Question

古生代地壳演化

Answer 1

新元古代形成的中国大陆——古中国地台于中寒武世初发生大规模裂解，形成华北、扬子、塔里木三个小克拉通，和一系列更小的陆块以及昆仑-祁连-秦岭-大别、天山-北山等洋盆，从而使古亚洲洋向古中国地台扩展。寒武纪—志留纪中朝、扬子、塔里木等小克拉通，实际上已演化为广阔古亚洲洋中的三个浅海台地^[101]。

华北克拉通古生代特征为裂陷活动消亡，板块进入构造稳定、近乎全域性构造沉降阶段。早古生代突出特征是全域同步缓慢沉降，板内有小幅度差异升降^[104]。鲁西寒武系及中、下奥陶统总体以台地相及潮坪、潟湖相碳酸盐岩为主，早期有较多潮坪泥砂质沉积及少量滨海砂砾岩沉积；进入马家沟期，区内沉积相稳定，泥质极少，并远离陆源区，揭示其当时处于陆源区最大夷平期。中、下奥陶统为典型地台型沉积，从沉积环境看海水总体向南东加深。早奥陶世早期地壳抬升，遭受剥蚀，形成马家沟组与三山子组之间的平行不整合，即怀远间断面。稍后，幔源岩浆侵入形成金伯利岩。近年来，有许多学者提出北秦岭和北大别的超高压变质带主要形成于早古生代（519～403Ma）的观点^[123～125]，看来秦岭-大别构造带在早古生代曾发生过强烈的汇聚型的构造热事件。鲁西早奥陶世发生的怀远运动和地幔岩浆活动，可能与秦岭-大别洋壳向华北板块之下俯冲作用有关。鲁东南地区在早古生代期间处于与秦岭-大别洋相邻的位置，属裂谷盆地；鲁东北地区则属被动陆缘盆地，其地壳演化大致与北秦岭地区地壳演化相似。

中、晚奥陶世之后，由于受扬子板块向华北板块之下俯冲作用所产生的远程效应影响，华北板块东南缘由前期的被动大陆边缘（包括鲁东被动大陆边缘）转化为活动大陆边缘^[113]，而整个华北板块主体因受板块汇聚俯冲作用的影响，整体抬升剥蚀，表现为鲁西地区缺失上奥陶统—泥盆系沉积。

华北板块晚古生代的突出特征是结束了的单一海相沉积史，并完成了海陆交互相向纯陆相沉积的重大古地理转变。虽基本保持了区内同步沉积，但差异性大增，以近陆源沉积为主体，物源区与沉积区交织。与前阶段相比，构造运动活化显著^[104]。鲁西地区的晚古生代沉积始于晚石炭世，晚石炭世华北板块与西伯利亚板块对接、碰撞，华北板块北部地区的阴山-燕山古陆不断隆升、剥蚀，古地势北高南低，此时海水从东南方向入侵，华北地区形成了广阔的陆表海环境。在鲁西地区沉积了一套准碳酸盐台地和三角洲—潮坪潟湖相的暗色砂泥岩、灰岩和煤层。早二叠世随着华北板块南、北两侧持续不断的挤压作用，华北盆地抬升，鲁西地区海水向北退出，沉积了三角洲相砂、泥岩建造夹煤层，沉积厚度由晚石炭世的南厚北薄转化为北厚南薄。从中二叠世开始，华北板块南、北部挤压应力加强，华北盆地整体抬升，海水完全退出，鲁西地区沉积了河湖相沉积建造。鲁东地区在晚古生代时位于华北板块东南缘，推测同样存在海相和海陆交互相沉积，而且同河南商城-固始地区相似应为快速、不稳定构造环境下的复理石沉积^[113]，有明显的火山活动，晚古生代早中期为活动大陆边缘环境，晚期转化为前陆盆地。