华北地台区的二叠系以陆相为主。早二叠纪山西期是华北煤田主要成煤期。
早二叠纪,华北地壳稳定,地形平坦,气候温暖潮湿,沼泽中沉积了广泛稳定的山西组含煤地层;晚二叠纪石盒子群沉积期,气候变得干旱,地形高差加大,华北及东北南部从此结束了海侵历史。中生代虽然沿海有几次海侵,但与过去相比,规模小、时间短,是微不足道的。
☆早、中二叠世
早二叠世(山西期),吉林省南部已上升为陆,浑江流域鸭绿江流域是海退的海岸线,这里的低洼处,湖沼、河流、河漫滩,沉积了以泥岩、粉砂岩页岩夹煤层的建造。早期处在温暖潮湿环境,华夏植物群繁茂,它维持着我省东南部的繁荣。而西北坡的三统河流域当时处于上升剥蚀状态缺失早期沉积。吉林南部,进入下石盒子期湖泊面积缩小,属砂页岩含煤建造。柳塘、湾沟、松树镇等地的中小型煤矿就是二叠纪早期积存的。到下石盒子晚期,气候干燥,植被就不那么繁茂了,出现了杂色沉积,反映出氧化炎热环境。
早、中二叠纪,站在华北板块的龙岗古陆最高点,北望现在的吉林、黑龙江区域,是波光浩渺的古亚洲洋蒙古洋东段。那是蒙古——鄂霍茨克海洋,没有洲级古陆。洋中散布着兴凯地块、佳木斯地块、松辽地块……小陆块正在横向拼合。域内高岗呈岛屿状浮出水面,最后聚成佳蒙古陆。作为载负吉林龙岗地体的华北板块,当时处于北纬30°—35°线范围内,是遥远的南方。4000千米之外的北方,才是西伯利亚板块。
兴蒙海从内蒙古中部哲斯地区一直漫浸到吉林中部。沉积中心位于西拉木伦河—长春,东西向条带区。最深时南达榆木桥子—常山一带,海边在桦甸—海龙—辉南一线。这些海盆是相连的,陆间海虽然有规模大小的变化,但始终没有起到隔绝生物的作用,古生物化石有暖水型也有冷水型的。属于一个混合区系,陆架边缘沉积体系相序具有向上变浅的旋回特征。
桦甸大河深、寿山沟一带全区被海水淹没,同时海底火山活动强烈,具有活动大陆边缘及边缘海盆特征。
早二叠世地层,自下而上分三个组,即寿山沟组、大河深组和范家屯组。虽然受岩浆活动和构造影响,层序多不连续,但有些地段含丰富的化石,对于划分和对比本区二叠统,提供了有力的证据。
在寿山沟组火山碎屑凝灰岩建造中,发现了官马金矿,这是典型海底喷发的产物。大理岩与凝灰岩呈整合接触,凝灰岩中夹有大理岩扁豆体。凝灰岩与大理岩接触带是金子富集部位。最高品位达5.78克/吨。
大河深组有大规模喷发的火山熔岩流、火山喷发重力流颗粒沉积,有典型的海底喷发凝灰岩、酸性熔岩、凝灰质砂岩、板岩夹石灰岩透镜体。这是水下形成的火山沉积系列,厚达1000-3500米。分布于桦甸常山、大河深、大天平岭、吕家屯、徐家屯一带。再往南到北安屯、永安屯。灰岩中有牙形石、珊瑚、蜓、苔藓虫(苔藓虫动物群的性质既具有北极区,又有特提斯海区的特征)及大量海百合茎,砂岩中产头足类化石。陆相夹层中含大量植物化石——心脉羊齿等。这些化石充分证明寿山沟组和大河深组生成于早二叠世。
在范家屯组顶部,有库兹茨克植物群分子出现,记录吉中小区又次升为陆地,接着进入一拉溪期,海水再度淹没。同时有海底火山喷发活动。
☆晚二叠世
晚二叠纪广阔的古亚蒙浅海,从西到东逐次封闭。海洋逐步变窄,西部锡林浩特地块与松辽地块东西向挤拼,后又受南北向挤压收缩,南北两岸时隐时现并渐行渐近,在水下发生了盆陆边缘拼贴,海水变浅。随着晚二叠世—早三叠世来临,包括佳蒙地块在内的更大的华北地块依次形成。陆陆碰撞,残余洋盆消失,形成陆相沉积盆地。除牡丹岭古陆继续隆起遭受剥蚀外,水下沿华北板块北部深断裂,盆陆边缘拼贴,对撞俯冲,发生海底火山活动。造山作用直到东部延边地区。延边有类复理石建造。最后,隶属于西伯利亚构造域中的大小地质体正式成为华北板块的一部分。
当然这么大的地质体的拼合,不可能一朝一夕全部完成,需要一个渐进过程。最后在白垩纪洋盆闭合,吉林省北西方的半壁江山才初具规模,甚至延迟到第三纪才达到现在的版图疆域。
这是宏观上的概貌。具体分区而言:
①吉林省西部
在洮南,西起黑顶山,东至好田,北起野马吐南至永茂铁矿,是海滨斜坡。既有海中腕足类、双壳类化石,又有大陆植物化石,总厚2095.3米。
岩层记录着从海向陆的转化过程。如下部含砾砂岩、砾石来自底部岩层,磨园一般分选较好,具叠加瓦状构造,可看到岩层向上变粗变厚的水道沉积和二元结构的阶地堆积,以及河口扇积砾岩。阶地、河口冲积扇、水道相沉积。这就是陆相地层了,它在告诉我们,白城以西逐渐与海脱离关系。(www.xing528.com)
②二叠纪松辽平原是海
松辽盆地是在一个巨大的晚古生代海相沉积盆地基础上发展起来的,属叠合盆地。松辽盆地“杜101井”钻孔岩芯证实:盆地之下存在确切的二叠纪海相地层,与盆地周边出露的中二叠统化石特征完全一致。
③吉中地区残留的海
海相地层在永吉大绥河、孤家子、蒋家窑、料车沟、大顶子山一带呈带状北西向展布。在丰满东山西山零星出露。在吉林荒山嘴子、南大岭呈面状分布。吉林西娘娘庙岭砂岩中夹有大理岩透镜体,说明有残留的海水,同时发育了湖缘冲积扇。蒋家窑砾岩与上部范家屯组不整合,产大量植物和叶肢介化石。出现砾岩、砂岩几个旋回互层,说明有地壳频繁的升降掀斜变动;中部永吉大口钦的黑色砂岩、板岩韵律层,同时采得的三叶虫和植物残片,证明其为二叠世海滨沉积盆地,不再是浩荡的中浅海。
分布在永吉、桦甸、蛟河、双阳的灰岩透镜体(在范家屯厚近100米),是海盆地萎缩期的记录,这套底部为灰黑色砂、板岩,中为厚层灰岩透镜体和凝灰质砂岩;上为板岩夹砂岩、灰岩地层。可证明海水范围正在缩小,灰岩延伸数百米即尖灭。榆木桥东山灰岩也呈丘状,与下伏二叠统大河组呈整合接触。
有腕足类薄弱蕉叶贝、苔藓虫、蜓类化石(网格新希瓦格、费氏费伯克等)。厚约1390米。反映为滨海沉积。
杨家沟组(林西组):见于吉林市东南,大片出露在蛟河之北的天北林场经西土山直至敦化团北林场,是海陆交互相的砂岩、板岩、夹灰岩、泥灰岩透镜体。
所有的地层记录都在说明,海水正在逐步退出吉林版图。海洋中生存的腕足类、苔藓虫、蜓类化石的水中家园正在干涸成为陆地,它们将没有后代再在这块沃土繁衍。
④延边陆缘活动带
延边是南北东三个地质体间的不同陆缘活动带。位于兴蒙造山带的最东端,位于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间。龙井—和龙一带,属于古亚洲洋构造域与滨太平洋构造域的交汇部位,这里涉及一个古大陆边缘的再造过程,因此比吉中地区复杂得多。各家看法也多,二叠系层位不连续,河湖相的砂板岩及砾岩中都含植物化石。缺失晚二叠及早中三叠统地层,有长时间间断。说明它和吉中地壳变动不一致,地下动力来源不同。
远在泥盆纪始,三个地质体从不同方位向开山屯一带移来——形成联结一起的洋壳。
A.先是兴凯地块、佳木斯地块由北向南运移。
B.兴凯地块向大陆俯冲,开山屯一带受着南北向强大的挤压力,在和龙地块边缘、兴凯地块前陆边缘,发生剧烈的变形变质,在兴凯地块前陆边缘发生逆冲作用,形成构造片岩;出现滑塌堆积混杂岩和浊积岩,无层无序地层。滑塌堆积和混杂浊积岩,深水浊积岩建造,反映弧前大陆斜坡相。
C.汪清以南和盛组地层物源来自华北板块,汪清以北是佳木斯地块。中、晚二叠世地层挤压成带状和透镜状。开山屯南部黑色粉砂岩中含基性、超基性硅质岩和灰岩等外来岩块,是出露很宽的糜棱岩带。糜棱岩是由于原岩遭受强烈挤压破碎后,所形成的一种粒度较细的动力变质岩,是韧性断层岩中的典型断层岩。有人把开山屯组归于山前盆地的磨拉石建造。
D.晚二叠世柯岛组——黑色浊积岩,是浊流作用在海底形成的沉积层,广泛分布在构造变动的沉积物中,并具有特殊的韵律性:每个韵律的底部由最粗粒的沉积物组成,向上逐渐变细,代表非常强烈的地体碰撞造山作用。直到三叠纪以后,古亚洲洋在吉林东部洋壳俯冲才最终闭合,形成了近东西向的古洞河深大断裂。最后联合体由南向北移动,与佳蒙、兴凯地块相拼合。成为华北地体的一部分。
经历了剧烈的褶皱变形变质作用,并伴有岩浆侵入活动。晚二叠世延边残余洋盆消失,变成陆相沉积盆地,类似于古典地质学中的地槽。延边这套地层序列中表现得十分具体。
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