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[转载]淮南地质构造历史
fengjian1000 2012-9-19 16:12
淮南地质构造历史 淮南地区地质演化历史可分为前震旦纪、震旦纪-三叠纪、侏罗纪-第四纪3个阶段,先后经历了蚌埠、凤阳、皖南、加里东及华力西、印支、燕山、喜马拉雅8个构造旋回。    前震旦纪,淮南地壳处于活动阶段。    晚太古代为优地槽发育时期,晚太古代末的蚌埠运动(距今25亿年)使优地槽普遍发生褶皱隆起,原先的洋壳均转化为陆壳,构成地台结晶基底,原岩遭受中深程度变质和混合岩化,原始复背斜初步形成。    早元古代末的凤阳运动(距今19亿年)以后,皖北地区结束了冒地槽发展历史,基底固结,隆起成陆,形成中朝地台一部分,地壳趋向相对稳定。    中元古代(距今19~10亿年),本区处于隆起剥蚀状态,缺失沉积。    晚元古代早期青白口纪(距今10~8亿年),淮南地区逐渐准平原化,导致海水入侵,形成黄淮海,沉积了中能环境的伍山组海滩相,刘老碑组泥质、碳酸盐质陆棚相地层为主的第一个盖层沉积。    晚元古代震旦纪早期(距今8~7.5亿年),覆盖在准地台沉降区的陆表海即黄淮海稳定地继承着青白口纪的海域,区内接受海滩相砂泥质沉积和局相台地相内源化学-生物化学富镁的碳酸盐岩沉积。由于淮南地区一带在相当长的时间内是一个海湾,水体循环条件不佳,海水咸化程度较高,故沉积了较多的白云岩。    震旦纪早期末(距今7.5~6亿年)的霍邱运动,使本区一度隆起,海水退出,本区上升成陆。经短暂剥蚀后,早寒武纪基本上继承了震旦纪晚期的古地理轮廓,早寒武纪早期(距今6亿年)开始,在淮南、霍邱一带保留了一个向西开口的半闭塞海盆,陡峭的海崖受到冲击崩塌堆积成凤台组砾岩。    早寒武纪中期淮南地区总体下沉,来自东北方的黄淮海广泛入侵,范围扩大,在淮南一带形成局限台地,在台地边缘陡岸旁侧的凹槽内,沉积了猴家山组底部含磷砾岩、砾屑磷块岩等矿石的华北型磷矿。     早寒武纪末期,海水稍有加深,淮南地区成为碳酸盐开阔台地相,沉积了猴家山组上部、馒头组、张夏组、徐庄组等一套碳酸盐岩和紫砂页岩沉积。晚寒武纪(距今5亿年)蚌埠隆起上升成陆,造成淮南淮北在沉积环境上的差异,淮南一带成为碳酸盐岩开阔台地和白云岩蒸发台地,沉积了以白云岩为主的碳酸岩地层。    奥陶纪开始,黄淮海受加里东运动影响,绝大部分地区上升成陆,缺失早奥陶纪早期沉积。至早奥陶纪中晚期,黄淮海水漫侵,在淮南地区沉积了碳酸盐岩地层。直至中奥陶纪晚期,经加里东运动,黄淮海撤出,本区上升成陆地。在4.8亿至3.2亿年,长期遭受剥蚀,淮南地区缺失志留纪、泥盆纪及石炭纪中下统地层沉积。    上古生代晚期,特别是晚石炭纪(距今3亿年),华力西运动,使淮南地区大面积沉降,引起了又一次特大海侵,黄淮海前缘绕过蚌埠隆起,范围扩大到淮南,但沉积环境仍以海陆交互相的海侵沼泽相沉积为特征。淮南、宿州成为两个滨海沼泽的沉积中心,沉积了灰岩、砂岩、页岩和煤为主的厚120~160米海侵沼泽相含煤系地层。    二叠纪开始(距今2.85亿年),淮南地区基本上继承了晚石炭纪晚期的沉积范围,以海漫沼泽相(湖沼盆地)沉积为主,其间因被蚌埠隆起分隔,故淮南淮北沉积有所差异。淮南地区是时地势较为平坦,气候温暖、潮湿,适宜大量植物生长,时而有海水侵入,带来大量泥沙将其覆盖,沉积环境比较闭塞,易形成泥炭堆集,成煤条件极为有利,沉积了厚约617~858米山西组、下石盒子组、上石盒子组以砂岩、粉砂岩、砂质粘土岩、泥岩、碳质页岩、煤层为主的二叠系含煤系地层。晚二叠纪晚期(距今2.3亿年)以河湖相砂泥质沉积为主,并含杂色(红色)地层,表明气候干燥、炎热,不利于煤层沉积。    早三叠纪早期基本继承了晚二叠纪的沉积范围和地理格局,形成以湖泊相为主的红色碎屑岩系。早三叠纪早中期(距今1.95亿年)和晚三叠纪末,受印支运动影响,本区被抬高,同时产生褶皱运动,揭开了本区大陆边缘活动带发展史的序幕。    中新生代侏罗纪-第四纪阶段,本区进入以地壳块断运动为特征的大陆边缘活动带发展阶段,在边缘的山间或山前沉陷地带形成了大小不等的内陆坳陷,沉积以“红色”陆相碎屑岩为主。其间经历了燕山和喜马拉雅两次运动,本区出现深度断裂和火山活动。    老第三系末(距今2500万年)发生早期喜马拉雅运动使全区全面抬升处于剥蚀状态,地壳呈准平原化,此时两淮平原已经形成。    第四纪初(距今350万年)发生的晚期喜马拉雅运动,本区地块以上升为主,淮河各大支流基本形成,经历中、新生代的演化,逐渐塑造出近代的地质构造和地貌特征。至全新纪(距今120万年),自然状态已和现在一样。 印支运动 印支构造期,简称印支期,是 晚二叠世至三叠纪 (257-205Ma)之间的构造期,在此期间,在今中国及周边地区发生了印支运动或称印支事件。    法国地质学家Gromaget (1934)在研究越南的地层时,首次提出印支运动的概念。后经黄汲清的倡导,这一概念在中国也得到广泛使用。最初,印支运动只是指中南半岛和中国华南地区中三叠统与上三叠统地层之间的角度不整合所表现的构造运动,但现在已经把从晚二叠世至三叠纪之间的构造运动都统称为印支运动。    即印度支那运动。 三叠纪 中期至 侏罗纪 早期的地壳运动。由印度支那半岛(中南半岛)得名。该时期形成的褶皱带称印支褶皱带。20世纪上半叶中国许多 地质学家 对这一时期的地壳运动作过大量研究,并分别以“象山运动”、“艮口运动”、“淮阳运动”等命名。对这期运动,有人认为属于晚期海西运动,有人认为属于早期燕山运动。1945年黄汲清将阿尔卑斯运动划分为印支、 燕山 和 喜马拉雅 3个旋回。印支运动对中国古地理环境的发展影响很大,它改变了三叠纪中期以前“南海北陆”的局面。包括川西、甘肃和青海南部等地的“雪山海槽”全部褶皱升起;海水退至新疆南部、西藏和滇西一带,仍属特提斯型海域;长江中下游和华南地区大部分已由浅海转为陆地。从此中国南北陆地连为一体,全国大部分地区处于陆地环境。 印支期对于中国地质来说是一个非常重要的时期,在此期间,扬子板块、华夏板块和属于亲冈瓦纳构造域的思茅-印度支那板块、保山-中缅马苏地块均拼合到欧亚板块之上,使中国四分之三的陆地完成了拼合和统一。    具体过程是:华夏板块和扬子板块在中三叠世末期率先完成碰撞、拼合,形成华南板块,二者之间则形成绍兴-十万大山碰撞带。几乎与此同时,思茅-印度支那板块也与之碰撞拼合,之间形成金沙江碰撞带的南段。晚三叠世,保山-中缅马苏地块拼合到华南板块之上,之间形成澜沧江碰撞带的南段。最后,华南板块与在印支期之前已经拼合到欧亚板块之上的中朝板块发生碰撞、拼合,之间形成秦岭-大别山碰撞带(其东段为南黄海嵌入构造所阻断)。由于印支期的构造活动相当剧烈,在发生碰撞的各板块内部都发生了广泛的褶皱变形。    据估计,上述四条碰撞带所形成的山脉都不太高,估计海拔不超过3000米;而且由于当时中国大陆的纬度要比今天偏南10度左右,四条碰撞带均位于热带-亚热带区域,炎热潮湿的天气使这些山脉很快就被夷平。今天位于金沙江断层带和澜沧江带断层带附近的横断山脉,以及位于秦岭-大别山断层带上的秦岭,都是在印支期以后的构造运动中升高的。 印支期地应力的主应力方向,按今天的方向来说,在中国大部分地区近似北南走向,仅云南西南角为与金沙江带和澜沧江带近似垂直的东西走向。由于当时的磁北方向较今天东偏30度左右,因此当时的主应力方向也较今天东偏30度左右。 由于中国大陆的大部分在印支期完成拼合统一,因此可以说,没有印支运动,就没有今天的中国大陆。印支期形成的四条碰撞带,除绍兴-十万大山带因为后来愈合较好,已经基本停止活动之外,其他三条在后来的构造运动中均表现出强烈的活动,直到今天还是中国大陆上重要的断层带。特别是秦岭-大巴山带,其东部被南黄海嵌入构造所阻断,这个嵌入构造的西缘就是著名的郯城-庐江断层带,它就是在这一时期形成的,到今天仍是中国东部重要的活动断层带,许多地震都是因为这条断层带的活动而引发的。 阿尔卑斯运动   阿尔卑斯运动 中生代 和 新生代 地壳 运动的总称。由 欧洲 阿尔卑斯山 得名。因阿尔卑斯山和 喜马拉雅山 相继褶皱升起,上述期间沿 古地中海 形成的欧亚东西向巨大褶皱带又称阿尔卑斯—喜马拉雅褶皱带。阿尔卑斯造山运动,使贯通欧亚非三大洲的古地中海大大缩小,形成现今地中海周围的阿尔卑斯山、比利牛斯山、阿特拉斯山等山系及 巴尔干半岛 。由于阿拉伯半岛和印度半岛移至亚洲大陆及 高加索山 、扎格罗斯山、喜马拉雅山等山地升起,古地中海东段消失。世界大陆、海洋形成现今格局。过去欧洲地质学家虽然有人将阿尔卑斯运动从三叠纪末、 侏罗纪 初直至 第三纪 末划分出许多幕,但一般认为以第三纪为最强烈。中国通常将中生代地壳运动分为 印支运动 和燕山运动,新生代地壳运动称为喜马拉雅运动。 地裂缝 地裂缝是地表岩、 土体 在自然或人为因素作用下,产生 开裂 ,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种 地质现象 ,当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可成为一种 地质灾害 。 地裂缝的形成是指强烈地震时因地下断层错动使岩层发生位移或错动,并在地面上形成断裂,其走向和地下断裂带一致,规模大,常呈带状分布。 秦岭—昆仑纬向构造体系 秦岭—昆仑纬向构造体系 (Qinling Kunlun latitudinal structural system)是沿秦岭—昆仑山脉展布的纬向构造带。主体大致在北纬33°~36°,秦岭居于其中段;东段受其他体系严重干扰,从豫西开始分为南、北两支;昆仑褶带为其西段,因受青藏歹字型构造干扰而往北挪动。它由古老变质岩系、古生代及中生代岩层构成的东西向隆起褶带和拗陷褶带、冲断带,以及从酸性到镁铁质—超镁铁质岩体组成,岩层、岩体变形变质强烈,东西向逆冲—推覆构造发育,构造动力变质带规模巨大,且西昆仑以断裂深切、蛇绿岩及蛇绿混杂岩沿断裂分布为特色。具悠久发育历史,为东亚地区长期活动的构造带之一,至少部分经历了海西期、印支期及燕山期等南北向挤压的强烈构造运动,挽近仍有部分活动;边缘断裂显著横移并发生力学性质的张性改变。它成为黄河、长江两大水系的分水岭,南、北气候及地貌景观差异均以此为界。带内产出铁、铜、铅锌等,以及大型钼钨矿床和大型—特大型金矿床。此带在全球相应纬度的其他地区亦断续出露。 淮南煤田东西长约100km,南北宽约30KM,含煤面积约3000km 2 。 淮南煤田位于北纬27°40′分界线以北安徽省淮北平原南部、淮河中游两岸。其地理位置为:东经115°50′-117°45′。北纬32°25′-33°10′。东起郯庐断裂,西至阜阳,北抵明龙山、上窑一带,南止舜耕山、八公山。跨凤台、颍上、利辛、阜阳、淮南等县市。以淮河为界,淮河以北为潘谢矿区,淮河以南为淮南煤田的老区(新庄孜、谢一矿、原李一矿、李二矿、孔集矿、李嘴孜矿)。 淮南煤田主要含煤地层为二叠系山西组,上、下石盒子组,系南北型北相地层,总厚约350m。可采煤层为A、B、C三个含煤组。上部B、C含煤组地层总厚约270m,含可采煤层11-13层,可采总厚15-22m。下部A组煤地层总厚约70m,含A1、A3两个可采煤层,可采总厚4.4-8m。A1煤层距太原统第一层灰岩12-18m。
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地质年代简表
fengjian1000 2012-9-19 16:11
地质年代单位为:宙、代、纪、世。 宙为最大单位。 宙分为:1.隐生宙:生物化石稀少和不存在的寒武纪以前的地史年代。 2显生宙:从寒武纪开始出现大量较高级动物以后至今的地势阶段。 隐生宙分为:1.太古代:起始于46亿年前,结束于24(25)亿年前。 2.元古代:起始于24(25)亿年前,结束于5.7亿年前。 隐生宙结束—————————————————————— 显生宙分为:1.古生代:距今5.7亿年——2.5亿年。 2.中生代:距今2.5亿年——6500晚年。 3.新生代:距今6500晚年——今。 古生代分为: 一、早古生代:1.寒武纪:距今5.7——5.1亿年。 2.奥陶纪:距今5.1——4.38亿年。 3.志留纪:距今4.38——4.1亿年。 二、晚古生代:1.泥盆纪:距今4.1——3.55亿年。 2.石炭纪:距今3.55——2.9亿年。 3.二叠纪:距今2.9——2.5亿年。 ———————————— 中生代分为:1.三叠纪:距今2.5——2.05亿年。 2.侏罗纪:距今2.05——1.35亿年。 3.白垩纪:距今1.35亿年——6500万年。 ———————————— 新生代分为:1.第三纪:距今6500万年——160万年。 2.第四季:距今160万年——今。 ——————————————完———————— 历史上的各期运动-(例印支期) 迁西期 迁西期的时限为2900±Ma以前。期末的构造运动,在河北称为迁西运动,在内蒙古称为兴和运动。 阜平期 阜平期的时限为2900±—2600Ma。期末的构造运动称为阜平运动又称为铁堡运动。 五台期 五台期的时限为2600±—2500Ma。期末的构造运动称为五台运动,在黑龙江称为麻山运动。 吕梁期 吕梁期的时限为2500±—1800±Ma。期末的构造运动称为吕梁运动,又称中条运动,在黑龙江称为兴东运动,在安徽称为凤阳运动。 四堡期 四堡期的时限为1800±—1000Ma。期末的构造运动称为四堡运动,在湖南称为武陵运动,在贵州称为梵净山运动,在黑龙江成为黑龙江运动。在安徽称为皖南运动。 晋宁期 晋宁期的时限为1000—850Ma。期末的构造运动称为晋宁运动,在新疆称为塔里木运动。 震旦期 震旦期的时限为850—600Ma。期末的构造运动,在黑龙江称为张广才岭运动,在河南称为少林运动,在安徽称为霍丘运动,在湖北称为惠亭运动,在宁夏称为兴凯运动。 加里东期 加里东期的时限为600—405±5Ma。包括寒武纪至志留纪,其间的构造运动称为加里东运动。 华力西期 华力西期的时限为405±5—250Ma,包括泥盆纪至二叠纪。其间的构造运动称为华力西运动。 印支期 印支期的时限为250—205Ma,仅含三叠纪。其间的构造运动称为印支运动。 燕山期 燕山期的时限为205—66±2Ma。包括侏罗纪和白垩纪。其间的构造运动称为燕山运动。 喜马拉雅期 喜马拉雅期的时限从66±2Ma起,包括第三纪和第四纪,发生的构造运动称为喜马拉雅运动。 宙-代(距今时间) 纪-世 构造阶段 生物演化阶段 备注 新 生Cz 代.(065亿) 第四纪(Q) 新近纪(N) 古近纪(E) 喜马拉雅阶段 1.被子植物与哺乳动物繁盛 2.第四纪人类出现 1.第四纪大冰期 2.青藏高原迅速隆起 中 生Mz 代(2.5亿) 白垩纪(K) 侏罗纪(J) 三叠纪(T) 燕山阶段 印支阶段 1.裸子植物与爬行动物繁盛 2.白垩纪末期恐龙灭绝 1. 联合古陆解体. 2. 侏罗纪为又一成煤时期.该代也为石油形成期 3. 该代又称菊石时或爬行动物时代 晚 古 生Pz2 代(4.1亿) 二叠纪(P) 石炭纪(C) 泥盆纪(D) 海西阶段 1.裸蕨-蕨类时代 2.无脊椎-脊椎 3.鱼类两栖类繁盛 4.发生了两起集体灭绝 1. 石炭二叠纪大冰期 2. 石炭二叠纪是地史重要成煤期 早 古Pz1 生 代(5.4亿) 志留纪(S) 奥陶纪(O) 寒武纪() 加里东阶段 1. 寒武纪出现生命大爆发 2. 海生无脊椎动物繁盛 1.奥陶纪出现第二次大冰期 2.寒武纪又称三叶虫时代 元 古PT 宙(25亿) 震旦纪(Z) 南华纪(Nh) 晋宁运动 1. 原核生物——真核生物 2. 蕨类植物出现 1. 南华纪大冰期为最古老一次冰期 2. 岩层中广布叠层石 3. 地层中有铁.锰矿 太 古AR 宙(36亿年) 生命萌芽期 地层富含铁矿 冥古宙HD 地球演化的天文时期
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30亿年前生物大扩张探秘
gongshiliang 2011-1-1 09:37
30亿年前生物大扩张 【作者:曹淑芬,转引自《新民晚报》2010-12-31-B22版人与自然栏目】 发表在最近出版的《自然》期刊上的一项研究指出,地球生命在30亿年前迅猛发展,可能是因为当时的原始生物经过演化,提高了从阳光中获取能量的效率。 这个结论由美国麻省理工学院的科学家们得出。他们建构了一种基因组化石数学模型,输入现存的1000种关键基因,计算出它们如何从远古时期演化而来。研究发现,整体生命基因在33亿年至28亿年前迅猛发展,现今物种的27%在此期间形成。 生命基因的剧增,大概要归功于一种叫做现代电子传递的生化过程。这是一种非常重要的生命功能,即电子在细胞的膜内运动,这一功能对植物和部分微生物尤其重要,使它们能以光合作用从太阳获得能量,另外还可以呼吸氧气。研究人员把这一重大转变称作太古代扩张。在太古代扩张后5亿年,又出现了所谓的大氧化事件大气层的氧气含量逐渐增加。大氧化事件可能是地球物种最大的更迭时期,不能呼吸氧气的原始生物或微生物纷纷死亡,取而代之的是体型更大、更聪明的需氧生物。 研究人员指出,该研究结果的真正不同凡响之处在于,它们证明生物体共同的DNA记载了远古的事件。
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环境的演变(1):最初的地球
王铮 2009-5-9 09:04
按:《环境的演变》是我1993年出版的高校教材《地理科学导论》一节,最近该书要修订出版,这里登出修改稿。由于我最近几年作现代气候变化,关于古环境变化的最新发展不够熟悉了,特别是实际上也出现了不同观点。这里我登出新的稿件,一则起一些科普作用;二则希望获得一些指正意见。 当然不希望别有用心的人捣乱。 地球环境从地球诞生起就在演变,长期原来导致环境演变的直接动力第一是地质运动,第二是气候变化,第三是生物的改造作用。 1.最初的地球 地球大约形成在 46 亿年前,地球的这个初生时代被称为 Hadean ,这个词我把它翻译为骇沌,这个近音译,有混沌初开的意思也要有令人生畏的意思。骇沌代的天空是闪电与流星雨的世界,由于没有臭氧层,看不见的紫外线大量地涌入地球,不适合生命。那时地球可能存在一个超基性的薄薄的壳,岩浆涌出地面并且熔蚀这个地壳。有些地方形成了火山岛弧,它们时刻准备着成为未来大陆的核。大约 44~43 亿年前,地球从火山喷发和宇宙中获得了水,形成了原始海洋,原始海洋的出现,形成降水和流水,侵蚀最初的地壳岩石,地球进入了一个新的环境演变时代。在 40~10 亿年的 30 亿年中,现代化学化学成分的大气圈逐渐形成,最初大气的成分类似现代火山的气态喷出物 H2O, CO2, SO2, S2, Cl2, N2, NH3 和 CH4. 大约在 34.5 亿年出现的青 藻菌开始分解二氧化碳,形成大气的氧气成分。 图1 骇沌代的地球 最古老的岩石出现在西澳大利亚的 Jack 丘陵( 44 亿年),加拿大的 Great Slave 湖地区 (40 亿年 ) 、西格林兰 (37 到 38 亿年 ) ,北密西地区 (35~37 亿年 ) 和 斯威士兰 地区 (34~35 亿年 ) 。这些岩石的出现意味着陆地环境的形成,或者说陆壳形成。最早的微生物化石出现在 39 亿年前,化石形成了叠层石的礁石,这是有证据的地球生命起点。 从 38 亿年到 25 亿年被称为太古代,经过骇沌代,大约在 38 亿年前,地球上已经出现了许多原大陆陆块( protocontinental landmasses ),在地幔炽热的涡流启动下移动,相互碰撞。最初形成了上百个小陆块和岛弧,这种陆块随着海盆移动,他们相互碰撞形成连接在一起并且形成山脉。大约 30 亿年年前出现了一个陆块群,称为乌尔( Ur ),它由现在的非洲、印度、澳大利亚和南极洲的一些单元构成。到 28 亿年前,地球已经形成泛大陆瓦尔巴拉( Vaalbara ),现在地球上的克拉通加拿大克拉通、南非的 Kaapvaal 和西澳大利亚 Pilbara 就是它的核心构成。图 2 是地球是太古代( 28~25 亿年)岩石的分布区。到 25 亿年前,现代大陆的 70% 已经形成,不过它们分布在各种陆块上。 图 2 太古代的原大陆陆块的现代分布 (来自 http://paleogeology.blogspot.com/2008/12/archaean-supercontinents.html ) 大约 27.3 亿年,瓦尔巴拉开始分离,南非的 Kaapvaal 和西澳大利亚 Pilbara 分开,而且向低纬方向旋转了 30 。分离的大陆其中一块是乌尔( Ur ) ,乌尔作为一个整体大陆存在至少在 2 亿年前才分离,乌尔大陆现在形成了非洲、澳大利亚、印度和马达加斯加的部分。另一个大陆克洛兰( Kenorland ) , 克洛兰的主体现在出露在澳大利亚。有人认为克洛兰,曾经也是一个泛大陆,位于低纬地区,直到 24 亿年,这个大陆分离了, 24~24.5 亿年间他分离了,从纬度 15 , 30 和 70 分布有大陆,这就形成了不同的气候环境。在这个时期,大气氧的成分迅速增加导致温室气体的减少,伴随着温室气体的减少,地球上出现了大约持续 6 千万年的冰期,全球温度低于零度,被称为地球的雪球年代。 从 25 亿年到 5.4 亿年称为元古代。大约 25 亿年前北美和西伯利亚构成的阿提亚( Artica )大陆已经形成,因此可以认为它是太古代的产物。在距今 20 亿年左右,形成陆大西洲( Atlantica )陆块(包含东南美洲一部分和西非)和波罗地陆块(北欧),它们分别包含了,在 19 亿年,阿提亚与波罗地碰撞形成山脉和统一的陆地, Rogers 和 Santosh 等 (2002) 称这时它们与乌尔联结在一起,形成为哥伦比亚泛大陆。到距今 15 亿年时,哥伦比亚大陆破裂形成许多新的大陆块。 这时华北古大陆属于哥伦比亚超大陆的组成部分,在造山及裂解事件群的性质、特点和时代等特征上,华北与北美、西伯利亚和西北欧有更大的相似性。总之, 地球大陆的 80% 已经形成。 在这些基础上,约 10.5 亿年至 7.5 亿年前,地球上陆块有聚集形成了泛大陆罗迪尼亚( Rodinia )。由于缺少具有硬壳的化石以及可信的古地磁资料,使得要重建元古代晚期时期的古地理图非常地困难,罗迪尼亚的正确大小与组成明确并不清楚,但可以肯定北美洲当时位于罗迪尼亚的中心,北美东岸紧连着南美的西岸,而北美西岸则是连接着澳大利亚大陆与南极洲。依据所能获得的资料,这张 7.5 亿前的古地理图是人们所能描绘出最古老的时代的地图。陆松年等( 2004 )提出中国塔里木和扬子克拉通属于罗迪尼亚,但是华北克拉通未出现与罗迪尼亚超大陆汇聚和裂解作用有关的强烈的新元古代热 - 构造事件群,应该不属于罗迪尼亚。 图 3 7.5 亿年罗迪尼亚大陆存在时的海陆分布(注意刚果地盾可能独立于这个大陆) 罗迪尼亚大约在 7.5 亿后分裂成两半,中间是古泛大洋( Panthalassic Ocean )。北美洲陆块往南向着冰雪覆盖的南极旋转。分裂出来的罗迪尼亚大陆的一半部基本上包括了南极大陆 (Antarctica) 、澳大利亚 (Australia) 、印度 (India) 、阿拉伯 (Arabia) ,以及成为今天中国的一部份大陆碎块,这基本上就是最初的冈瓦纳大陆(图4)。冈瓦纳以逆时针的方向旋转,穿越严寒的极地,因此这个时期发生了冰期。另外还存在较小的第三大陆刚果地盾 (Congo) 。有学者认为,在元古代即将结束之际,大约距今 5.4 亿前,这三个大陆再次因为碰撞而形成了一个新的泛大陆潘诺西亚( Pannotia ),与这次碰撞相关的造山运动事件则被称为泛非( Pan-African )褶皱造山活动。不过现在这个观点被认可的不多。 在元古代晚期的地球气候是非常寒冷的。已经在所有邻近大陆上找到冰川的证据,这个冰川时代形成的原因至今仍困惑着地质学家们。目前最受认同的假设则是认为,当时整个地球的海洋都被冰冻,成为一个巨大的雪球,这个雪球假说( Snowball Earth )的证据是表层岩石中同位素异常。也有不少人认为当时大陆的碰撞与泛大陆的形成,许多大陆不是紧邻北极就是南极,导致全世界进入一个全球的 冰室 。然而当时位于赤道附近的澳大利亚也出现冰的遗迹,挑战了这个看法,有人提出当时有可能地轴对着太阳,这样地球半年是冰期,半年是暖期,这个想法的问题是地轴是否真的这样偏移过。但是有人提出有证据说明北美、欧洲、西伯利亚和冈瓦纳大陆的东部是温暖和阳光灿烂的。另外的学说从地球内部循环解释雪球。雪球的产生与消退被认为存在某种循环联系。最初因某种原因导致大气中二氧化碳丧失,这样地球的温室效率下降,极地、大陆山脉的冰川形成并且扩张,冰川导致地球反射率增加,气温进一步下降,冰川进一步扩张。这样水循环停止,大气降雪停止,同时由于冰川覆盖大洋的光合作用停止,大洋变成厌氧环境。冰川由于没有雪的补充停止发育,发生退缩和断裂,厌氧环境使得海洋的碳酸盐形成缓慢,火山喷出的二氧化碳再加温室效应,地球创新变得温暖。有证据说在元古代, 7.2 亿年、 6.3 亿年和 5.8 亿年都发生了冰期气候,有的学者认为,距今 7.2~5.8 亿年就是一个统一的超级冰川发育时期,被称为冰室时代。 图4 6.5亿年年前的时间海陆分布。请注意那时候今天北半球的许多部分是在南半球的,不过我们中国的华南、华北处于大陆的北端
个人分类: 为科学而科学|15080 次阅读|1 个评论

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