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陇原大地的史诗

时间:2022-01-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:陇原大地的史诗陇原大地苏幕遮路漫漫,旋步疾,太苍悠悠,追日莫停留。地轴及其地核的岩石经漫长热力变质作用而变质结晶,成为甘肃结晶基底主体。同时暴露水面的地轴及其陆核遭受强烈分化剥蚀。其间,在武都临江地区“寒武系”之上的新元古代晚期地层“震旦系”顶部,发现了具硬体的小壳化石群,从而证实“生物大爆炸”事件曾在甘肃大地演绎。因此,甘肃白垩纪地层以红层为主。
陇原大地的史诗_甘肃地矿史话

陇原大地的史诗

陇原大地

苏幕遮

路漫漫,旋步疾,太苍悠悠,追日莫停留。天出三十六亿年,星移斗转,沧桑岁月稠。望走廊,黄土塬,霞光万道,天赐米粮川。把酒祁连夜光闪,讴歌陇原,板块学摇篮。

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文县志留系卓乌阔组与泥盆系羊汤寨岩组断层接触

全球大陆“分久必合,合久必分”。岩石圈板块裂解—拼接,海陆转换,是地壳发展演化的主旋律。

在地史前时期,地球诞生之初,呈现熔融状火球,史前处于混沌态,世界格局尚未形成。

在太古宙时期始太古代阶段,甘肃西部阿尔金地区,由于地幔岩浆分馏,低密度“花岗质造石岩浆”侵入,成为古老花岗岩侵入体,形成初始地壳陆核。经锆石逊普法同位素测年,阿尔金陆核应形成于36亿年前,是全球最古老的岩石之一。新太古代,地核沿祁连北大河—龙首山—陇山一线不断增多,彼此相连呈断续带状,构成甘肃大地古老“地轴”。地轴及其地核的岩石经漫长热力变质作用而变质结晶,成为甘肃结晶基底主体。

在元古宙时期,古元古代,甘肃地区火山喷溢活动十分剧烈。同时暴露水面的地轴及其陆核遭受强烈分化剥蚀。大量火山喷溢物和陆核风化碎屑物覆盖在太古宙地轴之上,成为太古宙花岗质结晶岩的表壳岩。表壳岩经受热变质作用而结晶。随后,古元古代“表壳岩”向周围大面积超覆,最终形成甘肃统一大陆结晶基底。

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奥陶纪扣门子组含集块的火山角砾岩

中—新元古代,甘肃进入相对稳定期,陆棚浅海广泛分布。浅海区水深不超过200米,阳光充足,以石灰岩沉积为主,水中漂浮或固着在沉积物上的菌藻生物大量繁衍。漂浮生活的海藻化石呈球状、杆状、棒状和丝带状等。固着在沉积物上的海藻化石多保存为藻类集合体,与沉积物共同构成叠层石。

新元古代晚期震旦纪末,全球变冷,进入大陆冰川时代。甘肃祁连山西端、龙首山和文县关家沟至今保留古冰积砾岩遗迹。

在早古生代时期,甘肃大地经历了一次空前巨变:大陆裂解—拼接重组;生物系统演化发生爆炸性突变。

在加里东构造期,甘肃大地进行的裂解—拼接重组的具体情况如下:

寒武纪—早奥陶世早期时段,祁连自秦岭幔隆向西北发生裂谷撕裂,经会宁翟家所—白银—老虎山—乌鞘岭—肃南—鱼儿红—鹰嘴山,直抵阿尔金断裂带,形成一巨型祁连裂谷带。地幔岩浆沿裂谷上侵和喷溢;并将裂离的陆块向两侧推移;裂谷逐渐向洋盆发展。洋盆中央的洋脊承接裂谷的强烈岩浆活动,持续侧向扩张,最终使祁连裂谷发展成为“祁连大洋”,完成甘肃大陆裂解周期。

祁连大洋中,大量三叶虫、笔石和牙形石等远洋动物营浮游生活。近岸浅海台地群居腕足类、有孔虫类和海百合类等底栖动物。台地边缘固着珊瑚类群体或单体。大量珊瑚硬体固结形成珊瑚礁。珊瑚礁具有抗浪结构,足以抵抗巨浪直接冲击近岸台地,保护近海始终具有正常盐度、温度和适度平静的生态环境,从而使浅海生物得以繁衍。

在奥陶世中期,祁连大洋向北反向俯冲削减,南侧大陆开始向北漂移。直至志留纪晚期,南、北大陆重新会聚,并发生碰撞,挤压造山,祁连大洋最终消亡,完成甘肃大陆拼合周期。自此,甘肃大地经历了一次完整的“大陆裂解—拼接”板块运动构造旋回。洋陆盆山转换,昔日的祁连大洋变成今天的祁连大山。

同时,生物系统也演化“大爆炸”。前面已经说过,由于古元古代表壳岩广泛超覆展布,大陆结晶基底形成,整个元古宙时期大陆进入相对稳定阶段。特别是中、晚元古代时期,浅海陆棚广布。深度不超过200米的浅海台地上,水体阳光充足,盐度变化小,元古宙海生菌藻类生物得以大量繁衍。藻类生物的繁衍为动物生长提供了丰富的食物,于是在晚元古代晚期原“震旦纪”末,大量软体动物和具有硬体的无脊椎“后生动物”爆发式出现。截至寒武纪初期,几乎所有无脊椎动物门类均有产出。

“生物大爆炸”表明生物系统发展已由低等无硬体菌藻类生物向较高等具硬体的无脊椎动物转化,是生物发展史上的一次重大变革,具有划时代意义。

20世纪70年代后期,甘肃省地矿局地质研究所赴祁连山、武都和文县等地开展“甘肃元古宙地层古生物”专题调查。其间,在武都临江地区“寒武系”之上的新元古代晚期地层“震旦系”顶部,发现了具硬体的小壳化石群,从而证实“生物大爆炸”事件曾在甘肃大地演绎。

此外,奥陶纪和志留纪地层中已经发现有鱼类或“鱼形”类脊椎动物先驱分子化石出现。志留纪晚期地层还发现原始陆生植物库逊蕨(Cooksonia)化石。

南华纪,新的生物物种群爆发式产生,标志生物系统进化进入崭新阶段,宣告生命演化已步入光辉灿烂的新时代。

在晚古生代时期,大洋已从甘肃大地撤离,海水仅残留在大陆裂陷槽及陆缘台地区。

中生代三叠纪时期,海水向南撤离至岷县—宕昌一线以南的甘南和陇南地区,合作—成县一带尚保留裂陷槽海相浊流沉积地层。自侏罗纪开始,海水彻底退出甘肃。

中生代晚期白垩纪,全球变暖,大地炎热干燥,河流与湖泊中的沉积物铁质多因氧化而成为红色高价铁。因此,甘肃白垩纪地层以红层为主。

在新生代时期,早古生代祁连造山运动后,甘肃总体呈现南高北低的古地理格局。直至新生代更新世,阿拉善—华北板块向祁连山陆内俯冲,成为青藏高原整体抬升的东北缘组成部分。更新世时期,祁连山前广泛分布山前洪积粗碎屑堆积玉门砾岩。

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肃南白垩纪下沟组沙砾岩形成的丹霞地貌

全新世时期,洪积物大面积覆盖北部平原地区,成为戈壁滩。山前分布洪积扇,众多洪积扇构成山前洪积扇裙。来自西部和北部的风成黄土形成黄土堆积,成就著名的陇东黄土高原和陇中黄土高原。

新生代是哺乳动物繁盛时代。甘肃高原之间的盆地湖泊众多,渐新世—更新世时期气候温和,水草繁茂,生活着大量生物。临夏盆地丰富的古动物群化石记录了这一时段美好和谐的生态环境。

(朱伟元 文)

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