南华纪—震旦纪也是中国前寒武纪地壳演化的一个重要的历史阶段。从南华纪始，中国古大陆的地质构造环境又发生了巨大的变化。统一的中国古大陆再度拉张、破裂，其表现为在华南古大陆内扬子古大陆和华夏古大陆间缝合处再次破裂，并保留了古华南洋的残盆；塔里木古大陆逐渐远离扬子古大陆漂移并向华北古大陆西侧靠近。华北古大陆南缘和扬子古大陆再度裂开，并逐渐发展形成南华纪—震旦纪—早古生代洋；北缘作为活动大陆边缘仍继续发展。在古大陆的内部则发育了稳定型的沉积，尤以扬子古大陆最为明显。
从南华纪始，沿扬子和华夏古大陆的接合处，华南古大陆东南缘就开始裂解，表现为非造山岩浆活动，大规模基性岩墙群的侵位，双峰式火山岩喷发和活动型沉积等发育。裂解的时间各地不一，较早时间为825～820Ma。桂北地区在新元古代存在两类过铝花岗岩：黑云母花岗闪长岩和黑云母花岗岩。黑云母花岗岩是成熟地壳岩石部分熔融的产物，而黑云母花岗闪长岩的形成与地幔柱起源的镁铁质熔融和地壳起源的过铝质黑云母花岗岩浆之间的混合作用有关。这两类过铝花岗岩与超大陆裂解地幔柱上升诱发岩石圈伸展的张性断裂有关，侵位时间825～820Ma(葛文春等，2001)。Li Z X et al.(1999，2001)在本区三防基性岩墙中，获得828±7Ma锆石 U-Pb年龄。此外在湖北黄陵、浙江萧山等地也获得近800Ma年龄的非造山花岗岩，均为在南华纪初扬子和华夏古大陆的裂解提供依据。需要指出的是，随着古大陆的裂解，在南华纪中晚期出现古城和南沱两次冰期，特别南沱冰期广泛分布在鄂、湘、赣、桂、黔、川、皖等地，是裂解后的一次重要地质事件。裂解后扬子古大陆自东向西发生了大规模的海侵。南华纪扬子古大陆分布有滇中、上扬子、鄂中和江南4个古陆，沉积相由西北向东南展布；华夏古大陆东南侧分布华夏古陆，沉积相平行古陆，由东南向西北发育(赵自强等，1996)。南华纪在上扬子和鄂中古陆均处于剥蚀状态，在古陆内或古陆边缘发育了陆相碎屑岩、冰碛岩及间冰期沉积物。在南华纪早期，以峡东莲沱组为代表，主要岩性为砾岩、长石石英砂岩、凝灰质砂岩夹砂质页岩和层凝灰岩，属蛇曲河—近海三角洲相或河口湾—潮坪环境。在南华纪一般划分为两个冰期和一个间冰期。早期莲沱组上部为古城组，又称古城冰期，一般呈大面积星点状分布，在鄂西长阳古城发育完整，建立了小冰层位——古城组层型。晚期为大塘坡组(又称大塘坡间冰期)，剖面建立在贵州大塘坡锰矿区，是含锰岩系。南沱组(一般称南沱冰期)在扬子陆块广泛分布。震旦纪古大陆气候转暖，冰川消融，海平面上升，大规模海侵形成的浅海盆地中，沉积了大量碳酸盐岩。在扬子古大陆的西部发育了川滇裂谷带，形成了由火山岩、碎屑岩组成的乌斯大桥群。在华夏古陆的西侧，近古华南洋的残盆为不甚发育的陆缘浅海沉积物。如在江西南部南华纪为变余长石石英砂岩、磁铁矿层、黑色板岩、变凝灰质砂岩、含砾砂岩和板岩等。在震旦纪下部为变长石石英砂岩夹黑色板岩，上部为中厚层燧石岩夹硅质板岩及硬砂岩。
华北古大陆在此期间主体上升成陆，仅在东、南、西侧发育了坳陷带，发育了稳定型的碎屑岩-碳酸盐岩沉积物。如南侧以豫西地区最为发育。南华系-震旦系典型剖面自下而上为黄连垛组、罗圈组、东坡组。黄连垛组由硅质条带白云岩和硅质岩、底部为砂砾岩组成，超覆在蓟县系汝阳群洛峪口组和三教堂组之上，分布局限。罗圈组分布较广泛，在东秦岭北坡均有分布，为一套典型的冰碛砾岩和冰水含砾泥砂岩，覆于太古宇登封岩群和青白口系董家组不同时代地层之上。东坡组底部为钙质石英砂岩、含砾页岩和砂砾岩互层，中上部以页岩为主夹海绿石粉砂岩，整合覆于罗圈组之上。罗圈组的冰川活动时代新于南沱组，可能是震旦纪末期。
在南华纪-震旦纪，塔里木古大陆在不同部位的地质构造环境有很大差别，形成不同的沉积物。在北部边缘发育裂谷构造，伴随有强烈的火山活动和多次冰川活动，形成巨厚的冰川—火山—复理石建造，中南天山地区是发育齐全地区。分布在柴达木陆块北部坳陷带的全吉群则为稳定型地台沉积，除底部为磨拉石建造外，由下部石英砂岩、中部砂页岩和上部富含叠层石的碳酸盐岩组成。在中祁连分布的多若诺尔群，由绿泥石英片岩、变质基性-中基性火山岩、板岩和结晶灰岩组成，为活动型沉积。
在我国西部在新元古代末—早前寒武世已出现不少600～500Ma的汇聚的年龄信息。在柴达木盆地北缘鱼卡河榴辉岩的U-Pb年龄为500～470Ma(陆松年等，2002)，在阿尔金断裂带的西南端，且末一带榴辉岩获得500Ma的U-Pb年龄(张建新等，1999；许志琴等，1999)。
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