成铁纪的名称来自于希腊语sideros“铁”,因这个时期是世界上形成特大型
铁矿田,出现硅铁建造的主要时期,故名。其原因是
大氧化事件,地球原始大气中还原性的甲烷被氧气所取代,导致铁元素的氧化沉淀,从而形成了众多铁矿床。然而在
中国大陆,此时却并不发育硅铁建造。[1]
成铁纪是
地质年代中的一个纪,开始于
同位素年龄2500±0百万年(Ma),结束于2300±0Ma。
古元古代分为成铁纪Siderian,这个词来源于希腊语的Sideros,意思是“铁”。成铁纪在距今25-23亿年之间。生物化石稀少和不存在的寒武纪以前的地史阶段。相当于
前寒武纪的同义语。1930年,G.H.查德威克把地史时期划分为两个阶段:寒武纪以前称为
隐生宙,寒武纪迄今称为
显生宙,作为
地质年代的最高级单位,其相当地层分别称为
隐生宇和
显生宇。近年来由于在隐生宇亦即前
寒武系上部不断发现软躯体动物化石,使其部分地层的划分具备了古生物的依据,而且所谓
隐生,已逐渐不符合实际情况。1977年,
国际地层委员会前寒武纪地层分会在开普敦第四次会议上,将前寒武纪分为
太古宙和
元古宙,其界线放在25亿年前。
成铁纪属于
前寒武纪元古宙古元古代,前寒武纪约占全部
地史时间的六分之五,前寒武纪,
太古代(Archaeozoic Era)是最古老的一个
地质年代,开始于地球形成以后,结束于大约24亿年以前。虽然晚期有细菌,
蓝藻等
原核生物出现,但那形成时的岩石在漫长的时期内经过了深度的变质,因此保留下来的可靠的化石非常少。有人把太古代早期岩石还没有形成的时期单划分成冥古代,时间大约是38亿年以前。
元古代(Proterozoic Era)开始于大约24亿年以前,结束于大约5.7亿年以前的“
生命大爆炸”,这时细菌和蓝藻开始繁盛,后来又出现了
红藻,
绿藻等
真核藻类。藻类在生长过程中粘附海水中的沉积物颗粒
形成层纹状结构物,称作
叠层石,叠层石是地球上最早的
生物礁,出现于
太古代而在元古代达到全盛。元古代结束前出现了一些低等
无脊椎动物。
成铁纪属于
前寒武纪元古宙古元古代,古元古代之前(地球形成之初-38亿年前)则有多种不同的称呼。其时限约从38亿年至26亿年前,长达12亿年。
太古代是具有明确地史记录的最初阶段。但20世纪后半期,科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获,在南非的一套古老沉积岩中,科学家们借助先进的精密观测仪器,发现了200多个与
原核藻类非常相似的
古细胞化石,这些
微体化石一般为椭圆形,具有平滑的有机
质膜,这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石,也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据。从生物界看,这是
原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的
原核生物,他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看,
太古宙古元古代是一个地壳薄、
地热梯度陡、火山—
岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与
水圈都缺少
自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅,铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期。
成铁纪属于
前寒武纪元古宙古元古代,成铁纪古元古代的时限自26亿年前至5.7亿年,在这段地史中,
原核生物演化为
真核细胞生物,形成地史时期的菌-藻类时代。人们在这一时期的古老地层中发现过微古植物化石、宏观
藻类化石及
叠层石。仅在我们中国,古生物学家就已发现
元古代不同时期的微
古植物化石80余属、近200个种,生命在元古代得到进一步繁荣,那时的地球已不再是满目荒芜了。初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的
大陆板块。因此,在
岩石圈构造方面元古代比
太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧,而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强,大气圈的含氧量继续增加。
元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛,成铁纪期间
蓝藻、细菌繁盛。
蓝藻是
原核生物,又叫
蓝绿藻,
蓝细菌;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,因此又叫粘藻。在所有藻类生物中,蓝藻是最简单、最原始的一种。蓝藻是
单细胞生物,没有细胞核,但细胞中央含有
核物质,通常呈颗粒状或网状,
染色质和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有
核膜和
核仁,但具有核的功能,故称其为原核(或
拟核)。在蓝藻中还有一种
环状DNA——质粒,在基因工程中担当了
运载体的作用。和细菌一样,蓝藻属于“原核生物”。它和具原核的细菌等一起,单立为
原核生物界。所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。但是蓝藻也不全是蓝色的,不同的蓝藻含有一些不同的色素,有的含叶绿素,有的含有
叶黄素,有的含有胡萝卜素,有的含有
藻蓝素,也有的含有蓝藻
藻红素。红海就是由于水中含有大量藻红素的蓝藻,使海水呈现出红色。