這是壹次快速隆升、快速切割、快速堆積,形成巨厚的上類磨拉石建造的地質事件,也是壹次強度較高的地內事件。事件的誘因是巖石圈的重力均衡調整作用。該事件所形成的巨厚的上類磨拉石建造,從海南至廣東、福建、江西到浙江,分布很廣,其在構造-沈積旋回中出現的位置和相序也是壹致的。盡管因生態環境所限,難以找到化石,也不失為中國東南部上白堊統良好的區域對比標誌層,其所形成的丹霞地貌,到處是奇峰屹立,懸崖百丈,點綴著莽林、古剎,成為中國東南部著名的旅遊觀光和療養勝地,諸如浙江方巖山、赤城山,福建武夷山、桃園洞,廣東的丹霞山,江西的圭峰等。
( 壹) 重力均衡調整事件概述
壹般情況下,地球深部某壹面上單位面積所承受的靜壓相同,這就叫重力均衡,這個面叫重力均衡面。但由於構造運動、地幔對流、巖漿活動等原因,會使巖石圈的質量分布改變,破壞了原先的均衡狀態。而地球有自動調整質量分布的能力,使之重歸均衡,這就稱 “均衡調整”。
軟流層是地球上部的可塑層,其頂面可因上覆巖石柱的荷重或卸載而下凹或上隆。可以通過該面的隆、凹來改變上覆巖石圈單位面積上的靜壓來達到調整的目的,這個面便是均衡調整面或均衡代償面。均衡調整的具體方法是負重力地區上升,將上部密度較小的矽鋁層壹部分推出侵蝕基準面之外給剝蝕掉,而補充進密度較大的矽鎂層。這壹過程就造成了大量的山麓堆積———類磨拉石建造。通過減少低密度層,增加高密度層的方法,使整個均衡調整面所承受的靜壓相同而恢復巖石圈的均衡。
最常見的均衡調整發生在板塊碰撞帶。地殼的俯沖、上疊、碰撞擠壓,都會引起物質的側向運移和重力失衡,馬上自動調整,碰撞造山帶被削低、邊緣前陸盆地充填磨拉石建造。這是壹種比較典型的均衡調整現象,但其分布範圍局限於板塊碰撞帶。另壹種均衡調整未被壹般地質工作者認識,或者不夠重視,那就是地幔過熱、地殼重熔、巖漿活動等所引起的重力失衡所進行的均衡調整,即中國東南部白堊紀所發生的重力均衡調整運動。
( 二) 均衡調整巖套在解決永康群、“天臺群”和衢江群關系中的應用
均衡調整事件始發於晚白堊世中期,即朝川期末,中戴期初形成壹套以礫巖為主的山麓堆積相的類磨拉石建造,包括浙東方巖組下部、浙西中戴組下部、廣東南雄組大鳳段下部、福建崇安組下部和江西圭峰群河口組下部的塊狀礫巖,筆者稱之為 “均衡調整巖套”,它特征明顯,厚度巨大,分布廣泛,是壹個非常理想的標誌層。
表象上它與常見的沖積扇相似,但成因上卻完全不同。沖積扇或沖積裙分布局限於河口地區,有山有溝就有沖積扇,時代上貫穿於整個河流發育階段而不具有固定的層位,也非同期產物,空間分布不連續; 而晚白堊世這套類磨拉石卻是鋪天蓋地,從海南島起,向北分布到粵、閩、贛、浙諸省,直抵江南隆起,厚度之大,連續性之好,其他時代尚未曾見到過,很難以 “沖積扇”壹詞以蔽之,故筆者稱之為 “山麓堆積”,由河流的攜帶、重力作用和地表徑流沖刷等***同作用,在山麓堆積起巨厚的沈積。根本原因是均衡調整使山越升越高,超出侵蝕基準面後,迅速削低,山根逐漸消失,而沈積盆地卻越沈越深,沈積了巨厚的類磨拉石建造。這是壹層典型的事件沈積巖套,各省所見應是同時沈積,而浙江有些地質工作者認為有 “三套礫巖”,是 “三個構造亞層”。浙江幾十個紅層盆地,每個盆地都有這套礫巖,但是幾十年的大量地質調查,卻沒有在哪個盆地中同壹剖面上出現三套礫巖,這又該作何解釋? 由於各盆地都彼此孤立,找不到不同盆地間同類地層的聯系,偏偏礫巖中又找不到化石,這就難以確定各盆地中這些礫巖是否層位相同,唯壹的辦法就是通過地質事件的同時性來證明。
浙江省 1∶ 25 萬嵊縣幅區調報告中采納了俞雲文關於三群並列的方案,即永康群、“天臺群”、衢江群三者是同時的。前兩者的同期性是正確的,區別只在於東部火山活動強烈,那裏的 “天臺群”火山巖夾層較多,西部永康群火山巖夾層少甚至沒有。而將衢江群與永康群並列的觀點就難以茍同了。
地層的形成明顯受構造活動性的控制。館頭期是拉張沈降期,形成壹系列斷陷盆地和以黑色碎屑巖為代表的非補償型沈積; 而中戴期則是隆升構造環境,形成以紅色類磨拉石建造為代表的超補償型沈積; 將兩個截然不同構造演化階段視為 “同期”,未免有欠考慮。
將中戴組與館頭組相對比的唯壹依據可能是中戴組中所夾玄武巖的年齡值為 105 Ma,這與館頭組年齡相近,但只壹個數據使其代表性不足,如果有壹組數據那還可以相信。另外值得註意的事實是,在金衢盆地南緣的金華朱裏塢、龍遊官頭潭、義烏青口等地,均可見中戴組礫巖覆於朝川組之上,後者有的地方找到過 TPN 蚌動物群組合。這個動物群只見於館頭組和朝川組。下火山巖系為中村蚌-球硯-額爾古納蚌組合。
近年在揚子區與中戴組相當的礫巖之下的橫山組中找到了恐龍化石,證明該礫巖的時代為晚白堊世,時代與朝川組相當。
中戴組產恐龍化石———吉蘭泰龍,該化石可見於早白堊世和晚白堊世。據鑒定者董明枝的意見,認為是壹種較原始的種。區域上恐龍化石常產於晚白堊世,天臺縣城北的恐龍蛋群、永康市城西的恐龍股骨和恐龍蛋等化石均見於朝川組上部,館頭組層位產恐龍化石的報道至今未見。從事件地層學的資料看,筆者主張衢江群與方巖組並列,但是方巖組只分布於華南地塊上,那裏是加裏東褶皺基底,構造活動性強,沈降幅度大,後期隆升受剝蝕的幅度也大,所以厚度比揚子地塊上的衢江群大,上部受剝蝕的層位也多,常常只殘留下部的礫巖和少量其上部的河流相地層,難以跟衢江群全面對比,但保存程度較高的天臺賴家方山剖面的方巖組 ( 浙江省區域地質調查大隊另命名為 “赤城山組”) ,在礫巖之上保存有較厚的與金華組相當的湖相層,這與衢江群較相似,但其上與新生界的嵊縣組玄武巖假整合接觸,其間缺失了與衢江群上部河流相的衢縣組相應層位,這種缺失,也與華南地塊構造上大起大落有關,頂部層位被剝蝕掉了。衢江群的剖面結構同廣東南雄的南雄組完全壹樣,都是下部為山麓堆積礫巖,中部湖相碎屑巖,上部河流相碎屑巖,但南雄組化石豐富,盛產晚白堊世恐龍化石。
( 三) 引發均衡調整運動誘因的探討
至於引起晚白堊世重力均衡調整的機制,尚未有人提出,因為這套類磨拉石建造的成因,各種地質報告都認為是沖積扇。認為是均衡調整運動成因的這還是首次。
白堊紀時已進入板內活動階段,特別是閩浙運動之後,地球動力學機制已由印支運動的強擠壓,經過應力反彈過渡,轉化為拉張,所以這套礫巖不可能是碰撞擠壓導致隆升、剝蝕形成的真正的磨拉石建造,眾多的斷陷盆地的形成、雙峰火山巖系列的噴出都說明地球動力學機制屬拉張型。方巖組、中戴組、南雄組、河口組、崇安組等都是這壹類型的沈積建造,組成遍地的丹霞地貌。後者的特征,除了懸峰筆立之外,地層產狀平緩是其另壹特征。這壹特征表明,這壹時期的隆升並非構造擠壓引起,其分布面積之廣,只能是均衡調整引起,拉張應力從白堊紀初開始,有增無減,最後新生代時臺灣和海南島都從南方陸塊分離出去。
均衡調整的時限壹般是 103~ 105年,即運動啟動後 10 萬年內重新達到均衡。對地質歷史而言,這只是短暫的壹刻,但山麓堆積相是個快速堆積的巖類,在這個時限內的堆積絕不會是數十米,所以筆者對馬武平將麗水盆地那幾十米礫巖歸為 “方巖組”實在不敢茍同。
到底為什麽這時候發生均衡調整運動? 它的誘因是什麽? 可以根據均衡調整巖套形成之前這裏發生了什麽足可以引起巖石圈重力失衡的事件來追溯引起均衡調整的原因。這無疑要歸結到上火山巖系的火山活動上,有理由認為是地幔過熱、地殼重熔和高位巖漿房的形成等使巖石圈密度降低的因素,導致地殼隆升、剝蝕和廣大區域內類磨拉石建造的形成。
( 四) 沿海無均衡調整巖套原因探討
這套類磨拉石建造廣布於瓊、粵、閩、贛、浙諸省內陸,但鎮海-陸豐深斷裂以東,這套地層卻蹤影全無。現象本身已為地質界所註目,但還沒有人對現象的產生尋求解釋。這壹帶火山活動特別強烈,按理說這些巖漿侵位應該引起重力均衡破壞和上隆侵蝕,但卻沒見均衡調整巖套,何故? 筆者認為很有可能是與構造控制有關。鎮海-陸豐斷裂帶是印支-海南陸塊與中國南方陸塊的碰撞對接帶,兩側地幔埋深不壹樣,東高西低,錯距兩、三千米,在布格重力異常圖上可見這裏是地幔陡傾帶,東邊等值線密集,海域正值; 西邊大陸負值,等值線稀疏。換而言之,內陸重力低,在均衡調整中必定要隆升剝蝕; 海域及沿海重力高,不會隆升。這就是內陸有遍布的類磨拉石建造,而沿海卻蹤跡全無的可能原因。而類磨拉石建造分布區與上火山巖系分布的吻合,正好驗證了失衡與巖漿活動有關這種推測的合理。
早白堊世連片分布的火山巖,是中國東南部陸區史無前例的地質體,區域對比問題不大,問題多出在上火山巖系。而晚白堊世的重力均衡調整事件和早白堊世的斷陷事件,各有其特征清楚的標誌層,如果剖面連續,區域對比並非難事,對前人的分歧意見作出仲裁亦非難事,以上標誌可以組成壹個白堊系的框架,將有疑問的地層按層序填到地層框架中,其對比關系即可解決。例如橫山組的對比問題,前人多認為橫山組的層位低於館頭組。從墩頭盆地溪源剖面可見,它處於早白堊世火山事件與晚白堊世均衡調整事件之間,與上類磨拉石整合過渡,應當相當於館頭組與朝川組的層位。近年已在橫山組上部采到恐龍化石,進壹步肯定了其層位應相當於朝川組,糾正了過去多將橫山組置於下火山巖系頂部的錯誤。再如各盆地的 “塘上組”,它處於均衡調整事件與火山事件之間,將其層位放到方巖組之上的作法,實有重新認識的必要。