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(571)《华北板块发展简史-早期阶段》
华北板块是中国古老地质体之一,有着漫长的发展历史。华北板块北界:东西走向的阴山至玉门,南界:秦岭至大别山系,东界至海洋。华北板块形成的历史可划分三个地史时期,太古宙/Ar→陆核形成期。早元古代/Pt1→原地台形成期。中--新元古代/pt2-3→似盖层和盖层形成期。
华北板块的基底包括了太古宙的陆核与早元古代的原地台,而基底是一个漫长的地层发育史,基底之上发育有似盖层与盖层。华北板块完整的发育史代表着地球最基本的演化过程及其形成的环境。
地层的层序关系表明了两点,第一点、华北板块有一个完整的发育过程,逐渐长大过程,由陆核逐渐发展为陆台的过程。第二点、板块的完美发育过程需要一个相对静态的环境,也就是说在华北板块形成过程中,地球没有发动强烈运动的能力,我们将地球雪球事件发生之前,简称为稳定环境期。
从陆核到地原地台,再到盖层,其时间跨度为20多亿年,20多亿年地壳层没有受到地心运动的扰动,证明地壳形成与地心运动,两者之间处于相对独立状态,是地壳能持续发育的先决条件。
华北板块陆核记录有什么特点?陆核是由下至上分别是辉石麻粒岩、角闪斜长片麻岩、石榴黑云斜长石英岩、磁铁石英岩矿层、含磁铁石英岩,前面是成份,后面是是变质程度。
华北板块的陆核成分证明:华北板块起源相对于其它克拉克稍晚一点,但其研究中还是存在古老的TTG岩。TTG岩是一种低温汇聚的岩石成分,不是岩石,是地球诞生早期阶段重要的低温标志性岩石成分。
研究水平比较高的是河北省冀北的迁西地区,其地层记录保存完好。迁西地区的岩系包括曹庄岩系,或者组、群(古太古代),它的放射性同位素有37亿年。
在曹庄岩系的上面是迁西群(中太古代),迁西群的上面是八道弯群(新太古代),它们的岩性都是深度变质的岩性,依次是麻粒岩相、片麻岩相、变质程度稍逊色的有角闪岩相、绿片岩相(本群组没有)、大理岩相等等。
华北板块的变质程度,表明华北板块始终处西半球的东部,西半球是一个地质较为稳定的半球。华北板块在西半球的东部边缘,受到活动大陆边缘的挤压力明显要强烈于其它区域,是构成华北板块发育较迟缓,基底侵入体较多,变质程度较高的重要因素。
岩石受到的压力与温度呈递减状态,变质程度由深至浅的事实证明:地球一直处在弱重力环境中,岩石圈只有通过长期的沉积、挤压才能形成高级变变质岩。
地球在形式之初就存在东西半球的差异,主要表现在内圈层活动的强度与频率上的差异。古老的东半球内圈层物质运动始终比西半球要强烈,是形成东西半球的重要因素。
第二个研究较好的出露点是五台山、太行山,这里也有较好的地层记录。在陆核形成后,发生了地质体的相互挤压,发生了褶皱运动,史称吕梁运动。迁西陆核形成后形成了火山碎屑及沉积岩,褶皱运动将硅镁岩转换成硅铝层,这种转换是构造运动的结果。这个构造运动相比较现代构造运动而言只能算是小儿科。
华北板块形成的第二个阶段为原地台的形成,原地台包括有五台山、太行山的地质剖面记录,有五台群、滹沱群。我们将五台群与滹沱群的岩性与曹庄组、迁西组相比,其碳酸盐的成份明显的增加了许多。这种转换证明温度的改善。
第二个特征,在滹沱群里发现大量斜体的叠层石,它是菌藻类繁荣的证据。同时证明了滹沱群环境进一步改善,虽然是浅水环境,其能量较大。如果叠层石是在黑暗环境中生长,细菌繁荣形成的叠层石的可能较大,而藻类繁荣形成叠层石的概念较低。
第三个待征、虽然曹庄岩系、迁西岩系与五台岩系、滹沱岩系都有火山岩的成份,但火山岩的成分在减少,沉积岩的成分在增加。表明地壳层在增厚扩大的过程中,岩浆岩出露逐渐减少,为板块构造在积累质量与能量。这就是华北板块发育的第一阶段。
