前寒武紀地質學概述
前寒武紀生物 前寒武紀地層在全球有廣泛出露，大面積露頭的地區稱地盾或克拉通。主要地盾有波羅的地盾、西伯利亞地盾、中國地盾、加拿大地盾、非洲（含阿拉伯）地盾、南美地盾、澳大利亞地盾和南極洲地盾等。地盾區的太古宙岩石大部分為綠岩、花崗岩和伴有基性火山岩的沉積變質岩。20億年前的前寒武紀岩層中廣泛產出帶狀含鐵建造，其後出現陸成紅層，這種變化可能反映早期生物造氧作用的發展。冰磧岩是前寒武紀的一種特殊類型，下元古界上部，在加拿大地盾和南部非洲有明顯的冰磧岩分布；上元古界上部、亞、歐、美、澳各大洲都有冰磧岩分布。
現有岩石和礦物，年齡在距今35億～46億年的極少。已不能用放射性測定法確定其原始形成的時間。能夠識別的最老的沉積岩和火山岩，年齡都不超過38億年。地球表面上在距今約27億～38億年形成的沉積岩和火山岩都經過變形和變質。最老的未變質的產狀平緩的沉積岩和火山岩層序見於南非威特沃特斯蘭德盆地下部。
前寒武紀地質學對前寒武紀大部分時期的氣候條件基本上還不了解，但已知在其晚期（約7億年前）出現過廣泛的冰川作用。前寒武紀岩體是金屬礦產特別是鐵、鎳、金、鈾和銅等的重要來源。鐵礦床主要為沉積型，但也可能有屬於火成成因的大型磁鐵礦體。全世界鎳產量的75％來自加拿大地盾安大略薩德伯里的一個大型侵入體。前寒武紀岩體中產出的金超過其他地質體的總和。現在世界金產量的一半來自南部非洲的威特沃特斯蘭德的前寒武紀礫岩。其他有價值的礦產還有鉑、銀、鉛、鋅、鉻、鈷、錳、石墨、雲母和滑石等。
前寒武紀地質學研究自地球形成開始，到寒武紀以前這一階段的地球（主要是地殼）的特點及其演化的科學。是地質學的一個分支學科。
前寒武紀地質學20世紀60年代起，對地球早期歷史的研究形成熱潮。地層、岩石、構造、成礦作用，生物演化、同位素年代測定等方面的研究迅速開展起來，其中早前寒武紀綠岩帶及地球早期地質演化等方面成就顯著。
研究內容
前寒武紀生物 ①地質年代的劃分。前寒武紀以25億年為界，劃分為太古宙和元古宙。其中元古宙又分為古元古代（25～16億年）、中元古代（16～10億年）和新元古代（10～6億年）3個代。在中國，全國地層委員會同意元古宙的三分法，但界線分別定在18億年和10億年。
②岩石。前寒武紀岩石地區可分為3類，即高級變質區,低級變質區和未變質區。太古宙已知最老的西格陵蘭岩石年齡為38億年，最老的西澳大利亞的鋯石年齡為42億年。太古宙地區主要是由高級變質區和低級變質區所組成。高級變質區以變質程度高的岩石和大量的花崗質侵入岩所構成。部分為下地殼特點。低級變質區下部常為超鎂鐵－鎂鐵火山岩，中部為雙峰式火山岩、上部具以濁積岩、沉積岩為代表的綠岩帶。並可被花崗岩所包圍，故又稱為花崗－綠岩帶。元古宙高級變質區大為減少，而且18～16億年以後，在許多克拉通上出現了大量未變質的蓋層岩石，並出現了如環斑花崗岩、斜長岩和古冰川等全球性事件。
③生物。前寒武紀化石稀少，最早的生命記錄是在西澳大利亞發現35億年的疊層石和絲狀細菌。約20億年前，大氣圈內氧的積累使生物得到發展。生物圈由原核細胞生物發展到真核細胞生物，進而出現巨觀藻類化石，以至後生動物群。
④構造運動。太古宙時大陸地殼已大部分形成，綠岩帶比高級變質區構造環境更加活動，太古宙晚期有大規模的克拉通化。元古宙由於地殼已明顯具有剛性特徵，出現了向板塊構造轉變的構造體系，雖然後來的造山運動改造了早期板塊活動痕跡，但陸塊間的碰撞證據，在一些地盾或克拉通區仍然能夠辨認。
⑤礦產。前寒武紀具有豐富的礦產資源。元古宙時生成了一些巨大型鐵、金、銅、鉛鋅、鈾等礦床，其儲量或產量遠大於其他地質時期。
研究方法
由於前寒武岩層中缺乏生物化石，所以同位素地質年代學的研究方法十分重要；由於地球早期地殼熱流值高，岩漿活動頻繁，因此結晶岩石的研究相對突出；由於前寒武紀岩石在以後的年代裡經受了複雜的改造，恢復其原始面貌和演化過程則須要多學科的綜合研究；又由於前寒武紀時間跨度大，所以各階段的地質條件及其研究方法也相差較大。
生物的運動
標本 震旦紀（Sinian period）是元古代最後期一個獨特的地史階段。從生物的進化看，震旦系因含有無硬殼的後生動物化石，而與不含可靠動物化石的元古界有了重要的區別；但與富含具有殼體的動物化石的寒武紀相比，震旦系所含的化石不僅種類單調、數量很少而且分布十分有限。因此，還不能利用其中的動物化石進行有效的生物地層工作。震旦紀生物界最突出的特徵是後期出現了種類較多的無硬殼後生動物，末期又出現少量小型具有殼體的動物。高級藻類進一步繁盛，微體古植物出現了一些新類型，疊層石在震旦紀早期趨於繁盛，後期數量和種類都突然下降。再從岩石圈的構造狀況來看，震旦紀時地表上已經出現幾個大型的、相對穩定的大陸板塊，之上已經是典型的蓋層沉積，與古生界相似。因此，震旦紀可以被認為是元古代與古生代之間的一個過渡階段。
埃迪卡拉動物群主要由類似水母類、蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成，多保存為印痕化石，儘管它們的形態、結構都很原始，但它們被認為是20 世紀古生物學最重大的發現之一。這一發現使科學界擯棄了長期以來認為在寒武紀之前不可能出現後生動物化石的傳統觀念。所謂後生動物即是指相對於原生動物的各種多細胞動物。埃迪卡拉動物群主要由類似水母類、蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成，多保存為印痕化石，儘管它們的形態、結構都很原始，但它們被認為是20 世紀古生物學最重大的發現之一。這一發現使科學界擯棄了長期以來認為在寒武紀之前不可能出現後生動物化石的傳統觀念。所謂後生動物即是指相對於原生動物的各種多細胞動物。
地形存在問題
在前寒武紀地質學的研究中首先碰到的問題是均變論的方法是否適用於地球早期歷史，對中期歷史適用到什麼程度；其次，前寒武紀地殼無疑要經過垂直增長的過程，但世界上也已有良好的元古宙的地殼水平增長的例子，水平增長的板塊機制從什麼時候開始，各大陸的前寒武紀地質演化是否統一，有多大可比性。這些問題尚待進一步研究。研究趨勢是進一步開展對前寒武紀時代劃分以及重大地質事件的研究，運用地球化學和地球物理方法推測前寒武紀岩石圈的生長過程和對前寒武紀地殼的演化模式及其與成礦的關係，進而尋找特大型金屬礦床等。
地質學家
地貌 孫大中院士是中國著名的前寒武紀地質和地球化學家，他為我國的前寒武紀地質事業貢獻了畢生的精力。四十多年來，中國和他個人歷盡了風雨坎坷，但他報效祖國的熱忱不變，追求科學真諦矢志不移。好學、善思、勤奮使他在前寒武紀地質科研領域多有建樹。辛勤耕耘的收穫凝聚成7部專著(合著)，約120篇中英文學術論文，並獲得1978年全國科學大會獎、國家自然科學二等獎和部級科技成果一、二、三等獎項共8次。
