Question

广西区域地质发展历史的基本特征

Answer 1

李志才

( 广西地矿物业管理中心)

地质学是研究地球历史的自然科学，国际地质科学联合会主席张宏仁教授认为: “地球是一本书，这本书早有文字记载，科学的任务就是解读地球本身的历史痕迹”， “地质科学每一次认识上的飞跃和理论上的创新，都给社会经济发展带来较大的推动作用”，它对人类的生存和发展有着重大的影响，认识地球有助于资源的开发利用和环境的改善保护。江泽民同志曾指出: 地质科学的根本任务在于认识地球，为人类的活动提供科学依据。

地质调查是认识地球历史的方法手段，只有反复的实践和研究才能提高认识，提高研究程度，才能为开展各项地质找矿工作提供依据和先行。自 1956 年以来，广西全面系统地开展了各种地质调查，积累了大批有科学价值的第一手材料，并有许多重大的发现和突破，解决了一批历史遗留的地质难题，在前人工作的基础上有春哪历了重要进步，但还存在若干地质问题，有待今后继续实践解决。现仅将区域地质发展历史的基本特征，初步归纳为 3个方面共同探讨。

一、海陆变迁

广西地壳表层的形成就是一部海陆变迁的历史，主要见证于各地质时代地层的形成。广西自 20 亿 a 前就有海水侵入，历经了中元古代 ( 四堡群) 、新元古代 ( 丹州群) 、震旦纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪 ( 古、新近纪) 、第四纪共 14 个地质时期。从沉积作用来看，各地质时期的沉积作用是连续的、有序的，除地壳运动短时间暂时影响沉积作用外，绝大部分时间是在海陆变化过程中。从沉积物的沉积环境来看，可以分为两个大环境，即海 ( 水) 相沉积环境和陆 ( 地) 相沉积环境。在印支运动 ( 2. 27 亿 a) 之前为海相沉积环境，印支运动之后为陆相。沉积类型可分为三大发展阶段，泥盆纪 ( 4. 10 亿 a) 之前，基本属于地槽型深水和较深水沉积阶段; 泥盆纪之后为地台型浅海、边缘海沉积阶段; 印支运动之后为陆相盆地沉积阶段。从沉积物的特征来看，地槽型沉积物以碎屑岩类为主，地台型沉积物以碳酸盐岩为主，陆相盆地以红色碎屑缓此岩为主，各地质时代地层沉积厚度，累计可达 8 万 m。随着沉积年代和环境的变化，各门类生物非常丰富，由元古宙的低级植物孢粉开始，到古生代动物群大量出现，中生代开始巨型恐龙出现，新生代的古人类出现，由低级向高级有序发展。

1. 地槽发展阶段

主要发育在桂北地区的元古宙地槽，桂中以东和以南地区的加里东地槽，以浅海和半深海沉积环境为主，沉积物特征是以砂岩、页岩、砂砾岩为主的碎屑岩相，岩性较单一，类复理石序列清楚，海底的冲刷特征明显，生物群繁殖从低级开始，元古宙以古孢子植物和几丁虫类为主，计有 27 个属 38 种之多，进入早古生代开始出现国内东南型的动物群，如海绵骨针、腕足类、笔石类。在桂东南地区的奥陶系和志留系中，发现大量笔石群，共建立了 12 个和 19 个笔石带，在海洋山地区的奥陶系中也发现了大量笔石群，共建立 9 个属 23 个种。但在桂西地区沉积环境和沉积相发生重大变化，寒武系由地槽向地台过渡，沉积相由碎屑岩过渡为碳酸盐岩相，动物群过渡为华北型的三叶虫、球接子、腕足类等，在那坡地区发现大量三叶虫，共建立了 25 个属。生物群随地质环境变化而变化十分明显。

2. 地台型发展阶段

自志留纪末广西运动后，晚古生代的沉积环境发生了很大的变化，由地槽回返形成广泛的隆起区，由较深水环境沉积转变为浅海和海岸带的地台沉积环境，海水动荡，生物群大量繁殖，早期为海陆交互沉积的砾岩、砂岩、页岩，以后开始转变为台地上的碳酸盐岩沉积，以灰岩和白云岩为主，部分为泥质岩、硅质岩，并含有煤层。由于近岸的海水富氧，水动力活动较强，是广西古生物群最繁盛时期，种类也最多，计有底栖和浮游两大类，共计有 17 个门类之多，其中以泥盆纪时期最为丰富，如六景标准剖面发现 17 个门类500 多个属种，牙形类也发现 18 个化石带，北流剖面发现腕足类、珊瑚、层孔虫、竹节石等 30 多个属种，大乐剖面发现腕足类、珊瑚、竹节石等，共有化石组合带 97 个，罗扒搜富剖面以深水漂浮的竹节石、菊石、牙形刺为主。石炭纪和二叠纪则以 类最繁盛，共有77 个属及亚属，580 个种及亚种。地台发展阶段也是广西沉积矿产成矿最有利的时期，如泥盆纪的锰、铁、钒、石灰岩等，矿产丰富，是已探明全区储量的 60% 左右，石炭纪和二叠纪的煤、铝土矿、锰、石灰岩等，也有很重要的工业价值。

3. 陆相沉积发展阶段

从中三叠世末的印支运动开始，广西地壳普遍上升，海盆地的海水全部退出，海相沉积结束，自此，在活动基底断裂控制下，形成了广西大大小小 50 多个盆地，以十万大山和桂平桥圩盆地面积最大，形成了内陆盆地的湖泊相、河流相的沉积，由于陆地当时的风化、氧化作用强烈，气候炎热等因素影响，沉积物的重要特点是以红色粗碎屑岩为主，多为砾岩和砂岩、夹页岩，侏罗纪还有灰岩。在侏罗纪和第三纪 ( 古、新近纪) 时期，由于植物和有机物大量繁殖，在某些盆地中形成了含煤层 ( 如西湾和南宁盆地) 和油气层( 如百色盆地) 以及粘土 ( 合浦盆地) 、膨润土 ( 宁明盆地) 、膏盐等矿产。生物群进一步进化繁殖，三叠纪开始以菊石、双壳类为主，并在动物群中出现了爬行动物，如武鸣县在三叠系中发现广西幻龙东方种，在十万大山和南宁盆地发现了白垩纪的鸭嘴龙化石。第四纪开始，在来宾、柳州、柳城、桂林、百色等地 10 多处，发现了重要的古人类遗迹，以及大批的脊椎动物化石，如巨猿、大熊猫、剑齿象等，最主要的发现有麒麟山人、柳江人、白莲洞人、甑皮岩人，为古人类研究提供了重要的实际资料。

二、岩浆活动

岩浆活动是地壳活动的重要组成部分，与地壳运动往往是同步发生的，也是广西区域发展史上的重要内容，与内生金属矿产的形成密切相关，几乎所有重要的内生金属矿产成矿期都与岩浆活动息息相关，因为它是成矿物质来源的主要渠道。岩浆特制主要来自地球深部的幔源型 ( 基性岩和超基性岩) 和地球浅部的壳源型的岩浆，其中壳源型又分为幔源分异、混合同熔、壳源重熔、壳源交代等类型。岩浆活动的方式主要有深部的侵入活动和地表的喷发活动两种。

广西侵入岩活动出露的各类岩体有 1200 多个，出露面积约 2 万 km²，这说明侵入活动是广泛、强烈的，具有规模大的特点。大岩体多发生在背斜、复背斜轴部，如桂北元宝山、越岭山、海洋山等地，部分产在大断裂带及周围。从活动的地质年代特点看，具有不间断和多期性的特点，与构造旋回有密切的关系，并相伴生，如四堡旋回、雪峰旋回、加里东旋回、印支旋回、燕山旋回、喜马拉雅旋回，其中以华力西旋回的花岗岩侵入规模最大，分布面积为 8051km²，加里东旋回 ( 3363km2) 和燕山旋回 ( 4516km²) 次之。岩性较复杂，以酸性花岗岩类为主，出露面积为 19000km²，占全区侵入岩面积的 96% ，主要分布在桂北、桂东北和桂南的广大地区，主要成分是 SiO₂，含量通常为 60% ～ 65% ，黏性大，镁铁含量低，钾钠含量高。基性岩和超基性岩侵入的面积较小，大小岩体约 940个，面积为 817km²，主要分布在桂北地区的四堡区和雪峰区。桂西地区主要为华力西期和印支期的基性岩，主要成分是 SiO₂，含量为 45% ～ 50% ，超基性岩中的 SiO₂含量＜ 45% ，它们的黏度小，镁铁含量高，钾钠含量低。

广西的火山喷发岩活动也频繁，一种是在海盆地沉积过程，在海底喷发以后，形成各种层状的沉积物，岩石常常具有气孔状、杏仁状、枕状构造等特征，如层状、枕状的细碧岩、角斑岩、凝灰熔岩、火山角砾岩、熔岩等，特制来源于地球深部。一种是在大陆的喷发活动，形成各种熔岩流、火山堆积物。火山喷发的各种物质，累积的厚度可达 9000m，占全区沉积岩总厚度的 11% 左右，充分说明地壳的物质来源，有相当部分是来自地球的岩浆活动供给的。火山喷发活动的方式，主要以裂隙喷发 ( 沿断裂带) 和中心式喷发( 近圆形) 为主。从喷发活动的地质年代看，除寒武纪没有发现火山活动外，从四堡时期到第四纪的 13 个地质时代中均有发现，说明在广西区域地质历史是比较活跃和不间断的。据已有资料统计，明显的喷发活动有 40 余次，据过去资料看在桂西地区几乎是空白的。地质调查后，发现大量从泥盆纪到三叠纪的多层位的海相火山喷发活动，累积的总厚度可达 5400m，具有喷发次数多、厚度小 ( 一般为数十米厚) 、分布零星的特点。从岩石类型来看，中泥盆世到二叠纪火山岩多为基性岩，三叠纪主要为中酸性岩，火山喷发活动主要受基底断裂控制，多为裂隙间歇性。印支运动以后，转为以大陆型的火山喷发活动为主，多形成流纹岩、流纹斑岩、凝灰岩、凝灰熔岩、火山角砾岩、火山碎屑岩、安山玢岩等，具有气孔状、杏仁状、流纹状等特征，并在合浦县烟墩岭和涠洲岛等地发现火山口，以及发现较多的火山堆积物、火山弹和火山碎屑岩等。

三、构造运动

地壳运动除了表现在海陆变迁的沉积作用和岩浆活动外，同时也表现出在岩石和地层的变形、变质方面。广西的构造运动前人做了不少研究，1963 年尹赞勋等曾统计过以前的地质学家在广西命名的地壳运动有 28 次之多，通过地质调查后，认为比较有证据的只有 19 次，其他证据不足，而且各期次发生运动的性质、特征、强弱也不同，随着地区地质条件的不同，也有所不同。总的来看，具有多阶段、多旋回发展的特点，在不同阶段中，在沉积作用、岩浆活动和岩石变质、变形方面也是不同的。在 19 次中，元古宙有 3次 ( 四堡、雪峰、富禄运动) ，早古生代有3 次 ( 郁南、北流、广西运动) ，晚古生代有4次 ( 柳江、黔桂、东吴、苏皖运动) ，中生代有 5 次 ( 桂西、印支、燕山一、二、三次运动) ，新生代有 4 次 ( 喜马拉雅一、二、三、四次运动) 。在空间上的变化，地壳表现在造山和造陆两种性质的运动。造山性质的如四堡运动、广西运动、东吴运动、印支运动和燕山运动，这些运动强度大，可使大陆的海水退出，停止沉积作用，并使地层、岩石发生剧烈褶皱、断裂和变质、变形，以及移位，使海盆变为大陆的山脉和盆地，经过沉积间断后，又开始新发展阶段的沉积，它明显地反映了新、老地层之间的角度不整合接触关系，在新地层底部常常保留有沉积间断的底砾岩、粗碎屑岩，以及花岗质碎屑岩等。造陆运动主要表现在地壳大范围的升降活动，海盆地海水退出形成陆地，但地层没有发生垂直运动，在经过一段时间的剥蚀、侵蚀作用后，海盆地再次下沉，当海水再次开始新的沉积作用后，新、老地层之间常常表现在地层之间的平行不整合接触关系，但在新、老地层之间保留有沉积间断的风化侵蚀面和风化堆积物，如氧化的铁、铝岩等。地壳运动在空间分布上是不均衡的，强弱也是不同的，如广西运动在大部分地区是造山运动，泥盆纪地层角度不整合在不同层位的早古生代地层之上，底砾岩普遍存在，但在钦州地区没有发生造山运动、海盆地缩小，海水连续沉积，笔石等生物群连续演化。又如东吴运动，在桂南地区是造山运动性质，晚二叠世地层不整合在不同时代地层之上，而其他地区是造陆运动性质，地层之间只是沉积间断的平行不整合接触关系，因此在早、晚二叠世之间形成了大量存在的风化残留的铁铝岩和铝土矿等。

造山运动是强烈地壳运动的表现，常常造成地层发生褶皱和断裂活动，形成许多大小不等的背斜、向斜、复背斜、复向斜，以及大片的隆起区，使大陆形成众多的山脉、河流，以及盆地、平原。广西主要的大山脉有桂北的元宝山、苗儿山，桂东北的海洋山，桂东的大瑶山、桂南的大容山、十万大山，桂西的大明山等背斜组成的大山脉。在地层发生强烈褶皱的同时，岩层发生超强度的破裂和位移，在水平和垂直两个方向产生错动和位移。较大的断距可以超过千米以上，在断裂发生的历史过程中，有多次活动的和有重要意义的断裂活动，是那些区域性大断裂和深大断裂带，它们在地壳活动中，有着控制沉积作用、控制岩浆活动、控制导矿、控矿等作用。区调队曾经总结有重要影响的 24 条广西主要断裂带，如博白 － 岑溪深断裂带，灵山 － 藤县深断裂带等，有些单位根据资料还总结了较多条的断裂带，主要特征明显，它们切割了不同地质时代的地层，断距大，破碎带宽，有构造变质岩，有硅化、角砾岩带，对岩浆活动作用、成矿作用均有导岩、导矿和控岩、控矿的重要作用，在区域地质发展史上有着重要的意义，是我们重点研究的对象，尤其对地质环境、地质灾害也有重要影响，如地震活动带、新构造运动，与这些深大断裂带有密切关系，如 1934 年发生的灵山大地震等。尤其目前修建的工程大项目，如水库、水坝等，在重力打破平衡和重新组合时，要密切注意新的构造运动，加深研究，以求安全。

以上是对广西基础地质方面进行归纳、总结的基本特征，以便共同探讨，有些地质问题还有待继续实践和研究，不当之处请批评指正。