关于前寒武纪地质学介绍

[拼音]：Qianhanwuji dizhixue

[外文]：Precambrian geology

研究自地球形成开始，到寒武纪以前这一阶段的地球（主要是地壳）的特点及其演化的科学。是地质学的一个分支学科。

英国的A.塞奇威克于1836年首先建立了寒武纪，两年后又提出老于寒武纪地层这一前寒武系的概念。但当时称之为元古代。19世纪70年代北美地质学家开始进行前寒武纪地层的详细研究。美国的J.D.丹纳（1872）和S.F.埃蒙斯(1889)先后分别提出太古代和元古代这两个时代名称。1908年C.R.范海斯对美国和加拿大的上湖区的前寒武系进行研究，划分为两个地层单位，即：太古界和元古界。1955年美国地层命名委员会把它们合并为一个年代地层单位──前寒武系。后来，前寒武系二分被广泛承认，国际前寒武地层分会自1978年起就建议把它们分为同显生宙相并列的太古宙和元古宙两大时代单位。

20世纪60年代起，对地球早期历史的研究形成热潮。地层、岩石、构造、成矿作用，生物演化、同位素年代测定等方面的研究迅速开展起来，其中早前寒武纪绿岩带及地球早期地质演化等方面成就显著。

前寒武纪地质学的研究内容可主要归纳为：

（1）地质年代的划分。前寒武纪以25亿年为界，划分为太古宙和元古宙。其中元古宙又分为古元古代（25～16亿年）、中元古代（16～10亿年）和新元古代（10～6亿年）3个代。在中国，全国地层委员会同意元古宙的三分法，但界线分别定在18亿年和10亿年。

（2）岩石。前寒武纪岩石地区可分为3类，即高级变质区,低级变质区和未变质区。太古宙已知最老的西格陵兰岩石年龄为38亿年，最老的西澳大利亚的锆石年龄为42亿年。太古宙地区主要是由高级变质区和低级变质区所组成。高级变质区以变质程度高的岩石和大量的花岗质侵入岩所构成。部分为下地壳特点。低级变质区下部常为超镁铁－镁铁火山岩，中部为双峰式火山岩、上部具以浊积岩、沉积岩为代表的绿岩带。并可被花岗岩所包围，故又称为花岗－绿岩带。元古宙高级变质区大为减少，而且18～16亿年以后，在许多克拉通上出现了大量未变质的盖层岩石，并出现了如环斑花岗岩、斜长岩和古冰川等全球性事件。

（3）生物。前寒武纪化石稀少，最早的生命记录是在西澳大利亚发现35亿年的叠层石和丝状细菌。约20亿年前，大气圈内氧的积累使生物得到发展。生物圈由原核细胞生物发展到真核细胞生物，进而出现宏观藻类化石，以至后生动物群。

（4）构造运动。太古宙时大陆地壳已大部分形成，绿岩带比高级变质区构造环境更加活动，太古宙晚期有大规模的克拉通化。元古宙由于地壳已明显具有刚性特征，出现了向板块构造转变的构造体系，虽然后来的造山运动改造了早期板块活动痕迹，但陆块间的碰撞证据，在一些地盾或克拉通区仍然能够辨认。

（5）矿产。前寒武纪具有丰富的矿产资源。元古宙时生成了一些巨大型铁、金、铜、铅锌、铀等矿床，其储量或产量远大于其他地质时期。

由于前寒武岩层中缺乏生物化石，所以同位素地质年代学的研究方法十分重要；由于地球早期地壳热流值高，岩浆活动频繁，因此结晶岩石的研究相对突出；由于前寒武纪岩石在以后的年代里经受了复杂的改造，恢复其原始面貌和演化过程则须要多学科的综合研究；又由于前寒武纪时间跨度大，所以各阶段的地质条件及其研究方法也相差较大。

在前寒武纪地质学的研究中首先碰到的问题是均变论的方法是否适用于地球早期历史，对中期历史适用到什么程度；其次，前寒武纪地壳无疑要经过垂直增长的过程，但世界上也已有良好的元古宙的地壳水平增长的例子，水平增长的板块机制从什么时候开始，各大陆的前寒武纪地质演化是否统一，有多大可比性。这些问题尚待进一步研究。研究趋势是进一步开展对前寒武纪时代划分以及重大地质事件的研究，运用地球化学和地球物理方法推测前寒武纪岩石圈的生长过程和对前寒武纪地壳的演化模式及其与成矿的关系，进而寻找特大型金属矿床等。

参考书目

1. B.F.Windley,The Evolving Continents,2nd ed.,John Wiley & Sons,Inc.,London,1984.
2. K.C.Condie,Plate Tectonics and Crustal Evolution,3rd ed.,Pergamon Press,New York,1989.