中国古大陆的形成
2020-01-10 12:38阅读：
一、华北板块的形成史
（一）太古宙陆核的形成
中国最老的太古宙地层主要发育于华北地区，分布于内蒙古乌拉山、燕山、冀东、辽宁、吉林南部、吕梁山区、五台山、太行山、鲁中以及豫西、淮南地区。目前已知的中国最老岩石是冀东—辽宁地区石英岩，其同位素年龄值为3800Ma，其次是冀东曹庄迁西群（38Ar/40Ar法测年龄值为3600Ma）。
图：华北地区太古宇分布图（据刘本培、全秋琦，1996）
Or—鄂尔多斯陆核；JI—冀辽陆核；Hh—河淮陆核1—古太古界出露区；2—太古宇出露区及岩层片麻理；3—陆核轮廓；4—中朝地台界线及推测界线；5—后期平移断裂
华北地区的太古宇可分为下太古界和上太古界。下太古界主要分布在北部，呈东西向排列，由西向东包括内蒙古阴山山脉的集宁群、冀东迁西群、辽东下鞍山群等，以冀东地区研究最为详细。冀东下太古界迁西群主要由各种麻粒岩、辉石斜长片麻岩、斜长角闪岩组成，夹有辉石磁铁石英岩，厚度3000m，恢复其原岩为超基性、基性、中性、酸性火山岩为主，夹一些分异不好的碎屑岩类及多层硅铁质沉积，变质程度为高级变质麻粒岩相。
表：五台山、太行山新太古界、古元古界剖面
注：波浪线表示角度不整合。
华北地区新太古界分布较广，以山西太行山、五台山地区的新太古界研究最详细，自下而上分为阜平群和龙泉关群，两者呈角度不整合接触。岩性以各种片麻岩为主夹一定数量的角闪岩、大理岩及薄层磁铁石英岩，普遍混合岩化，变质程度高，为角闪岩相。原岩为基性、中酸性火山岩、
火山碎屑岩、硬砂岩、粉砂岩、凝灰质粉砂岩及碳酸盐岩，厚度可达10000m，其变质年龄为2800—2500Ma。
太古宙末期（2600—2500Ma）强烈的构造运动（阜平运动）使上述地层褶皱变质，伴随大规模的花岗岩侵入，使地层产生强烈而复杂的褶皱，并遭受绿片岩相—角闪石相的区域变质作用和局部的混合岩化作用。扩大了古太古代结晶基底的范围，增加了稳定程度。其结果导致硅铝质地壳的巨大增长，把分散的古陆核连接起来，构成大型的原始大陆型（硅铝质）地壳。
（二）古元古代原地台形成期
华北地区古元古代地层以山西五台山区发育良好，研究亦最详细，自下而上分为五台群和滹沱群。五台群不整合于太古宇之上，为一套巨厚（厚度10000m）的中、低变质的变质岩系，由两个不整合面将其分为三个亚群。下亚群为角闪岩相，中亚群为绿片岩相，上亚群为次绿片岩相。整个群以发育从拉斑玄武岩系列—钙碱系列的火山沉积旋回和上亚群深水沉积为特征，反映了绿岩带的性质。它们与花岗质岩石一起，构成了古元古代的花岗—绿岩区。2300—2200Ma的五台运动使五台群褶皱，形成了华北大陆板块的雏型。其上不整合覆有较稳定沉积类型的滹沱群，滹沱群总厚度10000m。自下而上分为豆村亚群、东冶亚群和郭家寨亚群，它们之间皆以不整合面分隔。滹沱群为一套遭受次绿片岩相区域变质作用的沉积岩系，由碎屑岩、粘土岩和含丰富叠层石的富镁碳酸盐岩组成，碎屑岩及碳酸盐岩中交错层理、波痕、泥裂、食盐假晶、鸟眼等沉积构造极为发育。岩浆作用急剧减少，并出现红色地层和含叠层石的碳酸盐岩，都说明当时构造背景较以前稳定，地壳活动性明显减弱，大气圈及水圈含氧量逐渐增加。
吕梁运动是古元古代后期发生的强烈的地壳运动，分为两幕：幕（主幕）发生在1850Ma左右，它使古元古代后期的主体地层（如豆村亚群、东冶亚群）遭受褶皱、区域变质和广泛的岩浆侵入。幕后的郭家寨亚群及其相当地层实际上已是山前和山间盆地的磨拉石堆积。大约于l750Ma发生了吕梁运动幕，使上述磨拉石沉积也发生褶皱隆起和变质，上覆的中元古界或更新的地层已属似盖层或盖层性质的沉积。
吕梁运动是一次极为重要的地质事件，对华北地区的岩石圈构造发展意义重大，它把古元古代初期分裂的陆核重新“焊接”起来，从而扩大了硅铝质陆壳的范围，增加了地壳的厚度，提高了稳定程度，形成了华北板块的原型——原地台。从此，华北地区进入了一个相对稳定发展的新阶段，华北稳定的大陆板块基本定型。
（三）中、新元古代似盖层和似盖层形成期
华北板块中、新元古代有三个沉积区：一是北边的燕辽海区，呈北东东向展布，向西可能与阴山海区相连，在中元古代时强烈下降，堆积了近万米的沉积物，为大陆板块上的裂陷槽；二是华北板块西南部的豫西陆棚浅海，往南与秦岭海槽相邻；三是东部的河淮海区，呈北东向展布，从中元古代开始下降接受沉积，至震旦纪强烈下沉。
燕山一带的蓟县地区中、新元古代地层发育完整，研究最详细。中、新元古界组成一巨型沉积旋回，剖面总厚近10000m。根据沉积特征、接触关系、叠层石和微古植物组合特征及同位素年龄，将其划分为3个群12个组。中元古界为长城群和蓟县群，新元古界为青白口群。
表：河北蓟县中新元古界剖面
续表
注：实线表示整合；虚线表示平行不整合；波浪线表示角度不整合。
图：中国中元古代古地理图（据刘本培、全秋琦，1996）
长城群以角度不整合覆于太古宇之上，底部具明显的风化壳，包括5个组，分别组成2个沉积旋回。常州沟组、串岭沟组和团山子组组成第一个沉积旋回，常州沟组底部为一套分选较差、成熟度低的含长石砂、砾岩，内发育交错层理、泥裂、波痕。代表河流相沉积，向上逐渐变为分选较好、成分较纯的滨海相砂岩。串岭沟组为灰绿色至暗灰色页岩，代表潮下至浅海环境沉积。团山子组为砂质白云岩，内含叠层石．具泥裂、波痕、石盐假晶等暴露标志。代表滨海环境的沉积。第二个旋回包括大红峪组和高于庄组，两者在大范围内呈明显超覆，说明沉积区扩大。大红峪组以钙质砂岩为主，夹火山岩和火山角砾岩，砂岩中具有大型板状交错层理和波痕，为滨海沉积。高于庄组主要为含硅质和锰质白云岩，内具燧石条带，顶部有冲刷面、交错层理，代表了滨浅海环境沉积。高于庄期是中元古代最大的一次海侵期，海侵范围向南、北大范围扩展。
蓟县群包括四个组，构成两个沉积旋回。下部旋回由杨庄组和雾迷山组构成。杨庄组为红色泥质白云岩，含食盐假晶，代表滨浅海、潟湖沉积。雾迷山组为硅质白云岩，厚度巨大，叠层石发育，代表一种海水进退频繁的滨浅海沉积。上部旋回由洪水庄组和铁岭组构成，洪水庄组为黑色碳质页岩，含黄铁矿，厚度小，水平层理发育，为静水滞流环境的沉积。铁岭组为白云岩及白云质灰岩，叠层石发育，属潮间带环境。整个中元古界沉积物厚度巨大，夹少量火山岩，相变明显，但未遭受区域变质，为稳定板块发展早期阶段的裂陷槽沉积，与典型的盖层沉积有一定的差别，因此称为似盖层沉积。铁岭组沉积后，华北大陆板块海域整体抬升为陆地，在湿热气候条件下，发育了富铁风化壳，局部可见微型喀斯特地貌和古土壤。这次抬升约发生于中元古代末期（1000Ma），称为芹峪抬升。
新元古代华北板块的沉积以青白口群为代表，范围较小，主要分布于东部。它的厚度小，且无火山物质，属真正的稳定型盖层沉积。青白口群分为三组。下部下马岭组页岩分布局限，中部龙山组为超覆于下伏不同层位上的含海绿石纯石英砂岩，上部景儿峪组为薄板状泥灰岩及灰岩，属浅海沉积类型。根据同位素年龄资料，青白口群时限为1000—800Ma之间。大约800Ma华北地区又一次抬升，并遭受长期的风化剥蚀，从而华北地区主体缺乏800—540Ma期间的震旦纪地层，使青白口群与寒武系平行不整合接触，这次抬升称为蓟县运动。
在华北板块南北两侧，中、新元古代时期均为非稳定的大陆边缘地区。华北板块北部的阴山—大青山地区中、新元古界的渣尔泰群、什那干群和白云鄂博群为中、新元古代的被动大陆边缘沉积。华北板块南部的豫西—陕南地区，古元古代秦岭群为中、深变质碎屑岩及碳酸盐岩系。中、新元古界为熊耳群、宽坪群的火山岩和变质碎屑岩地层，代表南部活动的大陆边缘沉积。
二、扬子板块的形成史
扬子板块的基底地层未出露，因此主要通过盆地周围出露的基底地层推测板块的早期形成和演化。近年来，在四川盆地周边测得一批较老的年龄数据，如盆地西北部陕西勉县—略阳一带鱼洞子群片麻岩中获得2600Ma的年龄值；东北缘的湖北武当群获得的大于2200Ma的年龄值；西南缘川西康定群获得大于2200Ma的年龄值及四川会理、西昌及云南米易等地的河口群的1700—1900Ma的变质年龄值等。同时盆地内部的基底航磁资料与周边古老地层有相似的异常。表明扬子地区的核部存在新太古界—古元古界的变质基底。该变质基底形成了扬子板块的雏形。
在中、新元古代，扬子板块上发育着似盖层沉积，其主要为碳酸盐岩、碎屑岩及火山岩沉积。如滇东、川西一带的昆阳群、会理群，鄂西的神农架群、马槽园组等。该套浅变质的沉积岩系厚度巨大，但变质较浅。扬子板块西部的川西会理、会泽地区中、新元古界会理群，其下部为变质细碎屑岩和中基性、碱性火山岩。原岩是裂谷盆地的沉积岩和海底喷发的火山熔岩，厚逾5000m；中部以白云岩和碳质板岩为常见，含著名的东川式铜矿层，厚约3500m；上部天宝山组为中酸性火山岩，其顶、底均为角度不整合，分别代表晋宁运动早、晚两幕。在云南滇中地区与会理群相当的昆阳群，厚度较小，碳酸盐岩比例增多，其中、下部也夹中基性火山岩，属于大陆板块活动较弱的裂谷盆地沉积。因此，整个扬子地区中、新元古界具有似盖层特征，均未达到稳定状态。晋宁运动使板块内部再次褶皱变质，元古宙地层与上覆震旦系呈角度不整合接触。至此才使扬子地区最终固结成为相对稳定的大型板块。
扬子板块的边缘中、新元古界多以活动类型的火山岩和深海沉积为主，在扬子古板块西侧，中、新元古代地层以盐边群为代表。是一套巨厚的变质火山—沉积岩系，其中包括具枕状构造的玄武岩、基性、超基性岩以及深海硅质岩和复理石沉积，具蛇绿岩套特征，代表西侧为活动大陆边缘岛弧区和俯冲带的构造背景。该区受中元古代末（1000Ma）和新元古代后期（850—800Ma）发生的晋宁运动的影响而褶皱隆升，在扬子古板块东南缘及下扬子地区，包括湘黔桂交境一带经湘西北向东延至赣北、皖南、浙西等地，古元古代的地层发育不好，中、新元古界大面积出露。中、新元古界间普遍存在一个明显的不整合面，黔东北的梵净山群和桂北（环江、罗城一带）的四堡群时代属中元古代。以巨厚的砂泥质复理石与多层细碧岩、辉绿岩及层状超基性岩、纹层状硅质岩硬砂岩等组成蛇绿岩套，说明中元古代黔东北和桂北存在岛弧环境，中元古代末期的四堡运动（相当于晋宁运动第幕）使以上地层褶皱、变质。
新元古代后期（850—800Ma）发生晋宁运动第幕，扬子古板块陆壳增大，具有岛弧带向外迁移的趋势。黔东新元古界板溪群是一套变质的碎屑岩，为稳定的陆棚浅海碎屑沉积，厚度较小（1000m）。往南至湘黔地区，板溪群厚度达3000～6000m，为含凝灰质复理石碎屑沉积，代表弧后边缘海沉积。而桂北地区新元古界丹洲群为含具枕状构造基性火山岩的复理石沉积，表明新元古代该区仍为岛弧构造环境。使湘黔地区的板溪群遭受褶皱、区域变质和花岗岩侵入。不整合其上的震旦系已为稳定类型沉积。
综上所述，扬子古板块雏形在古元古代就已存在。中新元古代时发生多次构造变动，围绕着扬子古板块逐渐增生，新元古代后期（850—800Ma）的晋宁运动后，扬子古板块西侧、东南缘及下扬子地区与扬子古板块一起构成了稳定区，从而形成了稳定的扬子大陆板块。
三、其他板块的形成史
中国的其他板块，如塔里木板块、华夏板块等也于元古宙时期相继形成。塔里木板块主体为塔里木盆地，盆地周缘已发现变质的元古宙地层。如盆地的东北缘库鲁克塔格出露元古宇变质碎屑岩和碳酸盐岩地层；南缘昆仑山、阿尔金山北侧也发育元古宙的火山—沉积地层。古元古代晚期的兴地运动（相当于吕梁运动）使塔里木原始板块开始形成。中、新元古代板块又趋于活动，其南北两侧发育陆缘裂陷槽。如西北缘阿克苏地区发育长城纪的蛇绿岩及元古宙的蓝闪石片岩，到新元古代后期，塔里木板块形成，震旦纪进入新的发展阶段。
华夏板块的存在与否一直有不同认识，分歧的关键在于对板块基底的认识。浙闽粤地区广泛分布的建瓯群、陈蔡群变质岩可能代表该板块古元古代的褶皱变质基底，并包括中、新元古代的似盖层沉积。推测新元古代后期华夏板块已经形成，华夏板块与扬子板块的界线大致沿绍兴—江山—武夷山西麓—云开西麓一带。至于其他板块和微板块，由于没有准确的地层证据，尚难以确定，位于青藏地区的冈底斯、藏南江孜、保山等板块或微板块可能仍与冈瓦纳板块为一体尚未分离出来。
