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中国东部四明山的远古故事
时间:[2018-06-20] 点击数:275


四明山,是很多人都心之向往的世外桃源。四月,樱花盛放,春光正好;七月,繁星净空,清凉避暑;十月,红枫落叶,秋色醉人;而冬天的四明山则是冰天雪地,琼花印象。这么美丽的地方一定有特别美丽的故事,它是如何形成的,又经历了怎样沧海桑田的变化?如果你愿意,就让我们一起走进四明山地质公园,拨开历史的迷雾,寻找远古的地质密码,演绎四明山的传奇往事。

四月,樱花胜放,春光正好

七月,繁星净空,清凉避暑

十一月,红枫落叶,秋色迷人

一月,琼花印象,白雪世界


余姚四明山地质公园

余姚四明山地质公园是宁波市首家地质公园,其主园区位于余姚市南部四明山区的罗成山,园区中生态环境优美,地质遗迹资源丰富独特。到过的小伙伴一定会好奇玄武岩柱状节理是如何形成的;也一定会赞叹鹁鸪鸟花岗岩地貌景观的鬼斧神工,天圈湖高山湖沼景观的美丽而神秘;那么,留意到过一些不起眼的宽阔平台吗?那就是四明山古夷平面遗迹,它可是解开四明山地质渊源的密码。

罗成山园区就是这样一个典型的古夷平面遗迹。站在观景平台向四周远眺,目光所及是一个个显得有些平坦的山岗,这些平坦山岗与罗成山山顶大约同高。而它们,正是代表了某一个地质历史时期,四明山曾经出现的准平原的表面。

科普时间

地球系统存在两种力量:内力和外力。内力是地球内部的力量,呈现为火山、地壳板块运动等,这些力量会在地球表面形成高山;外力是来自外部的力量,比如风、雨、阳光,这些力量会使高山夷为平地,也就是所谓的“夷平”。这两种力量同时存在,但并不均衡,有时候内力占主导位置,有时候外力占主导位置。

在一定的地质历史时期中,由于地壳构造长期稳定,外力占据了主导地位,古老的地质体被风化、侵蚀、搬运、堆积等外动力作用改造,并最终变成平地,这是一个漫长而复杂的过程,也是形成风化壳(风化了的地表岩石的表层部分)的阶段。

所谓“古夷平面遗迹”,是指地质体被夷为平地后,内力又占据主导位置,由于地壳(伴随岩浆活动)隆升、断裂活动,再受到外动力地质作用(如流水侵蚀),地质历史时期所形成的平坦地面遭受形变、破坏、河流溯源侵蚀等而切割为一个个山地,平坦地貌解体。现今所保留下来的山地顶部残留准平原的遗迹,即为古夷平面遗迹。地质历史夷平阶段形成的古风化壳是确认古夷面存在的最重要的物质依据,古风化壳面代表了古夷平面。


新生代两期玄武质岩浆活动

根据研究,发现浙东地区在新生代的古近纪(3220~2170万年)和新近纪(1050~300万年)发生了两个期次的玄武质岩浆活动。古近纪(3220~2170万年)仅保存在四明山南部山顶,面积约16.79km2。新近纪(1050~300万年)玄武岩广泛出露于浙江东部大部分地区(图1),主要分布在四明山(海拔400~745m)、嵊州-新昌(海拔20~630m)、宁海、天台等地区,面积约721.8km2。新生代玄武岩呈盖层直接覆盖于古风化壳之上,后者代表了构造抬升所形成的古夷平面遗迹。

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浙江东部构造纲要和玄武岩分布范围及年龄图*

玄武岩盖层的保护

地质历史时期形成的夷平面,但由于遭受后期构造运动和剥蚀作用的影响,很多遗迹已无从清晰辨识。那为什么四明山地区保存有如此特征清晰,保存完好的古夷平面?古夷平面遗迹的演化过程包括两个阶段。第一个阶段为准平原化阶段,即夷平面发育阶段,条件是构造稳定,外力占据主导位置;第二个阶段即夷平作用结束后,夷平面遭受破坏解体,形成古夷平面遗迹,条件是构造不稳定,内力占据主导位置。古老的四明山夷平面形成后,四明山地区发生了两期岩浆活动,地壳运动,构造进入了不稳定期,岩浆喷出地表形成玄武岩覆盖在古老的夷平面上,也正因有玄武岩的覆盖保护,在随后的漫长时间里遭受风化作用的则是上覆地层,保护了古风化壳面。


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四明山地区构造纲要和玄武岩分布范围及年龄图

古夷平面遗迹的特征

地质历史时期形成的夷平面,但由于遭受后期构造运动和剥蚀作用的影响,很多遗迹已无从清晰辨识。那么我们怎么去野外寻找四明山古夷平面的蛛丝马迹呢?四明山古夷平面遗迹露头广泛出露、剖面信息清晰,表现出古风化壳面和玄武岩堆积面二者的叠加的复合地貌面特征,以及新、老风化壳出现在同一剖面构成的“双风化壳”特征,在华东地区具有典型性和代表性。古风化壳是历史地质时期,古地质体风化形成,新风化壳是现代地质时期,玄武岩风化形成的。 “双风化壳”现象在四明山地区普遍存在,为我们观察古夷平面遗迹特征提供了最佳的场所。

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四明山古夷平面的双风化壳特征

大家看到这里,一定又有很多新的疑问?那组成古风化壳的岩石又是什么?作为夷平对象的古老的四明山地质体又是怎么诞生的?在我们四明山地区保留的古夷平面遗迹空间分布范围有多大?古夷平面是什么时候解体的?古夷平面遗迹有价值吗?

四明山的地质历史演绎大致可以分为:古老的四明山地质体、夷平作用、破坏和解体作用,现代地质作用四个阶段。

第一阶段:四明山地质体

四明山地区位于华南地块浙东南地层区,在中生代(6500万年前)受到了古太平洋板块俯冲作用的影响,同期存在大量的岩浆活动,火山喷发,地壳运动构造极不稳定。出露的中生界地层主要为早白垩统的大爽组(K1ds),高坞组(K1gw),西山头组(K1xs),茶湾组(K1cw),九里坪组(K1jl),馆头组(K1gt),朝川组(K1cc)和方岩组(K1fy)的火山岩和火山沉积岩,组成了古老的四明山地质体,也是后期的夷平作用的对象,以及古风化壳的前生。

科普时间:

古夷平遗迹的形成年代:按照定义,夷平面形成的构造基础必须是“长期稳定”,一般认为两次上升构造阶段之间稳定时期的长短就是夷平搬运作用时间的长短,所以往往把前一次构造活动结束的时间作为夷平作用的下限年代,把第二次构造活动开始的时间作为夷平作用的上限年代(即结束年代)。夷平作用结束后,构造就进入了一个不稳定期,夷平面遭受破坏解体,形成古夷平面遗迹。通常以夷平作用结束,即夷平面解体和遗迹保存的年代命名古夷平面遗迹的形成时代。我们采用地层叠覆关系和实际测年确定四明山古夷平面遗迹的年代。

第二阶段:夷平作用

进入新生代后(距今6500万年以来),中国东部(包括浙东)属于板内拉张的构造环境,无显著的构造运动发生,中国东部开始进入构造相对稳定时期。包括四明山地区在内的浙东地区进入准平原化阶段,这段时期外力占据主导地位,高山持续遭受风化、剥蚀等地质作用的影响,最终形成了古风化壳及准平原地貌。

第三阶段:破坏和解体

在新生代的古近纪(32.2~21.7Ma)和新近纪(10.5~3.0 Ma),四明山地区发生了两个期次的玄武质岩浆活动,形成的最可能机制是地球内部软流圈物质在上涌过程中由于压力降低所引起的地幔熔融,而玄武质岩浆形成过程中的地幔上涌会导致地壳抬升,构造进入不稳定期,内力重新占据主导地质,导致了四明山古夷平面的破坏和解体。

第四阶段:现代地质作用

四明山地区发育有古近纪(E)和新近纪(N)两期古夷平面遗迹,第一期夷平面发育时间为65.0~32.2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32.2~21.7Ma,主要保存在四明山南部山顶,面积约16.79km2。第二期夷平面发育时间为21.7~10.5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10.5~3.0 Ma主要分布在主要分布在四明山(海拔400~745m)、嵊州-新昌(海拔20~630m)、宁海、天台等地区,面积约721.8km2。而两次火山活动引起的地壳抬升叠加最终形成了现在浙东地区的地形地貌格局。

古夷平面遗迹的价值

四明山顶的古近纪(E)古夷平面遗迹是中国东部地区唯一保留下来的古近纪(E)古夷平面遗迹,为研究中国东部的新生代地貌演化提供了重要地质信息,为中国东部在渐新世和中上新世被夷平提供了重要地质证据,为研究古夷平面遗迹的夷平阶段,特别是始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供地质证据,表现出古夷平面(古风化壳面)和玄武岩堆积面二者的叠加的复合地貌面特征,以及新、老风化壳出现在同一剖面构成的“双风化壳”特征,为我们观察古夷平面遗迹特征提供了最佳的场所。

更为珍贵的是,四明山古夷平面遗迹有全球研究尺度上的科学价值!我们发现发生在四明山地区古近纪(32.2~21.7Ma)的玄武岩质岩浆喷发活动时间和南海海盆的扩张时间基本一致,当南海海盆开始打开或者扩张时,洋脊的抽吸效应改变了周围地幔的对流方式,导致受影响区域不再有火山喷发,而在南海扩张期间,余姚四明山地区却是地动山摇,火山喷发,说明南海的打开并没有影响到浙江东南沿海一带,因而可以作为南海盆地扩张的北面界线。

四明山,胸怀秘密,静默地等着你的到来。

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罗成山玄武岩柱状节理与陡崖景观

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鹁鸪鸟花岗岩地貌景观15.jpg

天圈湖高山湖沼景观


 



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