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盆山耦合的关键问题及其在狼山与两侧白垩纪盆地研究中的应用
2025年底我主笔的长文首发:
吕洪波,冯雪东,王俊,朱晓青,董晓朋,张海春,李莎,郑大燃,张琦. 2025. 盆山耦合的关键问题及其在狼山与两侧白垩纪盆地研究中的应用。地质论评,2025.12.20 网络首发。网络连接:
https://www.geojournals.cn/georev/georev/article/abstract/20257106051
这篇长文发表后,我在科学网发布了一篇博文:
科学网—内容多、分量重、耗时长、争议大----最后一篇大地构造研究论文诞生了 - 吕洪波的博文
接着又发布了五篇博文分别介绍论文的不同部分,今天接着介绍在狼山南麓发现的白垩纪蛇绿混杂岩。
前面的分析揭示鄂尔多斯地块在晚白垩世向北西(NW)俯冲的历史。代表巴音戈壁盆地群的下白垩统陆相碎屑岩与代表鄂尔多斯盆地的李三沟组陆相红层在狼山南麓拼贴在一起,但仍无法排除二者之间曾经存在着洋壳组分。包含狼山在内的整个阴山山脉被中国地学界看作是板内造山的代表,如果这里曾经存在白垩纪洋壳成分,则这个造山带就应该是经典的板块边缘碰撞造山。整个狼山都被前人看作前寒武纪变质岩和前中生代花岗岩出露区,没人怀疑会有白垩纪岩石。然而,根据我们的研究判断,狼山南麓可能存在着白垩纪的岩浆岩,甚至有碰撞造山的洋壳逆冲片残存。抱着这样的想法,我们重点在狼山南麓沿着主要逆冲带追踪寻找,终于在获各琦—青山口公路两侧发现了白垩纪绿片岩相变质岩(绿泥石片岩)及尚未完全消化的玄武岩块体,证明是蛇绿岩套的一部分。现在就介绍该蛇绿岩套发现的思路和主要证据:
依据蛇绿岩套的定义:蛇绿岩套就是造山带内发现的大洋岩石圈的岩石碎片(逆冲片)。
大洋岩石圈理想剖面及典型岩石特征如下:
大洋岩石圈碎片之所以能滞留在造山带中,根本原因是洋壳的俯冲:
洋壳俯冲过程中逆冲片形成及增生楔发育特征:
大洋岩石圈俯冲后有些逆冲片滞留在增生楔中,板块碰撞后因造山带抬升而零星出露地表。此时的洋壳组分多数已经变质:
下面就看看狼山南麓发现的洋壳组分:
该处绿片岩相变质岩是该带变质岩的主体(基质),其原岩应该就是玄武岩。我们发现的未变质玄武岩块(上图)就位于绿片岩相变质岩中,属于不均匀变质作用“尚未消化”的原岩残片。其岩性致密,不含杏仁体,与狼山南北两侧发现的下白垩统苏宏图组陆上喷发玄武岩明显不同,请不要混淆二者。根据该岩石中锆石年龄限定其为早白垩世晚期产物。
需要说明的是:当时我一心要找到深海沉积的标志,受到先入为主的模型限制而误导了自己的思考。发现紫红色岩块而用锤子敲击产生火星,便认为是硅质岩。室内没做详细鉴定而出现了错误的判断。
2025年最新论文审稿时,一位审稿人指出:这个岩块是花岗石糜棱岩。借此机会特作更正并感谢审稿人的纠错。希望有同仁对此作详细鉴定。
这个带上还有很多不同岩性的外来岩块,值得深入研究。我退休后没有时间和经费继续研究,只能将机会留给后人了。
根据绿片岩相变质基质中发现的辉绿岩马石年龄(88.2 ±1.6Ma),该岩块为晚白垩世浅成侵入体。这限定了鄂尔多斯地块向中亚造山带俯冲及狼山隆起的时间为白垩纪末期,同时也将华北板块的边界向南迁移至狼山南麓一带。这个发现涉及华北北部大地构造格局、板内造山带等很多问题,已经引发了明显的争议。希望后人找到更多的新证据,深入讨论这些问题。
在绿片岩相变质岩带以南沿着公路数千米范围内,相继存在着一系列逆冲片:含硅质岩的变质白云岩(原岩为碳酸盐台地相)、石英岩带(原岩为滨海相沉积岩)、千枚岩(原岩为泥质岩)以及陆相碎屑岩。这些组合符合被动大陆边缘最后俯冲、碰撞并拼贴到造山带中的组合次序。
我们在2018年的论文中对狼山南麓各种逆冲片作示意图,最新论文稍作修订:
目前我们发现的仅仅是洋壳表层的组分,包括沉积物(完全变质为绿片岩相变质岩)和玄武岩(主要为绿泥石片岩),其他洋壳组分应该在深处。
有人认为:只有发现橄榄岩组分才代表蛇绿岩套,因为橄榄岩(蛇纹石化)是洋壳之下的深层组分,形成于大洋岩石圈的上地幔区域。
然而,作为大洋岩石圈碎片的蛇绿岩套本身包含从上到下的不同层段:远洋沉积、枕状玄武岩、席状岩墙、辉长岩、橄榄岩,总厚度大约5-10千米。造山带中发现浅表的洋壳残片(如:深海沉积和玄武岩)就是蛇绿岩套的浅层组分,不可能在同一高度(或深度)同时发现深浅不同的组分,而以橄榄岩为代表的深层组分要到造山带继续隆起剥蚀至少数千米之后才会出露。
科学研究的魅力在于可预测性,本文的发现提供了继续发现蛇绿岩套其他组分的线索:沿着狼山南麓这个带肯定还会有其他组分有存在,希望有感兴趣的地学同仁继续在狼山一带进行野外调查工作。由于现实的限制,个人的能力和认识有限,错误和遗漏在所难免,敬请地学同仁们批评指正。
主要参考文献:
吕洪波,冯雪东,王俊,朱晓青,董晓朋,张海春,李莎,郑大燃,张琦. 2025. 盆山耦合的关键问题及其在狼山与两侧白垩纪盆地研究中的应用。地质论评,2025.12.20网络首发。网络连接:
https://www.geojournals.cn/georev/georev/article/abstract/20257106051
吕洪波,冯雪东,王俊,朱晓青,董晓朋,张海春,章雨旭. 2018. 狼山发现蛇绿混杂岩—华北克拉通与中亚造山带碰撞边界的关键证据。地质论评,64(4):777—805。网络连接:https://www.geojournals.cn/georev/georev/article/abstract/20186404001?st=article_issue
下期将继续介绍狼山南麓的发现。欢迎朋友们批评指正。
吕洪波
2026.02.21
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