据迄今保存在吉林中部的晚石炭世—中二叠世海相沉积的碎屑岩和碳酸盐岩可以判定:古亚洲洋海水从内蒙古、大兴安岭中南部涌来,大体呈西东走向。当时吉林北区的沉积环境是浅海,但是在伊通、双阳、明城、磐石、辉南和永吉间出现了一个海湾,沉积了一套浅海相碳酸盐岩,在羊圈顶子石灰岩中采得蜓化石,沉积最大厚度达2400米。辉南—磐石海湾之东,桦甸四道沟、长安屯、榆木桥子是滨海岸的塌陷沉积。向北到磨盘山圈岭、永吉、孟家岭则是开阔台地相潮间带,潮下坪。采得蜓、海百合茎、单体珊瑚、腕足类、瓣鳃类、牙形刺化石。
辉南——磐石海湾:
海西运动使伊通至烟筒山形成裂陷台沟,向南突出成为一个海湾。海水受基底裂陷控制,呈北西—南东向舌形展布。裂陷台沟南东端与敦密岩石圈断裂接触,北西侧与伊舒岩石圈也以断裂相接,从双阳、磐石至辉南广泛地分布陆表海,从辉南北望,是波涛翻涌的古蒙古亚洲洋。
中石炭世,辉南—磐石湾海底裂陷槽发育,诱发岩浆流涌动,忽然海底火山爆发了,浊流翻滚,不平静的磐石海湾,黑色浊流推涌追逐,咆哮的黑色波涛从烟筒山北部滚滚出现,海啸渐渐由远而近,越近越高,越高越响,一层层的浪涛向远处展延是相当壮观的。这种地火横行至少有三次,每场断续几月才平息下去。
由永吉县王家街向南、向西。北起双阳南抵辉南一线之东,在头道川—双龙泉—余富屯及将军岭74平方千米范围内,火山堆积物中心厚度3000米,边缘厚度300米;喷溢出石英角斑岩与凝灰岩,夹细碧岩及喷发间隙沉积的多层大理岩。可见火山喷发之激烈,持续时间之久。
吉林市西,永吉大绥河一带,有一小海盆地(8×1千米)。在火山间隙,随着泥沙沉降海水生机的恢复,马上有凝灰岩、砂岩、灰岩透镜体沉积。腕足类、双壳类及苔藓虫,瓣鳃类、三叶虫又游转来,继续繁衍后代,还有摇晃着的带霉腥味的海藻。另外在孤店子单斜、舒兰煤矿,深部仍可见石炭—二叠系地层。证明石炭—二叠纪海水的存在。这个古大洋曾贯穿吉林,从舒兰出省境。
古蒙古亚洲洋,海水东行,在敦化遇佳木斯—敦化隆起受阻,而未达到延边。与黑龙江南部海盆相连。
以古生物为准绳的分析判别,吉林中部地区磐石到永吉的石炭纪地质发展,共积淀六七组地层。
通气沟组、余富屯组、鹿圈屯组属早石炭晚期,三组地层沉积环境、代表一套富含生物化石的海陆交互相地层,是浅海—半深海沉积。业经察明:磐石烟筒山以北,饮马河上游的安山岩、流纹岩及凝灰岩(部分已石英角斑岩化),为早石炭世形成。
后四组记录的四道砾岩、磨盘山组、石嘴子组、窝瓜地组显示,中石炭海水较深。初始,地壳曾大片露出水面,被风化剥蚀有砾岩积存,继之海边步入平缓下降时期,波及范围广,海侵扩大。沉积900米厚的磨盘山组海相地层在大幅度海进中海水曾越过龙岗古陆。吉北的磨盘山组与吉南的本溪组交汇,已采得面貌相似的生物化石。
石嘴子组:以细砂岩、灰岩为主,已属于晚石炭纪后期。有海底酸性火山岩侵入,带来铜、金、银等金属矿藏。
窝瓜地组:是英安岩、流纹岩。在磐石县窝瓜地—石嘴子见石灰岩、陆源碎屑岩互层,含蜓(纺缍虫)化石。沉积物厚度变薄,虽然继续沉积但范围缩小,见证石炭纪末期,海水开始退缩了。
在台地边缘,还有火山喷溢活动。呈东西向窄带状出露。东边出露在桦甸榆木桥子、清水屯、周家屯、太平屯。西见于葫芦头、粗榆、窝瓜地、崔家沟、自由屯、东石河子;厚度大于700米。岩浆活动使大部分沉积岩层底层受熔融而缺失,只剩下顶部。如草帽山只剩320米、七间房1824米、下鹿圈子1230米、冰窖山206米、官帽屯432米、姜家沟最厚为2300米。
由此人们产生两种推测:一是吉中地区由松辽地体、佳木斯陆块与兴凯陆块拼接而成。各地体相邻地域沉积序列、岩相古地理格架截然不同,是彼此不相干的地质体,是经后期构造运动拼贴于吉林的移置地体。譬如:(www.xing528.com)
(1)以磐石—伊丹为界,其东部中志留统张家街组与其上的二道群及中泥盆的王家街组均为动荡的碎屑岩沉积。石炭系下统鹿圈屯组与王家街组角度不整合接触。表明为急剧下降状态。物探查实,重力场平均值比西侧低。
磐石—伊丹之西,从早志留纪以来,一直处于抬升状态,没有地层积存,被大面积加里东期,海西期花岗岩侵入,地体刚性强,重力场值比东侧高,表明组成地壳物质密度不同,西侧地壳厚度比东侧大。这样近距离的巨大差异,只能证明它是另一个地质体,它有独立的地质史,是曾经分离的两个不同地质体的拼合。
(2)吉中地体石炭系地层及早二叠世寿山沟组和范家屯组,以暖水特提斯海型生物群为特征,处于N14°纬度线上,只是在后来的板块拼接中,被裹挟在辽源古陆和延边地体之间。大河深组构造杂岩被推覆其上。
(3)延边地体分为东西两部分,西部延吉地体石炭—二叠纪出现暖水型生物群及华夏植物群,处于北纬14°左右;东部珲春地体,石炭—二叠纪产寒温带生物群,是从北纬50°线推移过来的。衔接带是深入到岩石圈的断裂。
在延边地层区内未见晚石炭世以前的古生代地层。石炭纪才发育陆表海,晚石炭世海相地层多数呈岩块存在于后期的地层之中,这些岩块中古生物化石丰富,有蜓、珊瑚和腕足等。
(4)在安图县的明月沟—天宝山一带,于花岗岩分布区中有一套以碎屑岩和灰岩互层的地层,多数受轻微的热力变质,称天宝山组。这是一个地层位置不清,有一定分布范围的岩石地层单位。在天宝山陈才沟西山采得珊瑚、海百合茎化石,仅能根据所含化石推测是晚石炭世陆表海盆西部边缘的浅水沉积...
另外在开山屯彩秀岭,呈北北东向带状分布长3000米中石炭世山秀岭组,巨厚灰岩之中夹两层不协调的砾岩层。下部有火山灰凝灰岩厚517米;海相灰岩产蜓类、海百合化石,确凿无疑地证实晚石炭纪古洞河以北,是海洋世界。但是火山活动频发,地壳急剧变动。有砾岩两次出现,表明几个地质体正在从南、北、北东,向延边发力聚拢。
延边地区各组动物化石的相似性和混杂性已无法用于对比地层和恢复层序。化石较多来源于消减杂岩中的海山,基质粉砂岩中的化石较少。
龙岗—延边古生代陆缘增生褶皱带、和龙地块北部陆缘活动带、兴凯地块西部陆缘活动带、佳木斯地块南部陆缘活动带,它们曾在不同方位以离散地质体形式存在着。龙岗古陆在南、兴凯古陆在北东、佳木斯古陆在北。其陆缘活动带处于海水下,接受石炭系的沉积。
换言之,石炭纪,华北板块位于北纬14°—26°附近,以后沿巨型拆离面逐渐北移,处于奔向现在辉发河—古洞河位置的路途中,现代在空间上紧接相邻的延边地区,是由不同方向运移的多个地质体,在后续时间拼贴到一起,才成为华北板块的一部分。
另一种推论则是:在石炭纪时本地已成为华北板块北缘吉林大陆的一部分,受张应力影响幔源物质上拱,地底有上升岩浆侵位,分异成细碧角斑岩及其他岩体、岩脉。增生的地壳表面,导致磐石辉南湾塌陷形成海相沉积,成为蒙古—亚洲洋伸向南东方600平方千米的大海湾。
应当指出:我们对脚底下曾经发生的一切,知道得实在太少,石炭纪以来吉林北部由哪些地质体,微板块以怎么样的方式分别在二叠—三叠纪与华北板块拼合?存在的诸多问题迄今未有完整的令人信服的论断。恢复和连接吉林中北部一条自然史之链,尚缺乏翔实的证据对应核心内容,期待着更多的年轻人,能进一步修正和完善。
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