中國寒武紀地質

Ⅰ 前寒武紀地質年代表

前寒武紀從早到晚分為太古宙、元古宙,太古宙的下限沒有限定 (表6-6)。4000Ma以前為冥古宙,3800Ma後為古太古代的開始;3800Ma 以前為始太古代,以最老的表殼岩與化學化石的出現為特徵,代表性的地區是伊蘇阿。4566～4510Ma 前主要是前太陽塵埃顆粒、太陽星雲坍塌、星雲凝聚、分異隕石的形成與加積、巨大的沖擊事件和月球的形成及過熱的 Fe-Ni 核;4510～4400Ma 前完成了地球的分異並進行外層的增生;在4400Ma 前出現最老的碎屑鋯石與早期的水圈/大氣圈;4276Ma 有碎屑鋯石的記錄, 4050Ma出現Acasta片麻岩,這期間開始出現生命;4000Ma 前地球的內核結晶並產生磁場;4000～3850Ma期間出現晚期嚴重撞擊事件,在月球上出現災變事件。

表6-5 顯生宙地質年代表

本表數據引自Gradstein et al.(2004);Ogg et al.(2008);*據萬天豐 (2004)。

表6-6 前寒武地質年代表

本表數據引自Gradstein et al.(2004);*據萬天豐 (2004)。

Ⅱ 學習任務中國前寒武紀地質時代劃分

【任務描述】 ①了解前寒武紀地質特徵；②掌握前寒武紀的地質時代劃分；③了解前寒武紀生物界面貌，鑒定代表性化石。

一、前寒武紀地質特徵

地球上現知最古老的地質記錄（格陵蘭西部、南極恩比地、南非林波波等地的變質岩原岩年齡）形成於38億年以前或稍早，可以視作存在內外力地質作用的地質歷史時期已經真正開始。地球上首次出現多門類帶殼動物群的寒武紀開始於5.7億年以前，標志著顯生宙時期的來臨。

距今46億年、38億年和5.7億年三個時間標尺將全部地球歷史劃分為兩大階段和三個時期：①距今46億年至38億年左右（延續近8億年）的天文演化階段，是迄今了解程度最差、特殊的地球早期史時期，從生物演化角度也稱為冥古宙；②距今38 億年至5.7億年（延續32億年左右）的前寒武紀時期，佔38億年以來地質歷史階段的82%，以往曾稱為隱生宙（現已廢棄），現稱為太古宙和元古宙；③距今5.7億年至現在的顯生宙時期，佔地質歷史階段的18% 左右，但研究最為詳細，包括古生代、中生代和新生代。

二、前寒武紀地質時代劃分

前寒武紀是寒武紀以前地質時期的總稱，該術語不屬於正式地質年代單位，通常簡稱為前寒武。相應的前寒武系也泛指前寒武時期形成的地層。前寒武紀一般劃分為兩個階段，以25億年左右為界，大於25億年，稱太古宙，小於25億年，稱元古宙。太古宙再分為始太古代、古太古代、中太古代和新太古代。元古宙再分為古元古代、中元古代和新元古代。具體劃分見表7-1。

表7-1 前寒武紀地質時代劃分方案簡表

（據全國地層委員會，2001）

前寒武紀佔全部地史時期的5/6，在這漫長的地史階段中地球各圈層都經歷了重要的演變，尤其是地球上出現了最早期的生命並逐漸進化為高等生物，全球各穩定的大陸板塊也相繼形成，並形成了鐵、鈾、金等多種礦產。因此，了解前寒武系不僅對認識地球早期有機界和無機界的演化歷史具有重要的理論意義，而且對國民經濟建設也有重要的實際意義。

三、中國前寒武紀生物面貌特徵

前寒武系保存的化石不多。除晚期前寒武紀出現原始的後生動物外，主要是海生的菌藻類和疊層石。

（一）原始菌、藻類生物的發展

已知最老的化石發現於南非年齡大於30 億年的無花果樹群中，是一些微小的（5 ～25μm）的球狀、絲狀體，被認為可能是單細胞菌、藻類生物。最近我國鞍山群中也發現了可能是菌、藻類的化石。這些太古宙（到古元古代）的生物是一種形態簡單、基本無性別的生命形態，沒有真正的細胞核，被稱為原核細胞生物。它們以有機物為食，又稱他養生物。

（二）真核細胞生物的出現

真正無可懷疑的真核細胞生物見於距今13.5 億年的北美貝克泉（Beck Spring）組，我國華北在距今約12億～13億年的霧迷山組中也發現了綠藻類化石。真核細胞生物大約是19億～20億年以前已出現並得到一定程度的發展。

（三）後生動物出現、前顯生宙向顯生宙的過渡

前寒武紀最晚期，大規模穩定地塊的出現，冰期後廣泛的陸棚淺海，大氣中氧含量的顯著增加，以及一個可能的有效臭氧屏蔽的存在（Barker＆Marshall，1965），導致了後生動物的出現和發展。

最初的後生動物化石發現於距今7億年以後，相當震旦紀上統地層中，以伊迪卡拉動物群為代表的不具硬體部分的無脊椎軟體印膜化石。據研究共有動物化石20多種，包括腔腸動物、環節動物、節肢動物，以及一些分類位置不明的生物，在世界很多地區都有發現。微小帶殼無脊椎動物化石在6億年前就已開始出現。目前國際上，主要的趨向是將多門類小殼動物化石的出現作為古生界寒武系之底。我國震旦系燈影組中，下部已發現有類似軟舌螺類的化石，甚至陡山沱組中也有海綿骨針化石的發現，因此從生物演化的觀點來看，至少上震旦統的生物特徵和顯生宙已沒有本質上的重大差別。

綜上所述，前寒武系保存的化石不多。除前寒武紀晚期出現原始的後生動物外，主要是海生的菌藻類和疊層石。最早的疊層石發現於太古宇中，疊層石廣泛發育於元古宇中，尤其是新元古代地層中。如Kussiella （喀什疊層石，主要為新元古代早期，圖7-1 之1），Conophyton （錐疊層石，新元古代，以早中期為主，圖7-1 之2），Baicallia （貝加爾疊層石，新元古代中晚期，圖7-1 之3），Gymnosolen （裸枝疊層石，新元古代晚期為主，圖7-1 之4）等。

圖7-1 元古宙疊層石 （縱斷面）

1.Kussiella （喀什疊層石）；2.Conophyton （錐疊層石）；3.Baicallia （貝加爾疊層石）；4.Glymnosolen （裸枝疊層石）

（四）技能訓練——前寒武紀典型化石識別

訓練目的：觀察元古宙代表性化石標本，掌握元古宙生物界面貌和重要標准化石。

元古宙的生物界主要由微古植物和疊層石兩大類組成。

【任務】：觀察並描述下列代表性的化石：Gruneria （格魯納疊層石），Kussiella （喀什疊層石），Tungussia （通古斯疊層石），Conophyton （錐疊層石），Scopulimorpha （牆疊層石），Anubaria （阿納巴疊層石），Gymnosolen （裸枝疊層石），Minjaria （米雅爾疊層石），Baicalia （貝加爾疊層石），Jurusania （朱魯賽疊層石），Boxania （布克松疊層石），Linel⁃la （林那疊層石）。

在新元古代晚期震旦紀時，是生物飛躍發展的前夜。它們表現出從新元古代到古生代的過渡性質。高級藻類中的褐藻大量出現，如文德帶藻（Ventotaenia）。動物方面不僅有軟體型的後生動物，且有少量具外殼的後生動物類別的出現。如在長江三峽的震旦系中，產出有小殼動物化石。

Ⅲ 前寒武紀地質學的地質學家

孫大中院士1932年復6月20日出生於美麗的制海港城市威海，幼年時全家遷居天津。解放不久，隨經商的父親到香港，就讀於香港華南中學。返回內地後入南開中學學習，在地理老師和高年級同學的影響下對地質學產生了興趣。1951年考入清華大學地質系。
孫大中院士是中國著名的前寒武紀地質和地球化學家，他為我國的前寒武紀地質事業貢獻了畢生的精力。四十多年來，中國和他個人歷盡了風雨坎坷，但他報效祖國的熱忱不變，追求科學真諦矢志不移。好學、善思、勤奮使他在前寒武紀地質科研領域多有建樹。辛勤耕耘的收獲凝聚成7部專著(合著)，約120篇中英文學術論文，並獲得1978年全國科學大會獎、國家自然科學二等獎和部級科技成果一、二、三等獎項共8次。

Ⅳ 寒武紀的典型地層剖面

山東張夏、崮山、饅頭山一帶，寒武紀地層發育和出露都十分良好，而且緊靠津浦鐵路交通便利，早在19世紀末就為國內外地質學者所重視。1903年美國地質學家B·維里斯和E·布萊克威爾德在張夏、崮山、萊蕪九龍山等地測量了剖面，採集了化石，對寒武紀地層作了初步劃分，其研究成果於1907年正式發表，將張夏、崮山一帶的寒武紀地層自下而上劃分為饅頭頁岩、張夏灰岩、崮山頁岩、炒米店灰岩。之後美國古生物學家畢可脫（1913年）、日本人遠藤隆次（1939年）、小林貞一（1941年、1942年、1955年）均相繼研究過張夏、崮山一帶寒武紀地層中的生物化石。中國著名的地質學家孫雲鑄教授從1923年起對張夏、崮山地區的寒武系進行了長達20餘年的研究，對寒武紀地層做了劃分。
1953年盧衍豪、董南庭重新觀察了張夏、崮山一帶寒武紀標准剖面，其中最重要的是把B·維里斯和E·布萊克威爾德的饅頭頁岩自下而上再分為饅頭組、毛庄組、徐庄組，並把前兩個組置於下寒武統，把後一個組歸入中寒武統，炒米店灰岩再分為鳳山組及長山組，將張夏地區寒武系確定為7個單位和17個三葉蟲化石帶。此後，有關地質院校，如北京地質學院等，以及山東省地質局等單位，先後對張夏寒武紀地層剖面作過大量的野外觀察、剖面測制、室內鑒定和專題研究，取得了豐富的實際資料，從不同的角度補充和完善了該剖面的基礎資料，進一步提高了該剖面的研究水平。
1959年，位於泰山北側的張夏寒武紀地層剖面在全國地層會議上被正式定為華北寒武系標准剖面。1958-1961年，北京地質學院在泰山地區進行1：20萬區調，將泰山變質岩命名為太古代泰山群，自下而上劃分為萬山莊、雁翎關、山草峪組等。1960-1962年，山東地質局805隊開展包括泰安南留幅等23幅1∶5萬區調聯測。1963-1965年，山東地質局805隊進行1∶5萬泰安幅區調，將泰山變質岩稱為泰山雜岩，劃分為望府山、笤帚峪、唐家莊、盂家莊、馮家峪等五個岩組。同時，地科院程裕淇等，山東地質局805隊鄭良峙、張成基等人開展變質岩專題研究，確立了雁翎關、山草峪組層序，恢復了原岩，進行變質岩的岩石學研究。
1978年以後，泰山的地質研究工作，進入了一個以專題研究為主的深入發展級段。泰山的保護、管理和開發建設得到了很大的加強，泰山的面貌有了巨大的變化。1980年，應思淮研究員對泰山變質岩進行了專題研究，並出版專著《泰山雜岩》。1981-1984年，山東礦業學院呂朋菊教授對泰山的形成進行了專題研究，並發表了《泰山形成及其年齡》一文。1982-1985年，山東區調隊鄭良峙、王世進等人進行了魯西泰山群專題研究，新建柳杭組，置於雁翎關組和山草峪組之上。1982-1987年，山東地礦局第一地質隊馬雲順、翟穎川等對魯西太古代綠岩帶含礦性進行專題研究。1982-1984年，趙世英等進行紅門「桶狀構造」的專題研究，並發表《泰山紅門「桶狀構造」成因的探討》論文。1982-1985年，地科院朱振華碩士填制了泰山山前1∶2.5萬地質圖，完成碩士論文，發表「泰山太古宙岩漿雜岩體的岩石化學和地球化學特徵」論文。
1983-1986年，法國雷恩大學江博明等，地科院沈其韓等，山東地礦局董一傑等對中國太古宙地殼演化進行專題研究，認為泰山雜岩的大部分為變質侵入岩（灰色片麻岩），稱之為望府山片麻岩，取得大量地球化學和同位素年齡資料。1986-1987年，北京大學謝凝高等進行泰山風景名勝區資源綜合考察評價及其保護利用研究。1986-1990年，山東區調隊王世進等進行1∶20萬泰安、新泰幅修測。同期，地科院徐惠芬、山東地質一大隊董一傑等人對山東魯西太古宙綠岩帶和魯西太古代地層等進行專題研究，系統總結了泰山岩群的分布、層序、變質作用的特點，並出版專著。
1987年聯合國教科文組織把泰山列為世界自然與文化遺產，泰山的地位和影響發生了歷史性的變化。1989-1990年，山東礦業學院呂朋菊教授等對泰山周圍重力滑動構造進行專題研究，發表了「泰山周圍太古界與古生界不整合面上滑動構造的發現」論文。1990年，山東省地礦局第一地質大隊董一傑等發表《泰山地區太古宙雜岩體的地球化學特徵》論文。1990－1993年，山東地礦局曹國權等人發表《魯西早前寒武紀地質》專著。1993－1996年，地質礦產部地質研究所、山東第一地質礦產勘查院進行泰安市幅1∶5萬區域地質調查。
1994－1995年，呂朋菊教授就泰山新構造運動的進行專題研究，發表了《新構造運動與現今泰山的形成及地貌景觀》論文，並對泰山地質地貌進行總結，撰寫《泰山大全》之地質地貌篇。1995年地科院庄育勛等，山東地礦局第一地質大隊張富中等就泰山地區新太古代～古元古代地殼演化研究的新進展發表論文。1997年，地科院庄育勛等，山東地礦局第一地質大隊任志康等人在《岩石學報》發表論文《泰山地區早前寒武紀主要地質事件與地殼演化》。1998年，山東地勘局地質調查研究院呂發堂等就其研究成果發表《泰山地區晚太古代「框架侵入岩」的地質特徵及稀土地球化學演化》論文。
1999年，地科院王新社等，山東地礦局第一地質大隊任志康等發表《泰山地區太古宙末韌性剪切作用在陸殼演化中的意義》論文。2000年，地科院地質力學所張明利等發表《新生代構造運動與泰山形成》論文。2002-2003年，山東科技大學呂朋菊教授等、泰山風景區管委會牛健等人進行泰山地質地貌特徵及地學價值評價專題研究，並發表《泰山的地學價值及其意義》論文。2004年9月中國地質大學對擬建中國泰山世界地質公園的建設條件、地質遺跡和資源狀況等進行了為期兩周的研究考察。
張夏寒武紀地層剖面，把寒武系劃分為下、中、上統的7個地層單位，即下統的饅頭組，中統的毛庄組、徐庄組、張夏組，上統的崮山組、長山組、鳳山組。現從老到新簡述如下：
饅頭組主要由紫紅色、黃綠色等雜色頁岩及泥質、白雲質灰岩組成。底部不整合於泰山雜岩的肉紅色片麻狀花崗岩之上。下部灰岩中含磁石結核和條帶，上部頁岩中具微細水平層理，中部頁岩含有三葉蟲化石～中華萊德利基蟲。厚度119米。
毛庄組主要由紫色雲母質頁岩和灰岩組成。含三葉蟲、腕足類及藻類化石。厚度39米。
徐庄組主要由紫灰色頁岩和鮞狀灰岩組成，其中下部的灰岩及灰質粉砂岩中常具斜層理或交錯層理。含有徐庄蟲等三葉蟲化石及腕足類化石。厚度73米。
張夏組主要由鮞狀灰岩和藻類灰岩組成，中夾雜色頁岩。含德氏蟲等三葉蟲化石。厚度198米。
崮山組主要由竹葉狀灰岩、疙瘩狀灰岩和黃綠色頁岩組成。含蝴蝶蟲、蝙蝠蟲等三葉蟲化石。厚度51米。
長山組主要由迭層石灰岩、具紅色氧化圈竹葉狀灰岩、紫色頁岩組成。含有庄氐蟲、蒿里山蟲等三葉蟲化石。厚度70米。
鳳山組主要由泥質灰岩和竹葉狀灰岩組成。含濟南蟲、方頭蟲等三葉蟲化石，以及海百合莖和腕足類化石。厚度130米。
張夏寒武紀地層的標准剖面，分別位於張夏和崮山一帶的饅頭山、虎頭崖、黃草頂、唐王寨、范庄等地。其中的饅頭山是徐庄組、毛庄組、饅頭組的剖面，虎頭崖～黃草頂是張夏組的剖面，唐王寨是崮山組、長山組的剖面，范庄是鳳山組的剖面。
饅頭山位於張夏鎮南2公里，104國道的西側。因其狀如饅頭而得名。山的北麓有兩個名為徐庄和毛庄的小村子。它是張夏寒武紀標准地層剖面的饅頭組、毛庄組、徐庄組的建組和命保所在地。
張夏寒武紀地層剖面，在泰山主峰之北，位於泰安和濟南之間交通干線的兩側，交通方便，而且構造簡單，出露完全，十分有利於現場觀察和研究。它是中國地層和古生物研究歷史最長、研究程度最高的地層剖面之一，在中國地質學史上佔有很重要地位。1959全國地層會議後，被正式確定為中國北方寒武系的標准地層剖面，在中國不同地區寒武紀地層對比和國際寒武紀地層對比方面起著重要作用，同時也是許多寒武紀古生物種屬（蒿里山蟲Kaolizhania、中華萊德利基蟲Redichia Chinensis、饅頭褶頰蟲Ptychopariamantoensis、山東蟲Shantungia、孫氏盾蟲Sunasp-is Lavevis）命名地或模式標本的原產地。因此，這個標准地層剖面，在國內外十分聞名，長期以來有許多國內外地質學者不斷來此參觀考察，同時也成為中國大專院校地學的重要實習基地，無論在地質科學方面，還是在生產實踐以及地質教育方面，都具有很高的科學價值。

Ⅳ 早前寒武紀三期重大地質事件

根據目前的資料，太古宇僅發育於塔里木克拉通內，而周緣造山帶中迄今未發現回通過顆粒鋯石答U-Pb 年齡資料證實的太古宇。在造山帶范圍內目前獲得的最老U-Pb 年齡數據來自歐龍布魯克微陸塊的德令哈雜岩，同位素年齡介於2300～2500Ma之間。

從塔里木克拉通和歐龍布魯克微陸塊中所獲得的早前寒武紀重大地質事件主要包括：

第一，新太古代晚期大規模具初始地殼特徵的TTG片麻岩的發育，說明新太古代是本區大陸地殼生長的重要時期。然而，在阿克塔什塔格花崗質片麻岩中測得的3600Ma和3000Ma的U-Pb年齡數據，表明還有更古老的岩漿作用。

第二，古元古代2500～2300Ma形成了指示大陸地殼伸展環境中形成的雙峰式岩漿活動，包括東阿爾金-敦煌隆起帶中的奧長花崗（片麻）岩和基性岩牆群、鐵克里克隆起中的阿卡孜鉀長花崗片麻岩等。

第三，古元古代晚期熱-構造活動表現為深熔作用、變質作用和岩漿侵入事件，其同位素年齡集中在1800～2000Ma左右。

雖然本區由於露頭不連續，難以確定古造山帶的具體位置，但上述1800～2000Ma的熱-構造事件應指示造山作用的存在。

Ⅵ 前寒武紀地質學的簡介

寒武紀之前的地質時期。又稱先寒武紀。前寒武紀始於最早的地質階段，結束於約5.7億年前。系這一時期形成的地層之稱，位於寒武系之下。前寒武紀曾劃分為太古代和元古代，現廣泛採用太古宙和元古宙分別表示其早、晚兩個階段，分界線為25億年前。1930年，G.H.查德威克將全部地質時期劃分為兩部分：寒武紀以前稱為隱生宙；自寒武紀始的地質時期稱顯生宙。近年來，由於軟軀體動物化石在前寒武紀地層上部被發現，並據以劃分為太古宙和元古宙，隱生宙之稱已趨於不用。
前寒武紀地層在全球有廣泛出露，大面積露頭的地區稱地盾或克拉通。主要地盾有波羅的地盾、西伯利亞地盾、中國地盾、加拿大地盾、非洲（含阿拉伯）地盾、南美地盾、澳大利亞地盾和南極洲地盾等。地盾區的太古宙岩石大部分為綠岩、花崗岩和伴有基性火山岩的沉積變質岩。20億年前的前寒武紀岩層中廣泛產出帶狀含鐵建造，其後出現陸成紅層，這種變化可能反映早期生物造氧作用的發展。冰磧岩是前寒武紀的一種特殊類型，下元古界上部，在加拿大地盾和南部非洲有明顯的冰磧岩分布；上元古界上部、亞、歐、美、澳各大洲都有冰磧岩分布。
現有岩石和礦物，年齡在距今35億～46億年的極少。已不能用放射性測定法確定其原始形成的時間。能夠識別的最老的沉積岩和火山岩，年齡都不超過38億年。地球表面上在距今約27億～38億年形成的沉積岩和火山岩都經過變形和變質。最老的未變質的產狀平緩的沉積岩和火山岩層序見於南非威特沃特斯蘭德盆地下部。

Ⅶ 前寒武紀重大地質事件的全球構造意義

綜上所述，研究區前寒武紀重大地質事件的全球構造意義可小結如下：

1）2000Ma前的重大地質事件突出表現為新太古代的地殼增生和古元古代早期雙峰式岩漿活動，事件的性質及發生的時代與其他克拉通具有可比性，預示在哥倫比亞超大陸形成前，在太古宙末有可能存在另一個超級大陸。

2）2000～1800Ma與造山作用有關的地質事件群在塔里木克拉通及歐龍布魯克微陸塊上保存較好，與許多大陸上同一時期的造山作用頗為相似。因此，這一時期的事件群不僅僅發生於一個區域，而是具有超大陸性質，但它們究竟與哪一個大陸塊體的造山作用有親緣關系，目前尚難確定。此外，盡管在歐龍布魯克微陸塊上發現了近18億年的環斑花崗岩，但在許多大陸上發生的中元古代以斜長岩-輝長岩-環斑花崗岩組合為標志的裂解事件群在研究區內尚未確定，今後需要進一步深入研究。

3）與羅迪尼亞超大陸形成及破裂有關的兩類事件群在研究區內十分醒目，且與揚子克拉通具有極好的可比性，說明塔里木及揚子克拉通均受控於羅迪尼亞超大陸的構造作用。根據作者對中國各克拉通及活動帶的研究，在塔里木-揚子連接假設的基礎上進一步提出了塔里木-柴達木（北秦嶺）-揚子連接假設。

4）塔里木克拉通周邊活動帶中早古生代重大地質事件群十分發育，指示各地塊之間及地塊與克拉通之間造山作用的存在。但該時期的造山作用滯後於泛非造山作用約100Ma，它們不是東非造山帶的組成部分，與莫三比克洋的閉合無關，而是原特提斯洋閉合過程中，多島-弧-盆系俯沖和聚合的產物。該多島-弧-盆系位於岡瓦納大陸的外緣，是環岡瓦納的大陸塊體群，並不屬於岡瓦納大陸的組成部分。

5）作者建議使用「泛華夏造山運動」術語代替我國地質文獻中長期使用的「加里東期造山運動」一詞，這是因為「加里東期造山運動」真正的含義是原大西洋閉合後，兩側大陸塊體碰撞形成的造山運動，而我國早古生代的造山運動雖然發生的時間與西歐加里東期造山運動相近，但它是發生在岡瓦納北緣多島-弧-盆系中的造山運動，與原大西洋的閉合無關。「加里東造山運動」一詞既不能高度概括早古生代多島-弧-盆系造山運動的特色，在國際文獻中也難以顯示中國及相鄰大陸塊體早古生代造山運動的區域特點。

關於「泛華夏造山運動」在第九章中還要進一步展開討論。

Ⅷ 前寒武紀地質學的階段

前寒武紀的化石稀少，但在31億年前的古老地層中已發現有原始菌、藻類的遺跡或遺體。前寒武紀以具有浮游的微生物和無核的到有核及單細胞的原生生物微化石為特徵。約在20億年前，大氣圈才開始有氧的積累，在大氣圈有相當的氧的含量後，生物得到了發展。由藍-綠藻類衍生的底著疊層石廣布於晚前寒武紀，而在約6.8億年前出現有軟軀體的多細胞的後生動物，稱伊迪卡拉動物群。
對前寒武紀大部分時期的氣候條件基本上還不了解，但已知在其晚期（約7億年前）出現過廣泛的冰川作用。前寒武紀岩體是金屬礦產特別是鐵、鎳、金、鈾和銅等的重要來源。鐵礦床主要為沉積型，但也可能有屬於火成成因的大型磁鐵礦體。全世界鎳產量的75%來自加拿大地盾安大略薩德伯里的一個大型侵入體。前寒武紀岩體中產出的金超過其他地質體的總和。現在世界金產量的一半來自南部非洲的威特沃特斯蘭德的前寒武紀礫岩。其他有價值的礦產還有鉑、銀、鉛、鋅、鉻、鈷、錳、石墨、雲母和滑石等。
前寒武紀地質學研究自地球形成開始，到寒武紀以前這一階段的地球（主要是地殼）的特點及其演化的科學。是地質學的一個分支學科。


英國的A.塞奇威克於1836年首先建立了寒武紀，兩年後又提出老於寒武紀地層這一前寒武系的概念。但當時稱之為元古代。19世紀70年代北美地質學家開始進行前寒武紀地層的詳細研究。美國的J.D.丹納（1872）和S.F.埃蒙斯(1889)先後分別提出太古代和元古代這兩個時代名稱。1908年C.R.范海斯對美國和加拿大的上湖區的前寒武系進行研究，劃分為兩個地層單位，即：太古界和元古界。1955年美國地層命名委員會把它們合並為一個年代地層單位──前寒武系。後來，前寒武系二分被廣泛承認，國際前寒武地層分會自1978年起就建議把它們分為同顯生宙相並列的太古宙和元古宙兩大時代單位。
20世紀60年代起，對地球早期歷史的研究形成熱潮。地層、岩石、構造、成礦作用，生物演化、同位素年代測定等方面的研究迅速開展起來，其中早前寒武紀綠岩帶及地球早期地質演化等方面成就顯著。

Ⅸ 寒武紀地質簡史

地質歷史在距今5.43億年時，進入顯生宙古生代的第一個紀——寒武紀，以出現大量較高級的動物為主要特徵。而寒武紀動物群又以具有堅硬外殼的，門類眾多的海生無脊椎動物大量出現為其特徵，是生物史上的一次大發展時期，其中三葉蟲最為常見，是劃分寒武系的重要依據。

什麼是三葉蟲呢？三葉蟲屬於動物界節肢動物門三葉蟲綱，主要生存於古生代，古生代末期滅絕。個體一般長數厘米，最大的長可達70cm，小型的長僅數毫米。背部覆以幾丁質背殼，我們今天看到的絕大多數是背殼化石。三葉蟲無論是縱向和橫向都可以分成三部分，縱向由兩條背溝將身體分為一軸二肋，三葉蟲名字由此而得。橫向可分為頭、胸、尾三部分，胸部多節且脆弱，不易保存，所以我們看到的化石多為頭和尾。三葉蟲種類繁多，演化較快，是早古生代地層的重要標准化石（圖8-1）。

圖8-1三葉蟲背殼構造（引自《地質詞典》，1979）

寒武紀的寒武二字又是從何而來呢？從漢語含義中找不到答案。古生代開始一段的地層首先在英國的威爾士研究，英國人習慣於把威爾士稱為Cam-bria。因此英國地質學家塞奇威克於1835年首先使用Cambrian作為紀名。日人依其音譯為「寒武」，中國沿用稱為寒武紀。

1.早寒武世

早寒武世為寒武紀海域的形成時期。華北區在寒武紀初期（相當於我國南方的梅樹村期、筇竹寺期和滄浪鋪前期）仍是剝蝕區。嵩山一帶也已被夷為平地。滄浪鋪中期（辛集早期），海水開始由東南和西南兩個方面向華北古陸推進。當海水進到靈寶、葉縣、確山、固始一帶時，沉積了一套黑色頁岩和砂質頁岩，即辛集組①段。當海水推進到臨汝、魯山一帶時，沉積了一套含磷岩系即辛集組②段（圖8-2）。海水從兩側繞過熊耳古島會合後繼續北侵，淹沒嵩山地區。由於古陸長期遭受剝蝕，堆積有大量的碎屑物，這時的海水也並不深。海灘的障壁作用，形成了障壁灘的沉積，主要是砂礫岩、含礫砂岩、石英砂岩、粘土岩、泥質白雲岩。礫石分選差，磨圓度高，上部石英砂岩呈紫紅色，泥質白雲岩見石鹽假晶和泥裂，為濱海沙灘及潮坪沉積。

辛集晚期，海水已進至太行山南麓焦作、開封一線。嵩山地區形成以潮間帶為主的碳酸鹽潮坪，潮坪內水體溫暖潔凈，潮間藻席開始形成並大面積發育，從而形成了廣泛分布的豹皮灰岩層。

圖8-2河南省早寒武世辛集早期古地理圖

圖8-3饅頭組灰岩中的潮汐層（引自河南區調隊，1989）

早寒武世饅頭期，河南省除熊耳古島外，全部成為海域，為華北海的一部分。這時的華北海很淺。碳酸鹽潮坪繼續發育，潮坪沉積物為泥灰岩、泥質白雲岩、泥質條帶灰岩夾頁岩。潮汐層理（圖8-3）極為發育，雨痕、泥裂、鳥眼、石鹽假晶等暴露構造普遍，反映了該地當時為水位多變暴露頻繁的潮間帶上部環境。化石較少，有少量三葉蟲。饅頭末期，潮坪內藻類再次繁衍，形成饅頭組頂部的核形石灰岩和疊層石灰岩。

2.中寒武世

毛庄期華北海基本上繼承了早寒武世晚期的潮坪環境，但海域繼續擴大。嵩山地區接受了由北方來的碎屑，沉積了泥質粉砂質岩層。疊層石已經消失，三葉蟲空前發育，毛庄期的潮坪環境十分安靜。

庄期時，淺而開闊的陸表海淹沒前期的潮坪，碳酸鹽台地在清潔、溫暖的海域里大面積生成。台地上的攪動淺水區發育碳酸鹽沙灘，沉積了鮞粒灰岩、生物屑灰岩。低窪部位發育了靜水碳酸鹽泥，沉積物為泥灰岩或泥質條帶灰岩。生物更加繁盛，除大量三葉蟲外，尚有腕足、腹足、軟舌螺、藻等門類的生物。當然，徐庄期的華北海並非一直風平浪靜，徐庄中期也曾經歷過數次大風暴，強大的風暴潮流襲擊台地上的沉積物，在米村蔓菁峪、王村佛洞等處，留下了風暴形成的礫屑灰岩。

至張夏早期，華北海達到了頂峰。隨後華北地台南緣開始抬升。位於嵩山西南的熊耳古島這時也向東北方面擴大。受南部上升的影響，嵩山附近海水變淺，使剛剛形成的碳酸鹽沉積物暴露於海面，在大氣淡水的作用下發生白雲石化作用，從而形成張夏組上段的白雲岩層。

3.晚寒武世

晚寒武世為全面海退時期，海域面積不斷縮小，海水變淺。由於華北地台南緣平緩抬升和熊耳古島的不斷擴大，使晚寒武世的華北海逐漸向東北方向退縮。

崮山期熊耳古島的北界大致在洛寧、魯山、確山一線，嵩山一帶的水下碳酸鹽台地變成了潮坪。沉積物主要為泥灰岩、泥質白雲岩，潮汐層理發育，常見厘米級、毫米級的紋層，充分顯示潮間帶水位變化頻繁的特徵。白雲岩化強烈，生物漸漸稀少，僅見少量三葉蟲和腕足類。

長山期海水繼續北退，熊耳古島北界可能在三門峽、汝陽、舞陽、確山一線。嵩山地區仍是潮坪環境，沉積的白雲岩偶含燧石。生物稀少。

鳳山期熊耳古島進一步擴大，嵩山成為淺而閉塞的潟湖，嵩山這時正處在海岸附近（圖8-4）。南坡已經沒有鳳山組沉積、而嵩山之北仍有鳳山組存在。沉積物中富含硅質，白雲岩化強烈，生物稀少。至鳳山末期，海水全部退出嵩山地區。

圖8-4河南省晚寒武世鳳山期古地理圖

寒武紀由海進而後海退，嵩山地區由陸地變成海洋，最後又成了陸地。不過這時的嵩山地勢已大不相同，海侵前總的地勢是北高南低，現在卻成了南高北低，嵩山地區已改換門庭，成為熊耳古陸的一部分了。

華北地台南沿這次地殼上升是加里東運動早期的影響，僅僅表現為造陸運動形式，未發生岩漿活動。

Ⅹ 寒武紀地層劃分與對比

本區寒武系屬華南地層區揚子地層分區（項禮文等，1999），分川西南、南江-旺蒼、川東-渝南、城口-巫溪和龍門山5個地層小區（圖1-2-1）。

（一）岩石地層劃分

本次共清理前人曾使用過的岩石地層單位53個，建議繼續使用34個，據此建立各小區岩石地層劃分方案（表1-2-1）。

圖1-2-1 四川盆地及鄰區寒武紀地層區劃圖

表1-2-1 四川盆地及周邊地區寒武系劃分對比表

（二）生物地層劃分

研究區內寒武紀化石豐富，有三葉蟲、小殼動物、牙形石、古杯、腕足類和頭足類等，本書僅將前人對前三類化石的研究成果按地層小區作分帶整理並與我國台地相區的標准分帶作對比（表1-2-2）。

1.三葉蟲

區內的三葉蟲化石縱向序列完整，自下而上可分為Parabadiella帶、Eoredlichia-Wutingaspis帶、Yiliangella帶、Paokannia帶、Palaeolenus帶、Redlichia murakamii-Hoffetella帶、Redlichia guizhouensis帶、Chittidilla帶、Kaotaia帶、Manchuriella-Shilengshuia-Jiubaspis-Proasaphiscus、Paranomocare帶、Blackwelderia帶、Metacalvinella帶等13個帶。其中前6個帶不僅在區內分布廣泛，而且都是我國淺水台地相區的標准化石帶，在國內可作廣泛的等時對比。

2.小殼化石

小殼化石僅分布在下寒武統梅樹村階至笻竹寺階下部，以川西地層小區最豐富，自下而上可分為Anabarites trisulcatus-Protohertzina anabarica帶、Parabloborilus subglobosus-Siphogonuchites pusilliformis帶、Heraultipegma yunnanensis帶、Sinosachites flabelliformis帶、Pelagiella emeishanensis帶等5個帶，其中1、2、4帶均是我國南方梅樹村階標准化石帶的帶化石。

3.牙形石

寒武系頂部牙形石自下而上可劃分為Proconodontus帶、Eoconodontus notchpeakensis帶、Cordylotus proavus帶和Monocostas sevierensis帶下部等四個帶。前三個帶的時代為晚寒武世鳳山期晚期，第四個帶的時代跨越寒武紀—奧陶紀，時代為鳳山期末期至新廠期早期。若產出Monocostas sevierensis的化石組合中未發現確定的屬奧陶紀的分子，通常認為其屬於本帶下部的寒武系部分。

（三）層序地層劃分

通過野外剖面、鑽井及地震層序地層學劃分和對比，可將四川盆地寒武系劃分為5個三級層序，SQ1對應於筇竹寺組或相當層位、SQ2對應於滄浪鋪組或相當層位、SQ3對應於龍王廟組或相當層位、SQ4對應於高台組或相當層位、SQ5對應於洗象池群或相當層位。