贺兰山地质变迁及黑云母斜长花岗岩的地质意义

贺兰山经历了近25亿年的地史演变，可谓饱经沧桑。自太古代，经元古代、古生代、中生代、新生代，都留下了丰富的地质遗迹，形成了总厚约40000米的沉积。

在遥远的太古时期，地球尚处在初期阶段。贺兰山地区还是一片浩瀚海域，沉积了厚逾万米的碎屑岩及少许火山岩。在距今25亿～20亿年，经强烈区域变质作用，形成了一套由片麻岩、变粒岩和各种混合岩组成的高中级角闪岩相的变质岩系，从而固结成为贺兰山的结晶基底，这也是华北地块的一部分。

分布在黄旗口一带的黑云母斜长花岗岩，在贺兰山地史中占有重要位置，它形成于早元古代末期（吕梁期），有约17亿年的高龄，是早、中元古代之间的一次重大热构造事件的产物，具有重要的地质意义。此乃贺兰山区（宁夏部分）仅有的一处较大花岗岩，故称为贺兰山的“宠儿”。因其特有的构造及地貌，此处怪石嶙峋，构成了一道亮丽的风景线。

自中元古代早期（距今约16亿年），这里开始裂陷，形成一个近南北向的裂陷槽，称“贺兰山拗拉槽”，贺兰山区遂沦为大海。沉积了巨厚的碎屑岩夹少许碳酸盐岩，构成了长城系黄旗口组地层。该地层呈角度不整合覆于太古界变质岩和元古界花岗岩之上，分上下两段：上段为厚层石英岩夹板岩和含叠层石燧石条带白云岩，厚13～245米；下段为乳白色、紫红色、砖红色石英岩，其下部夹有一层暗紫色粉砂质泥质板岩，底部为含砾粗粒石英岩，厚10～138米。

该地层内的石英岩是具有巨大经济价值的优质硅石矿，颇具规模，是宁夏优势矿种之一。带有绿彩的暗紫红色粉砂质泥质板岩则是久负盛名的工艺原料——贺兰石。本地层厚而坚硬，构成贺兰山的肩膀。经大自然的雕琢，常形成奇峰异谷，有的宛如“白衣秀士”，有的则似“紫袍将军”。小口子（滚钟口）的“笔架山”就是由它塑造而成的。近年来，又发现含铁质的石英岩，因含铁量的多寡与分布不同，形成了“落霞”“彩云”“串珠”“群峰”等图案，变幻无穷，成为颇有价值的观赏石。本地层是含铁较集中的层位，已构成低品位的铁矿，其价值很大。

中元古代晚期（距今13亿年）的蓟县系王全口组与上述黄旗口组相伴出现，为中厚层白云岩、燧石条带白云岩、石灰岩夹石英岩。含微生物的叠层石：加尔加诺锥叠层石、雅库特叠层石、柱状叠层石、王全沟锥叠层石、眼妆锥叠层石等和厚壁小秋藻、坚壁光球藻、光面小球藻等微体古植物化石。其底部海绿石砂岩的钾氩测年值为12.89亿年。这一地层的巨厚硅质白云岩，致密坚硬，构成贺兰山的脊梁，形成奇峰绝壁。苏峪口青松岭的重要峰峦、樱桃沟的绝壁峡谷皆由这一地层塑造。其中之优质白云岩，是冶炼金属镁和冶金化工矿产原料。

新元古代早期，贺兰山地区抬升为陆地，遭受剥蚀。至新元古代末期的震旦纪（距今约7亿年）时，这里经受构造变动之后，地形崎岖，落差悬殊，气候寒冷，遂在山麓海滨发育冰川，形成一系列与冰川作用有成因联系的岩石，这就是著名的贺兰山震旦系正目观组。这一冰川作用是贺兰山地区地史中的重大事件，它所留下的正目观组是一典型而稀有的地质遗迹，仅分布于贺兰山中段的苏峪口—正目观—黄旗口—紫花沟一带，露头很少，更显珍贵。

这一地层下部是杂砾岩，厚7～144米，向上过渡为含砾板岩和板岩，厚8～161米，构成一个完整的沉积旋回。杂砾岩是与冰川作用有成因联系的冰碛，黑色板岩则是较深水安静滞流环境的沉积。其时代为震旦纪晚期（距今约6.6亿年），属山麓岸边冰川。当时苏峪口一带的古纬度为35.8°。

进入古生代（距今5.5亿～4亿年），贺兰山拗拉槽进一步发展并逐渐扩大成为广阔的边缘海，鼎盛时期发展成为拗拉谷。

贺兰山区的寒武系发育良好，总厚1300余米，由各类碳酸盐并少许砾页岩构成。与下伏震旦系呈平行不整合接触，与上覆奥陶系则为连续整合关系。

苏峪口一带是本区寒武系发育最好的地方，剖面完整、出露清晰、化石丰富。其研究程度最高，是华北地台西缘寒武系颇具代表性的地方，层型剖面即在此地（即标准剖面）。站在苏峪口国家森林公园北眺，只见岩层飞悬、重峦叠嶂、峭壁悬崖，宛若道道屏幕悬于天际，这便是寒武系的宏观容貌。(www.xing528.com)

早寒武世中期阶段（沧浪铺期，距今5.4亿年），海水沿华北古陆西南边缘自东南向西北发生海侵，海水经由现在的河南省汝州—陕西省陇县—甘肃省平凉—宁夏同心县的青龙山北上，直达贺兰山苏峪口一带。在古陆边缘狭长地带，海之滨岸浅滩沉积了厚约39米的含磷碎屑岩，即今日的苏峪口磷矿。这段地层也被命名为“苏峪口组”，相当于河南的“辛集组”。

早寒武世晚期阶段（龙王庙期），海水范围与中期相同，但环境已变为泻湖相。沉积了47米的藻灰岩、白云岩、含藻灰结核的白云岩及薄层泥质灰岩。其中的白云岩是具工业价值的矿产。这就是“五道淌组”。

至寒武世早期阶段（毛庄期），海侵扩大，海水漫及贺兰山区，南达紫花沟，北至王全沟、乌达，乃至内蒙古的岗德尔山一带。在广阔的潮坪环境下，沉积了厚40余米的页岩、薄层泥质灰岩、深灰色微生物岩（早礁灰岩）及核形石灰岩。

中寒武世中期（徐庄期）阶段，海侵迅速扩大到整个贺兰山区。海水随之加深，其环境也由潮坪渐变为鲕滩环境，呈现典型高能的鲕粒滩相。接受了厚200余米的鲕粒灰岩、生屑灰岩及薄层泥晶灰岩及少许页岩的沉积。

中寒武世晚期（张夏期）阶段，海水达到空前规模，是寒武纪海侵的鼎盛时期。当时，宁夏全区皆沉沦海底。东边的鄂尔多斯古陆也仅只有东胜一带露出水面成为孤岛。海水随之加深，呈现陆棚环境，沉积了厚约500米的竹叶状灰岩（粒屑灰岩），风暴特征明显。大量风暴岩的呈现，昭示当时贺兰山区处在距赤道不远的低纬度区。

进入晚寒武世早期（古山期）阶段，海水范围、沉积相继岩石等古地理轮廓，基本继承了前一阶段（张夏期）的情况。但是，海侵顶峰已过，海退过程开始，海水开始回落。苏峪口一带有111米厚的各类石灰岩沉积。

晚寒武世晚期（凤山期）阶段（距今约5亿年），海侵范围急剧缩小，海水更趋变浅，呈现典型的泥坪和泥云坪环境，接受了厚166米的含藻白云岩、颗粒白云岩、薄层泥晶灰岩及少许粒屑灰岩的沉积。

整个寒武世是一个不断海退的过程，及至晚寒武世末期，海水范围缩小到与中寒武世早期（毛庄期）相似的情况，古地理特征亦大致相同。

综上所述，可以看出，整个寒武纪贺兰山区的情况是：自寒武世中期开始持续海进，海水范围逐渐扩大。中寒武世末期（张夏期）达到最大海侵，海水漫及宁夏全区。此后，海水逐渐回落，进入海退并持续发展，至晚寒武世末期，达到最低点。从而构成一个完整的海进、海退过程。与这一过程相伴的沉积物也构成了一个完整的沉积旋回。