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  元古宙早期大氣的氧氣含量逐步提高,但在地表還原性物質如鐵、硫氧化耗盡之前,氧氣佔比不會很高。23億年前,大氣中氧氣含量僅為1%-2% 。這一過程持續至條帶狀鐵沉積停止,並在8.5億年前陸殼完成氧化,大氣中氧含量才開始暴增。這個時期已經發現了許多菌類、藻類化石和古代微生物化石,因此也被稱為菌藻時代。在元古宙末期的埃迪卡拉紀生物大爆發,軟體多細胞生物大量湧現,開始出現了腔腸動物、環節動物和節肢動物,但這些動物都沒有堅硬的骨骼,所以化石上只是留下印痕等遺蹟。

  元古宙中期發生了全球性的大冰期,世界各地都發現了冰川遺蹟,如元古宙末期成冰紀的雪球地球時期。新元古代至少有四次全球冰期,如馬力諾安冰期、史都提安冰期等。

  元古宙也曾發生廣泛的地殼運動,在前期是地球主要的造山時期。在中國北方為呂梁構造期。元古宙時期的地層中蘊藏有豐富的鐵礦、銅礦和稀土金屬礦物。元古宙時期全球大陸繼續增生。元古宙開始了超大陸旋迴。現代大陸地殼的43%形成於元古宙,39%形成於太古宙,僅18%形成於顯生宙。對花崗岩放射性定年表明,元古宙有五次大陸增生時期,但規模一次比一次小。  元古宙地層比較完整,較少變質,陸間海沉積分佈廣泛。元古宙前半時間佔支配地位的是哥倫比亞大陸。形成於20億-18億年前,在13億年前解體。羅迪尼亞大陸存在於新元古代(11.5億到7億年前),以勞亞大陸(今北美大陸)為核心,格林威爾造山運動形成了阿巴拉契亞山脈。
元古宙(Proterozoic,符號PR),又稱元古代、原生代,是地質時代中的一個時期,開始於同位素年齡2500Ma(百萬年前),結束於542.0±1.0Ma。元古宙包括了古元古代、中元古代、新元古代。元古宙屬於前寒武紀,上一個宙是太古宙,下一個宙是顯生宙。