本文關(guān)鍵詞：從關(guān)鍵地質(zhì)事件看華南的前寒武系劃分，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

2006年7月JOURNALOFSTRATIGRAPHY

地　層　學　雜　志　　

第30卷　第3

期

學術(shù)討論

從關(guān)鍵地質(zhì)事件看華南的前寒武系劃分

吳根耀

(中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所　北京　100029)

摘　要:2004年的《國際地層表》與以往“國際地層表”的最大不同是對前寒武系的劃分原則,即:以保存在地質(zhì)記錄中的地球系統(tǒng)巨變中的關(guān)鍵地質(zhì)事件作為劃分地層單位的界線,并據(jù)之建立“自然的”前寒武紀地質(zhì)年表。在這一思想指導下,本文以川滇贛三省為重點,重新審視華南的前寒武系資料,分中太古—新太古代、躍遷期、古元古—中元古代和新元古代四大階段闡述了關(guān)鍵地質(zhì)事件并討論了其在大陸巖石圈形成和演化中的構(gòu)造意義。這四大階段的主要構(gòu)造面貌分別是:片麻巖基底和綠巖帶盆地,古陸殼的形成與裂解,第一個超級大陸即哥倫比亞(或稱努納)超大陸的形成與離散,板塊構(gòu)造體制下羅迪尼亞超大陸的匯聚與離散,反映了大陸巖石圈的形成和由低級向高級的演化,因而每一階段都有不同于前一階段的沉積建造、火成巖類型及組合、變質(zhì)作用、構(gòu)造樣式、構(gòu)造線方向、變形方式和成礦作用。基于這些事件介紹了前寒武系的分布,列述了若干條相對連續(xù)的地質(zhì)剖面上所見的這四大階段的代表性地層序列及其對比方案。文章認為“參考方案”對前寒武系研究有推動和導向作用,并探討了地層研究具體操作中關(guān)于事件的內(nèi)容、事件與過程、現(xiàn)存地質(zhì)記錄的殘破不全等問題。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵地質(zhì)事件,“自然的”地質(zhì)年表,“參考方案”,前寒武系,華南

中圖法分類號:P534.1　　　文獻標識碼:A　　文章編號:0253-4959(2006)03-0271-16

一、關(guān)于“自然的”前寒武紀地質(zhì)年表

地質(zhì)學是一門歷史的科學,因而國際地質(zhì)年表的意義是不言自明的。最早的地質(zhì)年表出現(xiàn)于1937年,Harland等(1982)編制的國際地質(zhì)年表與現(xiàn)在的地質(zhì)年表已大致相同,盡管從公布起不斷地被修訂(參閱章森桂等,2005)。國際地層表在近年里也不斷地被國際地層委員會更新。

　　對顯生宙地層而言,是用全球標準層型剖面和層型點(GlobalStratotypeSectionandPoint,縮寫為GSSP,俗稱“金釘子”,參閱張守信,2005)來定義年代地層單位(系、統(tǒng)、階等),并據(jù)之建立起了第一個“國際地層表”(以下稱GSC1989)。前寒武系因為缺乏充足的化石,故其年代地層以絕對年齡來界定,GSC1989為元古宇引入了新的界線類型厘定方法,稱全球標準地層年齡(GlobalStandardStratigrap-hicAge,縮寫為GSSA,Harlandetal.,1990)。Re-mane(2000)在其國際地層表(以下稱ISC2000)中沿用了對前寒武紀地層單位劃分的這種方法。這種方法自采用之日起就被某些人認為是不完善的和有缺陷的,因為這種界定依據(jù)的是與現(xiàn)存巖石記錄原本和客觀的行星演化相脫節(jié)的、推斷的、嚴格整數(shù)的絕

文稿接受日期:2005-12-27;修改稿收到日期:2006-01-21。

對年齡界線(參閱Gradsteinetal.,2004a)。

　　2003年3月15日至18日,加拿大地質(zhì)學會和國際地層委員會(ICS)在魁北克召開了努納會議(NUNAConference),達成了這樣的共識:這個推斷的、嚴格整數(shù)的前寒武紀地質(zhì)年表并不能成功地傳遞前寒武紀巖石記錄的豐富信息,阻礙了科學地認識地質(zhì)過程,因為人們的注意力并不集中在可觀察的、頭等重要的地層界線或變化(NUNA,2003)。是年,加拿大地質(zhì)調(diào)查局的WouterBleeker系統(tǒng)論述了占地球歷史百分之八十八的前寒武紀的演化具有明顯的階段性,這些階段是為一些巨大的地質(zhì)事件分開的(Bleeker,2003a、2003b)。2004年8月,他在第32屆國際地質(zhì)大會的“地質(zhì)年表”專題討論中作了“Towardsa`Natural’TimeScalefor88Per-centofEarthHistory”的報告,正式提出“`自然的’前寒武紀地質(zhì)年表”這一構(gòu)思。像阿爾卑斯得天獨厚的構(gòu)造現(xiàn)象使之成為構(gòu)造地質(zhì)學的搖籃那樣,加拿大地質(zhì)學家對前寒武紀地質(zhì)的多年潛心研究在前寒武紀地質(zhì)年表的認識上產(chǎn)生了飛躍。

　　2004年的國際地層表(ISC2004,參閱Grad-steinetal.,2004b)與GSC1989和ISC2000最大的

作者簡介:1946年11月生,男,上海市人,研究員,從事區(qū)域地層和大地構(gòu)造研究。

272

地　　　層　　　學　　　雜　　　志30卷

不同是對前寒武紀的劃分原則。誠如Gradstein等(2004a)所言:“顯然只有一個結(jié)論:前寒武紀地質(zhì)

年表應(yīng)該依據(jù)唯一客觀的物理標準即現(xiàn)存的巖石記錄來(重新)界定”,即:以保存在地質(zhì)記錄中的地球系統(tǒng)巨變中的關(guān)鍵地層事件作為劃分地層單位的界線,并據(jù)之建立起一個“自然的”前寒武紀地質(zhì)年表。為此,國際地層委員會提出了“2004—2008年前寒武紀年表參考方案”(以下簡稱“參考方案”),作為一個有待深化、修改和完善的科研工作框架,以期在2008年時有一個完整的和自然的年表來反映和傳遞行星地球的完整的、長期的和復雜的演化信息。該“參考方案”的具體內(nèi)容可參閱Gradstein等(2004a)和陸松年等(2005)。

　　筆者曾在川滇贛等省從事過多年前寒武紀地質(zhì)研究,深感這一“參考方案”對今后的前寒武紀研究意義重大。本文擬以關(guān)鍵地質(zhì)事件為主線重新審視華南的前寒武系資料,從地球系統(tǒng)巨變的視角認識華南的前寒武紀地質(zhì)演化;通過這一總結(jié),既客觀評述“自然的”前寒武紀地質(zhì)年表對今后前寒武系研究的推動和導向作用,也對該方案的不足及具體操作中的標準等提一些不成熟的看法。在開始正文之前先說明以下3點:1)華南的前寒武紀地質(zhì)記錄豐富,不乏良好的露頭和連續(xù)的剖面,但同位素定年工作相對滯后,在某些地區(qū)可謂數(shù)據(jù)十分零星,因而在對應(yīng)或參照國外定年程度較高的地質(zhì)事件時難免有牽強之嫌;2)本文不是系統(tǒng)的華南前寒武紀的專題研究,文中可能會提到他人的研究成果,恕不能詳盡列出文獻(可在筆者以往的文章中查閱);3)本文討論老于600Ma的地層,按ISC2004應(yīng)稱前埃迪卡拉(Ediacaran)系,“前寒武系”只是一種習慣用法。二、太古宇1　地層問題

二十世紀80年代之前相當長的一段時期里,人們普遍認為華南沒有太古宇,四川的會理群及相應(yīng)地層是華南最古老的地層。筆者最先在會理群地槽型沉積之下發(fā)現(xiàn)了一套古地臺型的沉積,稱為黎溪群,認為它是川滇古陸殼的建造(吳根耀,1982、1985)。之后,筆者在黎溪群底部發(fā)現(xiàn)了不整合面,稱渡口運動,伏于不整合面之下的是一套變質(zhì)達角閃巖相的地(巖)層(不整合面之上的黎溪群和會理群為綠片巖相變質(zhì)地層),首次提出華南發(fā)育有晚太古代花崗—綠巖地塊的殘塊,并從地層序列、巖石學和

地球化學、構(gòu)造變形和變質(zhì)作用等方面進行了初步

①

的全面研究(吳根耀,1985)。盡管當時仍有相當多

的人對華南有太古宇持反對或懷疑態(tài)度,越來越多的證據(jù)使這一認識逐漸為中國地質(zhì)學家接受。現(xiàn)在已可相信華南普遍有中太古界和新太古界發(fā)育�！　≡诖ǖ醿墒�,太古宇主要見于原稱的“康滇地軸”區(qū)(圖1,圖2)。中太古界以川南的米易埡口發(fā)育

圖1　揚子克拉通西緣太古宇和躍遷期地層的分布(陰影區(qū))Fig.1　DistributionofArcheanandTransitionstratain

westernmarginoftheYangtzeCraton(theshadowed)

①吳根耀.1985.川西滇東地區(qū)前寒武紀建造和大地構(gòu)造演化[博士學位論文].北京:中國科學院地質(zhì)研究所.

3期吳根耀:從關(guān)鍵地質(zhì)事件看華南的前寒武系劃分

①

273

根耀,1985;吳根耀等,1987a)。向西南延入攀枝花市(原稱渡口市)境內(nèi),見于紅格和朱家包包礦區(qū)等地;原稱晉寧期石英閃長巖的“同德巖體”和“大田巖體”,袁海華等測有2957Ma的Pb-Pb等時線年線,故應(yīng)屬埡口片麻巖。南延入云南元謀,吳根耀(1987a)認為原稱普登組一段的下亞段和中亞段是灰色片麻巖,改稱狗街雜巖。更南的新平大紅山礦區(qū),千米鉆孔在老廠河組(相當黎溪群)之下發(fā)現(xiàn)一套片麻巖,稱底巴都雜巖(吳根耀,1987a)�！　拿滓讏嚎谙虮�,與埡口片麻巖相當?shù)膸r石是西昌以西原稱的“磨盤山雜巖”和冕寧沙壩、桂花村至冕寧縣城的原稱印支期的石英閃長巖和花崗巖(可稱沙壩片麻巖),曾憲教等在后者中發(fā)現(xiàn)已達麻粒巖相的變質(zhì)巖。更北,瀘定—康定地區(qū),筆者等發(fā)現(xiàn)原稱澄江—晉寧期巖石的第IV期酸性巖的主體是灰色的片麻巖,稱康定片麻巖,袁海華等曾測到過

39

3100Ma的40Ar-Ar坪年齡,(吳根耀、張雯華,

1990;吳根耀,1990a)。由于后期的多次活化,以埡口

片麻巖和康定片麻巖為代表的片麻巖基底已發(fā)生過多次重熔而表現(xiàn)出混合巖的面貌,即:原片麻狀構(gòu)造已經(jīng)消失而成為塊狀巖石,且兩者間明顯為漸變關(guān)系。

　　“康滇地軸”區(qū)的新太古界以米易埡口至攀枝花市紅格保存較好,據(jù)紙房溝剖面和鉆孔揭露建為米易群,自下而上稱潘家田組、紙房溝組和安寧村組(吳根耀等,1987a)。這是一套含科馬提巖、拉斑玄武巖的火山—沉積巖系(表殼巖),屬綠巖帶盆地的記錄(吳根耀,1987b、1988a)。南延入云南元謀,相應(yīng)地層稱普登組(吳根耀,1987a)�！翱档岬剌S”區(qū)可能發(fā)育過4個新太古代的綠巖帶盆地,以川滇交界處的米易—元謀盆地保存最好(米易群和普登組即堆積在該盆地內(nèi)),其邊界尚能追索,演化階段也較清楚

圖2　川滇交界區(qū)太古宇和躍遷期地層露頭

1.河口組;2.黎溪群(原稱河口組);3.大田的片巖(相當黎溪群的一部分);4.密地的火山巖;5.苴林群+普登組+狗街雜巖;6.埡口片麻巖;7.冷水箐組(相當于紙房溝組+部分安寧村組);8.米易群+紅格群;9.可能為米易群+埡口片麻巖;10.黎溪群(原為會理群);11.狗街雜巖;12.黎溪群+普登組;13.埡口雜巖(原稱印支期花崗閃長巖或花崗巖)

(吳根耀,1990b)。其(西)南當時曾發(fā)育過一個綠巖

帶盆地,表殼巖已發(fā)生向西(北)的位移,現(xiàn)作為一個沖斷巖片構(gòu)成點蒼山—羅坪山的主峰,稱點蒼山變質(zhì)巖(吳根耀,2000a)。米易—元謀綠巖帶以北的西昌—冕寧地區(qū),當時可能也發(fā)育過綠巖帶盆地,表殼巖也已發(fā)生向西的推覆,現(xiàn)作為一個巖片夾在錦屏山區(qū)的三疊系中(吳根耀等,1988);冕寧冶勒等地可見基性—超基性熔巖出露,應(yīng)為該綠巖帶的殘塊。更北,在瀘定—康定地區(qū),原稱澄江—晉寧期第Ⅲ期和第Ⅱ期的基性—超基性熔巖及與之共生的火山碎屑巖和沉積巖是綠巖帶的記錄,因缺乏連續(xù)的剖面,稱

Fig.2　OutcropsofArcheanandTransitionstratainthe

areaborderingSichuanandYunnan

為好,是一套英云閃長巖—奧長花崗巖—花崗閃長巖組合即TTG巖套(俗稱灰色片麻巖),不應(yīng)建群建組,由筆者等命名為埡口片麻巖(或埡口雜巖,吳

①吳根耀.1985.川西滇東地區(qū)前寒武紀建造和大地構(gòu)造演化[博士學位論文].北京:中國科學院地質(zhì)研究所.

274

地　　　層　　　學　　　雜　　　志30卷

瀘定變質(zhì)火山—沉積巖(吳根耀,1990a;吳根耀、張雯華,1994)。因綠巖帶盆地閉合時基底片麻巖的活化(稱渡口運動),該套表殼巖已遭受不同程度的混合巖化;總體看,盆地邊緣地區(qū)的綠巖帶地層(如普登組)較盆地中央部位的地層(如米易群)遭受更強烈的混合巖化作用(吳根耀,1990b)。

　　川滇兩省的中太古界和新太古界的地層柱列于表1。從關(guān)鍵地質(zhì)事件的角度看,在華南的太古宙演化中發(fā)生過3次巨變。一是片麻巖基底形成;二是綠

巖帶盆地發(fā)育,表殼巖沉積與下伏片麻巖的界線清楚(除少數(shù)遭受了強烈混合巖化的地點外),在米易—元謀所見,表殼巖片理與TTG巖套的片麻理產(chǎn)狀一致;三是綠巖帶盆地閉合時渡口運動的不整合面,在米易—元謀一線該不整合面分開了米易群/普登組與上覆的黎溪群/紅格群,在表殼巖不發(fā)育的地方則可見黎溪群/紅格群直接不整合覆于片麻巖基底之上(吳根耀,1990b)。

表1　川滇地區(qū)太古界和躍遷期地層劃分與對比

　StratigraphicsuccessionandcomparisonoftheArcheanandTransitioninSichuan-YunnanareaTable1

　　注:波狀線示不整合,虛線示假整合或微角度不整合,F示斷層接觸,?示接觸關(guān)系不清,下表同

2　構(gòu)造意義

2.1　太古宙不同于冥古宙的是有地質(zhì)記錄保存,故以Isua綠巖帶的發(fā)育(距今3850Ma)作為始太古界的底界。距今3600Ma(以Acasta英云閃長巖和花崗巖為記錄)和3500Ma時兩次克拉通化事件則使片麻巖基底擴大并形成了若干個克拉通,古太古代時已有了陸地巖石記錄(參閱Gradsteinetal.,2004a和陸松年等,2005)。中太古代時,片麻巖基底不但進一步擴大,而且有了一定的厚度和穩(wěn)定程度,故距今3000—2800Ma時大多數(shù)克拉通上發(fā)育石英巖—條帶狀鐵建造。距今2730—2700Ma有(全球性?)廣泛的拉斑玄武巖和科馬提巖溢流。

　　華南的古太古界目前僅在湖北的黃陵地區(qū)有報道(沈其韓,2005),說明揚子克拉通的片麻巖基底在此時萌生。川滇兩省以埡口片麻巖為代表的TTG巖套,則是中太古代時全球片麻巖基底進一步擴大的記錄;以米易群為代表的表殼巖含科馬提巖建造,也與新太古代時(全球性?)廣泛的拉斑玄武巖和科馬提巖溢流事件一致。在江西北部,TTG巖套在廬山,巖相變質(zhì)的火山—沉積地層稱星子群(吳根耀、符鶴琴,1998)。相當星子群的科馬提巖建造在贛北的弋陽—德興地區(qū)保存較好,內(nèi)有屬TTG巖套的英云閃長巖的捕虜體(吳根耀、符鶴琴,1988、1995)。除川滇贛三省外,在湖北、湘北、桂北、安徽、浙江乃至福建、海南等地都有發(fā)現(xiàn)中—新太古代花崗—綠巖地體殘塊的報道,并初步獲得老于2600Ma的年齡值,說明中國南方的廣大區(qū)域內(nèi)中太古代時已形成片麻巖基底(盡管可能分屬幾個克拉通),新太古代時則普遍有表殼巖發(fā)育。2.2　埡口片麻巖(吳根耀,1990c)、康定片麻巖(吳根耀、張雯華,1990)和贛北片麻巖(吳根耀、符鶴琴,1998)的巖石化特征表明它們屬低鋁型片麻巖。該類片麻巖較少見,僅在美國懷俄明州東部(北方變質(zhì)雜巖)和Teton山區(qū)(WebbCanyon片麻巖,Barkeretal.,1979),南非Swaziland的古老片麻巖(Hunteretal.,1978)等地發(fā)現(xiàn)過。對科馬提巖的巖石化學特征,如采用Jahn等(1982)的分類方案,川西的科馬提巖以IIa型(重稀土虧損型中的輕稀土富集亞類),((

  本文關(guān)鍵詞：從關(guān)鍵地質(zhì)事件看華南的前寒武系劃分，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。