（一）太古代（距今約25×108年前） 太古代是地質年代中最古老、歷時最長的一個代，即原始地殼以及原始大氣圈、水圈、沉積圈和生物的發(fā)生、發(fā)展的初期階段。
太古界的地層由變質深的正、副片麻巖組成。已知其中最古老的年齡為40×108年。據(jù)此認為，在此之前地球便出現(xiàn)了小型的花崗巖質地殼。由沉積巖變質而成的副片麻巖的出現(xiàn)，說明當時有了原始大氣圈和水圈，并有單純的物理化學風化。在這些結晶變質巖基底上覆蓋著一層變質較輕的綠巖帶，其中有火山巖和沉積巖，它們形成于當時地面的凹陷帶，后來才經(jīng)歷變質作用。其年齡為34×108—23×108年間。據(jù)推測，太古代早期地球表面有許多小型花崗質陸塊，它們之間有深淺多變的古海洋。后來各小陸塊在移運中結合成面積較大的大陸板塊。這些最古老的陸塊現(xiàn)在已散布于各大陸中，即通常所說的穩(wěn)定陸塊的核心——克拉通或古地盾區(qū)。
太古代的地殼運動和巖漿活動既廣泛又強烈；火山噴發(fā)頻繁，故使大氣圈和水圈才得以形成。原始海洋的面積可能比現(xiàn)在大，但平均水深則淺得多?，F(xiàn)在世界各地蘊藏豐富的海相層狀沉積的變質鐵錳礦床和巖漿活動形成的金礦等就是在這時期形成的。當時的大氣圈可能富含碳酸氣、水蒸汽和火山塵埃，只有少量的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性礦化水（后來才逐漸被中和），陸地是灼熱的，荒蕪的。在某些適宜的淺海環(huán)境中，有些無機物質經(jīng)過化學演化躍變?yōu)橛袡C物質（蛋白質和核酸），進而發(fā)展為有生命的原核細胞，構成一些形態(tài)簡單的無真正細胞核的細菌和藍藻。這只是出現(xiàn)于太古代的后期?？偟膩碚f，太古代是原始地理圈的形成階段，陸地是原始荒漠景觀，水域是生命孕育和發(fā)源之地。當時地殼與宇宙之間以及和地幔之間的物質能量交換比后來任何時候都強烈得多。
地殼
（二）元古代（距今25×108—6×108年）
在元古代，大陸性地殼逐漸由小變大，從薄增厚，火山活動相對減少，巖性也從偏基性向偏酸性轉化。下元古界有巨厚的碎屑堆積，大有利于強烈的花崗巖化活動及導致大型侵入體的形成。由于大氣中CO2濃度降低和水中Ca、Mg離子增多，開始出現(xiàn)有化學沉積的碳酸鹽巖。它將直接影響到巖漿過程的演化，導致堿性派生巖的出現(xiàn)。隨著大氣中游離氧的增加，氧化環(huán)境也開始出現(xiàn)了。因而后期有了鮞狀赤鐵礦和硫酸鹽等礦物以及第一批紅層建造的產(chǎn)生。生物的出現(xiàn)對環(huán)境的影響還不大，所以在元古界無大量的生物化學沉積。元古代末還發(fā)現(xiàn)有冰磧巖，這是全球性第一次大冰期的產(chǎn)物。
這時原核生物已進化為真核生物，嫌氣生物轉化為喜氧生物（這個轉折點稱尤里點，發(fā)生于大氣中氧含量增至當前大氣中氧濃度的千分之一的時候），物種數(shù)量也從少增多。這時地球上的植物界第一次得到大發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)量較多的能進行光合作用與呼吸作用的較原始的低等植物，如綠藻、輪藻、褐藻、紅藻等。這些微古生物已可用于地層的劃分和對比。在元古代晚期，原始動物也出現(xiàn)了。如澳洲的埃迪卡拉動物群，其中有海綿、水母、節(jié)蟲、扁蟲及軟體珊瑚等水生無脊索動物化石。在北美還發(fā)現(xiàn)有海綿骨針化石。
元古代有多次地殼運動，較廣泛的有中國的五臺運動，呂梁運動、澄江運動、薊縣運動等；北美有克諾勒運動、哈德遜運動、格倫維爾運動、貝爾特運動等。歷次造山運動形成的褶皺帶都使原有的小陸塊逐漸拼合在一起成為古陸，后來都成為各大陸的古老褶皺基底和核心，前寒武紀陸臺（或稱地臺），現(xiàn)在出露的只占陸地面積的1/5。據(jù)古地磁研究，北美羅倫古陸和非洲古陸在元古代都曾發(fā)生過多次極移（E. lrving等，1975；J. D. E. Piper，1976）。
世界上地殼最厚的地方
（三）古生代（距今6×108—2.3×108年）
古生代包括寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀。據(jù)研究，6×108—7×108年來，大陸經(jīng)歷過多次分合，在元古代末期（晚前寒武紀），各分散陸塊曾聯(lián)合組成泛大陸。寒武紀時泛大陸發(fā)生分裂，在南部成為岡瓦納大陸，北部分為北美、歐洲和亞洲三個大陸，彼此間被前海西海、前加里東海、前烏拉爾海和前特提斯海（前古地中海）所分隔。奧陶紀末開始發(fā)生加里東造山運動。至泥盆紀時，前加里東地槽已褶皺成山，古歐洲與北美合成一塊大陸。晚石炭紀時經(jīng)海西運動后，前海西地槽消失了，使歐美大陸與岡瓦納大陸合并。至晚二疊紀，前烏拉爾海也消失了，亞歐大陸形成，全球又成為一個新的泛大陸。
據(jù)王荃等（1979年）的研究，中國北方的中朝古陸與南方的揚子古陸的性質很不相同，后者與南半球岡瓦納古陸的許多情況極為相似。他們認為，揚子古陸在早古生代曾是岡瓦納古陸的一部分，后來分裂并向北漂移，至晚古生代才與中朝古陸碰撞合并在一起，兩者之間的秦嶺-淮陽山地是個地縫合線。近年來在這里也發(fā)現(xiàn)了蛇綠巖套巖層（由蛇紋巖、橄欖巖、輝長巖及枕狀基性火山巖等組成的、屬于洋殼和地幔噴出的巖層，它是代表大陸縫合線的指示巖層）。中國古地磁的研究也認為，元古代后期，揚子古陸大致位于現(xiàn)在印度洋北部，與北方的中朝古陸遠隔重洋。各地質時代的地殼運動和海陸分合，對地理環(huán)境帶來很大的變化：大陸分裂引起海侵，大陸合并引起海退；對生物演化也有重大的影響。自寒武紀以來大陸的分合和海生無脊索動物科數(shù)增減變化的對比情況。
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