寒武纪地层中有丰富的矿产。相当太古宙和古元古代地层中的碧玉铁质岩建造(即条带状铁矿)是全世界最重要的铁矿类型,如我国的“鞍山式铁矿”。在北美、俄罗斯、印度、非洲及世界很多地区皆有分布,常常形成巨大的铁矿床,占世界铁矿总储量的60%以上。
此外,还有许多与前寒武纪多次岩浆活动有关的多金属及稀有分散元素等矿产,如金、铜、镍、铁、铬、钴、铍、铌、钽等。
前寒武纪是自地球诞生到6亿年前的这段时间,尽管早在30多亿年前生物就已经出现,但其进化却长期停滞在很低级的阶段,主要是是些低等的菌藻类植物,它们留下的化石说明的情况不多,而且保存这些化石的岩层又太多经过不同程度的变质,更使得地球的早期历史不易被了解,所以才被划入"隐生宙"。
地质学家把漫长的前寒武纪分为冥古宙、太古代和元古代三部分。冥古宙(地球形成之初-38亿年前)则有多种不同的称呼。
前寒武纪是地质年代中,对于显生宙之前数个宙所使用的非正式名称,原本正式的名称是隐生宙,其后来被拆分成冥古宙、太古宙与元古宙三个时代)。
1930年,G.H.查德威克将地史时期划分为两个阶段——寒武纪以前称为隐生宙,寒武纪迄今称为显生宙——作为地质年代的最高级单位,其相应地层分别称为隐生宇和显生宇。由于在隐生宇即前寒武系上部不断发现软躯体动物化石,使其部分地层的划分具备了古生物的依据,而且所谓“隐生”,已逐渐不符合实际情况。
1977年,国际地层委员会前寒武纪地层分会在开普敦第四次会议上,将前寒武纪分为太古宙和元古宙,其界线放在25亿年前,而隐生宙及显生宙这两个年代地质单位和年代地层单位,已逐渐弃而不用。
前寒武纪开始于大约45亿年前的地球形成时期,结束于约5亿4200万年前——大量肉眼可见的硬壳动物诞生之时。尽管前寒武纪占了地史中大约八分之七的时间,但人们对这段时期的了解相当少。这是因为前寒武纪少有化石记录,且其中多数的化石,如叠层石,只适合用作生物地层学研究。
此外,许多前寒武纪时期的岩石已经严重变质,使其起源变得隐晦不明。而其他的不是已经腐蚀毁坏,就是还埋藏在显生宙地层底下
答案是:(1)前寒武纪地层中有丰富的矿产。相当太古宙和古元古代地层中的碧玉铁质岩建造(即条带状铁矿)是全世界最重要的铁矿类型,如我国的“鞍山式铁矿”。在北美、俄罗斯、印度、非洲及世界很多地区皆有分布,常常形成巨大的铁矿床,占世界铁矿总储量的60%以上。
(2)元古代地层中的沉积变质矿产也很重要,如我国苏北、大别山等地的“东海式磷矿”、东北地区的巨型菱镁矿床等,与碎屑岩有关的含金、铀的变质砾岩具有特别大的价值:如加拿大的铀矿床,非洲的含金、铀砾岩,巴西、芬兰以及我国滹沱群中都有这类重要矿床,此外含铜砂岩型铜矿储量也很大,如加丹加和罗得西亚的铜矿等。变质非金属矿产,如白云母、金云母、石墨、金刚石及刚玉等矿床在前寒武纪变质岩系中也很丰富。
(3)中、新元古代地层蕴藏有多种沉积矿产,如我国北方赋存于串岭沟组中的鲕状赤铁矿型的“宣龙式铁矿”、高于庄组及铁岭组中的沉积锰矿;南方相当莲沱组中的“江口式铁矿”、陡山沱组中的“开阳式磷矿”以及灯影组的油、气等矿产。
(4)此外,还有许多与前寒武纪多次岩浆活动有关的多金属及稀有分散元素等矿产,如金、铜、镍、铁、铬、钴、铍、铌、钽等。
前寒武纪是地壳发展过程中最古老的地质历史时代,也是地球上生命开始形成和发展的初期阶段。因此,它的研究对探索地球和地壳的形成过程及其演变规律以及生命起源,生命演化规律具有重要的意义。前寒武纪地层产有丰富的铁、铜、金、钴、锰、镍、铀等矿产。
前寒武纪的铁矿的代表类型是BIF,即条带状铁建造,中国称为鞍山式铁矿,是世界上最重要的铁矿类型(没有之一)。
其实BIF的形成时间主要是在18亿年以前,18亿年之后BIF数量急剧减少,5亿年(差不多是寒武纪开始的时候)以后绝迹。
简单的说一下BIF的成因,就知道为什么BIF不会出现在寒武纪以后了。
首先,早期的海洋中是富铁的。铁的来源有大陆岩石的风化(几十年前的观点)、海底黑烟囱的喷发(现在的主流观点)等。这些铁在海洋中不断累积,导致了早期的海洋实际是“一锅”富含铁离子的“浓汤”。这些铁是以什么形式存在于海洋中呢。
三十多亿年前,地球上出现了以蓝藻为代表的的原核生物。而蓝藻常出现在哪里呢
在海洋的近岸地带。因为近岸有大陆风化带来的丰富营养物质,蓝藻在近岸地带生长旺盛,其进行光合作用,在近岸地带形成了局部的氧化环境。导致近岸的海水中Fe2+被氧化成Fe3+,而Fe3+的溶解度很低,就沉淀下来,形成铁矿。(有观点认为BIF中的条带就是蓝藻光合作用随季节变化有高有低而形成的。
前寒武纪存在的冰川作用证明当时地球的气候和第四纪时期的气候属于同一种类型。此外当时还存在和现在气候周期性大致相同的短气候周期。
前寒武纪慢慢开始气候温暖,海平面升高,淹没了大片低洼地。
前寒武纪晚期距今7-8亿年左右的时间段属于大冰期气候,是地质史上已知的三大冰期之一。
前寒武纪单细胞生物和多细胞生物慢慢形成
前寒武时期(地球诞生~寒武纪前)这一阶段分为太古代和元古代。地表已出现了大陆板块,大气圈中也已含有自由氧,中晚期藻类植物十分繁盛。震旦纪是元古代最后一个阶级,它是元古代与古生代之间的一个过渡阶段。
远古的生命
约四十六亿年前,地球平均温度和太阳表面一样炽热。刚刚过了7亿年,生命的形成过程便已经开始。但迄今为止,地球是唯一可以确定有生命存在的一个星球。
生命的进化的加速
光合作用开始时,地球大气层的成为分氮和二氧化碳,几乎不含氧气。
氧气对原始细菌来说极为有害。
最早的需氧有机体是单细胞水生微生物,在仍广泛地分布在淡水及海水中。
单细胞生物
原核生物的结构是非常简单。作为一些单一的细胞存在于大量的核糖体中,在这里进行蛋白质的合成。
动物的细胞
所有动物的细胞均有一个细胞核。脱氧核糖酸分子就位于这个细胞核之中。除了细胞膜之外,在细胞里还有微管和微丝,这些微管构成细胞骨架和基质,而基质对细胞起主导作用。
原始动物
生命演化中的重要一步便是生物的演化。这些生物具有多细胞,它们起支配特化作用。前寒武纪的这些海洋生物化石,在澳大利亚的埃迪阿卡拉海边被发现。
地球上最早的动物
最古老的动物生命痕迹距今10亿年前,而最早的动物化石出现是震旦纪(6亿年前)。
最原始的低等动物,只有在显微镜下才能看见。他们未形成化石,只留下了一些痕迹,(如洞穴、踪迹等。)有了这些遗迹,才有了地球上第一种肉眼看得到的动物——埃迪卡拉动物群。
化石的形成
“化石”指埋藏在地壳中的古生物的遗体、遗物或遗迹变成的跟石头一样的东西。化石很坚硬,化学性能稳定,保存的时间长,至少有1万年历史。
我们利用的大多数金属在地壳中的含量并不高。地壳的主要成分是硅、氧、铝。在原始炽热的地球发展演化过程中,地球物质从混沌状态逐步发展成有序的层圈结构,即地核、地幔和地壳的分异。
以铁镍为主的金属集中在内部,构成地核,以硅铝为主的物质则形成地壳,地幔则是由铁镁硅酸盐类组成的。三者之间通过岩浆作用和板块运动进行物质交换。同时,在地球的表面进行着水流的搬运、生物的改造、风力分选以及空气氧化等等自然过程的作用。具体地说,金属矿床的成因可以概括为岩浆分异、接触变质、海底喷流、热液、沉积和风化等六种作用。
又称先寒武纪、前古生代,泛指寒武纪以前的一段漫长地质时期,包括太古宙(始生宙)和元古宙(原生宙)。在中国则包括震旦纪和前震旦纪。
前寒武纪约占整个地质时期的将近90%的时间(近40亿年),是地壳形成和发展史中的早期阶段。此阶段生物以水生菌藻植物为主,后期出现了后生动物。这些生物保存成为化石的极少,因此有人把前寒武纪称为隐生宙。
近年来对前寒武纪的划分大致有两种倾向:一种是过分强调构造期,单纯地以同位素年龄值作为划分的主要依据,如美国地质调查所1971年提出的方案,不用太古宙和元古宙,而用符号来代表这些不同的阶段,把前寒武纪划分为:W(>25亿年)、X(25亿~16亿年)、Y(16亿~8亿年)、Z(8亿~5.7亿年)四个大阶段;
另外一种认为前寒武纪的划分也可以用显生宙所用的生物演化和沉积发展的阶段性那样的原则,其中如美国的格劳德(P.Gloud,1972),把前寒武纪划分为四个大阶段(宙):冥古、太古、元植(protophyte)和元古或元动(protozoan),其时间界限分别置于35亿~36亿年、26亿年左右和19亿年;这四个阶段和以后的显生宙是同一级别的;显生宙的起点下移到前寒武纪最后一次冰川作用消退和后生动物出现的位置,即大约6.8亿年的时期。显生宙起点的下移是考虑到从6.8亿~5.4亿年之间建立一个新的纪(系),并把它归入古生代。
地质年代分为宙、代、纪、世、期,一个宙分为几个代,一个代分为几个纪。
前寒武纪是寒武纪前的一个纪,也叫震旦纪,代号Z,同位素年龄800.0-570.0Ma,属于元古宙,新元古代。
古生物特征是出现埃迪卡拉生物群,后进化失败灭绝,因此把后来的寒武纪作为无脊椎动物真正出现的年代,也把寒武纪作为显生宙的开始,这也是和前寒武纪最大的区别。
在成矿过程中形成了复杂纷繁的各种地质现象,通过对这些地质现象的探究可以破解成矿过程之谜。成矿过程的划分按照地质作用类型来考虑,可以将成矿过程划分为如下几类,即与风化和沉积作用有关的成矿过程、与岩浆作用有关的成矿过程、与热液作用有关的成矿过程、与变质作用有关的成矿过程等。
一、与风化和沉积作用有关的成矿过程沉积作用形成各类沉积型矿床,涉及的矿产主要有铁、锰、铝、磷、钾盐、岩盐、煤、油页岩等矿产。
二、与岩浆作用有关的成矿过程可分为与火山喷发和岩浆侵入作用有关的两个大类,其中与火山喷发有关的成矿过程主要分为海相火山成矿作用和陆相火山成矿作用。与岩浆侵入作用有关的成矿过程是指岩浆结晶分异或熔离过程中直接从岩浆熔体中形成的各类矿床,包括超基性岩铬铁矿床、基性超基性岩铜镍硫化矿床、钒钛磁铁矿床,花岗岩副矿物有关的稀土、稀有、稀散矿床等。
三、与热液作用有关的成矿过程主要包括岩浆热液矿床。岩浆侵入相关的热液成矿作用发生在岩体侵位以后,成矿流体形成集聚沉淀成矿。这主要是与岩浆冷却过程中的物质分异作用有关。以水为主体的挥发分携带着大量的溶解盐和金属元素从岩浆体系中逸出,形成岩浆期后的热水溶液。挥发相从正在结晶中的熔浆分离,构成在高温高压体系中的气相(或水溶液相)熔体相晶体相分异的复杂体系。包括矽卡岩型矿床、斑岩型矿床、中高温热液钨锡矿、中低温热液金矿铜铅锌矿。
四、与变质作用有关的成矿过程包括“变质”“变成”和变质热液成矿作用。变质矿床是指原始成矿作用已形成了矿体,经过变质作用以后,改变了矿体原有的矿物成分、空间分布特征,如海相喷流沉积变质铁矿;变成矿床是指原始成分不是矿床,经过区域变质后形成了矿床,如石墨矿、滑石矿、菱镁矿等;变质热液矿床指成矿流体主体是在变质脱水过程中产生的,成矿物质也很可能来自围岩地层,如造山型金矿就是典型的变质热液矿床。