地球科學漫談

《地球科學漫談》結(jié)業(yè)論文經(jīng)過將近十周的學習，我在張老師的指導下對地球的整個結(jié)構以及起源有了一個初步的了解。教學過程中張老師精彩的講解給我留下了深刻的印象，并且教學PPT中配有生動的插圖，引人入勝。對于結(jié)業(yè)論文，我選取了“地球地質(zhì)演變歷史'這個話題（主要在中國地區(qū)），以自己的語言將其總結(jié)出來，加深自己在這方面更深層次的理解。中國自始太古代開始孕育陸核以來，大致可劃分為古陸殼生長發(fā)展時期、古板塊早期活動與中國古陸塊形成時期、古板塊主要活動與中國古大陸鑲合時期、中生代板塊活動與陸內(nèi)構造時期等4個大地構造發(fā)展演化時期，特別是隨著陸塊的形成，于中晚元古代開始板塊活動以來，出現(xiàn)一系列重大的地質(zhì)構造事件。一、太古代一早元古代古陸殼生長時期始太古代鞍山白家墳深成侵入巖的形成是我國已知最古老的構造熱事件，說明華北原始陸核已開始生長，塔里木陸核也在稍晚進入孕育時期。陳臺溝運動和遷西運動至中太古代末阜平運動，華北、塔里木也可能包括上揚子有陸核形成。這時陸殼已有一定剛度，于晚太古代五臺期和早古元古代滹沱紀時已開始有大規(guī)模裂陷作用發(fā)生。此后陸殼繼續(xù)生長，至早元古代末經(jīng)呂梁運動中國早前寒武紀克拉通基本形成。其中華北陸塊已基本固結(jié)，塔里木陸塊也已初步成型。二、中晚元古代古板塊早期活動與中國古陸塊形成時期中晚元古代時期開始了古板塊活動，經(jīng)裂解一匯聚，中國古陸塊基本形成，也是羅迪亞超大陸的形成時期。四堡一晉寧期這一時期發(fā)生的四堡（晉寧I）運動使揚子陸塊固結(jié)并與塔里木、華北陸塊相聯(lián)，揚子陸塊東南緣與華夏陸塊碰撞，從而拼為一體的中國古大陸基本形成，并很可能成為羅迪尼亞超大陸的成員（陸松年，2001）。關于這場運動的發(fā)生演化，在華南研究較詳。在四堡（晉寧I運動留下的區(qū)域不整合面之下的浙西雙溪塢群章村組鋯石SHRIMP年齡887±188Ma，該不整合面之上的青白口紀晚世的板溪群、丹洲群底部或下部SHRIMP年齡分別為8148Ma、8198Ma（王劍，2000），贛東北藍閃片巖Ar-Ar同位素年齡866±148Ma（舒良樹等，1995）。同造山期的皖南許村、贛北九嶺花崗巖鋯石SHRIMP8U-Pb年齡分別為823±88Ma、819±98Ma（李獻華，1998）。由此推斷造山時間約在850Ma前后，也可能是Ridinia超大陸聚合之時。Ridinia超大陸開成不久，旋即伸展解體，進入強烈的火山一裂谷期，出現(xiàn)了勞亞、古中華、岡瓦納三大陸塊群。中國古陸塊分解成大大小小的碎塊，并使陸塊邊緣復雜化。根據(jù)前述的青白口紀晚世板溪群等一套火山一裂谷相地層的SHRIMP年齡值，說明裂谷活動開始于820Ma前后，即古中國陸塊和Ridinia超大陸解體之時。這一時期在裂谷海盆形成了巨厚的火山一濁流沉積，在陸塊邊緣則形成一套厚度不一的火山一磨拉面堆積。約在810Ma前后在陸塊邊緣地帶有一次強度不一的地殼抬升，贛東北廣豐地區(qū)有地層不整合出現(xiàn)。大約在800Ma或稍后陸殼又一次隆升造陸，即青白口紀末的晉寧運動（II）導致?lián)P子陸塊增生和進一步固化。三、南華紀一三疊紀古板塊主要活動與中國古大陸鑲合時期這一時期為古板塊活動最活躍時期，出現(xiàn)了多島洋的古構造格局。根據(jù)此次匯集的我國大量蛇綠巖帶的分布表明，古生代蛇綠巖主要出現(xiàn)于中西部，白北向南天山至康西瓦一昆中蛇綠巖帶時代為加里東、華力西期，喀拉昆侖一松潘甘孜主要為華力西一印支期，班一怒帶及其以南的藏南地區(qū)為三疊紀一白堊紀，而中國東部除完達山、臺灣一帶蛇綠巖為中新生代外，僅有的3條蛇綠巖帶屬四堡一興凱期。這種時空分布特點，反映我國陸?！ㄩ_〃“合”的總趨勢，即大陸東部古板塊可能拼接較早，而西部在南華紀一三疊紀〃開〃〃合〃頻繁。塊、弧、盆結(jié)構復雜，秦、祁、昆阿爾金一帶成為枝杈狀小洋盆。歷經(jīng)興凱(泛非)、加里東、華力西、印支運動用，最終鑲嵌成了歐亞大陸。1、興凱/泛非期(1)南華一震旦紀裂谷期形成不久的中國古陸塊，這時解體成大大小小的陸塊，并使陸塊邊緣復雜化。由于古亞洲洋擴張，從塔里木、華北陸塊中分離出準噶爾一伊犁、佳木斯一松嫩微陸塊群。華北、揚子陸塊間也為海盆所隔，北秦嶺一北祁連山、阿爾金一帶由于強裂離散形成枝杈狀小洋盆。阿爾金小洋盆北通古亞洲洋，使塔里木、華北陸塊分離。這時塔里木陸塊、柴達木、祁連微陸塊與揚子陸塊很可能相拼或相近，沉積特征相似，南華紀冰磧物主要分布于揚子、塔里木陸塊，而華北陸塊僅在西部的賀蘭山區(qū)有少量出露，震旦紀含磷層和早寒武世黑色頁巖也主要發(fā)育于上述地區(qū)。(2)興凱/泛非運動興凱運動主要見于阿爾泰和蒙、吉、黑地區(qū)。阿爾泰地區(qū)的震旦一寒武系喀拉斯群與奧陶系不整合，有可能為興凱運動的表現(xiàn)。額爾古納微板塊與松嫩、佳木斯微板塊可能于這一時期在新林與呼瑪一帶對接，形成了額爾古納斷裂帶震旦紀末的上庫力藍片巖帶和震旦紀末或寒武紀初的新林蛇綠巖帶。伊蘭一牡丹江Ar-Ar年齡值為664.9Ma、599Ma的藍片巖帶，以及張廣才嶺、佳木斯地區(qū)年齡為638Ma、614Ma(程裕淇等，1994)的花崗巖類都可能為興凱運動的產(chǎn)物。泛非運動與興凱運動的時間相近，藏南地區(qū)的變質(zhì)基底，初步認為形成于寒武紀早中世的泛非運動，但它們的構造活動特點還有待進一步的研究。2華力西一印支期泥盆紀一中二疊世華力西期早期表現(xiàn)為古亞洲洋中西部和中國西南部古特提斯洋的強烈擴張全國處于〃西開東合'態(tài)勢。約在石炭一二疊紀時昆南、金沙江、瀾滄江洋盆打開，揚子陸塊西南緣大范圍裂解，包括與岡瓦納古大陸間的班公錯一怒江洋，中國西南部出現(xiàn)4個中小型洋盆。但西伯利亞板塊佳木斯、松嫩微板塊與華北、揚子、華夏等古板塊的東部仍連為一體。全國地勢總體西低東高、海水向東浸漫，但洋殼未能擴及額爾古納、喜桂圖和東秦嶺、大別地區(qū)。天山—興蒙造山帶是我國華力西運動的主要場所，西部阿爾泰-天山地區(qū)的華力西運動具有多幕的特點，大部分地區(qū)泥盆系與石炭系均為海相或海陸交互相碎屑巖火山巖，厚度在萬米左右。二疊紀為陸相碎屑巖夾火山巖。泥盆系、石炭系二疊系間均為不整合接觸，代表華力西1、11幕。在南天山運動較弱的泥盆系至二疊系下統(tǒng)間均以碳酸鹽巖為主，二疊系中上統(tǒng)為陸相碎屑巖夾火山巖，僅泥盆系、石炭系間為不整合接觸。在伊犁盆地見二疊系上統(tǒng)含煤地層與中統(tǒng)陸相碎屑巖、火山巖間為不整合。該區(qū)晚古生代蛇綠混雜巖帶有10余條之多，內(nèi)部微陸塊、小洋盆、島弧演化關系甚為復雜。根據(jù)南北生物群落的差異，洋盆于中二疊世衣華力西主幕）消亡于依林哈別爾尕一西拉木倫一線，此后該區(qū)即入陸盆時期。古特提斯洋約在中晚二疊世時已開始萎縮，昆南洋盆于中二疊世末先行消亡。根據(jù)龍木錯一瀾滄江結(jié)合帶的晚古生代蛇綠巖、藍片巖帶推測，瀾滄江古特提斯洋也可能于這時閉合造山，岡底斯一印度板塊與揚子陸塊靠攏，岡底斯中二疊世淺海相碳酸鹽巖，含煤地層與揚子區(qū)地層特點已十分相近。華南欽州殘留海槽也于中二疊世末造山，并有同期花崗巖分布。早古生代形成的歐亞板塊，東接古太平洋板塊，西以班公錯一怒江洋與岡底斯一印度板塊相隔。根據(jù)雅魯藏布江結(jié)合帶內(nèi)三疊系一侏羅系中混有大量二疊系灰?guī)r外來巖塊和晚三疊世蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)，雅魯藏布江洋盆在晚三疊世時已經(jīng)出現(xiàn)，即金沙江洋盆閉合之時。這時岡底斯—拉薩地區(qū)是處于班公錯一怒江與雅魯藏布江兩個洋盆之間的微陸塊。班公錯一怒江特提斯洋自東向西由二疊紀、三疊-侏羅世至早白堊世依次關閉，該洋盆南面噶爾一納木錯小洋盆分支緊隨其后于早白堊世末閉合，岡底斯微板塊與歐亞板塊拼接。晚白堊世以來喜馬拉雅期晚白堊世以來喜馬拉雅山期是奠定我國現(xiàn)今陸、海、盆、山構造格局和巖石圈結(jié)構的重要時期。隨著晚白堊世雅魯藏布江洋盆的逐漸萎縮并于晚白堊世末消亡，發(fā)生了喜馬拉雅造山運動。中國西部造山、東部強烈向沿海伸展，形成陸緣溝弧盆和陸內(nèi)盆嶺景觀。古近紀以來陸內(nèi)曾一度收縮，但活動較弱。新近紀時，雖然菲律賓海板塊在臺東拼貼，使臺灣強烈造山，但對全國構造格局影響不大。西部由于印度陸塊向北作陸內(nèi)俯沖，青藏高原開始隆升。華夏陸塊南部裂解，形成了南海海盆。進入第四紀以來青藏高原快速隆升，高原大湖群逐漸萎縮消亡，中國西部開始沙漠、半沙漠化。整個中國地殼活動比較活躍，是地震頻度較高的國家。據(jù)葉定衡等研究成果（1996），結(jié)合此次編圖資料，全國89條主要斷裂帶中，有45條屬曾發(fā)生過6級以上地震的