地球的陆壳是怎样形成的?——神秘而有趣的前寒武纪地质学

地球的年龄大约有46亿年。以5.45亿年为界,之前的称为前寒武纪,它有大约40亿年,是地球历史上漫长的地质时代。之后的称为显生宙,寒武纪就是显生宙的第一个纪元。地球陆壳的80%～90%以上是在前寒武纪形成的,记录了复杂和惊心动魄的地质构造事件,赋存着丰富的矿产资源。前寒武纪地质,就是研究地球在前寒武纪时期的地质演化,特别是大陆的形成和增生以及演化的学科。     

山西早元古代芦芽山石英二长岩的初步研究

山西境内,前寒武纪花岗质岩分布相当广泛。比较集中的地区有:1.五台山地区晚太古代各类型花岗岩和花岗质片麻岩;2.云中山和吕梁山区及晋西北的早元古代非造山型花岗岩;3.中条山地区的太古代及早元古代片麻岩及花岗岩。在《五台山早前寒武纪地质》一书中对五台山地区出露的花岗质岩石作过系统描述。近年来,作者曾两赴晋西北五寨县,对出露在该县的芦芽山石英二长岩进行了矿物学、岩石学、同位素年龄及地球化学诸方面的初步研     

前寒武纪与生命进化

自地球形成至古生代寒武纪开始这一段时间被地质学家称为前寒武纪,从距今46亿年前至距今5.45亿年前,历时约41亿年,约占地球演化发展史的5/6.前寒武纪亦称隐生宙,包括冥古代、太古代和元古代.     

地球铅同位素早期不均一性及其起源

地球化学和地球物理资料业已揭示现代地幔在三维空间的化学不均一性.作者曾将地球的化学不均一性分为三个演化阶段;Ⅰ阶段——早期不均一性(～1.8Ga);Ⅱ阶段——1.8Ga±变格期;Ⅲ阶段——晚期不均一性(1.8～OGa).本文初步总结了全球铅同位素组成的早期大规模不均一性,并认为这种早期不均一性起源于地球形成阶段堆积星子的初始不均一性.     

新疆东准噶尔小石头泉前寒武纪变质岩的Sm-Nd等时线年龄证据

对于准噶尔地块基底的特征,长期以来一直存在争论.一些学者基于重力和磁力异常等地球物理资料,推断准噶尔地块底部存在前寒武纪基性超基性杂岩。但由于长期以来在准噶尔盆地周边既未发现古老的地质实体,又缺乏同位素年龄证据,另一些学者则认为准噶尔地块可能只具有古生代洋壳基底。 近年来,在东准噶尔清水泉和卡姆斯特的阿勒安道群中,发现了晚震旦早寒武世小壳化石群分子,其中多种化石分子(如:Pylocorpus,Reticnlafopora,Asteropyla等)已见于华南、秦岭的震旦寒武系界线层位上。此外,在小柳沟荒草坡群下部浅肉红色花岗片麻岩中,还获得了单颗粒锆石铅同位素蒸发法年龄1908 Ma~(3))。这些结果仅表明,东准噶尔有存在前寒武纪基底的可能性。因此,在准噶尔盆地周边造山带寻找和确定是否有前寒武纪地质体出露,是目前研究中的关键。本文所提出的东准噶尔小石头泉变质岩的Sm-Nd等时线年龄研究结果,将对准噶尔地块基底时代的研究提供进一步依据。     

中国东部前寒武纪大地构造基本轮廓

一引言前寒武纪的发展历史及其构造特征的研究,一向被认为是地质学中最复杂和最困难的课题之一。这主要是因为对这些古老变质岩系的特殊地质特点与复杂的构造本质很难做出正确的地质解释,以及我们对于解决这一问题的方法与手段都还不够完善的关系。但前寒武纪代表着地球发展历史中极重要的一段,从地壳各时代的地层的绝对年龄的对比     

华北太古宙退变质榴辉岩的发现及其含义

1993年,Smelov等报道在西伯利亚阿尔丹地盾奥列克玛晚太古代花岗绿岩区内有退变质为麻粒岩和角闪岩的榴辉岩.1994年,Williams等又在加拿大地盾晚太古代斯垂汀-阿斯巴斯卡花岗糜棱岩带发现原称为麻粒岩的岩石是榴辉岩.这是早前寒武纪地质研究的重大进展.1 地质概况晋冀蒙交界地区的太古宙变质岩石出露区可以划分为3个岩石构造单元,即(1)出露于     

松辽盆地南部变闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

松辽盆地南部基底主要由浅变质火山-沉积建造及花岗岩类等组成, 对于是否存在早前寒武纪基底没有定论. 采用高分辨率二次离子探针(SHRIMPⅡ)方法对松辽盆地南部四5井岩心中的变质闪长岩样品的精确定年结果表明, 该变质闪长岩年龄为(1839±7) Ma, 说明其侵位于古元古代. 此外, 该样品具有古老的Nd模式年龄(TDM1: 2999 Ma; TDM2: 2849 Ma). 这些资料表明松辽盆地南部存在早前寒武纪基底.     

地质微生物功能群: 生命与环境相互作用的重要突破口

微生物类型丰富、数量巨大, 是联系其他生物和环境的重要纽带. 但由于在地质体中保存下来的细菌和古菌缺乏形态和结构的多样性, 不能像动植物那样可以从形态上开展属种水平的研究, 这个难点问题一直影响着地质微生物的研究. 地质微生物功能群因在生理学、生态学和生物地球化学等方面的功能明确, 并能在地质体中留下各种记录而将成为瓶颈突破的关键点, 它是当前古生物学向地球生物学发展的一个重点研究内容. 本文评述了与碳、硫、氮和铁等重要元素代谢和循环有关的地质微生物功能群的特点、起源及其在地质体中的识别标志,分析了这些微生物功能群在参与形成地质历史时期的异常气候、硫化海洋、低浓度硫酸盐海洋、地质营养条件以及前寒武纪条带状铁建造等方面的重要作用.     

辨认前寒武纪变质岩系中褶皱构造形迹的实例

众所周知,鞍山式铁矿赋存在前寒武纪变质岩系地层里。前寒武纪变质铁矿和富铁矿的储量大约都占世界总储量的70％。在我国,这类铁矿也占有很重要的比例。因而,依靠地表工作查明前寒武纪变质岩系的褶皱形迹,从而确定这类沉积或火山沉积变质铁矿体的空间分布规律,是地质工作者的一个重要课题。这对恢复和建立前寒武纪地层层序以及快速扩大已知矿区的储量并进一步指出找矿方向,都有比较重要的意义。     

早古生代海洋缺氧事件的地质记录与背景机制

早古生代大气氧气含量呈现阶段性上升趋势,在志留纪达到并维持在现代水平(21%),但此期间海洋发生多期次的缺氧事件.尽管这些缺氧事件在规模上无法与中生代的大洋缺氧事件相比,但作为地球系统变化中重要的一环,却对早期海洋生态系统的演化具有重要意义.海洋系统变化研究表明,缺氧事件在形成过程中主要受控于海洋水体循环、营养盐供应、地理地貌条件、气候与海平面变化等因素.不同于中生代的大洋缺氧事件,早古生代海洋生物泵效率增强时,同时还面临大气氧气含量上限变化的影响.衍生于现代缺氧沉积盆地和前寒武纪缺氧海洋模型的水体化学分层理念,对早古生代海洋缺氧事件同样适用.地质记录表明,早寒武世-晚志留世,海洋先后发生8次不同规模的缺氧事件,均可与全球识别的碳同位素漂移对比,并且常常伴随着不同规模的生物灭绝事件.因此,重建缺氧海水的分布范围及氧化还原结构,对研究早古生代海洋生态环境变化具有重要意义.同时,这些事件在纵向上表现出缺氧海底面积占比逐渐缩小的趋势,与同期大气氧气含量的长期爬升、二氧化碳含量的持续降低相吻合.海洋缺氧事件、生物灭绝事件及同期其他构造-气候变化等地质事件,共同构成早古生代地球系统变化的缩影,同...     

古海洋中奇妙的微亮晶碳酸盐岩

微亮晶(臼齿构造)碳酸盐岩是一种奇妙的岩石类型,在中-新元古代的古海洋碳酸盐岩沉积中占重要地位。广泛分布在中国、北美、澳大利亚、北欧、西伯利亚、西北非、印度等元古界地层中。近年, 前寒武纪研究有了可喜的进展,特别是全球事件、地层及古大陆再造研究的深入,使微亮晶碳酸盐岩（Molar Tooth Carbonates）” 成了研究中-新元古代的火力交叉点[1]。随着700Ma以前的Varanger/Marinoan全球冰期的到来,微亮晶碳酸盐岩则突然消失。其发育和衰退关系到地球生命起源和海洋碳酸盐岩沉积地球化学的突变,是解决前寒武纪生物学和地球化学事件的关键。 因此,微亮晶碳酸盐岩已经成为探索早期地球海洋环境和生命起源以及元古代国际地层对比的重大地质事件。联合国教科文/国际地科联的IGCP447项目[2]对元古代臼齿构造碳酸盐岩和地球演化进行了较详细地研究,特别是在其成因和用于全球古大陆地层对比方面取得了突破性进展。     

前寒武纪单细胞球形化石的假胞内结构

真核细胞的出现,在地球早期生命演化上是一次翻天覆地的重大事件.因此,寻找地球上早期真核生物的化石记录,已成为当前前寒武纪生命研究中最活跃的课题之一.地球上最早的真核细胞出现在什么时候?最早的真核生物是什么?它具有什么样的形态特征?目前古生物学家和生物学家正围绕这些问题展开了激烈的争论.     

地球上的冰河期

在漫长的地质史上，地球曾经历了三次温度持续下降的时期，地理学家将之称为冰河期，其中前寒武纪与古生代的冰河期持续了几千万年，新生代的冰河期则持续了200万年。关于冰河期的成因，学界至今仍无一定论，部分学者认为，这可能与地球自转时，地轴周期性倾斜角度的改变，导致阳光照射量减少有关。     

中国内蒙古锡林郭勒杂岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及意义

锡林郭勒杂岩是中亚造山带内出露面积较大的强变形变质地质体, 其形成时代与性质存在较大认识上的分歧. 对锡林浩特东南锡林郭勒杂岩定名处黑云斜长片麻岩进行了岩相分析和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究, 其形成年龄下限由杂岩中碎屑岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄限定为437±3 Ma, 其形成上限由侵入于杂岩内的石榴石花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄限定为316±3 Ma. 这表明该杂岩的沉积成岩年龄晚于晚奥陶纪~早志留纪, 因此不是前寒武纪古老地质体. 结合实际野外观察和室内岩石特征分析, 该杂岩可能是一套经历强变形与变质作用的古生代弧前浊积岩建造. 杂岩中碎屑锆石还给出分散的前寒武纪年龄, 最老可达3.1 Ga, 这些锆石既可能来源于华北基底, 也可能来源于南蒙微大陆, 抑或暗示该区存在600~800 Ma或更古老(3.1 Ga)块体, 表明其碎屑来源的复杂性.     

早前寒武纪沉积物稀土型式的变化——理论推导和华北克拉通南缘的证据

最近的研究已证明Taylor的稀土模式至少不适用于华北克拉通南缘。借助于软硬酸碱理论推导的早前寒武纪沉积物稀土型式演化的氧化还原模式能较好地适用于华北克拉通南缘,并可望适用于其它地区,故作简要报道。     

汶川大地震·南极

如果我们追根溯源,追究这次地震灾害的"元凶"--印度板块源自何处,那得从大约2.5亿年前(前寒武纪)说起. 那时地球上的陆地大体上连成一片,称之为泛古大陆.     

攀西地区的大地构造演化——中元古和晚元古代的造山作用

川西南攀枝花(渡口)-西昌地区(简称攀西地区),在地质构造上位于扬子微陆块的西南缘。该区基底岩系出露较好,矿产资源丰富,故深受前寒武系研究者的重视。特别是近几年来,随着攀西古裂谷带地质和地球物理综合研究的进展,对该裂谷带前寒武纪基底的构造演化获得了一些新认识。多数研究者承认,早先所谓的“晋宁期或印支期的石英闪长岩和花岗岩     

祁连地块前寒武纪基底锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

为了解祁连地块起源与演化, 利用SHRIMP U-Pb定年法获得祁连地块前寒武纪基底2个片岩、2个花岗片麻岩和1个糜棱岩化花岗片麻岩的锆石年代资料. 2个片岩单颗粒碎屑锆石共有61个具地质意义的年龄资料, 其锆石年龄分布于0.88~3.09 Ga之间, 主要介于1.0~1.8 Ga, 约占70%, 峰值在1.6~1.8 Ga, 部分在2.0~2.5 Ga之间, 约占20%, 其余零星分布在太古代及新元古代. 2个花岗片麻岩锆石年代为(930±8)和(918±14) Ma, 1个糜棱岩化花岗片麻岩锆石年代为(790±12) Ma, 分别代表两次岩浆活动的年代, 可与扬子地块新元古代晋宁运动早晚两期的岩浆活动对比. 本研究工作和前人的资料共同表明, 祁连地块前寒武纪基底岩石的碎屑锆石年代广泛分布在元古代, 明显与华北地块在新、中元古代时为一稳定地台有所不同, 而与扬子地块前寒武纪基底岩石的年龄频谱相似. 再加上钕同位素模式年龄(TDM)、地层学及古生物生态的证据, 推论祁连地块并非由华北地块裂解出来再拼贴回去, 而是与扬子地块有较强的亲缘性, 在新元古代时同属冈瓦纳大陆的一部分, 大约在震旦纪末从冈瓦纳大陆裂解出来, 形成当时原特提斯大洋中的陆块, 并于早古生代时随古祁连洋的闭合, 与阿拉善地块聚合形成北祁连褶皱带. 因此, 认为古祁连洋其实就是原特提斯洋的一部分, 北祁连蛇绿岩属原特提斯蛇绿岩. 此外, 早古生代时祁连地块发生明显的大陆再活化作用, 此作用与柴北缘大陆板块的深俯冲作用有关.     

我国东北地区黄土堆积的磁性地层年代与古气候变化

我国东北地区有较广泛的黄土分布, 是环境变化的重要地质记录. 长期以来, 由于缺乏可靠的年代学证据, 对这里黄土沉积及其记录的古气候变化了解不多. 在广泛野外踏勘的基础上, 对具有代表性的科尔沁沙地南缘牛样子沟和平安村黄土剖面进行了磁性地层与光释光年代等测试, 结果表明, 牛样子沟剖面的B/M 界限位于深度27 m 处, 平安村剖面处于布容正极性期. 基于光释光年龄和磁性地层年代计算的黄土沉积速率外推, 科尔沁沙地南缘的黄土堆积应早于1.0 Ma. 黄土是半干旱环境下的粉尘堆积, 指示东北地区的半干旱气候至少在早更新世晚期已经开始. 这里黄土开始堆积的年代对应于中更新世全球气候转型, 可能为全球气候变冷驱动了亚洲内陆干旱化和较快粉尘堆积的假说提供了证据.