阴山山脉位于东亚大陆腹地,该区地壳以大面积出露前寒武纪早期的变质杂岩和晚古生代及中生代的岩浆岩,发育上盘向南和向北的多期逆掩推覆构造为主要地质特征。在早期的文献中,该山脉被作为中朝准地台(华北克拉通的同义词)的组成部分,意在其与典型的地台不同。
在20世纪后期,该区中生代的岩浆活动和构造变形被归因于板内或陆内造山作用,晚古生代的岩浆活动被归因于与古亚洲洋演化有关的陆缘增生和陆间碰撞造山作用。但是几乎所有文献都认为该区是华北克拉通的组成部分。该区究竟是克拉通还是造山带,如果是造山带,是如何从克拉通转变为造山带的?这不仅是个区域地质构造问题,更重要的是,还与古老大陆地壳保存和再造这一大陆动力学问题密切相关,而且还涉及能否正确认识该区的资源潜力。
本文基于已有的岩浆活动和构造变形资料,将该山脉自北向南划分为3个构造单元,北部单元为古华北克拉通北缘的早古生代陆缘增生造山带,中部单元为泥盆纪—三叠纪陆缘活化造山带,南部单元为侏罗纪—白垩纪陆内活化造山带。中部单元经过泥盆纪—三叠纪岩浆活动和二叠纪—三叠纪构造变形,由克拉通转变为造山带;南部单元在侏罗纪—白垩纪历经2个伸展-收缩构造变形旋回,由克拉通转变为造山带。据此得出,该山脉地壳主体从早白垩世晚期开始转变为由北亚造山区南部和东亚造山区西缘构成的复合造山区,不再具有克拉通的构造属性。
同时,首次发表了北部单元构造变形和中部单元白云鄂博群构造变形的新资料,提出了现今阴山山脉地貌特征形成于新生代晚期,在早古生代晚期、古生代末期、侏罗纪晚期和早白垩世晚期该区发生了多次大规模地壳缩短,中部单元可以划分为4个亚带,白云鄂博群遭受了早期紧闭褶皱、中期左行走滑和晚期上盘向北逆冲3个阶段的构造变形;南部单元强烈逆掩推覆主要发生在早白垩世晚期等新认识。最后,对该区需要进一步研究的主要地质构造问题提出了初步认识。
结论与展望
笔者从事中国大陆区域地质构造研究数十年, 常感力不从心,许多区域地质构造问题,还没有搞清楚,人类对地球的认知能力,还是非常有限的。这种感觉,在撰写本文过程中更显强烈。
本文关于阴山山脉地貌和地壳结构构造的认识,只是一个初步框架。其中,不同时代地质单元构造叠置的精细结构,不同构造单元内部结构及各个单元之间界线沿走向的变化,该山脉内部地表出露的绝大部分都曾经深埋地下地质体是如何抬升出露地表的?在地表早前寒武纪地质体出露区之下隐伏了多少晚前寒武纪以来的地质体,特别是前侏罗纪地质体之下是否隐伏了侏罗纪含煤沉积岩系,都是有待研究的重要地质构造问题。这些问题的解决,不仅有助于揭示大陆地壳形成演化的奥秘,而且也有助于查清该区资源潜力。
该区缺失的地质记录,是否有部分被包含在现有地质单元之中没有识别出来?是什么动力学机制,使阴山山脉中部广阔地区,在古生代晚期发育不同类型和来源的岩浆活动,使该区由克拉通转变为造山带?是什么动力学机制,使阴山山脉南部在侏 罗纪—白垩纪期间经历了2个伸展-收缩旋回,由克拉通演变为造山带?是什么动力学机制,导致在新生代晚期形成了现今所见的、具有独特地貌特征的阴山山脉?本文仅仅做了初步探讨,得出的结论只是初步认识。期望这些方面的问题能够引起地质同行的更多关注,争取有关方面的资助,开展深入研究,既可以为其他地质工作提供地质构造方面的有 效支撑,也有望为地球科学发展,特别是解开大陆形成演化的神秘面纱,做出贡献。地壳结构构造、地质体发育和出露情况、便利的交通条件,使阴山山脉成为研究大陆地壳形成演化及其动力学机制的理想地区之一。该地区有待于研究的地质问题,除上述列举之外还有很多,是有志于解开地球地质历史神秘面纱学者的用武之地。今年是中国著名地质学家,我们的恩师李春昱先生诞辰120周年。经任纪舜先生提议,张进先生筹划组稿在《地质通报》出一期专辑以志纪念并希望我们能写一篇文稿。作为李春昱先生的学生,在此对任纪舜先生和张进先生表示衷心的感谢。写一篇什么内容的稿件,既能符合该专辑的主题,又对深化认识中国大陆构造有所裨益,颇费周折。最后选定上述题目和内容,主要考虑纪念李春昱先生,就是要去努力完成他未竟的地质事业。李春昱先生毕生从事地质工作始终遵循的准则是坚持不断探索创新, 始终不忘地质构造研究要服务于国家经济建设。阴山山脉究竟是克拉通还是造山带,何时为克拉通,何时为造山带,现今地壳结构构造如何?不仅与该区 包括资源勘查工作在内的其他地质工作密切相关,也是解开大陆地壳形成演化奥秘的基础。本文对这些问题做了初步探讨,希望能够抛砖引玉。
引用本文
李锦轶, 刘建峰. 2024: 阴山山脉主要地质特征:从克拉通到复合造山区. 地质通报, 43(12): 2089-2130.
Citation
Li J Y, Liu J F. Major geological features of Yinshan mountains: from craton to composite orogenic regions. Geological Bulletin of China, 2024, 43(12): 2089−2130.