Chapter 5-6 History geology of
Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征
5-6.1 Precam,division and characteristics
5-6.2 地球圈层的起源和演化
5-6.2 Origin and evolution of geospheres
5-6.3 前寒武纪生物界
5-6.3 Precambrian organic kingdoms
5-6.4 中国主要古大陆形成史
5-6.4 Paleocontinental formation of China
5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造
5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography
Precambrian distributions
Chinese Precambrian
geological map
5-6.4 中国主要古大陆形成史
Paleocontinental Formation
5-6.4.1 华北板块的形成史
Formational history of the North China Plate
5-6.4.2 扬子板块的形成史
Formational history of the Yangtze Plate
5-6.4.3 其它板块的形成史
Formational history of other Plates of China
华北和扬子板块的范围
5-6.4.1 华北板块的形成史太古宙 → 陆核 的形成期早元古代 → 原地台 形成期中 -新元古代 → 似盖层 和 盖层 形成期
Continental nucleus →paraplatform
with a paracover →platform with a
cover
华北地区太古宇分布图
1 Ar1-2
2 片麻理
3 陆核轮廓
4 华北板块边界
5 后期平移断层河淮陆核冀辽陆核鄂尔多斯陆核
Pt1：
Ar1-2：
迁西群迁西运动（ 3000Ma+)
麻粒岩，片麻岩，角闪岩，原岩为超基性、基性火山岩及碎屑岩,〉
7200m,发现有 3800Ma的岩石角闪岩，变粒岩，片岩，原岩为中酸性火山岩夹碳酸盐和碎屑岩,〉 3000m
Ar1-2壳幔物质交换频繁； Ar2-3沉积岩增加，出现砂岩、碳酸盐岩等浅海沉积，说明陆地面积和浅海沉积范围扩大，
且较为稳定。 迁西运动后，硅铝质地壳加厚，形成较为稳定的块体 ----陆核
Ar2-3：
单塔子群阜平运动（ 2500Ma+)
Ar陆核形成：冀东迁西太古宇剖面
Pt1原地台形成,五台 -吕梁山区剖面滹沱群上部（上下共 〉 8000m)
五台群（ 〉 7000m)
中 -低级变质岩，原岩浅海陆缘碎屑岩、碳酸盐岩至沙泥质浊积岩，中部夹火山碎屑岩。
变质砂砾岩（红色磨拉石沉积组合）
整体特征,1）以沉积岩为主，夹有火山岩，说明地壳仍然有活动性； 2）晚期大量发育碳酸盐岩、叠层石和红色沉积，说明大气圈、水圈含氧量增加； 3）分布较窄。
五台运动（ 2200Ma)
阜平运动（ 2500Ma)
吕梁运动使 Ar分散的陆核进一步固化、联合成为更大的陆块 ----原地台滹沱群下部 浅变质滨浅海碎屑岩 -碳酸盐沉积，夹少量玄武岩。
吕梁运动 I（ 1900Ma)
吕梁运动 II（ 1800Ma)
Pt2-3似盖层和盖层形成,蓟县剖面上元古界青白口群中元古界蓟县群长城群蓟县抬升寒武系：府君山组浅海砂页岩、碳酸盐岩，厚度小、分布广，成份成熟度高，无火山活动，
为地台 真正盖层芹峪抬升（ 10亿年）
浅海碎屑岩、碳酸盐岩为主。特点：基本未变质；成份成熟度高。但是,厚度巨大；仍含火山岩。反映地壳仍不是很稳定 —— 原地台的 似盖层 沉积由于原地台的形成，地壳刚性增加，早期出现边界明确的裂陷槽 -裂谷盆地,Pt2-3即分布于这些裂陷槽中芹峪抬升后，华北地区进入稳定的板块发展阶段
Arkose with ripples,Pt2,王屋山
Pt2t/Pt2h/Pt2w,Beijing
Dolomite,Pt2w,Beijing
Dolomite with stromatolites & cross-beddings,Pt2t,Beijing
Dolomite with stromatolite,Pt2t,Beijing
cyanobacteria
Pt3l/Pt3x,Beijing
Slate containing len-shape beddings Pt3x,Beijing
Sandstone with wedged beddings Pt3l,Beijing
中国东部中元古代古地理图太古宙 陆核 的形成古元古代 原地台 形成中新元古代 似盖层 和 盖层 形成华北板块的形成史陆核和陆壳的形成 — 板块机制陆核的形成—
撞击机制
5-6.4.2 扬子板块形成史
1）无肯定的 Ar基底，推测有。证据：在广西摩天岭发现锆石（ 28.5亿年），
（ 2001年报道有 32亿年的基底） 。
2） Pt1很零星，如武当山的武当群（ 22亿年）,川西的河口群（ 17-19亿年）、云南的康定群和四川盆地的航磁异常。
3） Pt2以后为原地台（似盖层）发育阶段鄂西元古宇剖面
Z：莲沱组
Pt31,马槽园组
Pt2,神农架群晋宁运动 I（ 1000Ma)
主要为碳酸盐岩，含叠层石，为陆棚浅海沉积，夹凝灰质沉积 —— 原地台为红色山麓堆积 — 磨拉石沉积组合，
成份为碳酸盐砾岩、砂砾岩稳定类型盖层沉积晋宁运动 II（ 800Ma)
Pt2-Ar,空岭群
1600Ma
晋宁运动形成扬子板块的基底
1600Ma-3200Ma
Deep metamorphic rocks
Kongling Group,Three Gorges
神农架群
Shennongjia Group
with stromatolites
扬子板块南缘晚元古代沉积示意剖面岛弧弧后盆地稳定浅海陆棚沉积
NNW
洋壳桂南平乐重庆彭水扬子板块主体中元古代扬子板块周缘活动大陆边缘火山岛弧带示意图
5-6.4.3 其它板块的形成史塔里木板块华夏板块总体上类似与华北板块基底形成较扬子板块早五台群晋宁运动吕梁运动中国前震旦纪地层对比中国中元古代古地理图活动类型稳定类型
Chapter 5-6 History geology of
Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征
5-6.1 Precam,division and characteristics
5-6.2 地球圈层的起源和演化
5-6.2 Origin and evolution of geospheres
5-6.3 前寒武纪生物界
5-6.3 Precambrian organic kingdoms
5-6.4 中国主要古大陆形成史
5-6.4 Paleocontinental formation of China
5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造
5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography
5-6.5 中国震旦纪古地理
Sinian paleogeography
5-6.5.1 震旦纪的定义
5-6.5.2 扬子板块震旦纪古地理
5-6.5.3 华北板块震旦纪古地理
5-6.5.4 塔里木板块震旦纪古地理
“震旦”为中国的古称，在印度佛经中指中国李希霍芬（ 1871）最早将其用于地层，指下古生界和元古宇之间的一套地层；
葛利普（ 1922） → 高振西（ 1934）重新厘定为“寒武系之下，五台群或泰山群变质岩系之上的一套未变质的岩系”，以天津蓟县剖面为代表；
李四光（ 1924）在峡东建立完整的震旦系剖面,时限为 800—540Ma
1975年：正式确立三峡剖面为震旦系层型剖面近年震旦系又细分为 南华系 （下）和 震旦系 （上）
5-6.5.1 震旦纪 (Sinian)的定义震旦系特征
1） 大型稳定板块已形成，发育稳定成熟的盖层沉积，与寒武系之间无大的构造运动，因而与古生界接近（ 无机界 ）
2）发育丰富、高级的裸露动物群，在 Ediacaran
以前出现后生动物胚胎（ Nature,98,391:553-58）
→ 少量带壳化石。但整体上，化石仍然较少，保存差，难以利用生物化石进行广泛的建阶和分带，
有别于古生界（ 有机界 ）
3）冰川沉积发育（ 低纬度大陆冰盖 /雪球地球 ）
5-6.5.2 扬子板块震旦纪古地理扬子板块震旦系地层序列扬子板块震旦纪古地理河流 -滨海冰川 -冰海沉积浅海低能缺氧沉积天柱山段碳酸盐台地浅滩、潮坪
-泻湖沉积
98年在贵州的陡山沱组中发现了动物胚胎扬子板块震旦纪地层序列遗迹化石
Stratotype of Sinian,
Three Gorges
Liantuo Formation,
Three Gorges
Granite
Nantuo Formation,
Three Gorges
Dengyin Fm./Doushantuo Fm.,
Three Gorges
Dengying Fm.,Three Gorges
扬子板块震旦纪古地理下震旦统：分布局限，西部分布于滇中 -川西苏雄裂陷槽内，下部为陆相火山岩、火山碎屑岩；上部为含火山灰的陆源碎屑冰川湖泊沉积。
上震旦统：以碳酸盐沉积为主，广泛超覆，
岩相稳定。
中国南方震旦纪古地理扬子板块,Z1分布局限,Z2广泛超覆；
扬子板块东南 (被动 )大陆边缘 — 湘桂裂陷海盆,
Z1：下部和上部为冰川成因含砾砂板岩，中部含火山物质的灰绿色砂页岩。
Z2:非补偿较深水缺氧沉积 (黑色碳质、硅质页岩 ).
华夏板块西部大陆 (活动 )边缘 — 岛弧海厚达 4000m砂泥质复理石沉积，属补偿充填；
华夏板块 —— 古陆华南震旦纪沉积示意剖面寒武系：辛集组上统：罗圈组冰碛岩董家组砂页岩、碳酸盐岩下统：黄莲垛组，砂砾岩、白云岩互层至硅质岩
5-6.5.3 华北板块震旦纪古地理华北板块主体上缺失震旦系（处于大陆剥蚀状态），仅在东缘的胶东、辽南和南缘的豫西、淮南有震旦纪沉积。
辽东半岛复县：
上统：以碳酸盐岩为主，含 Ediacara动物群，
时代稍早，称前 Ediacara动物群。
下统：以碎屑岩为主，不含冰川沉积。
南缘豫西地区：
5-6.5.4 塔里木板块震旦系在塔里木北缘库鲁克塔格山一带震旦系地层中，下统发育两个冰碛岩层，
上统顶部发育一个冰碛岩层全球震旦纪发育三次冰川事件
(分布于低纬度 )
中国震旦纪地层对比中国东部震旦纪古地理图雪球事件与生物演化雪球说 最早（ 1992）由加州理工学院的 J,
L,Kirschvink 提出,1998年哈佛大学的 P,
F,Hoffman在科学上进行了系统论证。 主要内容,8-10亿年的格林威尔运动引起大规模的剥蚀和沉积,CO2的消耗量超过火山作用的补给量,CO2的减少导致地球降温成雪球，全球年均气温 -50?C,海水表层冰厚
1400m,水和碳（生物产率几乎为零）循环几乎停止。该特征在 6-8亿年前至少发生过 4次。 （ From SCIENCETIMES,02-02-06-
3)主要证据,新元古代的大陆冰盖可达赤道（古地磁）；新元古代冰碛岩（雪球期）
上均覆盖碳酸盐（高 CO2的火球期）；冰碛岩上碳酸盐的?13C（纳米比亚）与火山源
CO2的值一致。 意义,雪球事件加速了生物演化。从最早（ 20亿年前）的真核生物 ~10
亿年期间最复杂的有机体是丝状海藻和单细胞原生动物。而雪球事件后的几千万年间就演化出 Ediacara和复杂的体腔动物。 因严酷的环境可产生基因突变,
Hoffman et al,1999
Snowball-earth
Rodinia Columbus
O2,CO2 and biotic explosion
Review of History geology of
Precam,前寒武纪地史回顾
Bio-geohistory,Bacteria & algae(Ar1)→ Weng’an biota →
Ediacara fauna → bilateral animals
Sed-geohistory,O2,sudden increasing & CO2 decreasing
at Pt1 and Pt3; stable,without large oscillation in
isotopes
Tectono-geohistory,Continental nucleus (Ar-Pt1) →
proto-plate/proto-platform(Pt2) →
plate/platform (Pt2) → formation and break -up of
the Rodinia supercontinent,maximum at 800Ma
Significant event,Snowball earth- extreme status in global
change,and also a typical phenomenon caused by
interaction among geospheres
Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征
5-6.1 Precam,division and characteristics
5-6.2 地球圈层的起源和演化
5-6.2 Origin and evolution of geospheres
5-6.3 前寒武纪生物界
5-6.3 Precambrian organic kingdoms
5-6.4 中国主要古大陆形成史
5-6.4 Paleocontinental formation of China
5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造
5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography
Precambrian distributions
Chinese Precambrian
geological map
5-6.4 中国主要古大陆形成史
Paleocontinental Formation
5-6.4.1 华北板块的形成史
Formational history of the North China Plate
5-6.4.2 扬子板块的形成史
Formational history of the Yangtze Plate
5-6.4.3 其它板块的形成史
Formational history of other Plates of China
华北和扬子板块的范围
5-6.4.1 华北板块的形成史太古宙 → 陆核 的形成期早元古代 → 原地台 形成期中 -新元古代 → 似盖层 和 盖层 形成期
Continental nucleus →paraplatform
with a paracover →platform with a
cover
华北地区太古宇分布图
1 Ar1-2
2 片麻理
3 陆核轮廓
4 华北板块边界
5 后期平移断层河淮陆核冀辽陆核鄂尔多斯陆核
Pt1：
Ar1-2：
迁西群迁西运动（ 3000Ma+)
麻粒岩，片麻岩，角闪岩，原岩为超基性、基性火山岩及碎屑岩,〉
7200m,发现有 3800Ma的岩石角闪岩，变粒岩，片岩，原岩为中酸性火山岩夹碳酸盐和碎屑岩,〉 3000m
Ar1-2壳幔物质交换频繁； Ar2-3沉积岩增加，出现砂岩、碳酸盐岩等浅海沉积，说明陆地面积和浅海沉积范围扩大，
且较为稳定。 迁西运动后，硅铝质地壳加厚，形成较为稳定的块体 ----陆核
Ar2-3：
单塔子群阜平运动（ 2500Ma+)
Ar陆核形成：冀东迁西太古宇剖面
Pt1原地台形成,五台 -吕梁山区剖面滹沱群上部（上下共 〉 8000m)
五台群（ 〉 7000m)
中 -低级变质岩，原岩浅海陆缘碎屑岩、碳酸盐岩至沙泥质浊积岩，中部夹火山碎屑岩。
变质砂砾岩（红色磨拉石沉积组合）
整体特征,1）以沉积岩为主，夹有火山岩，说明地壳仍然有活动性； 2）晚期大量发育碳酸盐岩、叠层石和红色沉积，说明大气圈、水圈含氧量增加； 3）分布较窄。
五台运动（ 2200Ma)
阜平运动（ 2500Ma)
吕梁运动使 Ar分散的陆核进一步固化、联合成为更大的陆块 ----原地台滹沱群下部 浅变质滨浅海碎屑岩 -碳酸盐沉积，夹少量玄武岩。
吕梁运动 I（ 1900Ma)
吕梁运动 II（ 1800Ma)
Pt2-3似盖层和盖层形成,蓟县剖面上元古界青白口群中元古界蓟县群长城群蓟县抬升寒武系：府君山组浅海砂页岩、碳酸盐岩，厚度小、分布广，成份成熟度高，无火山活动，
为地台 真正盖层芹峪抬升（ 10亿年）
浅海碎屑岩、碳酸盐岩为主。特点：基本未变质；成份成熟度高。但是,厚度巨大；仍含火山岩。反映地壳仍不是很稳定 —— 原地台的 似盖层 沉积由于原地台的形成，地壳刚性增加，早期出现边界明确的裂陷槽 -裂谷盆地,Pt2-3即分布于这些裂陷槽中芹峪抬升后，华北地区进入稳定的板块发展阶段
Arkose with ripples,Pt2,王屋山
Pt2t/Pt2h/Pt2w,Beijing
Dolomite,Pt2w,Beijing
Dolomite with stromatolites & cross-beddings,Pt2t,Beijing
Dolomite with stromatolite,Pt2t,Beijing
cyanobacteria
Pt3l/Pt3x,Beijing
Slate containing len-shape beddings Pt3x,Beijing
Sandstone with wedged beddings Pt3l,Beijing
中国东部中元古代古地理图太古宙 陆核 的形成古元古代 原地台 形成中新元古代 似盖层 和 盖层 形成华北板块的形成史陆核和陆壳的形成 — 板块机制陆核的形成—
撞击机制
5-6.4.2 扬子板块形成史
1）无肯定的 Ar基底，推测有。证据：在广西摩天岭发现锆石（ 28.5亿年），
（ 2001年报道有 32亿年的基底） 。
2） Pt1很零星，如武当山的武当群（ 22亿年）,川西的河口群（ 17-19亿年）、云南的康定群和四川盆地的航磁异常。
3） Pt2以后为原地台（似盖层）发育阶段鄂西元古宇剖面
Z：莲沱组
Pt31,马槽园组
Pt2,神农架群晋宁运动 I（ 1000Ma)
主要为碳酸盐岩，含叠层石，为陆棚浅海沉积，夹凝灰质沉积 —— 原地台为红色山麓堆积 — 磨拉石沉积组合，
成份为碳酸盐砾岩、砂砾岩稳定类型盖层沉积晋宁运动 II（ 800Ma)
Pt2-Ar,空岭群
1600Ma
晋宁运动形成扬子板块的基底
1600Ma-3200Ma
Deep metamorphic rocks
Kongling Group,Three Gorges
神农架群
Shennongjia Group
with stromatolites
扬子板块南缘晚元古代沉积示意剖面岛弧弧后盆地稳定浅海陆棚沉积
NNW
洋壳桂南平乐重庆彭水扬子板块主体中元古代扬子板块周缘活动大陆边缘火山岛弧带示意图
5-6.4.3 其它板块的形成史塔里木板块华夏板块总体上类似与华北板块基底形成较扬子板块早五台群晋宁运动吕梁运动中国前震旦纪地层对比中国中元古代古地理图活动类型稳定类型
Chapter 5-6 History geology of
Precambrian前寒武纪的地史
5-6.1 前寒武纪的划分和特征
5-6.1 Precam,division and characteristics
5-6.2 地球圈层的起源和演化
5-6.2 Origin and evolution of geospheres
5-6.3 前寒武纪生物界
5-6.3 Precambrian organic kingdoms
5-6.4 中国主要古大陆形成史
5-6.4 Paleocontinental formation of China
5-6.5 中国震旦纪古地理和古构造
5-6.5 Sinian paleogeography and tectonopaleogeography
5-6.5 中国震旦纪古地理
Sinian paleogeography
5-6.5.1 震旦纪的定义
5-6.5.2 扬子板块震旦纪古地理
5-6.5.3 华北板块震旦纪古地理
5-6.5.4 塔里木板块震旦纪古地理
“震旦”为中国的古称，在印度佛经中指中国李希霍芬（ 1871）最早将其用于地层，指下古生界和元古宇之间的一套地层；
葛利普（ 1922） → 高振西（ 1934）重新厘定为“寒武系之下，五台群或泰山群变质岩系之上的一套未变质的岩系”，以天津蓟县剖面为代表；
李四光（ 1924）在峡东建立完整的震旦系剖面,时限为 800—540Ma
1975年：正式确立三峡剖面为震旦系层型剖面近年震旦系又细分为 南华系 （下）和 震旦系 （上）
5-6.5.1 震旦纪 (Sinian)的定义震旦系特征
1） 大型稳定板块已形成，发育稳定成熟的盖层沉积，与寒武系之间无大的构造运动，因而与古生界接近（ 无机界 ）
2）发育丰富、高级的裸露动物群，在 Ediacaran
以前出现后生动物胚胎（ Nature,98,391:553-58）
→ 少量带壳化石。但整体上，化石仍然较少，保存差，难以利用生物化石进行广泛的建阶和分带，
有别于古生界（ 有机界 ）
3）冰川沉积发育（ 低纬度大陆冰盖 /雪球地球 ）
5-6.5.2 扬子板块震旦纪古地理扬子板块震旦系地层序列扬子板块震旦纪古地理河流 -滨海冰川 -冰海沉积浅海低能缺氧沉积天柱山段碳酸盐台地浅滩、潮坪
-泻湖沉积
98年在贵州的陡山沱组中发现了动物胚胎扬子板块震旦纪地层序列遗迹化石
Stratotype of Sinian,
Three Gorges
Liantuo Formation,
Three Gorges
Granite
Nantuo Formation,
Three Gorges
Dengyin Fm./Doushantuo Fm.,
Three Gorges
Dengying Fm.,Three Gorges
扬子板块震旦纪古地理下震旦统：分布局限，西部分布于滇中 -川西苏雄裂陷槽内，下部为陆相火山岩、火山碎屑岩；上部为含火山灰的陆源碎屑冰川湖泊沉积。
上震旦统：以碳酸盐沉积为主，广泛超覆，
岩相稳定。
中国南方震旦纪古地理扬子板块,Z1分布局限,Z2广泛超覆；
扬子板块东南 (被动 )大陆边缘 — 湘桂裂陷海盆,
Z1：下部和上部为冰川成因含砾砂板岩，中部含火山物质的灰绿色砂页岩。
Z2:非补偿较深水缺氧沉积 (黑色碳质、硅质页岩 ).
华夏板块西部大陆 (活动 )边缘 — 岛弧海厚达 4000m砂泥质复理石沉积，属补偿充填；
华夏板块 —— 古陆华南震旦纪沉积示意剖面寒武系：辛集组上统：罗圈组冰碛岩董家组砂页岩、碳酸盐岩下统：黄莲垛组，砂砾岩、白云岩互层至硅质岩
5-6.5.3 华北板块震旦纪古地理华北板块主体上缺失震旦系（处于大陆剥蚀状态），仅在东缘的胶东、辽南和南缘的豫西、淮南有震旦纪沉积。
辽东半岛复县：
上统：以碳酸盐岩为主，含 Ediacara动物群，
时代稍早，称前 Ediacara动物群。
下统：以碎屑岩为主，不含冰川沉积。
南缘豫西地区：
5-6.5.4 塔里木板块震旦系在塔里木北缘库鲁克塔格山一带震旦系地层中，下统发育两个冰碛岩层，
上统顶部发育一个冰碛岩层全球震旦纪发育三次冰川事件
(分布于低纬度 )
中国震旦纪地层对比中国东部震旦纪古地理图雪球事件与生物演化雪球说 最早（ 1992）由加州理工学院的 J,
L,Kirschvink 提出,1998年哈佛大学的 P,
F,Hoffman在科学上进行了系统论证。 主要内容,8-10亿年的格林威尔运动引起大规模的剥蚀和沉积,CO2的消耗量超过火山作用的补给量,CO2的减少导致地球降温成雪球，全球年均气温 -50?C,海水表层冰厚
1400m,水和碳（生物产率几乎为零）循环几乎停止。该特征在 6-8亿年前至少发生过 4次。 （ From SCIENCETIMES,02-02-06-
3)主要证据,新元古代的大陆冰盖可达赤道（古地磁）；新元古代冰碛岩（雪球期）
上均覆盖碳酸盐（高 CO2的火球期）；冰碛岩上碳酸盐的?13C（纳米比亚）与火山源
CO2的值一致。 意义,雪球事件加速了生物演化。从最早（ 20亿年前）的真核生物 ~10
亿年期间最复杂的有机体是丝状海藻和单细胞原生动物。而雪球事件后的几千万年间就演化出 Ediacara和复杂的体腔动物。 因严酷的环境可产生基因突变,
Hoffman et al,1999
Snowball-earth
Rodinia Columbus
O2,CO2 and biotic explosion
Review of History geology of
Precam,前寒武纪地史回顾
Bio-geohistory,Bacteria & algae(Ar1)→ Weng’an biota →
Ediacara fauna → bilateral animals
Sed-geohistory,O2,sudden increasing & CO2 decreasing
at Pt1 and Pt3; stable,without large oscillation in
isotopes
Tectono-geohistory,Continental nucleus (Ar-Pt1) →
proto-plate/proto-platform(Pt2) →
plate/platform (Pt2) → formation and break -up of
the Rodinia supercontinent,maximum at 800Ma
Significant event,Snowball earth- extreme status in global
change,and also a typical phenomenon caused by
interaction among geospheres
