古全球变化与非等时韵律沉积及前寒武纪条带状铁矿建造形成的终止

前寒武纪各种地质记录表明了太古代—元古代早期古全球环境具有显著的陆少洋多和大气富ＣＯ２、贫Ｏ２的特征。ＢＩＦｓ大气－海洋系统中Ｆｅ２＋的氧化是导致铁质发生沉淀的一个重要过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２的环境，生物－无氧氧化和日光－紫外线为主的宇宙射线光致氧化作用产生的直接非生物－无氧氧化过程，在前寒武纪早期缺Ｏ２环境对Ｆｅ２＋的氧化可能起着重要的和主导的作用。ＢＩＦｓ条带状矿石的宏、微观ＳｉＯ２或Ｆｅ２Ｏ３／Ｆｅ３Ｏ４单层厚度非等厚性表征了硅、铁供给非等量性与交替淀积非等时性的韵律堆积。文章提出了一种与地球自转速率有关的日长年际变化（古ＥＬＮｉｎｏ事件）－硅铁临界饱和浓度模式，从统一的地球动力学条件和不同类型ＢＩＦｓ的成因联系解析了这种韵律堆积的机制。元古代早—中期大气－海洋系统发生了Ｏ２增多和ＣＯ２减少的古全球变化，导致了２．２～１．８Ｇａ之间大气圈平流层古臭氧层的形成。古臭氧层大幅度消减日光－紫外线对地球表面的强烈辐射，不仅使全球性由日光－紫外线光致氧化作用直接产生的Ｆｅ２＋非生物－缺氧氧化过程消失，而且也保证了生命演化的延续和生物进入多样性繁衍。与其伴随的全球性巨厚碳酸盐建造，导致了上壳岩下伏的地球早期富铁?     

地球轨道参数在前寒武纪地层中的记录及研究进展

前寒武纪(4.6 Ga～541 Ma)占据约90％的地球发展历史.该时期大气成分、海洋氧化还原条件、全球气候和生命演化历程等均发生极大程度的改变,为现在的地球系统奠定了基础.地球轨道参数是描述地球系统演化过程的重要指标,对于研究日地系统、地月系统及地球本身演化具有重要意义.近年来一些学者在全球范围内2650～550 M...     

冀东马兰庄条带状硅铁建造的变质时代及地质意义

前寒武纪条带状硅铁建造(BIF)是世界,也是中国最重要的铁矿资源类型,无论是储量,还是开采量,均居首位.前寒武纪条带状硅铁建造是地球早期特有的化学沉积建造类型,广泛分布于太古代—早元古代(3.2～1.8 Ga),记录了地球早期大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化,是广大地质工作者长期关注的焦点之一.在国外,与BIF...     

Ocean Redox State at 2500‒500 Ma: Modern Concepts

Modern concepts on variations of the redox conditions of Proterozoic ocean and atmosphere are reviewed. Generalized data indicate a non-linear evolution of the О₂ content in atmosphere and ocean for almost 2 Ga of the geological history. Contrasting distribution of minimum and maximum values of diverse proxies of the ocean redox state was found for the Great Oxygenation Event, Early–Late Proterozoic transition stage, and the Late Precambrian–beginning of Cambrian. The last interval is marked by a wide scatter of Mo, V, and U_sed concentrations and values of Мо/TOC, δ⁹⁸Mo, δ⁵³Cr, and δ⁸²Se in different geological objects. This time interval also coincided with one more large-scale oxygenation event, Neoproterozoic. Thus, according to the modern concepts, the О₂ contents near the Earth’s surface and in ocean significantly varied during the entire Proterozoic. These concepts are consistent with the assumption by Frolov and many other researchers concerning the heterogeneous distribution of рН and Eh in ancient hydrosphere and the existence of diverse, sufficiently contrasting “gas” facies. They also agree with conclusions by Sochava that the periodical variations of О₂ content in atmosphere and hydrosphere, especially at the Precambrian–Phanerozoic boundary, are related to the mass extinctions, emergence of adaptive response of animals (appearance of exoskeletons, food search strategy change, and others) and heavy taxonomic radiation of the latters.     

早前寒武纪地质及深成构造作用研究进展

早前寒武纪地质的研究进展主要表现在准大陆克拉通早期构造演化,克拉通及古老造山带深层结构,元古代超大陆恢复对比、早期地壳性质及生长等主要问题上开展多学科研究计划的实施。其中,同位素年代学,特别是锆石Ｕ－Ｐｂ方法,地震反射、Ｐ－Ｔ计算及古地磁研究对前寒武纪地质学的进展具有重要的推动作用。和个古陆克拉通区域地质学的持质研究积累,不断产生新的认识,这种新的科学思想涉及到早期陆壳组成及区划,太古代克拉通化历史,太古代－元古代界限及性质,元古代造山带网络与克拉进陆块拼合,大陆下地壳剖面及其组成等同题。华北早前寒武纪地质演化研究中的重要问题包括：华北麻粒岩相带与克拉通基底构造的关系,克拉通基底构造区域,早期陆壳性质及其记录的重大构造一热事件幕,华北克拉通与世界典型陆块构造演化对比等。     

地层学的几个基本问题及中国地层学可能的发展趋势

对地层学的几个基本问题,包括地层分类、国际地层表的建立、全球地层标准剖面及剖面点进行了讨论。在各种地层分类体系中,年代地层学和岩石地层学是分类中的主体,其他系统都居于补充或从属的地位。国际地层表是地质学的基本文件和地学研究的主要参照,其建立的基础应是地史上关键性地质事件的记录,其方法应是多学科的综合研究。前寒武纪与显生宙划分的建立标准应是一致的。国际地层委员会制订的GSSP做出了重大贡献,但所定点位不够稳定,点位以外无法对比,在实践上和认知上都有不足。可考虑用多学科综合研究,寻觅接近等时的物理界面取代剖面点作为地层界面。在中国地层研究方面,以三次全国地层会议为准,分阶段概括论述了半世纪以来做出的主要成果。对今后中国地层研究的可能趋势提出了一些看法。主要是:应从系统论、整体观和复杂性观点的高度开展多学科的融合,共同解决地层的时空关系和划分对比等复杂问题;应当扩大服务面和扩展研究面,着重开展以古环境和古气候为中心的地层研究,协助解决与经济建设中的资源与环境两大主题有关的地质课题;制订2008年后的中、长期规划,改进GSSP程序,持续完善《国际地层表》这一永恒任务;开展高分辨率、高精度地层学研究,建立融合及协调多种分支学科的综合地层学;扩大地层学对整个地球科学的服务,使中国地层学研究进入一个新的阶段。     

地球自转与地质体系论

本文对比分析了各大地构造学说的特点,认为在地球的各种运动形式中,最重要的是地球的自转。地球在其运动中由于向心力和离心力联合力场作用的结果而形成各个圈层,地球表面形态和各圈层的物质在其旋转过程中发生不同形式的运动,而出现各种地质构造现象及相关的自然现象,诸如大气的流动、海水的进退、岩石的形变、地幔物质运动、各层圈物质交换与变化等等。在地球发展演化过程中,地壳的结构和构造也发生了一系列的变化,板块、构造体系、地槽、地洼、断块、大地波浪等大地构造形迹都是由于地球自转中地壳运动的结果。各种地质现象相互联系的总体,称之谓地质体系。     

青藏高原东北缘早古生代造山系中前寒武纪微陆块的再认识——兼谈原特提斯洋的起源

在青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系中,夹杂有一些前寒武纪大陆块体,这些地块的组成、性质和演化既蕴含有超大陆聚散的重要信息,也对原特提斯体系的洋陆格局、造山类型和造山机制有重要启示意义.本文综合近年来这些前寒武纪微陆块的研究进展,结合我们所获得的新的研究资料,梳理了这些前寒武纪微陆块变质基底的岩石组成、构...     

前寒武纪地质学在当代地球科学中的地位与作用

前寒武纪地质学是地球科学的主要研究领域之一。在前寒武纪岩层中蕴藏着丰富的矿藏,为人类的生存和发展提供了大量的有用资源。前寒武纪还是大陆地壳生长的主要时期,大陆地壳的形成、成因、演化过程及其模式是地球科学家最关心的问题之一。现在出露地表的前寒武纪中、深变质岩已成为研究深部地壳的窗口,为岩石圈研究开辟了新途径,提供了新信息。而生命起源及其早期演化则必须依赖前寒武纪地层中的生命化石记录进行研究。纵观地球科学的发展历史,前寒武纪地质学是地球科学中其它分支学科无法替代的研究领域。     

山东省前寒武纪几个基础地质问题

根据１∶５万区调及科研所取得的新资料、新成果,论述了山东前寒武纪几个基础地质问题：关于山东大地构造划分问题;山东早元古宙粉子山群与荆山群的关系;山东前寒武纪侵入岩的填图方法。     

Organic geochemistry in Precambrian research

Cherts, shales, and carbonates containing small amounts of organic matter occur throughout the Precambrian sedimentary record. The oldest known organic-rich sediments have been dated at > 3,000 million years. Knowledge of the composition, origin, and fate of the organic content of these rocks relates to many facets of Precambrian earth history. Apart from its primary paleobiological significance, organic geochemical research is also concerned with problems in atmospheric and hydrospheric evolution, sedimentation, diagenesis, metamorphism, and ore genesis.Precambrian organic geochemistry to date has rested on the premise that ancient life process can be profitably studied at a chemical level, as well as by examination of the morphological fossils of conventional paleontology. A decade of intensive research on selected Precambrian carbonaceous and bituminous sediments has been made possible by the refinement of analytical techniques (notably gas chromatography and mass spectrometry) which are now capable of detecting and characterizing the minute quantities of complex organic mixtures found in geological materials. It has resulted in the development of criteria which allow discrimination between indigenous and adventitious organic matter. A diverse array of stable organic compounds has been isolated from Precambrian sedimentary rocks. The compounds, termed chemical fossils, are thought to be derived from ancestral microorganisms and as such have contributed to the formulation of the biological marker concept. Despite reports of possible abiotic occurrences, a biological origin for most of the organic matter preserved in Precambrian rocks (whether sedimentary or metamorphic) now appears likely.The possibility of secondary emplacement from migrating formation fluids means that an indigenous chemical fossil need not have been syngenetic with the deposition of its host sediment. No conclusive test of Precambrian age as yet exists for these compounds. The bulk of the organic material (kerogen) in Precambrian rocks is insoluble in organic and aqueous solvents. For this reason, kerogen is almost certainly both indigenous and syngenetic, but clarification of its chemical structure must await the development of new analytical procedures. The nature and extent of the modification that the soluble and insoluble organic fractions have undergone during late diagenesis and incipient metamorphism is still virtually unknown. Correlation of chemical fossils with specific biogenic precursor compounds, or a particular type of primitive organism, therefore remains equivocal. So also comparison of the organic geochemical facies of one sediment with that of another may be complicated by differences in their thermal history and mineralogy.Recent interest in the possible involvement of living and decayed microorganisms in the genesis of certain Precambrian Fe, U, Au, Cu, Pb, and Zn metal deposits signals the beginning of an important new phase in organic geochemical studies.     

拉脊山早古生代火山岩盆地开合演化岩石地球化学标志

作者从地球化学的角度，包括对常量元素、微量元素、稀土元素的分析和计算，确定了拉脊山早古生代火山岩盆地演化经历了３个开合阶段，并以慢速开裂和快速闭合为特征，最大开裂规模为２００ｋｍ，认为拉脊山早古生代只发育为小洋盆。     

碳酸盐岩在全球碳循环过程中的作用

碳酸盐岩是地球上最主要的碳库，开展全球变化研究应重视碳酸盐岩在岩溶作用过程中的地球化学动力学研究。这方面的科学问题有二个。第一是关于全球碳酸盐岩的碳库容量问题，尚须利用全球沉积岩和碳酸盐岩数据库，根据全球地质历史时期碳酸盐岩的分布面积、厚度和岩石成分等进行重新计算。其次是关于碳酸盐岩在岩溶作用过程中对全球碳循环的动力学贡献问题。一方面碳酸盐岩的溶蚀作用不仅关系到海洋ＣａＣＯ＿３的供给量而影响海洋中碳通量的平衡，而且还可直接回收大气圈中的ＣＯ＿２；另一方面由于钙华的沉积又可向大气圈释放ＣＯ＿２，而影响温空气体的变化。它们构成了大气温室气体源汇关系中不可忽视的一项。     

Epochs of Diamond Placer Formation in the Precambrian and Phanerozoic

Diamond paleoplacers in conglomerates intermittently formed during almost the entire geological history. Several epochs of their formation are distinguished in the Early Precambrian, Late Precambrian, and Phanerozoic. Such paleoplacers, as well as REE-bearing ones, are a peculiar indicator of epochs of alkaline ultramafic (including kimberlitic) magmatism related to continental rifting. Diamond paleoplacers are also an important indicator of epochs of ancient peneplanation and development of chemical weathering crusts, because most of them are confined to highly mature terrigenous formations.     

科学大洋钻探与全球气候变化研究

文章简要地回顾了科学大洋钻探的发展历程。深海钻探计划（ＤＳＤＰ）革命性地改变了地球科学家们对地球动力作用的认识。ＤＳＤＰ的后继者，即大洋钻探计划（ＯＤＰ）正在全球各大洋收集有关这些作用在几万至几十万年时间尺度上变化的高分辨率记录，并已在与全球气候有关的下述领域取得了重要进展：地质历史时期气候变化的幅度、速度及原因，按轨道调谐的新生代（１０Ｍａ前以来）地质年代表，高纬度地区冰盖形成及演化历史，造山运动与长期气候变化之间的相互关系，气体水合物与全球气候变化的相互制约关系。ＤＳＤＰ和ＯＤＰ的成就使地球科学家们相信，在全球年轻的大洋底实施钻探以取得连续的沉积记录和录井记录，是研究过去全球气候的长期、短期变化的有效而重要的手段，并将给未来全球变化的研究带来启示     

秦岭区前寒武纪构造格局与演化问题探讨

秦岭造山带中夹持大量前寒武纪岩层、地块,筛除后期改造与变位,昨原,它们复杂而多样,不仅是秦岭造山带研究的基础,也是研究早期中国大陆壳形成演化的关键地带。现有的地质、地球化学研究,揭示秦岭区早前寒武纪具非统一多块分离拼合特征,晚期已成为早期化南块的边缘带。中新元古代相应于Ｇｒｅｎｖｉｌｌｉａｎ造山事件和Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆全球性构造时期,秦岭区从扩张裂谷系与小洋盆兼杂并存的垂向加积增生构造体制向侧向     

辽宁板块构造特征及大地构造单元划分

利用板块构造理论,依据近年来1：5万区域地质调查及相关科研成果,对辽宁地壳发展演化进行了分析研究,提出辽宁地壳发展可暂划分为早前寒武纪大陆增生构造体制和中元古宙以来的板块构造体制.中太古代-古元古代发现了绿岩地体和古元古宙裂谷,因此将早前寒武纪视作原始板块,中元古代-古生代视作古板块,中生代以来视作现代板块.在此基础上对辽宁大地构造单元进行了划分.辽宁Ⅰ级构造单元为塔里木-华北板块.Ⅱ级构造单元为天山-赤峰陆缘活动带和华北陆块.Ⅲ级构造单元5个,分别为建平-西丰华力西陆缘造山带、冀辽地块、铁岭-清原微地块、辽吉地块及下辽河-辽东湾新生代裂谷.Ⅳ级构造单元16个.为清楚地了解辽宁地壳发展演化特点,对5个Ⅲ级构造单元地质特征进行简要阐述.     

Tectonic systems and the deposition of iron-formation

The iron-formation group of chemically precipitated cherty iron-rich sediments ranges in age from Early Precambrian to Recent and is composed of a variety of lithological facies. Iron-formations are classified as Lake Superior and Algoma types to emphasize the contrasting conditions in the spectrum of sedimentary-tectonic environments in which they formed. Thick stratigraphic units of Lake Superior type iron-formation, which form the most extensive iron ranges of the world, are part of sedimentary-tectonic systems that developed along the margins of cratons or continental platforms and were deposited over extended periods of time under relatively stable tectonic conditions. The Algoma type iron-formations were deposited with volcanic rocks and greywacke in various tectonic-volcanic systems, formed under more dynamic tectonic conditions, but are otherwise comparable to present day spreading ridges on the ocean floor. The thick sequences of Lake Superior type iron-formation deposited between 2.7 and 2.0 Ga form part of major sedimentary-tectonic systems that extended along the margins of continents. Direct biogenic factors and the composition of the atmosphere probably had only limited influence on the precipitation of these chemical sediments.     

前寒武纪VMS与BIF铁矿床共生组合研究进展

VMS和BIF铁矿作为两种重要的矿床类型,在前寒武纪常常以共生组合方式赋存于古老克拉通内的表壳岩系中,是早期地球构造和环境演化耦合作用的产物。该组合不仅记录了当时特定的构造及大气和海洋环境,而且两者也是全球铜、铁、铅、锌等金属的重要来源,因此,开展VMS与BIF共生组合的研究具有重大科学价值和经济意义。前人研究表明,前寒武纪VMS与BIF集中出现于~2.7 Ga和~1.9 Ga,与同时期地幔柱活动和地壳增生的高峰相对应,两者共生时BIF通常产出于VMS外围或上盘,但在矿体空间展布上具有此消彼长的关系;研究还认为,前寒武纪地幔柱活动诱发的海底扩张、海底和地表强烈的火山活动形成的多重热液系统,可同时为VMS和BIF提供物质来源,海水的硫逸度、氧逸度及大气的氧含量是影响VMS与BIF空间分布及VMS硫同位素组成的重要因素。目前,VMS与BIF共生组合研究取得了较大进展,但仍存在一些问题:缺乏典型共生实例的精细解剖,已有共生模型缺乏详细的矿床成因机制研究支撑,对两者共生组合产出的构造背景和古海洋环境仍存在不同认识。华北克拉通的清原和五台新太古代绿岩带发育有较大规模的VMS与BIF铁矿共生现象,对其开展详细研究工作将为解决上述问题提供借鉴。     

冀东陆壳热结构─—由岩石学模型推导

本文根据变质岩矿物对的平衡热力学研究结果，提出冀东地区早前寒武纪陆壳平均地温分布曲线，并讨论现代陆亮地温曲线的两种可能形态．早前寒武纪在相当于中、下地壳的部分，地温的平均梯度约为７．３℃／ｋｍ，它预示了对流热传输占有重要地位（约占６５％）．基于传导热传输的假设，现代地温分布是一条平滑的曲线，而基于中地壳是一个含水的低速层以及对流热传输的假设，现代地温分布则可能是一条折线．退变质作用引起的放热与扩容可能是诱发地震的能量来源之一．