第五章 前寒武地史

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1、第五章前寒武纪的地史一、前寒武纪的划分和特征二、地球圈层的起源和演化三、前寒武纪生物界四、中国主要古大陆形成史五、中国震旦纪古地理和古构造一、前寒武纪的划分和特征（一）前寒武纪的划分（二）前寒武纪的特征（一）前寒武纪的划分包括地球在内的太阳系各天体形成于45－46亿年前。地球上现知最早的地质记录形成于38亿年之前,可作为地质作用的地质历史时期的开始。地球上首次出现多门类带壳生物群的寒武纪始于5.4亿年之前，标志着显生宙时期的到来。地球历史阶段划分（1）距今46亿~38亿年（8亿年）天文演化阶段地球早期历史时期冥古宙（2）距今38亿~5.4(5.7)亿（

2、32亿年左右）前寒武纪隐生宙（82％）（3）距今5.7(5.4)亿~今显生宙（18％）（二）前寒武纪的特征1时限长(46-5.4亿年)；2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;3构造变形复杂，因为原始地壳薄、刚性差、热流值大，易塑性变形，而且经历多期构造变动；4生物化石稀少;5酸性和还原大气圈和水圈；6矿产丰富（Fe、Au、U);二、地球圈层的起源和演化从宇宙大爆炸到地球形成宇宙诞生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）。所

3、谓10-34秒/厘米，就是“1秒/厘米的一兆分之一的一兆分之一的一百亿分之一”极其短暂/微小的时间/空间。而10100倍，就是1的后面加100个0（厘米）。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！超微宇宙的瞬间暴胀支持大爆炸学说的证据观测到河外天体有谱线红移(Einsteinshift)现象。2.观测到各种天体上氦丰度大（30%），微波背景辐射的温度仅3K。符合大爆炸学说要求宇宙曾有从热到冷的演化史：早期>100亿度（只有基本粒子）---10亿度（开始出现氢、氦轻元素）---100万度（更多元素合成）---几

4、千度（气体凝聚成星云）--绝对温度多少度（现在）。3.天体年龄测定均100多亿年，符合大爆炸理论要求“所有恒星都产生于温度下降之后”（40000K）前提。发光星体的光谱线红移----多普勒效应(ChristianDoppler,1803-1853,奥地利物理学家河外天体谱线红移(Einsteinshift)Impactcratersonthemoon4200MBEarthformation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，

5、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4600Ma天文演化地质演化地球圈层起源与演化的科学证据最老的矿物4500Ma→最老的岩石4１00Ma→最老的沉积岩3900Ma→最老的生命3800Ma→最老的细胞生物３８00Ma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

6、化前寒武纪的大气圈和水圈水圈：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BIF:Fe3O43价铁的氢氧化物Fe3O4的形成模式三、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

7、源生物是何时起源的?最早的生物记录前寒武纪生物界的面貌怎样?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extraterrestrialS.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生物是如何起源的?Miller的著名实验Deepbiosphere热液流体海水温度（℃）360～3652酸度（25℃时）3.357.8溶解氧00.076硫化氢（mM）2.3～3.50钠（mM）537464钾（mM）17.19.8钙（nM）30

8、.85.2镁（mM）052.7硅（mM）20.750.2氯化物（mM）636541硫（mM）0