中生代是辽宁省地质遗迹资源形成的最重要时期,许多具有国内外代表性的地质遗迹资源均在这一时期形成并得到保留,且分布广泛,包括世界级别的辽西燕辽生物群、热河生物群,国家级别的大青山火山机构、义县组剖面、医巫闾山变质核杂岩、阜新生物群等。这些地质遗迹的形成得益于这一时期特定的地质构造演化背景。
晚三叠世—晚白垩世为燕山旋回重要发展演化阶段,地质时限6.55亿~2.35亿年。晚三叠世印支运动主幕后,燕山运动伊始,辽宁省内古地理格局发生了很大的变化,辽宁省多处于隆升状态。同时,受印支主幕羌塘-扬子-华南板块与柴达木-华北板块碰撞拼接造山作用远程效应,此阶段有大规模的岩浆侵入。
早侏罗世,辽西地区早侏罗世盆地范围进一步扩展,此时气候温暖湿润,生长大量银杏、松柏、苏铁、蕨类植物,各大盆地于湖沼相环境接受泥砂质含煤建造沉积,形成具工业意义的煤矿。北票期末,燕山运动第一幕,地壳变形强烈,北东向褶皱、断裂发育,并有中性、酸性俯冲型(同造山)岩浆侵入。
早燕山运动后,进入中侏罗世,为燕辽生物群形成时期。此时气候温暖湿润、动植物繁盛,有苏铁类、真蕨类、新芦木、松柏类、双壳类、腹足类、叶肢介、介形虫等。此时辽西地区地壳活动增强,在持续的北西—北东向挤压应力作用下发生断陷,金岭寺-羊山盆地、汤神庙盆地形成,范围逐渐扩大。髫髻山组大规模中基性、基性陆相火山喷发,在汤神庙盆地有道房沟、大西洼南、榆树底下北东3处北北西向串珠状分布的中心式火山机构,在金岭寺-羊山盆地有黑山科东1处中心式火山机构。火山活动间歇期有河湖相沉积,在金岭寺-羊山盆地的玲珑塔-大西山地区,髫髻山组河湖相沉积夹层中产赫氏近鸟龙、新疆龟、古鳕鱼、褶鳞鱼、蜻蜓和燕辽杉等珍稀动、植物化石,使该区成为世界范围内燕辽生物群的核心产地。
晚侏罗世末燕山运动第二幕,促使中、上侏罗统或前侏罗系发生北东向褶皱和逆冲推覆,辽西地区沿盆地边缘隆起带中—新元古界逆冲推覆下—中侏罗统之上;辽东地区沿太子河坳陷南缘,古生界、新元古界逆冲推覆中侏罗统之上。此外,大规模俯冲型(同造山)中—酸性岩浆侵入,携带钼、铜、铅锌多金属矿液,形成有工业意义的矿产。
早白垩世是著名的热河生物群、阜新生物群和医巫闾山变质核杂岩形成时期。
早白垩世早期,辽西地区再次进入火山活动强烈期和动植物演化繁盛期,大规模火山喷发之后,断陷盆地转为湖泊沼泽,气候转为温湿,适合动、植物生长,植物有苔藓类、石松类、有节类、真蕨类、种子蕨、本内苏铁类、银杏类、茨康类、松柏类、买麻藤类、被子植物类;动物有双壳类、腹足类、叶肢介、昆虫、鱼类、张和兽(热河兽哺乳类动物)、中华龙鸟、孔子鸟、全身长羽毛的奔龙等(王五力等,2004)。由于火山喷发产生有毒气体,导致鸟类集群死亡(张立军等,2003)。(www.xing528.com)
早白垩世晚期,在伊佐奈岐板块向华北陆块持续俯冲作用下,辽宁地区地壳发生二次隆升造陆事件和一次褶皱造山事件,第一次造陆事件发生在张家口期末,义县组平行不整合或微角度不整合于张家口组之上;第二次造陆事件发生在义县期末,九佛堂组平行不整合于义县组之上;褶皱造山发生在早白垩世末,孙家沟组不整合于阜新组之上,称之晚燕山运动(燕山Ⅲ幕)。受其影响,郯庐断裂开始活跃,在郯庐断裂左旋剪切派生的力偶作用下,形成一系列北北东向走滑断裂和褶皱,部分早期断裂复活,盆地抬升闭合。
早白垩世期间,火山喷发作用与沉积作用交替进行,在火山喷发的间歇期,有河湖相沉积,使辽西地区留下许多保存精美完整、数量众多、生态特征栩栩如生的化石资源,是世界各地鸟化石保存状况最好的地区,吸引了世界各地的科学家。热河生物群主要产自义县组和九佛堂组沉积地层中,而冰沟组、阜新组中则产双壳类(额尔古纳蚌、球蚬、热河球蚬)、腹足类(冰沟似瘤田螺、塔假啄螺、中华小里氏螺)、介形类、叶肢介(冰沟延吉叶肢介)、昆虫(三尾拟蜉蝣)、鱼类、爬行类、哺乳类及植物等珍稀化石,是区内阜新生物群的重要含化石层位和产地之一。
早白垩世发生了强烈的构造-热事件,形成了医巫闾山变质核杂岩。变质核杂岩中心为晚燕山期的医巫闾山二长花岗岩岩体。北东向展布于阜新卡拉房子—瓦子峪—葫芦岛一带,对金矿有明显的控矿作用,如排山楼、大板、五家子金矿均与此构造有关(孟宪刚等,2002)。变质核杂岩由席状伸展构造、大型韧性剪切带构成,是辽西地区最为醒目壮观的构造,是燕山期变质核杂岩在东部出露的典型。
晚白垩世,辽宁地区地壳活动处于相对宁静期,火山活动减弱,古地理格局发生较大的变化。辽宁地区大部处于隆升阶段,晚白垩世盆地仅限于阜新盆地东缘、桓仁盆地西缘隆起带边部及下辽河断陷盆地北缘隆起区。该时期气候炎热,生物匮乏,早期于河流相接受磨拉石建造沉积,晚期有微弱的火山喷发,形成中酸性火山岩建造,称之大兴庄旋回。
伴随后燕山运动,郯庐断裂继续活动,同时出现规模相对较小及新生的北西向断裂和褶皱。此时,岩浆活动微弱,仅以三块石为代表的后造山富钾花岗质岩浆侵入。此后,地壳整体处于隆升状态,遭受风化剥蚀,在抚顺地区形成天女山三块石花岗岩地貌,建有辽宁抚顺天女山·三块石省级地质公园。
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