前寒武纪地质

前寒武纪的主要分支

通过国际协议,前寒武纪分为太古宙(大约发生在40亿年前到25亿年前之间)和元古宙(发生在25亿至5.41亿年前)。在前寒武纪之后,地质时期的基础上对区间进行细分化石记录.然而,由于前寒武纪化石的缺乏,排除了在这一时期内小规模细分(时代和时代)的创建。相反,不同区域的相对事件年表是基于诸如不整合(在累积中的中断)等场关系而产生的沉积岩由于侵蚀或不沉积)和横切堤坝(入侵火成岩在周围岩石原始结构的裂缝中挖洞)。这些场的关系,结合同位素年龄测定对于特定的岩石,考虑到相邻区域之间的一些相关性。国际地层学委员会(ISC)和国际地质科学联盟(IUGS)将太古代划分为太古代(约40亿至36亿年前)、古太古代(36亿至32亿年前)、中太古代(32亿至28亿年前)和新太古代(28亿至25亿年前)时代。同样地,他们将元古代划分为古元古代(25亿至16亿年前)、中元古代(16亿至10亿年前)和新元古代(10亿至5.41亿年前)。这些定义是基于同位素年龄测定

最古老的矿物和岩石

地球上最古老的矿物,碎屑锆石在44亿年前结晶而成。它们出现在大约33亿年前的沉积砂岩和砾岩中环境它们是在哪里形成的完全不得而知。的岩石他们来的地方可能被某种构造加工或由陨石幸免于个人的影响锆石晶体。另一方面,含有这些矿物质的岩石可能仍然存在于地球表面,只是还没有被发现。也许正是它们的缺失表明了早期陆地过程的一些重要内容。与月亮表明地球在大约40亿年前一定遭受了大量的陨石撞击,但没有地质证据证明这种事件。

地球上已知的最古老的岩石是人造角闪岩火山沉积物Nuvvuagittuq绿石带在加拿大魁北克省;据估计,它们有42.8亿年的历史。这些岩石的年龄是用辐射测量法估计的约会测量稀土元素比例的技术而且样品中存在的

阿卡斯塔片麻岩,发现于加拿大附近大奴湖也是世界上最古老的岩石之一。它们的年龄已经通过辐射测量确定在40亿年到39亿年之间。阿卡斯塔片麻岩是花岗质并包含一个单一的残锆石晶体,它可以追溯到42亿年前,由花岗岩岩浆形成。他们被认为是从更老的人进化而来的玄武岩地壳中因构造过程而融化和再融化的物质。

重大地质事件

独特的特性

前寒武纪内的太古代和元古代是非常不同的,必须分开考虑。太古代-元古代边界构成年的一个重大转折点地球历史。在那之前,地球的地壳处于增长过程中,因此没有大而稳定的大陆。之后,当这些大陆出现时,造山带能够在大陆块的边缘和之间形成。

太古宙有两种类型造山腰带。第一种发生在富含火山岩的上地壳绿岩-花岗岩带,这些带可能是原始类型的海洋地壳和岛弧(长而弯曲的岛链,与强烈的火山和地震活动有关),形成于地壳快速增长的早期阶段。第二种发生在granulite-gneiss在太古宙中下地壳再结晶的构造带变质与高温麻粒岩有关的条件角闪岩相。因此,麻粒岩,其中通常含有高温矿物超聚乙烯(一种辉石),是特征许多前寒武纪造山带的特征。显生宙造山带中麻粒岩较为罕见。

还有其他几种岩石类型主要在前寒武纪时期形成,但很少在之后出现。这种限制是前寒武纪时期普遍存在的独特条件的结果。例如,条带状含铁的形成是沉积在早期富含铁的海洋边缘的含铁沉积物。斜长岩,主要由斜长石,在若干元古代带中形成大体。科马提岩,属富镁,高温火山岩来自非常热的地幔(地壳和地核之间的一部分),在前寒武纪早期大量挤压热流当时地球的高度比现在高蓝片岩,其中含有蓝色矿物质蓝闪石,形式为俯冲带在高压和低温条件下形成,在前寒武纪岩石中很少出现,可能表明早期俯冲带温度过高,不利于其形成。

世界上许多有价值的矿藏(例如金、镍、铬铁矿、铜和铁)的大部分也是在前寒武纪形成的。这些浓度反映了独特的前寒武纪沉积而且岩浆岩石和他们的环境的形成。

太古代地壳增长

在地质历史的前三分之一(也就是说,直到大约25亿年前),地球以一种大致相似的方式发展。绿岩-花岗岩带(变质海洋地壳而且岛弧杂岩)形成于太古宙上地壳,麻粒岩片麻岩带形成于中下地壳。这是一个时期总的产热率被打破的时期放射性同位素当时的规模是现在的几倍。这个条件是体现由于快速的构造过程,很可能是由于某种原始的板块构造论(直到地壳变得更冷、更坚硬,更现代的板块构造过程才会发生)。今天从地球内部逸出的大部分热量都是在海洋山脊.这种方式的热量损失可能发生在太古代,数量要大得多。太古代的洋脊比现代的洋脊更丰富、更长、张开得更快高原来自热地幔柱(高粘性地幔物质缓慢上升的流)更常见。虽然新形成的地壳数量可能是巨大的,但这些物质的很大一部分不可避免地被同样快速的板块破坏俯冲流程。这种早期生长的主要结果至今仍然是在绿岩-花岗岩带中的许多岛弧和海洋高原,以及大量的安第斯型tonalites(一种富含砷的花岗岩型岩石)斜长石长石)变形为正片麻岩(源自火成岩的片麻岩)麻粒岩-片麻岩腰带。尽管太古宙的大部分海洋地壳被俯冲,但在绿岩-花岗岩带中保留了少数蛇绿岩型杂岩。

太古代晚期(新太古代时代)是一个重要的时间间隔,因为它标志着地壳生长类型从太古代向元古代的重大转变的开始。第一大调的形成裂痕特征当前的重大事件它是世界上已知的第一个主要裂谷Pongola裂痕,出现在今天的斯威士兰和南非边境;第一个少校的闯入基本堤坝(例如大堤(横切整个津巴布韦克拉通)和第一个大型层状层状火成岩杂岩(如在蒙大拿州)形成;以及第一个大型沉积盆地的形成(例如威特沃特斯兰德在南非)也发生了。所有这些结构都表明大陆地壳在太古宙晚期首次达到相当稳定和刚性的成熟阶段。新太古代代表了高潮它遵循了早期太古代(太古代和古太古代)和中期太古代(中太古代)的快速构造过程。由于地壳生长发生在世界各地的不同时期,在早元古代(古元古代)可以发现类似的结构。