好好过
游振东 ( 中国地质大学,武汉)为了贯彻党的 “教育为无产阶级政治服务,教育与生产劳动相结合”的教育方针,1958 年北京地质勘探学院师生,与各省 ( 区、市) 地矿部门合作组织队伍开展大范围1∶ 20万区域地质调查。在池际尚教授的带领下普查系师生与山东省地质厅合作组成山东区测一队对鲁西 13 幅基岩发育区进行 1∶ 20 万区域地质调查。参加的教员很多,现记得的有: 赵其渊、游振东 ( 泰安幅) ,刘本培、翟淑芬 ( 新太幅) ,季建之、薛叔浩 ( 枣庄幅) ,王良忱 ( 临淄幅) ,何成周 ( 沂水幅) ,潘福林、邓永高 ( 临沂幅) ,于丕休 ( 掖县幅) ,乐光宇 ( 诸城幅) ,孙桐逸 ( 胶南幅) ,赵良政负责全测区的地貌学研究。1959 年后增加的图幅有: 李鸿儒 ( 肥城幅) ,林培英 ( 济宁幅) 。以上全都是年轻教员,大约 5 月初池先生就带着全体教师奔赴济南组织全队踏勘工作。山东省地质厅派了一辆大卡车作交通工具。踏勘从山东北部的金岭镇开始,那是一个矽卡岩型的铁矿区,我们用了一下午考察那里的闪长岩体和它的接触带,并进行了讨论。次日起约用一周多的时间沿淄博—沂源—蒙阴—费县—平邑—枣庄—滕县穿了一条剖面回到济南,讨论制定填图单位。按鲁西的主体构造分盖层和古老岩系两大部分。盖层地层前人已经做了很多工作,问题不大,古老岩系前寒武系的地层如何划分填图单位却颇费心思。根据踏勘结果要求从古老岩系中分出各种类型的侵入体。到 6 月初学生纷纷到达,分别进入各自图幅。1958 年的夏天 《人民日报》发表 《鼓足干劲力争上游多快好省地建设社会主义》党的总路线。大致 8 月份起各地逐渐掀起大办炼钢铁、为 1070 万 t 钢铁而战的浪潮。所以那年野外工作的时间特别长,一直到 12 月才收队。在总路线大跃进的浪潮鼓舞下,填图找矿全面提前完成任务。记得那年冬天收队,大队人马住在 “管扎营”( 山东省地质厅的招待所) ,各队把自己填的图往墙上一挂,整个山东西部的区域地质轮廓便呈现眼前。一、沂沭大断裂的确定黄汲清先生 ( 1945) 在他的专著 《中国大地构造基本单位》一书中已经指出中国东部的主要断裂: 郯城 - 庐江大断裂。郯城就位于本次测区临沂幅的南边。潘福林等的临沂幅与何成周的沂水幅中部正是沂河、沭河流域,大面积河流沉积覆盖,但是河流两侧山区的地层构造,却有很大的不同,以致要设不同的图例来表示。说明沂河、沭河是流经一个大断裂带,可称 “沂沭大断裂”。后来读到黄汲清先生的专著才知道,它就是郯城 - 庐江大断裂向北的延伸,是该大断裂带在山东境内的表现。主要现象可归纳如下:1) 大断裂带两侧地层发育情况不同: 大断裂的西侧的沂蒙山区有寒武 - 奥陶纪地层的发育; 而其东侧的胶东地区,则全是古老岩系,从未见这些早古生代的地层。2) 区域构造线走向的大转折。在沂蒙山区以及大片鲁西山地,下古生界的分布普遍作 NW 走向,然而一旦靠近沂沭大断裂,都转向 NNE。3) 大断裂两侧古老岩系的组成极不相同。鲁西地区的古老岩系无大理岩,而大断裂以东的掖县地区和南面的胶南地区古老岩系中,大理岩相当普遍且有一定厚度; 鲁西地区古老变质岩系中缺失富铝变质岩,而胶东地区富铝变质岩发育。4) 鲁西古老岩系区域面理走向为 NNW,转至沂沭大断裂以东的胶东地区即变为NNE—NE。乐光宇老师曾经将山东这种面理构造大转折联系到近纬向的沂沭大断裂,认为是一种 “山”字形构造。凡此现象,均具体地说明沂沭大断裂的存在,更深化了人们对 “郯城 - 庐江大断裂”的认识。二、土门组通过 1958 年的工作,王良忱、薛叔浩等发现临淄、沂水、滕县、平邑等幅,在寒武纪地层之下还有一套未变质的以杂砂岩为主的前寒武纪地层,厚几米至几十米不等。以临淄的土门一带最为发育,因而称土门组。后来,经 1959 ~1960 年的野外工作,在图中单独表示,放在寒武系之下,并且专门作了土门组的等厚线图,从等厚线图看有向沂沭大断裂方向变深的趋势。这是山东大队一项重大成果。表现在: ①它揭示了华北震旦纪古地理的面貌,鲁西大部震旦纪时期为一隆起,只是在东部有小型盆地充填陆源碎屑沉积; ②从土门组的厚度,可以联想沂沭大断裂不一定是中生代才有的构造,早在前寒武纪的晚期,即新元古代,就已经开始活动,以致能控制土门组的厚度。三、关于鲁西古老岩系划分的反思鲁西古老岩系最早被 Blackwelder 称为 “泰山系”,新中国成立前冯景兰教授将它划分为若干个岩体,因此,人们一向认为泰山一带发育的是个岩浆杂岩体。1958 年填图时也只是要求按岩性填图,没有统一的填图单位。这时苏联 1∶ 20 万填图规范已经出台,对于变质地层要求按群、组、段进行划分。为此大队专门组织力量在新泰、平邑之间的太平顶作 1∶ 3 万详细地质岩性剖面。按岩性分出以黑云斜长片麻岩为主的太平顶组和以角闪片麻岩为主的万山庄组。1958 年我和我的学生,在 “泰安幅” 填图。运用航空照片发现莱芜盆地以南的新甫山的南坡,雁翎关一带有大面积的成层状的变质岩系。经地表调查认为是角闪片岩,即基性火山岩系。其上,在山草峪村一带还有成层良好的黑云变粒岩,当时就认为这是泰山群的代表性地层,并命名为雁翎关组和山草峪组。1959 年在踏勘剖面时在新泰的朝阳洞发现那里也有相当厚的角闪片岩,其层位应在太平顶组之上,因此根据岩性,认为等同于雁翎关组。这样我们建立了泰山群的 4 个组即自下而上: 万山庄组、太平顶组、雁翎关组和山草峪组。1959 年再次出队时就是按这个方案进行鲁西古老岩系填图的。改革开放后,中国地质科学院地质研究所程裕淇院士、沈其韩院士等的研究证明雁翎关组的变质基性火山岩系是太古宙绿岩带。如此看来鲁西的泰山群实际上是一个大的“花岗绿岩带”,雁翎关一带较完整地保存了绿岩带的剖面,而广大的片麻岩,乃是侵入其中的 TTG ( 英云闪长岩 - 奥长花岗岩 - 花岗闪长岩) 系列岩石混合岩化和中深变质的产物。和华北的许多前寒武系发育区一样,鲁西的泰山群也含有条带状磁铁石英岩建造( Banded Iron Formation,简称 BIF) 。1958 年为了响应大炼钢铁的号召,我们几乎跑遍了所有的条带状磁铁石英岩露头。当时季建之、薛叔浩领导的三小队发现了最大的带状磁铁石英岩露头,就是峄县苍山的苍峄铁矿,品位不高,规模较大,为山东大队放了一颗“卫星”。该矿后来还有开采。总结起来,条带状磁铁石英岩建造与角闪片岩有消长关系,条带状磁铁石英岩建造发育的地方角闪片岩等绿岩带的岩石却并不发育。条带状磁铁石英岩建造是太古宙水体中蓝绿藻光合作用的产物,造成氧与铁的结合沉积为条带状磁铁石英岩。对于鲁西的其他地区而言则不具备这种条件,大多数情况下见到的是含硫化物的角闪石石英片岩。它们氧化后露头呈褐色,俗称 “火烧皮”。我们在山东鲁西古老岩系研究中还有一个疏漏,就是忽略了沂水一带的麻粒岩褐紫苏花岗岩。虽然我们在区调报告中提到了那里的辉石片麻岩,但没有专门做麻粒岩相岩石学研究。四、鲁西的寒武系底部不整合面应是构造上的滑脱面中生代时期中国东部岩石圈减薄,软流圈上涌,这就引起上部构造层位中伸展构造十分发育。鲁西地区便出现一系列的盆 -岭构造,自北而南依次是: 泰安 -莱芜盆地,新泰 -蒙阴盆地和枣庄盆地等,这些盆地的北沿毫无例外是古老岩系构成的山岭,其上不整合地覆盖着寒武 - 奥陶系这些早古生代地层。寒武系底部的不整合面,以及寒武 - 奥陶系之间的某些界面,往往是岩浆上侵就位的场所。当年,这些想法并不十分明确,但有许多事情,今天想起来,仍颇有启发。1. 德国专家 Schuler 说山东寒武系有玄武岩1958 年,就在我们出发踏勘前两天,德国专家 Schuler 博士结束了他在鲁西的地质考察回到济南,山东省地质厅约请他给我们作一个学术报告。Schuler 用英文讲,由池先生给他做翻译。Schuler 博士在报告中说山东寒武系的底部有玄武岩。这一论断使我们大为惊讶。据我们所知华北包括山东西部寒武系是标准的浅海相碳酸盐岩,何以有玄武岩喷发? 也不知他是从哪里观察到的,使我一直存疑。2. 有学生告诉我,寒武系不整合面以下,还有一层石灰岩1958 年 9 月在泰安,我正给泰安幅填图的高年级学生讲区域基本地层单位和填图方法。一位岩矿专业的学生 ( 忘其名) 提出在寒武纪地层之下还有一层石灰岩。我很奇怪,于是一起到他所观察的现场,原来就在新甫山的南坡。果然寒武纪地层的下面 2 ~ 2. 5m处有一层不足 1m 厚的灰绿色的岩石。粗粗一看像石灰岩,但仔细用放大镜看即不难发现其中的长石微细斑晶,显然是细粒闪长玢岩误认作灰岩了。实际上这是沿寒武系不整合面下方一个张节理侵入的闪长玢岩岩床。这一实例,使我久久不能忘怀,联想到 Schuler 博士所说寒武系底部有一层玄武岩,似乎可以理解: 他所看到的玄武岩会不会是侵入于寒武系底部的闪长玢岩岩床呢?3. 鲁西的寒武 - 奥陶纪地层中,不乏层状中 - 基性侵入体位于济南城内著名的标山,华山、匡山和鹊山的辉长岩 ( 济南辉长岩 LA - ICP - MS,U - Pb 定年 124 ~ 142Ma) ,不就是一个基本顺层的侵入体吗? 再看莱芜铁矿的铁桐沟闪长岩 ( 131. 4 ±4. 9Ma) ,莱芜盆地东南角峪闪长岩等,也多有顺层侵入的现象。因此可以认为: 华北地台寒武系不整合面及其上的寒武 - 奥陶纪地层,受到中生代底侵构造的影响,可以存在多个滑脱面,为中生代的岩浆侵位提供空间。同理,此类滑脱构造会不会给油气资源提供储藏的空间呢? 近年来济阳坳陷已经探明第三纪 ( 古、新近纪) 火山岩油藏。这也说明不整合面是重要的油气输导体系。五、临朐山旺的古生物化石临朐山旺的硅藻土和其中的湖相化石,早在 20 世纪 40 年代就有过报道。1958 年山东大队王良忱等领导的小分队对该区的地层和古生物都做过仔细的研究。主要成果有 4 方面: ①硅藻土沉积矿床; ②第三纪 ( 古、新近纪) 湖相化石群; ③泥炭沉积; ④第三纪( 古、新近纪) 玄武岩。1958 年底收队回北京。学校举办一个教育与生产劳动相结合的成果汇报展览会。强调实物,“不要纸片片糊墙”,山东大队展出很是出色,其中几件展品都是来自山旺。1. 泥炭临朐地区出泥炭,屈谔山 ( 当年是高年级学生) 运来一个巨型褐色泥炭标本。它的木质结构还没有破坏,标本长 1m 多,宽 70 ~80cm,因此,戏称其为 “棺材板”,它在展品中是很突出的。2. 动物化石山旺盛产第三纪 ( 古、新近系) 动物化石。当年展出的有鱼、青蛙、龟类等化石。在白色的硅藻土质的页岩上衬托出炭质的鱼、青蛙、龟类,形象栩栩如生。3. 第三纪 ( 古、新近纪) 碱性玄武岩山旺地区第三纪 ( 古、新近纪) 火山岩十分发育。当年参加展出的是山旺唐吾的碱性玄武岩大型标本,黑色块状,相对密度很大,气孔并不发育。展出结束后,我把它切了一个薄片,发现一种很特殊的结构。它的基质中有很特殊的卷曲纤维状碱性角闪石。似是代表一种高温冷却的结晶环境。1959 年池际尚教授主持编写的 《岩浆岩岩石学》一书中就用了这张显微照片。这些成果充分体现在改革开放后,山旺地区的经济文化建设的方方面面。如今山旺国家地质公园已经建立,那里的山旺古生物博物馆展出了昆虫、鱼类、两栖类、爬行类甚至哺乳类的化石产在硅藻土质的湖相沉积和火山沉积之中。那里的火山地貌,也成为国家地质公园的重要景点。六、点滴经验或感悟1) 对于古老岩系发育区,不必急于建立地层系统,而首先注意按岩性填图,可以先据踏勘结果,建立几个岩性单元,注意各类岩石之间的关系并要加以研究,查明它们是侵入接触、断层接触还是不整合或假整合。对于一些大面积岩性单调的单位,无标志层可以追索时,应多量面理产状,以便进行构造分析。尤其应注重面理的转折,往往就是构造的转折端。2) 为了科学地建立古老岩系的地层单位,要将区域构造分析与先进的地质年代学结果结合起来。利用变质岩中提取的锆石或含有锆石的薄片,用阴极发光技术研究锆石的形貌和成分环带,再运用 LA - ICP - MS ( 激光拉曼等离子质谱) ,可以原位地测定锆石每个生长环带的年龄。对于中国东部地区的区调,应对燕山期以来的岩浆活动及其活动的期次、构造性质等作出详细的分析,注意伸展构造对油、气资源的控制作用。3) 注意区域地质调查工作与国民经济发展的关系。区域地质调查过程中应注意那些与国民经济发展密切相关的地质体和地质现象。许多矿产资源,品位达不到要求,但随着技术水平的提高,原来品位不够的,现在就可以利用。一些贫瘠的山区,因国民经济的需要会变得富裕。山东费县,大面积的寒武纪石灰岩丘陵,是岩溶作用造成的。过去,老百姓靠烧石灰过日子。改革开放以来,由于奇石、观赏石市场的开发和兴起,费县的岩溶造成的怪石,遍地皆是,这就使费县变成 “奇石之都”,社会经济面貌大为改观。山沟沟里飞出了金凤凰。当年山东大队的战友,不少仍奋战在地质战线,请多批评指正。官方服务官方网站