元古宙的元古宙地质
由于藻类植物日益繁盛，它们营光合作用不断吸收大气中的CO2，放出O2，使气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。大约从中元古代开始，地层有含铁紫红色石英砂岩（如常州沟组、大虹峪组等）及赤铁矿层（如串岭沟组宣龙式铁矿）形成，说明当时大气中已含有相当多的游离氧。大气及水体中氧的增多，不仅影响岩石风化及沉积作用的方式及进程，而且也给生物发展和演化准备了物质条件。
太古宙已出现菌类和蓝绿藻类，到元古宙得到进一步发展。在岩层中广布蓝绿藻类的群体，经生物作用和沉积作用形成综合体。这种综合体常保存在石灰岩和白云岩中。从横剖面上看呈同心圆状、椭圆状等。从纵剖面上看呈向上凸起的弧形或锥形叠层状，就象扣放着的一摞碗，称做叠层石。
叠层石的基本构造单位叫基本层，一般为弧形或锥形，向上凸起。基本层组成集合体，最常见的形状为柱状、锥状、棒锤状，有的呈墙状（图11-5）。集合体有各种不同的分叉现象（图11-6）。集合体组成大群体，在地层中多呈透镜状、似层状等礁体现象。叠层石主要分布于滨海的潮间带和潮上带，有的能分布于潮下100m深处。根据叠层石的形态、分叉形式、体壁构造、纹饰及内部构造，划分为许多类、群、型，对于地层的划分和对比有一定意义。 在太古宙晚期的构造运动即阜平运动之后，中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核心，称为陆核，这是陆壳构造发展的第一阶段。早元古代中期的构造运动，在中国称五台运动；早元古代晚期的构造运动，在中国称吕梁运动。通过这些运动，陆核进一步扩大，形成规模较大的稳定地区，称为原地台，在原地台上开始沉积了类似盖层的沉积类型。由于沉积、喷发、侵入、挤压、褶皱、变质、固结等作用反复进行，陆壳某些部分更趋稳定，到中元古代晚期原地台进一步扩大，在世界上终于出现了若干大规模稳定的古地台。由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。
从岩石性质看，古元古代地层即下元古界往往和上太古界具有共性，多属活动类型沉积和浊流沉积变质而成的绿岩系，同时和上太古界一样，常含有规模巨大的铁矿床，性质和鞍山式铁矿近似，以低价铁为主，反映当时大气和水体的缺氧状态。下元古界（Pt1）和上太古界（Ar2）共同构成地台的基底。到了中、新元古代，原地台已经出现，出现了稳定地台浅海，真核及藻类生物繁盛，大气及水体中含氧量增加，红层、高价铁、碳酸盐等沉积出现，形成地台盖层，因此，中元古界（Pt2）特别是上元古界（Pt3）震旦系（Z）已经属于盖层沉积的范畴。 在古元古代，中国北方已经形成华北原地台，南方形成扬子原地台，西部则形成塔里木原地台。在华北地区，在初步固结的基础上，发生断裂拗陷，形成了以滹沱群为代表的碎屑-火山沉积和含叠层石的白云岩沉积；在五台-太行山地区则形成造山后的磨拉石堆积。这些都属于地槽活动型堆积。在河南则形成嵩山群，在安徽形成凤阳群，它们都属于稳定类型，以分选较好的碎屑岩、碳酸盐岩等为主，很少有火山岩。上述沉积经过褶皱夷平，上面为中、新元古界不整合覆盖，这个不整合面分布广泛，即吕梁运动。华北地区经吕梁运动后，进一步固结，形成华北原地台。
在中国西南，包括川中、鄂西，基底以上太古界崆岭群变质岩系为代表。下元古界分布不广，主要为岛弧型火山沉积岩系，川西一带也有类似沉积。后来下元古界连同上太古界褶皱形成扬子原地台。
中国西部，塔里木地区下元古界以浅变质火山沉积岩系为主，属于活动类型，称兴地塔格群。早元古代末形成了原地台 古元古代末期，在中国已经出现了华北、扬子、塔里木等相对稳定的原地台，但陆壳稳定情况仍存在很大差异。
1．华北地区早在太古宙末，中国北部和辽宁南部已形成几个稳定陆核，陆核之间是活动地区，其间填充了五台群和滹沱群，经过吕梁运动褶皱变质固结，它们把陆核连接起来，形成较大规模的稳定地区——华北原地台。这个原地台地形高低起伏，相当复杂。有些地区在久经剥蚀之后，又开始下沉，形成浅海；而有些地区则高出海面，形成古陆，如图11-7所示，中国北部除内蒙古北部及东北北部属比较活动的地槽外，其余皆属华北原地台范围。原地台大致呈三角形，周围被高地环绕：北有内蒙古古陆，南有淮阳古陆，东边是胶东古陆（后来发展成胶辽古陆）；古陆之间是一片陆表浅海，海中耸立着若干山地和陆岛。如鲁西古陆和晋陕古陆便是较大的古陆。在这片浅海中沉积了类似盖层的中上元台界，所以在辽宁、吉林南部、河北、山西（部分地区）、大青山、贺兰山、鲁中、豫西和皖北均有出露，但沉积发育情况各地不一。可大体分为三种类型：强烈沉降带沉积，稳定浅海沉积，隆起区的陆相沉积。
（1）燕辽沉降带 位于内蒙古古陆南侧，是华北地区强烈拗陷地带，如图11-8所示，拗陷中心在河北兴隆、天津蓟县以及北京平谷一带，沉积厚达10000m，地层发育完全，分层清楚，是北方中上元古界划分和对比的标准地区①。图11-9为燕山地区平谷一带中上元古界综合柱状剖面。
在图11-9剖面中，根据沉积旋回、岩性和沉积间断可分为3个系12个组。长城系下部以碎屑岩为主，并夹火山喷发岩，上部为碳酸盐岩；蓟县系以碳酸盐岩为主，厚度最大，分布较广；青白口系以砂页岩、石灰岩为主，厚度较小，分布较窄。中上元古界由下而上代表一个巨大的沉积旋回；在这个旋回中又可分为三个次一级旋回，各旋回间都存在着明显的间断；次一级旋回中还包含着更小旋回。据此，说明以剖面为代表的这一时代初期，海侵开始，堆积了巨厚的滨海浅海碎屑岩，并有海底火山喷发活动；中期海侵扩大，向四周超覆（图11-10）形成了广厚的碳酸盐建造；后期地壳上升，海水渐退，又以碎屑岩沉积为主。在大旋回中，夹着次一级和更次一级旋回，说明整个地区是波浪式的发展过程。
位于淮阳古陆北缘的豫西-淮南沉降带，其发育过程大致和燕辽沉降带相似。
（2）华北地区其他部分 包括山东、河南、安徽等部分地区，是一片相对稳定的陆表浅海，沉降幅度较小，沉积厚度一般在1000m左右，下部以碎屑岩相为主，上部以碳酸盐岩相为主。
（3）晋陕古陆 为浅海所包围，是一个长期遭受剥蚀的隆起区，其边缘部分只有当海侵超覆时才形成不厚的滨海相沉积；内部低地堆积了陆相石英砂岩，分选良好，交错层发育，厚度仅100m左右。
总之，华北地区在中元古代开始了新的发展阶段，虽然吕梁运动后已经基本上形成比较稳定地区，但尚有局部活动性较大的地区，如燕辽沉降带即是。沉降带为传统名称，其形成可能与古陆边缘深断裂有关，或认为与板块边界活动有关。这些活动单位经过中、新元古代的长期发展才逐渐相对稳定下来，到新元古代初期，已经发展为大规模的相对稳定的华北地台，也称中朝地台。
2．中国西部塔里本地区在北天山的北山地区，中上元古界分布广泛，为相对稳定型的浅变质，含碳酸盐沉积，沉积类型与中朝地台相似。沿中、南天山东段，有走向NWW的强烈沉降带，沉积厚度逾万米，与燕辽沉降带有类似之处。
3．中国南部 中国南部和中国北部地壳发育过程有很大不同，在那里缺少太古界地层，而元古界地层则广泛发育。南方扬子原地台（包括四川及湘、鄂、黔、桂等一部分，四川盆地为其核心部分）是一个相对稳定的地区，在它的周围出现了一些活动地带，如在其东部的鄂西地区出露崆岭群，以黑云斜长片麻岩、混合岩、角闪岩等为主，上部夹大理岩，总厚度大于5000m，时代属下元古界。在其附近出露浅变质的神农架群，以碳酸盐岩为主，下部和上部含有火山物质及硅质、铁质沉积，大约相当于北方的中、上元古界。
在扬子原地台的东南缘，中上元古界出露非常广泛，下部称四堡群或梵净山群，上部称板溪群，二者以不整合接触。板溪群以浅变质岩为主，包括砂质板岩、千枚岩、泥灰岩，有时含细碧岩、火山喷发岩，或具海底喷发的枕状构造，间有复理石式沉积，各处厚度不等（1000—7000m）。广泛分布于湘西、黔东、桂北等地。有人认为板溪群非常近似大陆边缘从大陆架海、边缘海、大陆坡到火山岛弧海沉积，然后向外过渡到外海。
在扬子原地台的西侧，即川滇交界地区，也是相对活动地带，沉积了厚达8500m以上的浅变质的会理群，下部和上部有火山沉积，中部以碳酸盐沉积夹泥砂质沉积为主，中、上元古界之间及上部与下震旦统之间，皆为不整合接触，分别代表晋宁运动早、晚两期。通过晋宁运动，扬子原地台周围固结扩大，到后来形成大型稳定的扬子地台。
总之，从太古宙到元古宙，中国南北地层分布不同的特点，说明地壳发展的不平衡性，北方在早元古代末吕梁运动之后已经形成稳定的基底，其上的活动区只限于沉降带（与古陆边缘断裂有关），火山活动不多；从晚元古代开始，已几乎全部固结，形成华北地台；而南方则在扬子原地台的两侧，活动相当强烈，特别是从中元古代起，发育了边缘海及岛弧海，火山活动相当频繁，经晋宁运动，原地台扩大才发展为扬子地台。这种在同一时期北方相对稳定、南方相对活动的特征，一直延续到古生代。
