[科普中國]-太古代

基本介紹

太古代（Archeozoic）最古的地質(zhì)時(shí)代。一般指距今46億年前地球形成到25億年前原核生物（包括細(xì)菌和藍(lán)藻）普遍出現(xiàn)這段地質(zhì)時(shí)期?！疤糯币辉~1872年由美國地質(zhì)學(xué)家達(dá)納（J.D.Dana）所創(chuàng)用。當(dāng)時(shí)形成的地層叫“太古界”，代表符號(hào)為“Ar”。主要由片麻巖、花崗巖等組成，富含金、銀、鐵等礦產(chǎn)，構(gòu)成各大陸地殼的核心。主要分布在澳大利亞、非洲、南美的東北部、加拿大、芬蘭、斯堪的那維亞等地；我國遼東半島、山東半島、內(nèi)蒙古和山西等地，亦有太古代地層露出。1970～1980年，一批科學(xué)家連續(xù)報(bào)道了在澳大利亞西部諾恩·波爾（NorthPole）地區(qū)35億年前的瓦拉烏納群（Warrawoonagroup）地層中，發(fā)現(xiàn)了一些絲狀微化石。這是迄今在太古代地層中發(fā)現(xiàn)的、比較可信的最早化石記錄。

在太古代的最初期，地球上尚無生命出現(xiàn)。

也有把38億年以前稱為冥古代，25-38億年前稱太古代。1

四個(gè)階段太古代是冥古代之后的地質(zhì)時(shí)代，也是得到官方承認(rèn)的第一個(gè)時(shí)代。它從38億年前開始，在25億年前結(jié)束，讓位于原生代。在太古代時(shí)期，地球的地殼大致成型，板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)開始。在距今35億年前，原始的生命形式：細(xì)菌和藻類第一次在地球上出現(xiàn)。

和冥古代一樣，太古代也分為四個(gè)階段。1

Eoarchean（始太古代）第一個(gè)階段叫Eoarchean（始太古代），距今38億年前到36億年前。最早的生物，原核生物被認(rèn)為是在這個(gè)階段產(chǎn)生的。Eoarchean的起點(diǎn)并未得到International Commission on Stratigraphy的承認(rèn)。Eoarchean一詞來源于希臘文eos（黎明）和archios（古老）。2

Paleoarchean（古太古代）第二個(gè)階段叫Paleoarchean（古太古代），距今36億年前到32億年前。最古老的生物化石，西澳大利亞出土的34億6000萬年前的細(xì)菌化石產(chǎn)生于此時(shí)。2

Mesoarchean（中太古代）第三個(gè)階段叫Mesoarchean（中太古代），從距今32億年前到28億年前。最古老的沉積巖化石可以追溯到這個(gè)時(shí)期（出土于澳大利亞）。2

Neoarchean（新太古代）最后一個(gè)階段叫Neoarchean（新太古代），從距今28億年前到25億年前。

太古代時(shí)期的火山和板塊運(yùn)動(dòng)非?；钴S，而且那個(gè)時(shí)候地球的地殼比現(xiàn)今的要來得薄，因此在很多地方可能都存在斷層、開裂等現(xiàn)象。大塊的大陸直到太古代晚期才出現(xiàn)，大部分時(shí)候，大陸以小塊原始大陸的形式存在而劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)使得它們無法整合。

大氣層在太古代已經(jīng)形成，溫度應(yīng)該和現(xiàn)今差不多，但是濃度要高很多。大氣層剛剛形成的時(shí)候主要成分應(yīng)該是氦氣和氫氣。但是隨著地球不斷從內(nèi)部釋放出高溫氣體，大氣層的主要成分逐漸變?yōu)槎趸?，兼有甲烷、氮?dú)夂退?。這一推測得到了化石證據(jù)的支持。這些溫室氣體防止了地球隨著地質(zhì)活動(dòng)的減緩而逐漸冷卻，因此是產(chǎn)生生命最重要的前提之一。

還有一個(gè)有趣的現(xiàn)象就是，大部分金屬礦藏（鐵、銅、鋅、鎳和金）都源于太古代，澳大利亞和加拿大豐富的、正逐漸成為中國之痛的巨礦在那個(gè)時(shí)候就產(chǎn)生了。2

地質(zhì)特點(diǎn)在太古代的最初期，地球上尚無生命出現(xiàn)。生命元素，如C，H，O，N等在強(qiáng)烈的宇宙射線、雷電轟擊下首先形成簡單有機(jī)分子，后發(fā)展為復(fù)雜有機(jī)分子，再形成準(zhǔn)生命的凝聚體，進(jìn)而由凝聚體進(jìn)化成原始生命。在距今約33億年前，形成了地球上最古老的沉積巖，大氣圈中已含有一定的二氧化碳，并出現(xiàn)了最早的、與生物活動(dòng)相關(guān)的疊層石；到31億年前，地球上開始出現(xiàn)比較原始的藻類和細(xì)菌。在29億年前，地球上出現(xiàn)了大量藍(lán)綠藻形成疊層石，這表明這一時(shí)期地球上已經(jīng)出現(xiàn)了游離氧以及行光合作用的原核生物。

經(jīng)過了天文期以后，地球便正式成為太陽系的成員。大約又經(jīng)過22億年，地球發(fā)展便進(jìn)入到地質(zhì)時(shí)期——太古代。2

原始地殼根據(jù)資料分析，原始地殼的部分可能更接近于上地幔。硅鋁質(zhì)和硅鎂質(zhì)尚未進(jìn)行較完全的分異，因此太古代時(shí)期的地殼是很薄的，也沒有現(xiàn)在這樣堅(jiān)固復(fù)雜。由于地球內(nèi)部放射性物質(zhì)衰變反映較為強(qiáng)烈，地殼深處的融熔巖漿，不時(shí)從地殼深處，沿?cái)嗔延砍?，形成巖漿巖和火山噴發(fā)。當(dāng)時(shí)到處可見火山噴發(fā)的壯觀景象。因此我們從太古代地層中，普遍可見火山巖系。

海洋孤島當(dāng)時(shí)地球的表面，還是海洋占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，陸地面積相對(duì)較少，海洋中散布著孤零的海島，地殼處于十分活躍狀態(tài)，海洋也因強(qiáng)烈的升降運(yùn)動(dòng)，而變得深淺多變。陸地上也有多次巖漿噴發(fā)和侵入，使上面局部地區(qū)固結(jié)硬化，使地殼慢慢向穩(wěn)定方向發(fā)展，因此太古代晚期形成了穩(wěn)定基底地塊——“陸核”。陸核出現(xiàn)，標(biāo)志地球有了真正的地殼。

原始大氣太古代地球表面，雖然已經(jīng)形成了巖石圈、水圈和大氣圈。但那時(shí)的地殼表面，大部分被海水覆蓋，由于大量火山噴發(fā)，放出大量的CO2，同時(shí)又沒有植物進(jìn)行光合作用，海水和大氣中含有大量的CO2，而缺少氧氣。大氣中的CO2隨著降水，又進(jìn)入到海洋，因此海洋中HCO3-濃度增大。巖漿活動(dòng)和火山噴發(fā)的同時(shí)，帶來大量的鐵質(zhì)，有可能被具有較強(qiáng)的溶解能力的降水和地表水溶解后帶入海洋。含HCO3-高濃度海水同時(shí)具有較大的溶解能力和搬運(yùn)能力，因此可將低價(jià)鐵源源不斷地搬運(yùn)至深海區(qū)，這就是為什么太古代鐵礦石占世界總儲(chǔ)量60%，礦石質(zhì)量好，并且在深海中也能富集成礦的原因。3

太古地層太古代的地層，都是一些經(jīng)過變質(zhì)的巖石，例如片麻巖、變粒巖、混合巖等深變質(zhì)的巖石。我國太古代地層只分布在秦嶺、淮河以北地區(qū)。出產(chǎn)鞍山式鐵礦的鞍山、呂梁山、泰山、太行山等地均有太古代地層3。1

地質(zhì)年代劃分太古代是地質(zhì)年代中最古的一個(gè)代。約開始于46（或50）億年前，結(jié)束于24億年前。發(fā)現(xiàn)的化石僅有晚期出現(xiàn)的菌類和低等的藍(lán)藻。由于經(jīng)過多次的地殼變動(dòng)和巖漿活動(dòng)，所有巖石受到深度的變質(zhì)，所以化石很難保存下來。在我國遼東半島、山東半島、山西等地都有太古代地層出露。4

地殼上不同時(shí)期的巖石和地層，在形成過程中的時(shí)間（年齡）和順序。地質(zhì)年代可分為相對(duì)年代和絕對(duì)年齡（或同位素年齡）兩種。相對(duì)地質(zhì)年代是指巖石和地層之間的相對(duì)新老關(guān)系和它們的時(shí)代順序。

地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家根據(jù)地層自然形成的先后順序，將地層分為5代13紀(jì)。

即早期的太古代和元古代（元古代在中國含有1個(gè)震旦紀(jì)），以后的古生代、中生代和新生代。

古生代分為寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，共6個(gè)紀(jì)

中生代分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，共3個(gè)紀(jì)

新生代只有古近紀(jì)、新近紀(jì)、第四紀(jì)三個(gè)紀(jì)。

在各個(gè)不同時(shí)期的地層里，大都保存有古代動(dòng)、植物的標(biāo)準(zhǔn)化石。各類動(dòng)、植物化石出現(xiàn)的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現(xiàn)得越早，越是高等的，出現(xiàn)得越晚。絕對(duì)年齡是根據(jù)測出巖石中某種放射性元素及其蛻變產(chǎn)物的含量而計(jì)算出巖石的生成后距今的實(shí)際年數(shù)。越是老的巖石，地層距今的年數(shù)越長。

每個(gè)地質(zhì)年代單位應(yīng)為開始于距今多少年前，結(jié)束于距今多少年前，這樣便可計(jì)算出共延續(xù)多少年。例如，中生代始于距今2.3億年前，止于6700萬年前，延續(xù)1.5億年。2