地层年代之太古代

2 {; m) w( D& `: V. n1 {1 k

太古代(Archeozoic Era，Archeozoic)最古的地质时代。一般指距今46亿年前地球形成到25亿年前原核生物(包括细菌和蓝藻)普遍出现这段地质时期。“太古代”一词1872年由美国地质学家达纳(J.D.Dana)所创用。当时形成的地层叫“太古界”，代表符号为“Ar”。主要由片麻岩、花岗岩等组成，富含金、银、铁等矿产，构成各大陆地壳的核心。主要分布在澳大利亚、非洲、南美的东北部、加拿大、芬兰、斯堪的那维亚等地；中国辽东半岛、山东半岛和山西等地，亦有太古代地层露出。1970～1980年，一批科学家连续报道了在澳大利亚西部诺恩波尔(NorthPole)地区35亿年前的瓦拉乌纳群(Warrawoonagroup)地层中，发现了一些丝状微化石。这是迄今在太古代地层中发现的、比较可信的最早化石记录。

0 K1 @" v$ C# }7 @# Q5 N( F

1 Q8 {6 u x( [ 1 M6 b/ v: c5 P

7 \" W( \* L9 _) r# o0 O

太古代是地质发展史中最古老的时期，始于迄今46亿年前(地球出现)，结束于迄今24亿到38亿年前。之所以如此模糊，一是因为有人把迄今38亿年前早期岩石还没有形成的时期单划分成冥古代；二是由于年代久远，太古代保存下来的地质纪录非常破碎、零散。地球的岩石圈、水圈、大气圈和生命的形成都发生在这一重要而又漫长的时期。大约38亿年前，地球形成最初的永久地壳，至35亿年前大气圈、海水开始形成。太古代晚期出现原核生物。迄今24亿年前细菌和蓝藻开始繁盛生命，出现“生命大爆炸”，元古代开始。

. }3 K5 W$ D2 y; \% v: j

太古代构造运动频繁，有强烈的褶皱运动、岩浆活动和变质作用。太古代的岩层全是深变质的绿片岩和片麻岩类。组成岩层的物质多来自上地幔，大多属于中、基性岩，与现代大洋底部所见到的岩石类似。因此认为原始地壳具有洋壳特点，很薄、火山活动相当剧烈。天空中弥漫着火山气体——H2O、CO2、CO、CH4、NH3、惰性气体，以及HCl、HF、H2SO4、H2S等酸性气体，这些构成了原始大气。随后气温下降，当降到100以下，就出现了原始水圈，形成了原始海洋。

9 b7 h' X" g, i8 i) `+ @

一般认为，在距今35亿年左右已经出现了原核生物，目前已发现西澳大利亚35亿年前和南非32亿年前的菌藻类化石。在距今25亿年前后，海洋中除碎屑岩和碳酸盐类沉积外，还广泛发育了磁铁石英岩矿层，如“鞍山式铁矿”。

P, t$ F2 r1 ]- U ]* _1 \

太古代是冥古代之后的地质时代，也是得到官方承认的第一个时代。它从38亿年前开始，在25亿年前结束，让位于原生代。在太古代时期，地球的地壳大致成型，板块构造运动开始。在距今35亿年前，原始的生命形式：细菌和藻类第一次在地球上出现。

和冥古代一样，太古代也分为四个阶段。

$ g. c2 z! G& v# A U

第一个阶段 Eoarchean

第一个阶段叫Eoarchean，距今38亿年前到36亿年前。最早的生物，原核生物就被认为是在这个阶段产生的。Eoarchean的起点并未得到International Commission on Stratigraphy的承认。Eoarchean一词来源于希腊文eos(黎明)和archios(古老)。

第二个阶段Paleoarchean

第二个阶段叫Paleoarchean，距今36亿年前到32亿年前。最古老的生物化石，西澳大利亚出土的34亿6000万年前的细菌化石产生于此时。

第三个阶段 Mesoarchean

2 `# q" w+ ^! @5 s p6 g3 q

第三个阶段叫Mesoarchean，从距今32亿年前到28亿年前。最古老的沉积岩化石可以追溯到这个时期(出土于澳大利亚)。

" D7 w" U, }4 E R/ M0 Y

最后一个阶段叫Neoarchean，从距今28亿年前到25亿年前。

太古代时期的火山和板块运动非常活跃，而且那个时候地球的地壳比现在的要来得薄，因此在很多地方可能都存在断层、开裂等现象。大块的大陆直到太古代晚期才出现，大部分时候，大陆以小块原始大陆的形式存在而剧烈的地质运动使得它们无法整合。

: N3 l& N% ~- W3 r4 G

大气层在太古代已经形成，温度应该和现在差不多，但是浓度要高很多。大气层刚刚形成的时候主要成分应该是氦气和氢气。但是随着地球不断从内部释放出高温气体，大气层的主要成分逐渐变为二氧化碳，兼有甲烷、氮气和水。这一推测得到了化石证据的支持。这些温室气体防止了地球随着地质活动的减缓而逐渐冷却，因此是产生生命最重要的前提之一。

9 P/ w& ?9 h% ?

还有一个有趣的现象就是，大部分金属矿藏(铁、铜、锌、镍和金)都源于太古代，澳大利亚和加拿大丰富的、现在正逐渐成为中国之痛的巨矿在那个时候就产生了。

% Q6 X# N5 q6 K+ G1 Z: j

太古代离大家久远，是地质发展史中最古老的时期，延续时间长达15亿年，是地球演化史中具有明确地质记录的最初阶段。由于年代久远，太古代保存下来的地质纪录非常破碎、零散。但是，太古代又是地球演化的关键时期，地球的岩石圈、水圈、大气圈和生命的形成都发生在这一重要而又漫长的时期，大约39亿年前，地球形成最初的永久地壳，至35亿年前大气圈、海水开始形成。

在太古代的最初期，地球上尚无生命出现。生命元素，如C，H，O，N等在强烈的宇宙射线、雷电轰击下首先形成简单有机分子，后发展为复杂有机分子，再形成准生命的凝聚体，进而由凝聚体进化成原始生命。在距今约33亿年前，形成了地球上最古老的沉积岩，大气圈中已含有一定的二氧化碳，并出现了最早的、与生物活动相关的叠层石；到31亿年前，地球上开始出现比较原始的藻类和细菌。在29亿年前，地球上出现了大量蓝绿藻形成叠层石，这表明这一时期地球上已经出现了游离氧以及行光合作用的原核生物。

5 D6 ~9 z: C$ T

经过了天文期以后，地球便正式成为太阳系的成员。大约又经过22亿年，地球发展便进入到地质时期——太古代。这段从46亿年～38亿年的地质时期有哪些特点?

(1)薄而活动的原始地壳：根据资料分析，原始地壳的部分可能更接近于上地幔。硅铝质和硅镁质尚未进行较完全的分异，因此太古代时期的地壳是很薄的，也没有现在这样坚固复杂。由于地球内部放射性物质衰变反映较为强烈，地壳深处的融熔岩浆，不时从地壳深处，沿断裂涌出，形成岩浆岩和火山喷发。当时到处可见火山喷发的壮观景象。因此我们现在从太古代地层中，普遍可见火山岩系。

(2)深浅多变的广阔海洋中散布少数孤岛：当时地球的表面，还是海洋占有绝对优势，陆地面积相对较少，海洋中散布着孤零的海岛，地壳处于十分活跃状态，海洋也因强烈的升降运动，而变得深浅多变。陆地上也有多次岩浆喷发和侵入，使上面局部地区固结硬化，使地壳慢慢向稳定方向发展，因此太古代晚期形成了稳定基底地块——“陆核”。陆核出现，标志地球有了真正的地壳。

! C7 D+ f% u' T& p8 p2 u

(3)富有CO2，缺少氧气的水体和大气圈：太古代地球表面，虽然已经形成了岩石圈、水圈和大气圈。但那时的地壳表面，大部分被海水覆盖，由于大量火山喷发，放出大量的CO2，同时又没有植物进行光合作用，海水和大气中含有大量的CO2，而缺少氧气。大气中的CO2随着降水，又进入到海洋，因此海洋中HCO3-浓度增大。岩浆活动和火山喷发的同时，带来大量的铁质，有可能被具有较强的溶解能力的降水和地表水溶解后带入海洋。含HCO3-高浓度海水同时具有较大的溶解能力和搬运能力，因此可将低价铁源源不断地搬运至深海区，这就是为什么太古代铁矿石占世界总储量60%，矿石质量好，并且在深海中也能富集成矿的原因。

(4)太古代的地层：太古代的地层，都是一些经过变质的岩石，例如片麻岩、变粒岩、混合岩等深变质的岩石。我国太古代地层只分布在秦岭、淮河以北地区。出产鞍山式铁矿的鞍山、吕梁山、泰山、太行山等地均有太古代地层。

地壳上不同时期的岩石和地层，在形成过程中的时间(年龄)和顺序。地质年代可分为相对年代和绝对年龄(或同位素年龄)两种。相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。

~" _2 h+ c" u* x4 e1 R" F

地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为5代12纪。

即早期的太古代和元古代(元古代在中国含有1个震旦纪)，以后的古生代、中生代和新生代。

2 K0 }2 _5 R! X/ I3 h7 w" L1 u

古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共6个纪；

5 O" Q! R, b# ^: o

中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个纪；

新生代只有第三纪、第四纪两个纪。

在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石。各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等的，出现得越早，越是高等的，出现得越晚。绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。越是老的岩石，地层距今的年数越长。

% W! M6 r2 M/ U* H

每个地质年代单位应为开始于距今多少年前，结束于距今多少年前，这样便可计算出共延续多少年。例如，中生代始于距今2.3亿年前，止于6700万年前，延续1.2亿年。

, A" _* A* C: P h/ L: A 1 K+ y! t( F- m. i1 ^2 H9 { ; L- @8 x, A1 _& B5 X; F( V