能還存在海綿動物。
後生動物--艾迪卡拉動物群
艾迪卡拉動物群中的部分動 物印痕化石
第3节 前寒武纪地史
宙
元 古 宙
代 新 元 古 代
中 元 古 代 古 元 古 代
纪
界线年龄（亿年） 8亿年 10亿年 18亿年
划分依据 （ ）
（
）
太 古 宙
25亿年 30亿年 38亿年
（
）
二、前寒武的生物特征 前寒武的生物界还处在孕育发展阶 仅有原始的低等生物，化石稀少， 段，仅有原始的低等生物，化石稀少， 加上前寒武的地层普遍遭受多次构造运 动及变质作用，化石难以保存， 动及变质作用，化石难以保存，这对研 究前寒武的生物特征带来了较大困难。 究前寒武的生物特征带来了较大困难。
前寒武纪是地壳发展过程中最古老的地 前寒武纪是地壳发展过程中最古老的地 质历史时代,也是地球上生命开始形成和发展 质历史时代 也是地球上生命开始形成和发展 的初期阶段。因此， 的初期阶段。因此，它的研究对探索地球的 形成过程、演变规律以及生命起源、 形成过程、演变规律以及生命起源、演化规 律具有重要的意义。 律具有重要的意义。 另外，前寒武纪地层产有丰富的铁、 另外，前寒武纪地层产有丰富的铁、铜、 铀等矿产。 金、钴、锰、镍、铀等矿产。
前寒武纪地壳演变
——地质学基础 地质学基础
地球演变的因素，总的来说， 地球演变的因素，总的来说，不外乎内外两 个方面。 个方面。 外部因素就是在地球外部的大气圈、水圈、 外部因素就是在地球外部的大气圈、水圈、 生物圈里的作用力， 生物圈里的作用力，它所引起的地质作用就是风 剥蚀、沉积等作用。它的主要能源是太阳能、 化、剥蚀、沉积等作用。它的主要能源是太阳能、 地球的重力。另外还有太阳、 地球的重力。另外还有太阳、月亮对地球的引潮 以及地球时期历史中的陨石冲击作用等。 力，以及地球时期历史中的陨石冲击作用等。 内部因素主要有两个方面： 内部因素主要有两个方面：一是蕴藏在地球 内部的放射性元素衰变产生的热； 内部的放射性元素衰变产生的热；一是由重力能 转变而来的能。 转变而来的能。 内外两方面的因素相互依存，又相互矛盾， 内外两方面的因素相互依存，又相互矛盾， 共同决定着地球表层 地球内部的物质运动 地球表层和 的物质运动。 共同决定着地球表层和地球内部的物质运动。
前寒武纪
前寒武纪
自地球诞生到6亿年前的时间
01
03 各时期
目录
02 生命
前寒武纪是自地球诞生到6亿年前的这段时间。尽管早在30多亿年前生物就已经出现，但其进化却长期停滞 在很低级的阶段，主要是些低等的菌藻类植物，它们留下的化石说明的情况不多，而且保存这些化石的岩层又太 多经过不同程度的变质，更使得地球的早期历史不易被了解，所以才被划入“隐生宙”。
寒武纪的开始，标志着地球进入了生物大繁荣的新阶段。而在寒武纪之前，地球早已经形成了，只是在漫长 的几十亿年中一片死寂，那时地球上还没有出现门类众多的生物。这样，科学家们便把寒武纪之前这一段漫长而 缺少生命的时间称作前寒武纪。
前寒武纪（Precambrian）是地质年代中，对于显生宙之前数个宙（Eon）所使用的非正式名称，原本正式的 名称是隐生宙（Cryptozoic eon，其后来被拆分成冥古宙、太古宙与元古宙三个时代）。1930年，G.H.查德威 克将地史时期划分为两个阶段——寒武纪以前称为隐生宙，寒武纪迄今称为显生宙——作为地质年代的最高级单 位，其相应地层分别称为隐生宇和显生宇。由于在隐生宇即前寒武系上部不断发现软躯体动物化石，使其部分地 层的划分具备了古生物的依据，而且所谓“隐生”，已逐渐不符合实际情况。1977年，国际地层委员会前寒武纪 地层分会在开普敦第四次会议上，将前寒武纪分为太古宙和元古宙，其界线放在25亿年前，而隐生宙及显生宙这 两个年代地质单位和年代地层单位，已逐渐弃而不用。
各时期
元古代（元古宙）
太古代（太古宙）
震旦纪
太古代离我们久远，其时限约从38亿年至26亿年前，长达12亿年。太古代是具有明确地史记录的最初阶段。 这漫长的12亿年是地球形成后的初始期，地表到处形成童山和荒漠，由于年代久远，确实很难寻觅到化石，人们 对这一时期的生命活动了解得很少。但20世纪后半期，科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获，在变质 程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石，这是微生物和藻类活动的产物。此外，人们在这些古老的岩层中还分 析出大量的有机化合物（如呋喃、甲醇、乙醛等）和环状化合物如（苯，羟基苯）。在南非的一套古老沉积岩中， 科学家们借助先进的精密观测仪器，发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石，这些微体化石一般为椭 圆形，具有平滑的有机质膜，这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石，也是在太古代地层中发现的最有 说服力的生物证据。从生物界看，这是原始生命出现及生物演化的初级阶段，当时只有数量不多的原核生物，他 们只留下了极少的化石记录。从非生物界看，太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、 岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期；也是一个硅铝质地壳形 成并不断增长的时期，又是一个重要的成矿时期。
自地球诞生到6亿年前的时间
01
03 各时期
目录
02 生命
前寒武纪是自地球诞生到6亿年前的这段时间。尽管早在30多亿年前生物就已经出现，但其进化却长期停滞 在很低级的阶段，主要是些低等的菌藻类植物，它们留下的化石说明的情况不多，而且保存这些化石的岩层又太 多经过不同程度的变质，更使得地球的早期历史不易被了解，所以才被划入“隐生宙”。
寒武纪的开始，标志着地球进入了生物大繁荣的新阶段。而在寒武纪之前，地球早已经形成了，只是在漫长 的几十亿年中一片死寂，那时地球上还没有出现门类众多的生物。这样，科学家们便把寒武纪之前这一段漫长而 缺少生命的时间称作前寒武纪。
前寒武纪（Precambrian）是地质年代中，对于显生宙之前数个宙（Eon）所使用的非正式名称，原本正式的 名称是隐生宙（Cryptozoic eon，其后来被拆分成冥古宙、太古宙与元古宙三个时代）。1930年，G.H.查德威 克将地史时期划分为两个阶段——寒武纪以前称为隐生宙，寒武纪迄今称为显生宙——作为地质年代的最高级单 位，其相应地层分别称为隐生宇和显生宇。由于在隐生宇即前寒武系上部不断发现软躯体动物化石，使其部分地 层的划分具备了古生物的依据，而且所谓“隐生”，已逐渐不符合实际情况。1977年，国际地层委员会前寒武纪 地层分会在开普敦第四次会议上，将前寒武纪分为太古宙和元古宙，其界线放在25亿年前，而隐生宙及显生宙这 两个年代地质单位和年代地层单位，已逐渐弃而不用。
各时期
元古代（元古宙）
太古代（太古宙）
震旦纪
太古代离我们久远，其时限约从38亿年至26亿年前，长达12亿年。太古代是具有明确地史记录的最初阶段。 这漫长的12亿年是地球形成后的初始期，地表到处形成童山和荒漠，由于年代久远，确实很难寻觅到化石，人们 对这一时期的生命活动了解得很少。但20世纪后半期，科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获，在变质 程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石，这是微生物和藻类活动的产物。此外，人们在这些古老的岩层中还分 析出大量的有机化合物（如呋喃、甲醇、乙醛等）和环状化合物如（苯，羟基苯）。在南非的一套古老沉积岩中， 科学家们借助先进的精密观测仪器，发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石，这些微体化石一般为椭 圆形，具有平滑的有机质膜，这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石，也是在太古代地层中发现的最有 说服力的生物证据。从生物界看，这是原始生命出现及生物演化的初级阶段，当时只有数量不多的原核生物，他 们只留下了极少的化石记录。从非生物界看，太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、 岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期；也是一个硅铝质地壳形 成并不断增长的时期，又是一个重要的成矿时期。
地质历史时期的主要特征
中生代
▪ 中生代构造运动对中国古地理格局的影响
➢ 印支运动后，中国和亚洲大部分地区处于大陆环 境，欧亚古大陆主体最终形成，新形成的古昆仑 山、古秦岭横贯大陆东西，对于分隔南北古气候 产生一定影响。
➢ 燕山运动则使中国东部地区大兴安岭-太行山-武陵 山一线东西两侧显示出明显的差异现象，西部为 大型稳定内陆盆地，如北方的鄂尔多斯盆地（亦 称陕甘宁盆地）和川鄂盆地，东部则属于环太平 洋强烈的地壳构造运动和岩浆活动带。
教学ppt
27
教学ppt
28
教学ppt
29
新生代
▪ 第四纪的地史特征
第四纪是地史发展的最新阶段，也是生物界发 展的最新阶段，现代海陆分布及地貌形势已经形 成，但新构造运动仍很强烈，气候变化和气候波 动仍很频繁，周期性地出现过冰川活动，堆积了 引人注目的大面积黄土。人类出现是地史上一个 重要生物事件。
➢第四纪冰期来临的时候，地球的年平均气温曾经比现
在低10℃～15℃，全球有１/３以上的大陆为冰雪覆盖，
冰川面积达5200万平方公里，冰厚平均1000米左右，
海平面下降130米教。学ppt
33
新生代
▪ 第四纪的重要事件之一：第四纪大冰期
➢第四纪冰川的影响：第四纪海平面变化
如在更新世华北沿海地区有5次明显海侵，长 江三角洲地区有6-7次。大约距今6000年时， 海平面回升到现在位置。
➢ 脊椎动物界：被称为爬行动物时代；出现鸟类；晚 三叠世还出现从爬行动物到哺乳动物的过渡类型。
➢ 无脊椎动物：被称为菊石时代。与其伴生的还有各 种昆虫、淡水轮藻等。
➢ 恐龙灭绝是中生代最突出的生物事件。
教学ppt
22
中生代
▪ 中生代构造运动和古地理演化
前寒武(总述)-1
46
40 Ar
25 Pt
5.4
0.65 2.5
Hadean
Pz Mz
3
4
前寒武纪主要特点
1. 时限长(Long duration)—— 46~5.42亿年。 2. 地层普遍变质，岩浆活动发育(Wide metamorphism & magmatism)——麻粒岩相、角闪岩相、
绿片岩相，一般越老变质程度越深。
5
地球的起源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Big Bang & Earth formation
宇宙诞生10-44秒之后便急速展开,10-34厘米的超微宇 宙在仅仅10-34秒之内迅速膨胀了10100倍,称为暴胀 (inflation）。实际上提出了一个“从无到有”的宇宙起 源模式，对于传统的“无始无终”宇宙观是一个冲击！
6
地球的起源
据天体化学和同位素的宇宙和太阳系年龄 数据： ①宇宙和银河系年龄(宇宙年龄是指大爆炸 至今所经历的时间，它是宇宙无限空间和无限 时间中的一个相对有限的时间概念)。通过天文 学实际观察、数学计算和现代宇宙学模型的探 索，一般认为空间和时间是无限的，银河系年 龄为110-180亿年。
7
地球的起源
②太阳系的年龄: 太阳系内的陨石是从太阳 星云中凝聚而成的，年龄为45-46亿年。月球上 最古老月岩的年龄也是44-46亿年，地球上最古 老的矿物年龄为40-43亿年(最肯定的变质岩为38 亿年,)，通过地壳中铅比率的计算推论地球年龄 是46亿年。 进一步推测，太阳系各类天体在45-46亿年 前已经形成。
10
The natural satellite of Earth-The moon
地球早期史
11
前寒武纪地球环境变化的记录与解释
前寒武纪地球环境变化的记录与解释前寒武纪是地球历史上非常重要的一个时期，它发生在大约6.4亿年前到5.44亿年前，这个时期的地球环境变化对地球的进化产生了深远的影响。
通过对化石、岩石和地质记录的研究，科学家们逐渐揭示了前寒武纪的地球环境变化，并提出了一些解释。
在前寒武纪，地球上的生命形式非常简单，主要是微生物和一些简单的多细胞生物。
人们发现，前寒武纪地层中存在大量的微生物痕迹化石，这表明微生物在这个时期在地球上占据了重要地位。
这可能是因为前寒武纪的地球环境相对较为稳定和单一，提供了适合微生物生活的条件。
不过，前寒武纪的地球环境并不是一成不变的。
研究发现，这个时期地壳的构造和大气的组成发生了一些变化，对地球环境产生了影响。
例如，地球表面的大陆板块在前寒武纪时期相对稳定，没有像后来那样频繁的断裂运动。
这也导致了气候较为稳定，没有剧烈的气候变化。
此外，前寒武纪的大气中二氧化碳的含量较高，这可能是由于地壳活动和火山活动导致大量的二氧化碳释放到大气中。
随着科技的发展，科学家们还发现，前寒武纪地球环境变化与生物进化之间存在密切的关系。
例如，通过对寒武纪地层中动物化石的研究，发现动物的多样性和复杂性在前寒武纪时期急剧增加。
这与前寒武纪地球环境的变化有关，特别是海洋环境的变化。
科学家们认为，前寒武纪的地球环境变化为动物进化提供了适应和发展的机会，使得生物多样性得以迅速增加。
然而，前寒武纪地球环境变化的具体原因和机制还存在一些争议。
有些学者认为，前寒武纪地球环境的变化可能与行星级的事件有关，例如陨石撞击和行星磁场的变化。
这些事件可能会对地球的气候和地壳构造产生影响，进而导致地球环境的变化。
但是，这些假设目前还没有得到充分的证据支持，需要进一步的研究来验证。
总的来说，前寒武纪地球环境变化的记录和解释是一个复杂而有挑战性的课题。
通过对化石、岩石和地质记录的分析，科学家们逐渐揭示了前寒武纪地球环境的一些变化，并提出了一些解释。
前寒武纪的地史概况(精)
前寒武纪的地史
1 前寒武纪的划分和特征 2 地球圈层的起源和演化 3 前寒武纪生物界 4 中国主要古大陆形成史 5 中国震旦纪古地理和古构造
1 前寒武纪的划分和特征
1.1 前寒武纪的
伊迪卡拉纪
新
中
古
新 中
古
始
2004年
1.2前寒武纪的特征
Chen JY, et al, Science, 9 July, 2004, 305:218-222
寒武纪大爆发
Precambrian distributions
Chinese Precambrian geological map
4 中国主要古大陆形成史
4.1 华北板块的形成史 4.2 扬子板块的形成史 4.3 其它板块的形成史
由于原地台的形成，地壳刚性增加，早期出 现边界明确的裂陷槽-裂谷盆地，Pt2-3即分 布于这些裂陷槽中
芹峪抬升后，华北地区进入稳定的板块发展阶段
Arkose with ripples, Pt2, 王屋山
Pt2t/Pt2h/Pt2w, Beijing
Dolomite, Pt2w, Beijing
地球的起源与演化
天文演化 地质演化 4600 Ma
46亿年前太阳星 云中分化形成原始 地球，温度较低， 轻重元素浑然一体， 尚无圈层分异 原始地球一旦形 成，有利于吸集更 多星子使体积和重 量迅速增加，同时 因重力分异、放射 性元素蜕变和星体 撞击而增温 原始地球内部达 到熔融状态时，亲 铁元素比重大而下 沉形成铁镍地核， 亲石元素上浮组成 地幔和原始地壳。 更轻的液态和气态 成分，通过火山喷 发溢出地表形成原 始大气圈、水圈 地球初始圈层分 异的时间约在42亿 年前
生物是如何起源的?
1 前寒武纪的划分和特征 2 地球圈层的起源和演化 3 前寒武纪生物界 4 中国主要古大陆形成史 5 中国震旦纪古地理和古构造
1 前寒武纪的划分和特征
1.1 前寒武纪的
伊迪卡拉纪
新
中
古
新 中
古
始
2004年
1.2前寒武纪的特征
Chen JY, et al, Science, 9 July, 2004, 305:218-222
寒武纪大爆发
Precambrian distributions
Chinese Precambrian geological map
4 中国主要古大陆形成史
4.1 华北板块的形成史 4.2 扬子板块的形成史 4.3 其它板块的形成史
由于原地台的形成，地壳刚性增加，早期出 现边界明确的裂陷槽-裂谷盆地，Pt2-3即分 布于这些裂陷槽中
芹峪抬升后，华北地区进入稳定的板块发展阶段
Arkose with ripples, Pt2, 王屋山
Pt2t/Pt2h/Pt2w, Beijing
Dolomite, Pt2w, Beijing
地球的起源与演化
天文演化 地质演化 4600 Ma
46亿年前太阳星 云中分化形成原始 地球，温度较低， 轻重元素浑然一体， 尚无圈层分异 原始地球一旦形 成，有利于吸集更 多星子使体积和重 量迅速增加，同时 因重力分异、放射 性元素蜕变和星体 撞击而增温 原始地球内部达 到熔融状态时，亲 铁元素比重大而下 沉形成铁镍地核， 亲石元素上浮组成 地幔和原始地壳。 更轻的液态和气态 成分，通过火山喷 发溢出地表形成原 始大气圈、水圈 地球初始圈层分 异的时间约在42亿 年前
生物是如何起源的?
北京大学-地史学第五章-前寒武纪
1 太古宙常见的岩石类型和研究方法：
1）岩石类型： 在世界范围内，出露和浅埋的太古宙岩石组成的地壳大约占 大陆的7%，如果加上隐伏的古老基底，就构成了大陆原始格架 的雏形。由于年代久远，太古宙的岩石几乎均遭受了不同程度 的变质作用而成为变质岩。就目前所知，太古宙岩石出露区有 两种主要的岩石组合：
高级变质区（high-grade region）：以麻粒岩、各种片麻岩、变粒岩 等高级变质的岩石构成。
Tribrachidium heraldicum 刺细胞动物或棘皮动物？ Spriggina 节肢动物？ Dickinsonia 环节动物的蠕虫？ 刺细胞动物水螅？
Kimberella 两侧对称 Pteridinium 刺细胞动物？
Arkarua adami 棘皮动物？
Cyclomedusa
Charnia
4）多细胞化和组织分异：
多细胞化是组织分化和器官形成的必要条件；组织分化和器 官的形成则使生物的结构功能复杂化，遗传调控机制的复杂化。 多细胞化是真核细胞出现后生物组织水平的又一次大提高， 它为地球上一切高级生命产生和发展奠定了基础。 多细胞化在古元古代的原核生物中就已开始，但只能发展到 细胞的简单分化---细胞集群。
2）华北太古宙时期的重要地质事件：
变质热事件：华北地区的太古宇在太古宙时期经历了三 次次重要的热变质事件。
第一期发生在>30亿年之前；
第二次发生在30-25亿年； 第三次发生在25-24亿年期间。
岩浆作用：与变质热事件相伴随的有三次岩浆侵入活动。
构造运动：迁西运动、阜平运动和五台运动。
Tectonic activites in Archean
A. B. C. D.
ultramafic tectonite, cumulate dunite and wehrlite thinly layered gabbro close-up of chilled margins of dikes, exhibiting one-way chilling E. pillow lavas.
《地球的历史》前寒武纪探秘
《地球的历史》前寒武纪探秘《地球的历史：前寒武纪探秘》当我们谈及地球的漫长历史，就如同翻开一部厚重而神秘的巨著。
而在这部巨著的开篇，便是那充满迷雾与未知的前寒武纪。
前寒武纪，这一时期占据了地球历史的绝大部分，从地球诞生约 46 亿年前开始，一直延续到大约 541 亿年前。
它如同一位沉默的巨人，承载着地球早期演化的关键秘密。
想象一下，最初的地球是一个炽热的、混沌的世界。
在这个阶段，地球的表面还处于极度不稳定的状态。
频繁的火山活动，使得大量的岩浆从地球内部喷涌而出，覆盖着地表。
那时的大气成分与如今大相径庭，充满了各种高温下产生的气体，比如甲烷、氨气等。
随着时间的推移，地球逐渐冷却，地壳开始形成。
这是一个极为漫长的过程，就好像是一位耐心的工匠，在精心雕琢着一件伟大的作品。
最初形成的地壳非常薄且脆弱，不断受到内部力量的冲击和重塑。
在这个时期，海洋也开始慢慢出现。
起初，海洋中的水可能是由地球内部的水蒸气通过火山活动释放出来，逐渐冷凝汇聚而成。
这些早期的海洋，其化学成分与现在的海洋有很大的不同。
它们富含各种矿物质和溶解的气体，是地球化学演化的重要场所。
前寒武纪的生命形式，同样令人着迷。
在这个遥远的时代，生命还处于非常简单和原始的阶段。
最早的生命迹象可能是以微生物的形式存在的，比如原核生物。
这些微小的生命在极端的环境中顽强生存，逐渐适应并改变着周围的环境。
原核生物是地球上最早的生命形式之一，它们没有细胞核和其他复杂的细胞器。
然而，正是这些看似简单的生物，却在地球的演化过程中发挥了巨大的作用。
它们通过光合作用，逐渐将大气中的二氧化碳转化为氧气，为后续更复杂生命的出现创造了条件。
随着时间的推移，生命在前寒武纪逐渐进化。
一些原核生物逐渐发展出了更复杂的结构和功能，为真核生物的出现奠定了基础。
真核生物具有细胞核和其他细胞器，这使得它们能够进行更复杂的生命活动。
在前寒武纪的后期，出现了一些多细胞生物的化石证据。
这些早期的多细胞生物虽然相对简单，但它们的出现标志着生命进化的一个重要转折点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
贵州瓮安陡山沱 组中的动物胚胎 化石
贵州瓮安陡山沱组中的微管化石
贵州瓮安陡山沱组中发现的磷酸 盐化的微管化石，据研究认为可 能属后生动物（刺胞类）；如果 确认无误，将是目前已知的最早 的后生动物化石之一。
Xiao et al, 2000, PNAS, 97(25):13684
陡 山 沱 组 中 发 现 的 最 早 的 两 侧 对 称 动 物
生物是如何起源的?
How does an organism origin?
UFO, Egypt金字塔（公元前27世纪），15种 星际有机分子的发现，陨石中分析出氨基酸、 嘧啶、脂肪酸 →生命地外起源extraterrestrial
S. Miller (1953)的氨基酸合成实验， Fox的生物小分子合成生物大分子(类蛋 白），化石记录表明的生物进化过程 →生命地内起源 terrestrial
火星上存在水的证据
的 著 名 实 验
Miller
深部 生物圈
温度（℃） 酸度（23.35
溶解氧 硫化氢（mM）
钠（mM） 钾（mM） 钙（nM） 镁（mM） 硅（mM） 氯化物（mM）
硫（mM） 锰（µM） 铁（µM） 铜（µM） 锌（µM）
0 2.3～3.5
地球圈层分异新证据
大气圈 和水圈 起源于 地球早 期的排 气作用
含氧大气圈的形成
臭氧层 光化学分解
光合作用-3500MB?
大 气 化 学 成 分 的 演 化
现 今 的 大 气 成 分
叠层石
地 球 的 热 演 化
Precambrian atmosphere & hydrosphere
Ar: 缺氧还原性大气（广泛出现含金-铀砾岩） Pt1早期:缺氧到含氧过渡（纹带状硅铁组合—早期藻类释放出的O2
论：“使我们第 一次目睹了寒武 纪大爆发之前我 们所熟悉的动 物”。
• 层位: 震旦纪早期 陡山沱组磷矿层, 时代略早于依迪
海 绵 胚 胎 及 骨 针
翁安生物群的层位
产于贵州瓮安新 元古代陡山沱组 中的磷酸盐化动 物胚胎化石 Phosphatized animal embryo fossils from the Neoproterozoic Dushantuo Fm, Weng’an, Guizhou
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
3 Ediacara Fauna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。
3价铁的氢氧化物
BIF: Fe3O4
Fe3O4的形成模式
Chapter 5-6 History geology of Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征 5-6.1 Precam. division and characteristics 5-6.2 地球圈层的起源和演化 5-6.2 Origin and evolution of geospheres 5-6.3 前寒武纪生物界 5-6.3 Precambrian organic kingdoms 5-6.4 中国主要古大陆形成史 5-6.4 Paleocontinental formation of China 5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造 5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography
前 寒 武 纪 叠 层 石 及 其 藻 细 胞
Ediacara动物群化石
Ediacara动物群复原1
Ediacara动物群复原2
已知最古老动物群——瓮安生物群
• 1998.2.5在贵州瓮 安磷矿区 5.8(>6?)亿年前 多细胞动物及其 胚胎化石的发现, 惊动了科学界。
• 《Science》评
• Chen et al(2000，PNAS,97)报 道了几种该组的磷化构造,认为 可能与腔肠或两侧对称动物相 关；
• 新发现的管状生物化石可能属 已经绝灭的腔肠类，特别是与 床板珊瑚类相似。
Xiao et al, 2000, PNAS, 97(25):13684
寒武纪大爆发
生物演化的几个突变期
表层生物圈仅 占生物生成空 间的3%，深 部生物圈则占 生物生成空间 的97%，深 海极端条件下 生活的极端生 物，其2/3的 基因与迄今科 学上的已知基 因不同。
Deep biosphere
深海热液体系的物 质-能量循环模式
生物是何时起源的? When does an organism origin?
1 Ar:Molecular fossils（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stromatolites
2 Pt:Bacteria & alga:Stromatolites 繁盛，特别是Pt3
Microalga(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
• 因此总体上陡山沱生物群或相 当于多样的Ediacara动物群分 化之初，或比之略早一些。
• 陡山沱组产有似海绵类骨针、 动物胚胎化石以及可能属于腔 肠动物的较原始化石；
• 这些胚胎化石与藻类的不同， 但归属仍存疑问，倾向于属后 生动物类；
• 是否属海绵类有争议，但部分 证据表明有较大可能是海绵类 的丝状体；
35亿年前: 厌氧异养原核生物。 30亿年前: 厌氧自养原核生物。 18亿年前: 喜氧真核生物出现。 6亿年+:瓮安生物群；出现软躯体的
伊（埃）迪卡拉动物群；
5.4亿年+: 寒武纪生物大爆发。
Chapter 5-6 History geology of Precambrian前寒武纪的地史
42亿年前。
从最古老岩石获得关于地幔分异的证据（Earth‘s earliest history）位于西格陵兰Isua的35公里长的突出地面的岩层中 含有地球上最古老的岩石，距今已有38亿年左右。现在，对 这些岩石中一种已经耗尽的同位素（钐-146）的衰变产物（钕 -142）所做的超精确测量，为在地球于大约45.6亿年前形成之 后的最初几亿年间地幔所经历的明显化学分异提供了清楚的证 据。最新型热离子化质谱仪所具有的高精度使得这项工作成为 可能。新的数据与地幔分异的平均时间为44.6亿年的结论是一 致的，可能反映了地幔在陆地的最后阶段的分异。 （Nature,2003,423:367-464;03-05-22,Letters）
恒星都产生于温度下降之后”前提。
河 外 天 体 谱 线 红 移
(Einstein shift)
Impact craters on the moon
宇宙→太阳系→地球
多普勒效应
地球起源与圈层分异-42亿年+
•46亿年前太阳星云中分化形成 原始地球，温度较低，轻重元 素浑然一体，尚无圈层分异。 •原始地球一旦形成，有利于吸 集更多星子使体积和重量迅速 增加，同时因重力分异、放射 性元素蜕变和星体撞击而增温。 •原始地球内部达到熔融状态时， 亲铁元素比重大而下沉形成铁 镍地核，亲石元素上浮组成地 幔和原始地壳。更轻的液态和 气态成分，通过火山喷发溢出 地表形成原始大气圈、水圈。 •地球初始圈层分异的时间约在
被Fe2+吸收而沉淀）
Pt1晚期：逐渐含氧，叠层石大量发育 Pt2：含氧大气圈形成，出现含铁红色砂岩、高价铁沉积层、膏盐沉
积和可燃有机岩，但是Pt2-3:海相沉积中原生白云岩大量发育，反映当时大气中 CO2比Ar低，但仍比现在高
水圈：在Ar早期已经形成，因为在Ar1中出现玄武岩和砾岩 Pt2由还原——氧化
4 Trace fossils: Planolites-like, Gordia, Palaeophycus-like
Ar叠层石内 原核生物 藻丝体 (Australia)
上：2800Ma 下：3300-3500Ma
外貌类似现代铁 锰还原菌
分类位置不明 外貌类似现代藻
Gunflint
Chert
(1900Ma) 中的线状 细菌和念 珠状蓝菌
5-6.3 Precambrian kingdoms 前寒武纪生物界
• 生物是如何起源的? 地内与地外, 神创与自然演化,
单源与多源
How does an organism origin?
• 生物是何时起源的? 最早的生物记录
When does an organism origin?
• 前寒武纪生物界的面貌怎样? What is the features of the Precam. life?
5-6.1 前寒武纪的划分和特征
Precam. division and characteristics
5-6.1.1 前寒武纪的划分 Precambrian division 5-6.1.2 前寒武纪的特征 Precambrian characteristics
Sinian, Z, 震旦纪
从宇宙大爆炸到 地球形成
Chapter 5-6 History geology of Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征 5-6.1 Precam. division and characteristics 5-6.2 地球圈层的起源和演化 5-6.2 Origin and evolution of geospheres 5-6.3 前寒武纪生物界 5-6.3 Precambrian organic kingdoms 5-6.4 中国主要古大陆形成史 5-6.4 Paleocontinental formation of China 5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造 5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography