(河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院,河北 石家莊 050010)
柳江地質(zhì)遺跡國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于河北省秦皇島市北部,其核心區(qū)距秦皇島市市區(qū)約15公里??偯娣e1395公頃,2005年被批建為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。儲(chǔ)備組裝新太古代到新生代在地球的長期演化我國北部的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變化和沉積環(huán)境的演化過程中,如地質(zhì)現(xiàn)象的本質(zhì),包含了跟蹤地質(zhì)歷史具有重要的科學(xué)研究價(jià)值的典型的層型剖面,生物化石組合帶縫形象和典型的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、巖相及建造剖面及構(gòu)造特征,面積小,內(nèi)容豐富,其三套礦層和三大塊巖石分布廣泛,均為天然露頭,礦層完整,線條清晰,巖石、化石、沉積構(gòu)造發(fā)育完整,被譽(yù)為“天然地質(zhì)博物館”。地球發(fā)展的早期歷史即一般所說的“天文階段”我們暫且不論,僅從地球出現(xiàn)巖石殼、大氣層以及陸地、海洋以后來說,到現(xiàn)在至少也有三十億年歷史了,這三十億年的地球史,就是由于地球內(nèi)部的矛盾和斗爭(zhēng),地球不斷向前運(yùn)動(dòng)發(fā)展的歷史。我們的目的就是根據(jù)這些復(fù)雜的地質(zhì)記錄,來追溯地質(zhì)時(shí)代的地質(zhì)地殼運(yùn)動(dòng)的歷史,研究地質(zhì)地殼運(yùn)動(dòng)在內(nèi)動(dòng)力與外力地質(zhì)作用和有機(jī)界與無機(jī)界的各種表現(xiàn),聯(lián)系演變,從中揭露出地殼發(fā)展歷史的規(guī)律,為找礦找水服務(wù)。
從時(shí)代的觀念研究巖層就是礦層,礦層就是一層具有某種統(tǒng)一的特征和屬性并和上下層有撲克明顯區(qū)別的巖層,地質(zhì)地殼的地質(zhì)歷史就是記錄在礦層中。根據(jù)巖相礦山地理分析來研究各地質(zhì)時(shí)代地殼運(yùn)動(dòng)歷史的方法,就是地史的分析方法。礦山地質(zhì)地殼運(yùn)動(dòng)不僅產(chǎn)生地質(zhì)變遷,還可產(chǎn)生強(qiáng)烈的礦山構(gòu)造變動(dòng)(巖層褶皺斷裂)巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用,因此一個(gè)地區(qū)礦山地質(zhì)發(fā)展史,就是一個(gè)地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)及其伴生的沉積作用,構(gòu)造特征變動(dòng),巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用相互綜合作用的歷史。
我們研究礦山地質(zhì)發(fā)展史,是地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)動(dòng)力為主導(dǎo)因素的,來闡述礦山地質(zhì)歷史的發(fā)展和變化。我們就要掌握什么是地殼運(yùn)動(dòng),地殼運(yùn)動(dòng)的形式。
(1)柳江地區(qū)礦山地質(zhì)的發(fā)展經(jīng)過了那幾個(gè)構(gòu)造階段,每個(gè)階段的重要特征及其對(duì)礦層構(gòu)造的影響。自從地球出現(xiàn)地殼以來,就有了地質(zhì)地殼運(yùn)動(dòng),發(fā)展在時(shí)空上是不平衡的。地殼運(yùn)動(dòng)有時(shí)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),表現(xiàn)為長時(shí)間的適度運(yùn)動(dòng),有時(shí)處于相對(duì)的靜止?fàn)顟B(tài),表現(xiàn)為急促強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)引起地殼發(fā)展上的飛躍,這就是說,強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)并不是繼續(xù)不斷的發(fā)生的,而往往是在某些時(shí)代特別強(qiáng)烈。地殼運(yùn)動(dòng)的每一次飛躍,都給地殼帶來了質(zhì)的變化和新的內(nèi)容,使地質(zhì)的發(fā)展顯現(xiàn)出階段性來,地質(zhì)的發(fā)展的階段是與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。
(2)本區(qū)的構(gòu)造影響主要為巖梁運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng),以燕山運(yùn)動(dòng)影響最大。巖梁運(yùn)動(dòng),發(fā)生在早元古時(shí)代末期,約10億年左右(約16億年)是我國地質(zhì)史上一次規(guī)模浩大,影響很廣的地殼運(yùn)動(dòng),各地前震旦紀(jì)地層,無一例外的都是較復(fù)雜的變質(zhì)巖系。由于地球內(nèi)部矛盾的斗爭(zhēng)和發(fā)展,早期地質(zhì)變化是以海浸為主導(dǎo)的發(fā)展過程,在加里東運(yùn)動(dòng)以后,就逐漸向它的反面轉(zhuǎn)化,古陸面積日益擴(kuò)大,陸生植物空前繁盛,這就是晚古生代在我國地質(zhì)歷來上的發(fā)展特征。
(3)晚古生代末期,在地槽區(qū)發(fā)生一次強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)使它們先后褶皺隆起完成了以盆地到礦山的飛躍。華力西運(yùn)動(dòng)之后的中生代,特別是它的后期是我國大陸和亞洲東部地殼發(fā)生重大變革的時(shí)代,地質(zhì)運(yùn)動(dòng)和其配合的巖漿活動(dòng)的強(qiáng)度和規(guī)模是震旦紀(jì)以來任何時(shí)期都無法比擬的,中生代強(qiáng)烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)有兩期,一期叫印支運(yùn)動(dòng),發(fā)生在三疊紀(jì)以川西大雪山,一帶至秦嶺一帶比較典型另一期也是特別強(qiáng)烈的一期就是燕山運(yùn)動(dòng),發(fā)生在侏羅紀(jì)白堊紀(jì)。
(4)本礦區(qū)經(jīng)過構(gòu)造變支以改在古生界巖層之上,直接以角度不整合超復(fù)著中生界的侏羅紀(jì)地位。從侏羅紀(jì)開始,燕山運(yùn)動(dòng)蓬勃興起,使我國地質(zhì)歷史的發(fā)展,又出現(xiàn)一次大的飛躍,燕山地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響遍及整個(gè)礦山地質(zhì),不但活動(dòng)帶的表現(xiàn)十分強(qiáng)烈,而且在古生代以來比較穩(wěn)定的地區(qū)也發(fā)生強(qiáng)烈的活動(dòng),從而使我國的地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生了巨大的變化。我國現(xiàn)在的構(gòu)造輪廓,基本上是燕山運(yùn)動(dòng)以來形成的。
燕山運(yùn)動(dòng)伴隨有多次強(qiáng)烈而廣泛的巖漿侵入和噴了活動(dòng),形成了我國東部巨大的火的礦帶和遍布全國各地的燕山期侵入巖體,燕山運(yùn)動(dòng)在本區(qū)的表現(xiàn)是強(qiáng)烈的是分幕的。
柳江盆地晚元古代為海侵盆地。在長期風(fēng)化侵蝕的古變質(zhì)巖體上開始形成礦床。直到古生代,礦床的厚度較大。與華北廣大地區(qū)一樣,這一時(shí)期也有不同長度的侵蝕加劇時(shí)期。
自中生代以來,所經(jīng)歷的構(gòu)造變化性質(zhì)與古生代不同。這一時(shí)期的構(gòu)造變化使晚元古代和古生代地層強(qiáng)烈、褶皺、斷裂。二疊紀(jì)末期,該地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。形成了六江向斜的雛形。因此,侏羅紀(jì)不整合地覆蓋了古生代地層。這一構(gòu)造變化后,該地區(qū)礦山地形的差異,北部越高,南部越低,導(dǎo)致北部二疊紀(jì)地層侵蝕越強(qiáng),甚至沒有局部殘留侵蝕。侏羅紀(jì)直接覆蓋石炭系或奧陶系。
自中生代初至侏羅紀(jì)沉積之前,本區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造變動(dòng)巖層褶皺開始胡柳紅向斜的雛形,以致侏羅系,以明顯的角度不表合超復(fù)在古生界之上,侏羅紀(jì)底部礫巖中有安山巖,及其他成分的火山巖的礫石;由此可以推知這次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不僅開始形成早期柳紅向斜構(gòu)造,地勢(shì)由平緩變?yōu)楦叩蛻沂?,而且還引起了侏羅系沉積之前的侵入巖漿活動(dòng)甚至還伴隨有一定的規(guī)模的噴出活動(dòng)。
在這次構(gòu)造變動(dòng)以后,本區(qū)產(chǎn)生了地形上的高差,形成北高南低以改在侏羅系沉積之前古生界巖層在不同地區(qū)遭受不同的深度的侵蝕。斷裂形成構(gòu)成向斜的邊界。
在侏羅紀(jì)下部光層(JI1-2)沉積以后,底部巖中部為絕粉沙光及粉土巖。柳紅向斜兩次發(fā)生強(qiáng)烈構(gòu)造變動(dòng)引起多次的猛烈的火山噴發(fā)活動(dòng),向斜核部的大面積的中性火山光(巖山光)不會(huì)在超多在侏羅系上下兩級(jí)巖層之上。在此之后,又經(jīng)歷了構(gòu)造變動(dòng)導(dǎo)致強(qiáng)烈火山噴發(fā)堆積了酸性火山巖系與向斜巖層是不整個(gè)關(guān)系(疏松質(zhì))。以蘊(yùn)山晚期的花崗光基的侵入,為擴(kuò)法,結(jié)束了蘊(yùn)山期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。
燕山運(yùn)動(dòng)之后,進(jìn)入到新生代時(shí)期,新生代是萬水千山迅速發(fā)展,山高水深,冰川廣泛發(fā)育的時(shí)代,也是人類發(fā)生和發(fā)展的時(shí)代。
礦層和侵入巖都是地質(zhì)表層的主要組成部分它所同各科構(gòu)造形成一起,如實(shí)現(xiàn)載著地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)展的歷史。二疊紀(jì)末期,該地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。形成六江向斜的雛形。因此,侏羅紀(jì)不整合地覆蓋了古生代礦層。經(jīng)過這次構(gòu)造變化,該地區(qū)地形不同,北部高,南部低,導(dǎo)致北部二疊紀(jì)礦層侵蝕較多,甚至沒有局部侵蝕殘留。侏羅紀(jì)直接覆蓋石炭系或奧陶系。
下侏羅統(tǒng)沉積之后,又發(fā)生了一次構(gòu)造變化。下侏羅統(tǒng)地層變形,盆地沉積中心發(fā)生變化。因此,下侏羅統(tǒng)的上覆層在區(qū)域上覆蓋著下覆層。在西翼,它超出了下礦層的沉積范圍。但該角度在古生代是不整合的。此時(shí),六江向斜呈不對(duì)稱狀。
中侏羅世,柳江礦又發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造變化。伴隨著幾次連續(xù)猛烈的火山爆發(fā)。因此,在向斜的核心部位形成了一大片覆蓋下侏羅統(tǒng)的中性火山不整合面。局部上覆二疊紀(jì)、奧陶系以上。
晚白堊世燕山期文寶花崗巖基侵入形成擠壓壓力。六江向斜的不對(duì)稱性進(jìn)一步加劇。造成了西翼由西向東的一系列南北斷裂和西翼局部賦存的礦層。新生代是第四紀(jì)以來的一個(gè)特殊時(shí)期。這個(gè)地區(qū)有明顯的上升趨勢(shì),整個(gè)地區(qū)遭受侵蝕,結(jié)果山區(qū)河谷形成梯田構(gòu)造。