中国构造单元图(蓝框为黄石地区)
黄石位于我国中央造山带南侧、扬子地块北部,这是一个兼具稳定性和活动性的地区,曾经发生多次重大构造转换。因此,黄石地质演化多期而复杂,遗留的地质记录丰富而完整。
黄石大地的深处是什么?根据最新研究,这一地区地下深处的岩石(也称基底)可能有两种:北部和宜昌黄陵地区出露的古老岩石相类似;南部和咸宁大幕山地区出露的古老岩石相类似,北部又称崆岭式基底,其形成时间最早可上溯至距今35亿年,南部又称江南式基底,主要形成于距今8.6—8.2亿年,
上述两种基底,可能在距今8亿年左右,由于一次全球超级大陆(罗迪尼亚)汇聚事件,拼合到一起,构成黄石地区的统一基底单元。黄石境内没有这些基底岩石的露头。但在毗邻地区,如咸宁九宫山、江西庐山等强烈隆起的山地,这些古老岩石被大量抬升、剥蚀、露出地表,暗示这片大地的沧桑和古老。
能在黄石地表发现最早的岩石是距今5.41亿年的寒武纪沉积岩。这些地层位于大冶湖北部章山地区、阳新县北部银山地区以及靠近咸宁的大幕山东麓。它们都形成于海洋中:当时拥有统一基底的黄石大地发生了广泛海侵,呈现一片浅海环境。
距今5.41亿年—2.47亿年,尽管也发生过几次海平面升降和海陆转换(因此黄石地区缺失距今4.2—3.87、3.72—3.23、2.99—2.72亿年间近1.1亿年的沉积),但总体而言,黄石处于较平静的海洋环境。
这一时期,黄石古海中接受不同来源的海洋碎屑物、化学沉积,形成一套海相砂页岩和石灰岩、白云岩,间夹滨海相的煤系,这些沉积岩构成的地层厚逾万米,其中偶见波痕、交错层理、鲕(豆)、结核、缝合线、菊花石等沉积—成岩期形成的特殊结构构造和岩石。
远古时期的黄石海也是各种生物嬉戏的天堂,如三叶虫、腕足动物、笔石、纺锤虫、珊瑚、鱼类等。它们的遗骸常随着海底沉积物一同保存,变成奇妙的化石,成为确定黄石地层时代、研究地史演变和生物演化规律的重要科学证据,一些化石还具有独特的观赏价值。
但从距今2.47亿年开始,由于古中国扬子、华北两大陆块的汇聚拼合,绵延数千千米的昆仑—祁连—秦岭—大别—苏鲁造山带开始形成。位于造山带南侧的黄石地区也遭受近南北向强烈挤压,形成南隆北拗的地貌格局,地表环境随之发生重大变化。
从距今1.64亿年的晚侏罗世开始,至距今1亿年左右的早白垩世末,随着太平洋板块向欧亚板块的斜向俯冲,黄石地区前期形成的大量北西西—近东西向断裂遭受强烈的拉张改造,同时北东、北北东向的新生断裂也大量产生,壳幔深处的岩浆通过复杂的断裂空间向上运移,有的侵入到地壳浅部,形成区内广泛分布的侵入岩。
在侵入岩浆与碳酸盐岩地层的接触部位,发生了剧烈的化学反应,导致了包括铁、铜、金等在内的不同元素迁移与富集,形成举世闻名的大冶铁矿、铜绿山铜矿等矽卡岩型金属矿床地。
距今1亿年左右的早白垩世末,至距今0.23亿年左右的古近纪末,随着印支—燕山造山运动的结束,黄石地区与整个滨太平洋区一样,进入地壳应力的松驰阶段,早期形成的断裂开始拉张,形成由各大不同方向断裂控制的阳新、大冶湖、梁子湖等大型盆地
。
从距今0.4亿年左右的始新世晚期以来,长江贯通三峡,黄石地区富水、大冶湖、保安湖三大长江分支水系开始演化。
地壳的抬升和河流的下切,不仅形成不同标高的夷平面及河流阶地,同时也因流域演化和地表风化作用,黄石大地不断发生微地貌的改变,形成丰富多彩的山体、溶洞、奇石、泉瀑等风光旅游资源。
因为地壳表层的演化始终在平衡与失衡两种状态下转换,而平衡点又十分脆弱,当失去平衡时,黄石局部地区就发生“剧烈”改变,产生泥石流、滑坡、崩塌等各种地质灾害。
今天我们熟悉的黄石,无论是它丰富的矿产资源,还是优美的自然景观,亦或可怕的自然灾害,归根结底,都是漫长地质历史中不同地质作用对这一带岩石圈改造的结果。在人类时间尺度,这个改造过程大多是“悄悄进行”甚至是“静默”的。但分析地质遗迹中的科学信息,我们就有机会认识和还原这个过程。譬如现在我们已经知道:黄石最古老的岩石形成于距今5亿年左右的寒武纪海洋中,这个海洋沉积过程持续到距今2.47亿年左右的三叠纪早期。伴随华南、华北板块碰撞和中央造山带的形成,黄石全境渐次抬升为陆,地壳浅表部形成近东西向褶皱和断裂,岩石圈的增厚,在深部形成壳幔重熔型岩浆,在距今1.6亿年晚侏罗世至距今1亿年的早白垩世间全区发生大规模的岩浆活动,岩浆带来丰富的矿物质,形成黄石丰富的矿产。由于构造隆升、岩浆底辟,黄石中部成为区域隆起的最高点。地貌格局的定型和长江水系的演化,造就多姿多彩的黄石山水景观……沧海桑田,神奇黄石,这种神奇记录在无处不在的地层、古生物、岩石、构造、地貌之中。走入山野,认识它们,就能对这片大地的过去和未来有更加深刻的理解。
黄石沧海桑田
图文简介
黄石,无论是它丰富的矿产资源,还是优美的自然景观,亦或可怕的自然灾害,归根结底,都是漫长地质历史中不同地质作用对这一带岩石圈改造的结果。
- 来源: 科普中国共建基地--讲好地球故事做好地学科普
- 上传时间:2019-12-23