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古代的起源。

太古宙是地質年代中的壹個時代,始於38億年(Ma),止於2500Ma。

太古代屬於前寒武紀,上壹個是顯生宙,下壹個是元古代。太古代包括太古代、太古代、中太古代和新太古代。

太古代是地質史上的壹個古老時期。從生物學的角度來看,這是原始生命和生物進化的初始階段。當時的原核生物很少,比如細菌和低等藍藻,它們留下的化石記錄也很少。從非生物的角度來看,太古代是壹個地殼薄、地溫梯度陡、火山-巖漿活動強烈而頻繁、巖層普遍變形變質、大氣圈和水圈缺乏遊離氧、形成壹系列特殊沈積物的時期。也是矽鋁結殼形成和生長的時期,也是重要的成礦期。

最早的地質時期屬於早前寒武紀。這壹時期形成的地層(巖石)稱為太古代。按照廣義的時間概念,它包括從地球形成到25億年前,持續約20億年。目前,最古老巖石的同位素地質年齡已確定為38億年或略老,西澳大利亞傑克·希爾變質礫巖中的碎屑鋯石年齡可達43億年。太古代壹詞最早是由美國地質學家J.D. Dana在1872年提出的,它大致代表了北美的前寒武紀。1977國際地層委員會前寒武紀地層分委會第四次會議將太古代的上限定為25億年,並稱之為太古代。1979年,這個組織的第五次會議提出了太古代三分說,其年齡界限分別為35億年和29億年。但在1983、1985、1988的第6次、第7次、第8次會議上,認為太古代進壹步劃分的依據並不充分,太古代的重新劃分預定在191的第9次會議上討論。第八次會議正式提出前寒武系劃分的建議,包括太古宙上限為25億年,稱為太古宙的觀點,分別被國際地層委員會和國際地學聯合會執行委員會在1989和1990采納。

1979年,中國第二次全國地層會議提出的《中國地層指南》還叫太古代。但在1989年底的國家地層委員會晚前寒武紀專業組會議紀要中,明確提出應更名為太古代,上限約為25億年。中國有少數30億年以上的古老巖石,其中已知最古老的巖石是乾安縣曹莊-黃白峪附近的斜長角閃石,年齡約35億年,已發現更古老的碎屑鋯石。周圍和其他地區有年齡約29-30億年或更老的巖石。目前中國太古宙雖然有三分的趨勢,但根據東北和華北的年代學資料,上分可暫定為29-30億年,下分的依據不夠,暫時采用二分方案(下分稱為中太古代)是合適的。

地層分布區特征在世界壹些太古宙巖石分布範圍內,壹般可分為深變質麻粒巖-片麻巖區(也稱高級變質區)和以綠巖帶為代表的低級變質區。

麻粒巖-片麻巖區的變質程度大多屬於麻粒巖相至高級角閃巖相。主要巖石為長英質片麻巖,含少量黑雲母、角閃石、紫蘇輝石或透輝石等暗色礦物,化學成分相當於花崗閃長巖或雲英質閃長巖。關於它們的原始巖石性質的起源有爭議,如侵入、火山和火山沈積。部分巖石含有鋁矽酸鹽礦物,大致由泥質-半泥質原巖變質而成;其他輝石麻粒巖和角閃石大多相當於基性火山巖;淺色長英質片麻巖主要相當於酸性火成巖;而斜長石通常被認為是層狀侵入體。這些地區的構造壹般比較復雜,往往有多期構造疊加和多次不同程度的混合巖化作用。其典型區域是北大西洋大陸核心、東西伯利亞的阿當地盾和南部非洲的林波波帶。

綠巖大多屬於低級角閃巖相至綠片巖相。很多地方主要由三部分巖層組成,下部由超鎂鐵質-鎂鐵質熔巖組成,部分以科馬提巖為主;中部為鈣堿性系列酸性火山巖;上部由沈積濁積巖、化學沈積的條帶狀含鐵層和燧石組成。綠巖帶多為向斜構造,可被花崗巖侵入。典型的地區是巴伯頓山區和津巴布韋,以及加拿大地盾,澳大利亞西部和芬蘭東部的部分地區。而印度南部的達瓦綠巖帶,自北向南變質程度不斷增加,達到麻粒巖相。中國太古宙地層主要分布在北方。東經105以東,北緯31 ~ 43之間,基本為華北地臺基底出露區。太古宙變質巖主要由黑雲母斜長片麻巖、角閃巖斜長片麻巖、黑雲母麻粒巖和角閃巖組成。其北帶自寧夏吉蘭泰起,經內蒙古烏拉山、河北燕山,向東延伸至遼東、吉林南部,有麻粒巖相巖石(輝石麻粒巖、黑雲母斜長片麻巖等。).上述巖石構成了太古宙巖石的主體。此外,還不同程度地出現壹些變質沈積巖夾層,如鎂大理巖、錫石片麻巖、雲母片巖、長石石英巖、條帶狀應時磁鐵礦層(條帶狀磁鐵礦貧礦)、石墨片麻巖和石墨片巖。這些夾層可以分別反映不同地區原始沈積條件和沈積環境的差異。上述地層大多經歷了多次混合巖化作用和構造變形疊加。在同壹地區,區域變質往往表現為變質程度高的地層比變質程度低的地層老。上述情況表明,華北地臺基底太古宙巖石分布區主要相當於高級變質區,遼東、魯西等個別地方有小規模的低級變質巖。太古宙高級變質區地層能否建立和劃分,國內外意見不壹。結合中國,特別是上述有層狀地層出露的地區,很多都可以根據詳細的工作,特別是地質填圖來建立和劃分。但有些地區(如泰山)主要由古老的侵入巖組成,因此很難劃分地層。

在我國西北,東經105,出露的古變質巖分布在北緯35° ~ 45°之間。由於地質工作水平較低,測得的同位素年齡數據較少,許多地區的太古宙和元古代巖石尚未劃分。除黑雲母斜長片麻巖和角閃石斜長片麻巖外,還有相當數量的雲母片巖、角閃石片巖、大理巖和石英巖。在很多地區,仍然很難完全劃分上述兩個地帶。

華北地臺基底北帶太古宙地層出露較好,二分法的可能地層界線暫以陰山集寧群與烏拉山群、燕山遷西群與八道河群(或灤縣群)、遼吉地區龍崗群與鞍山群(或下鞍山群與上鞍山群)的界線為代表,大體反映了兩個火山沈積旋回。由於太古代尚未建成,故仍稱下、中、上太古代。下、中太古代常以含麻粒巖相的巖石為代表,而上太古代以角閃巖相為主。其他地區如太行、淮陽、秦嶺北坡零星出露麻粒巖相巖石,故上太古代和中太古代不以麻粒巖相和角閃巖相劃分。近年來,關於我國太古代上限的另壹種意見是,應放在五臺群及其相應地層的頂界或中部。最近的壹些巖石年齡資料證實,山西、河北出露的壹些早元古代火山巖的年齡約為25億年(誤差小於5000萬年),表明華北地臺基底的部分部位在太古宙頂界上,可能略大於25億年。

根據中國太古宙巖石的原生造巖、火山活動、構造變化和地球化學特征,結合其地殼演化歷史,中國太古宙巖石的某些特征與北半球西部和南半球不同,但與鄰近的蘇聯大部分地區有壹定的相似性。

大氣圈、水圈和生命形式根據壹般推測,太古代原始大氣圈比較致密,主要由水蒸氣、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、氯化氫、氟化氫等成分組成。這些氣體成分可能來自頻繁的火山活動。總的趨勢是二氧化碳隨時間減少,因為碳酸鹽沈澱時二氧化碳被固定在碳酸鹽沈積物中。原始大氣缺乏遊離氧,氧的出現是光化學作用的結果。根據各地沈積巖的相似性,推測當時地球大部分被海洋覆蓋。原始海洋可能不深,富含氯化物,但缺乏硫酸鹽,因為水圈裏也缺乏遊離氧。

隨著時間的推移,大氣透明度增強,為生物光合作用提供了有利條件。從化石記錄來看,太古代晚期出現了大量的真菌和低級藍藻。如果以35億年作為中太古代和中太古代的早期界線,中太古代已經有低級別的藍藻和疊層石。

構造運動

目前對太古宙構造運動的研究還不夠清楚,世界上可能有三次大的構造運動。早期的發現很少,比如南部非洲在34億年前就結束了,而北美在33-35億年前就結束了,印度可能在32億年前就結束了。中間階段是非洲中南部的達荷美運動,表現在美洲、美國、澳大利亞、印度和中國,大約在29億年前結束。後期相當於加拿大地盾中比較明顯的凱諾雷運動,大約在27-25億年前。各地太古宙地殼運動的發展和時間似乎存在壹定的差異,只有晚期構造運動在很多地方找到了證據。目前有人認為板塊構造最早發生在元古代,特別是北歐和北美,也有人認為板塊構造在太古代就已存在。

中國北方晚太古代的阜平運動(或稱鐵保運動)是壹次明顯的構造運動,可能相當於Kennoley運動。另外,在太行山區,可以看到龍泉關群與阜平群的不整合,但只具有局部意義。

礦物

太古代是壹個重要的成礦期,形成的礦物非常豐富。主要有鐵、金、鎳、鉻、銅、鋅、稀有元素和壹些非金屬礦物。與其他時代相比,很多礦產位居前列,鎳、金、銅、鐵等礦產尤為搶眼。如蘇必利爾、南非和西澳大利亞,富含這些礦物質。

我國鞍山、本溪、冀東、呂梁的大型鐵礦和吉林南部、遼西、冀東、小秦嶺的金礦均產於太古宙巖石中,但至今未獲得金礦化期為太古宙的證據。

麻粒巖-片麻巖地區的礦產主要有鐵礦和非金屬礦床,還有少量的鉻和鎳礦床。綠巖帶的礦物特別豐富,其中鉻和鎳主要產於下部的超鎂鐵質巖流和侵入巖中,金、銀、銅和鋅產於中部的鎂鐵質和長英質火山巖之間,條帶狀鐵建造產於上部沈積巖中,稀有元素產於與花崗質侵入巖伴生的偉晶巖中。

大多數太古宙礦床屬於層控或層狀礦床,少數與各種侵入巖或偉晶巖有關。

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