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。     

加里东运动在粤西的影响及其性质的一些看法和观点

一问题的提出中国东南部前泥盆纪地质的发展特征及其构造性质,是长期以来中外地质学者所争论不休的问题,也一向被视为是我国大地构造学中一个最复杂、最困难、最吸引人兴趣的研究问题。由于广泛分布在粤、桂、湘、赣等省内的前泥盆纪地层,现被证实大部分是属于下古生代,且大多受过不同程度的变质,构造岩浆活动复杂,矿产蕴藏丰富,再加上在这期间的加里东运动的特征,往往又习惯地被地质学界用来作为辨识这一地区属     

北京十三陵前寒武纪碳酸盐岩地层中的一套可能的地震-海啸序列

在北京十三陵前寒武纪碳酸盐岩地层内,存在许多异常的沉积构造,作者认为其中存在一套可能的地震-海啸序列。 异常沉积构造中包括了一系列的软沉积变形,不仅具有地质突变事件的意义,而且在某些     

淡竹片麻状花岗岩中重结晶锆石的形态及其意义

地壳的起源和演化是当今地学研究中最引人注目的焦点之一,而花岗质岩石则是前寒武纪地壳研究的重要内容之一.目前,人们已经证实最早的花岗质岩石的年龄与地壳中最古老的岩石年龄是一致的.然而,由于经受了多次构造-变质-岩浆活动,绝大部分前寒武纪的花     

北京十三陵地区的上前寒武系沉积岩中发现16亿年的藻类丝状体

北京十三陵地区广泛发育晚前寒武纪地层,许多地质单位和个人研究者曾在该地研究地层问题。最近作者等在这一地区开展了上前寒武系沉积岩特征和沉积相标志的研究,并且从碎屑岩和碳酸盐岩中找到了许多有趣的现象,其中之一就是保存完好的具有细胞壁构造的藻     

冀东36亿年古老岩石铷-锶年龄的初步测定

六十年代晚期以来,由于同位素年龄测定技术的发展,在几个大陆上陆续测定了距今36亿年前形成的古老岩石,这些岩石大都取自早太古代的粒变岩相高级变质地体中,我国华北地区北部和东北地区南部,若干地点具有类似的地质条件,为了建立前寒武纪地质年表,必须首先测定这些岩石的同位素年龄,以确定我国古陆核的生成与发展历史,阐明早太古代的地质构造格局,有些地质研究单位作了这方面的尝试。这篇短文,我们报道36.7亿年古老岩石的测定情况,并对结果作了简要讨论。     

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。     

华北克拉通基底构造格架及形成模式

早前寒武纪地质是当代地质学研究的热点之一.由于现代板块构造模式及其修正模式运用于早前寒武纪地质遇到许多难以跨越的障碍,有必要从新的角度建立早前寒武纪地质演化的端员模式.根据行星起源的星子堆积理论,地球是由大量有级序(hierarchical)星子堆积增生而成.据Nd同位素等地球化学资料揭示,3.8Ga以前,全球大陆克拉通基底均起源于     

鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成演化和构造体制谜团的钥匙

鄂尔多斯地块是华北克拉通的核心地质单元之一.前寒武纪基底陆块的划分、克拉通化过程与构造机制、古元古代活动带、中-新元古代的多期裂谷和壳幔调整、华北地台形成等华北早期大陆的几乎所有重要科学问题,都与鄂尔多斯地块密切相关.近年来鄂尔多斯地块的油气和煤资源的研究有重要突破,带动基础地质研究至少在三方面有重要进展:(1)大鄂尔多斯盆地的演化历史;(2)狭义鄂尔多斯盆地的基底以及与周边基底岩石的对比;(3)鄂尔多斯地块的周边断裂及其性质.这些都说明鄂尔多斯地块是在原有华北克拉通基底上发展起来的大盆地,现在的狭义盆地面貌是在三叠纪末开始形成,并在中-新生代才逐步改造定格的.因此对华北克拉通早期大陆的形成和演化历史,需要抛开固有的想法,客观分析地质资料,给予科学解读.鄂尔多斯地块是破解华北早期大陆形成和构造体制演化谜团的钥匙.     

前寒武纪及古生代塔里木地台的构造发展

新疆塔里木古老地块的构造发展经历,特别是在前寒武纪及古生代时期与扬子古陆和华北古陆的关系,是很引人兴趣和值得深入探讨的问题。作者近年参加了对塔里木周边地区的前寒武系和古生界的研究工作,就我们的观察,对塔里木地台的构造发展提出一些初浅的看法。     

前寒武纪两侧对称动物存在的有力证据

一个由古生物学家、生物学家和物理学家组成的跨地区、跨国研究小组找到了前寒武纪两侧对称动物存在的有力证据。中科院南京地质古生物所研究员、南京大学生命科学学院教授陈均远及其同事在贵州瓮安前寒武纪陡山沱组瓮安含磷段内，发现了具极叶胚胎化石。这一研究成果不仅将两侧对称动物的可靠化石记录前推到寒武纪之前4000万年．而且表明两侧对称动物在5．8亿年前可能已经开始分化。该项研究已发表在6月16日出版的美国《科学》（Science）周刊上。     

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.     

北山造山带南部片麻岩和花岗闪长岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素:中元古代的岩浆作用与地壳生长

前寒武纪古老基底的分布及其构造归属是理解和认识中亚造山带基本构造格架和地壳生长的关键问题.本文报道了中亚南缘北山造山带南部黑云斜长片麻岩和花岗闪长岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素分析结果.所研究的片麻岩中岩浆结晶锆石给出了1408±4 Ma的原岩形成年龄,揭示了北山造山带南部存在中元古代的古老基底岩石.这些岩浆结晶锆石具有正且高的Hf(t)值(4.1~9.9),其Hf模式年龄(1.50~1.72 Ga)与其结晶年龄接近,反映了片麻岩原岩岩浆可能来自亏损地幔或新生地壳,即北山造山带南部存在中元古代(~1.4Ga)的地壳新生事件.同时,在侵入片麻岩的花岗闪长岩中获得了257±3 Ma的岩浆结晶年龄,并获得了大量~1.4 Ga的继承岩浆锆石.这些继承锆石具有与片麻岩的岩浆锆石一致的结晶年龄和Hf同位素组成,进一步表明北山造山带南部存在中元古代老地壳.通过与敦煌地块和中天山地块前寒武纪基底已有资料的对比,我们认为北山南部古老微陆块可能与相邻的中天山地块具有相同的前寒武纪地壳形成与演化历史,它们并不是来源于塔里木克拉通.这一成果为认识中亚造山带南部的构造演化提供了新的重要信息.     

关于辽南“长岭子组”、钓鱼台组两个同位素年龄值应用的商榷

王东方等在“辽东前寒武系同位素地质年代学研究一文中,将辽东半岛南部(以下简称辽南)晚前寒武纪地层中“长岭子组”(实为高家屯组)及钓鱼台组的年龄数值分别采用723±43百万年及818百万年,笔者认为这两个数据的采用是值得商榷的。     

再论古虫动物门

多细胞动物起源、三胚层动物起源、后口动物起源和脊椎动物起源是动物界漫长演化历程中4次最重大的里程碑创新事件, 也是动物演化史学上4个最令人困惑的起源难题. 前2次生命大转折的历史信息深埋于前寒武纪的隐密记录之中, 至今学术界知之甚少. 幸运的是, 近20年来对早寒武世澄江动物群的深入探索, 揭示出了大量寒武纪大爆发主幕的关键信息, 使得对后2次重大生命创新事件的认知开始取得实质性进展. 昆明鱼、海口鱼等“天下第一鱼”被证明不仅是最古老而且也属于最原始的脊椎动物, 代表着由无头类向有头类演进的关键过渡类群; 现代动物谱系演化学家认为:“舒及其合作者的古生物学工作正在不断地修正人们关于脊索动物早期演化的观念”. 而且, 古虫动物门的发现和论证更使人们看到了探寻后口动物谱系起源的希望: 这一初具鳃裂构造的绝灭类群很可能就是分子生物学和发育生物学所期待的后口动物谱系的一个根底类群. 文中报道了北大动物等微体古虫类的发现; 由大型个体向微型个体演化, 代表着古虫类动物发展早期的一次特殊的生态适应过程. 古虫类动物的前体(咽腔)构造彼此相近, 而依据其后体解剖构造的明显差异, 提出了古虫动物门新的分类体系, 并建立了一个新纲异形虫纲. 随着早期后口动物谱系的“根底类群”古虫动物门和“顶端类群”脊椎动物以及介于其间的古囊类、云南虫类、头索类、尾索类的不断发现, 其完整的谱系演化图正开始成型.     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素:对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题.本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究.两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动.这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造.但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果.在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的176Hf/177Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史.中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.     

豫西前寒武纪汝阳群蠕虫状遗迹化石

前寒武纪生命的演化与发育状况是一个长期争论的问题。由于伊迪卡拉动物群(Ediacara fauna)以及比较年轻的前伊迪卡拉期动物(如淮南动物群)的种类繁多和构造复杂,加之1000Ma左右遗迹化石的发现,许多古生物学家相信,地球上后生动物的起源可能超过1000Ma。然而,由于当时生物机体特征和保存环境等方面的原因,实体化石几乎没有被保存下来。因此,遗迹化石就成为探讨早期后生动物演化的重要依据。     

塔里木盆地南缘志留-泥盆纪周缘前陆盆地

运用板块构造理论, 结合对蛇绿岩、岩浆岩和火山岩的同位素测年、地球化学组分测试、稀土元素分析, 以及地震资料解释, 对塔里木板块南缘前石炭纪构造与沉积建造进行了研究. 证实震旦-寒武纪塔里木板块南缘存在拉张构造下的昆仑洋盆; 随后的碰撞造山在塔里木南缘形成周缘前陆盆地, 上志留统至泥盆系的磨拉石相沉积体系叠置在震旦至中志留统被动陆缘的复理石相沉积体系之上, 构成前陆盆地的二元结构. 同时, 在野外地质和地震资料解释基础上, 识别出了志留至泥盆系地层南厚北薄的箕状沉积特征和前陆冲断带内残存的前石炭纪逆冲挤压构造, 进一步证实了塔里木盆地南缘志留至泥盆纪周缘前陆盆地的存在.     

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     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素: 对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约简

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题. 本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究. 两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动. 这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造. 但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果. 在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617 Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30 Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史. 中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.