在世界各地的前古生界岩係裏,蘊藏有極重要的礦產資源,如許多國家著名的鐵礦、金礦和鈾礦,都在這個時期形成。
前古生代早期的岩石,因為形成的時代很久遠,一般都飽經滄桑的變化,它們的本來麵目已經不容易辨認。這一時期的代表性岩石組合有兩類:一類是片麻岩,是一種由石英、長石、雲母等礦物組成的、經曆程度比較深的變質作用而形成的岩石。另一類以綠色片岩作為代表,是古老火山作用的產物,經曆過中等程度的變質作用。我們剛剛提到的礦產,主要跟後一類岩石組合有關。
前古生代岩石地貌
古老岩石構成穩定大陸的基底,支撐著後來形成的一層層沉積岩石。相對於基底來說,後來形成的沉積岩石也叫蓋層。
這些古老的變質岩係還是許多山脈的核心,如我國境內的泰山、嵩山、恒山、五台山等的核心就都是由它們構成的。
所以,古老岩係可以說是大陸的骨幹和核心,正是它們對大陸的地質演變起著一定的控製作用。
前麵我們提到,地球在此階段是以最早出現小塊陸核作為標誌的。後來的大陸就是由陸核逐漸擴大而成的。
各大陸是怎樣由陸核逐漸擴大的呢?
現在讓我們用研究程度比較好的北美大陸做例子,來說明一下這個問題。
下圖是北美大陸不同年齡的古老岩石的分布圖。這張圖給讀者一個清晰的概念,就是年齡最老的岩石占據大陸的中部(豎線區),它們被年齡比較小的岩石所環繞(橫線區),越向外去,岩石的年齡越小,這樣一圈圈擴大開去。岩石年齡這樣有規律的分布證實了北美地質學家早就提出的大陸擴大理論,就是大陸在地質演變的過程中由中心向外一圈圈地增生,使大陸不斷擴大。
北美大陸不同年齡的古老岩石分布北美大陸演變的模式給人以啟發。其他大陸是否也按照這種方式形成的呢?
現在了解到,其他大陸上不同年齡岩石的分布雖然不像北美大陸那樣有規則,但是總可以找到年齡比較小的岩石環繞著陸核或分布在陸核之間的情況。這說明大陸擴大的理論具有一定的普遍意義。
在距今17億年左右,地球經曆了一次最有意義的穩定大陸的形成事件。經過這次事件以後,大陸差不多都接近了它們現在的規模。然而這些新形成的大陸岩石圈還比較薄弱,也沒有達到真正的穩定。有人把這個時期的大陸岩石圈叫做原地台,意思是想區別於以後的真正的地台。所謂地台就是地殼上比較穩定的地區,和地殼上強烈活動地區的所謂地槽相對立而存在。在原地台內部和周邊還發育著長條形的活動區域,也就是地槽。
為什麼說在距今17億年左右,地球經曆了一次最有意義的穩定大陸的形成事件呢?
原來,從全世界大陸增長的過程來看,自從距今30億年左右最初的陸核形成以來,穩定大陸增長的速率是比較緩慢的。
隨著地質曆史的進程,穩定大陸增長的速率有加快的趨勢。到了接近距今17億年左右的時期,穩定大陸的麵積在相對比較短的曆史階段裏大大增加,給人以突然的印象。
如果我們再看一看距今17億年以後的情況,發生在距今17億年左右的這個穩定大陸增長事件就更顯得突出。因為從距今17億年以後直到現代,穩定大陸的麵積雖然還有所增加,但是增加的規模已經很小了。
穩定大陸增長的這種規律性無疑不是偶然的。但是到目前為止,地學界對這個問題的討論還不多,也沒有找到解釋這一規律的一致認識。
對穩定大陸增長規律的認識在地球演變曆史的研究中應該是具有頭等重要意義的,因為地球演變曆史中古地理、古氣候的變遷,生物界的演化,乃至水圈、大氣圈的演化,無不受岩石圈演變的影響和支配。
穩定大陸增長規律看來主要是由地球演變的內能所決定的。距今17億年所形成的原地台還比較薄弱,也沒有達到真正的穩定。又經過了幾億年的時間,原地台才漸漸穩定下來。從此以後,地球進入了真正的穩定地台和活動地槽兩種體製並存的時期。從原地台到地台的轉變時期是從距今17億年到距今14億年左右這段時期。這是地球岩石圈演變曆史中相當重要的一個階段。
不少地球科學家強調距今17億年左右原地台形成事件在劃分地球演變階段中的重要意義,這當然是有理由的。不過距今14億年左右是穩定大陸最終形成的時期,似乎有更加重要的意義。
從原地台到地台的轉變過程,在地質學上常常叫克拉通化,克拉通就是古老穩定地台的意思。根據現在所掌握的資料看,原地台曾經多次被來自地球內部的力量所打碎,可是又不斷被從下麵來的岩漿物質所膠結,變得越來越厚,越來越穩定了。這個過程好比浮在水麵上的一片片薄冰,隨著氣溫的下降,變得越來越厚、越來越不容易破碎的狀態。