地质事件(geological event)是指地质历史时期稀有的、突然发生的、在短暂时间内完成而且影响范围广大的自然现象,它在
地层中留下能被识别的显著标志。从时间概念的角度来说,地质事件是瞬时性变革,或者是极短促的一段过程,或者是一个过程的开始或者结束。
相关概念
地质事件
地质事件是地史演化过程中,不同于正常地质历史发展的突发性或灾变性或具有特殊意义的地质记录。例如在正常的浅海碳酸盐台地层序中出现震积岩或风暴岩,则视为地震或风暴事件的地质记录,而冰碳岩的出现则是寒冷气候事件的地质记录。事件地质学作为一种思路和方法已广泛应用于不同时代和不同性质的构造单元。
在年轻造山带的变质岩层中,最重要和最经常出现的主要是热构造事件,如
岩浆侵人、变质、变形、蛇绿混杂岩、不整合、基性岩墙群、A型
花岗石和火山喷发等,显然地质事件是通过岩石、矿物、元素、构造、
地层等物质的存在和变化表现出来的。
地质事件序列
在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,需建立地质事件的序列。
事件序列的建立包括两个步骤,首先要在野外翔实的工作基础上建立地质事件的相对序列,然后在此基础上运用多元
同位素测年方法标定主要或特征地质事件的时代,建立地质事件的年代格架。野外地质调查是研究地质事件最重要和最基本的途径,在野外地质工作中特别要注意识别暴露
地质现象本质、或有丰富地质内涵、或能反映地质事件序列的露头,要找到这样的露头就需要做大量和细致的研究工作。
由于前
寒武纪岩层中缺少足够的化石资料,在前寒武纪地质事件时间维的确定中,同位素
地质年代学起着举足轻重的作用。近年来,同位素地质年代学取得迅速发展,为地质事件时间维的确定提供了许多可以选择的新方法,为解决过去无法解决的许多问题提供了新途径,有力地促进了事件地质学的发展。
地质事件群
地质事件群或组合是成因上有联系、空间上相匹配、时间上有先后的一组地质事件,它比单独的一个事件更深刻地反映地质历史演化过程和特点。确定或归并事件群的基础首先是在野外翔实的调查研究基础上,建立相对的事件序列,并在此基础上用
同位素测年方法标定事件发生的时间。有了这两方面的基本素材才不至于颠倒事件的先后序列,或将不同期造山运动所发生的事件错误地归并为某一事件群。
事件群的概念是在研究工作中逐步形成的,当研究一个一个单独的地质事件时,其成因和构造意义并不总是很明确的,而重视了这些地质事件彼此之间的联系以后,事件群即能清晰反映地史演化过程中的特征。
我国地史上主要地质事件
新太古代—古元古代火山喷发-沉积事件
该地质事件主要发生在我国华北地台与塔里木地台上,或于古陆核边缘的弧后火山盆地或火山岛弧盆地中。其早期有一定规模中基性-基性火山喷发,晚期趋于稳定,以正常海相沉积为主。成矿物质主要聚集在远离火山喷口的陆缘地带,而该成矿地质事件发生同时也正是
地壳上水体与大气组分由还原性质逐步转化为弱氧化性质的时期。
由于火山喷发-沉积以及气候的周期性变化,从而使这次地质事件形成大量的“条带状
硅铁建造”,构成具有一定规模的沉积变质型
铁矿成矿带,如鞍本、
冀东等地。其中常有大型-
超大型矿床存在。
中新元古代裂解事件
该地质事件主要发生在古陆块上。它是受当时全球性裂解作用影响而在古陆边缘附近产生了规模不一的裂谷、裂陷槽或拗拉槽。在它形成过程中早期以拉张为主,沉积了巨厚的
碎屑岩与
碳酸盐岩,并伴有不同规模的火山喷发;晚期以挤压为主,沉积了一套以细碎屑岩为主的
地层,并逐渐地拼贴在古陆块上。这次地质事件始于
古元古代末,至中、新元古代最为鼎盛。
在裂解中早期常伴有以Pb、Zn、Cu为主,Fe、
ree为次的成矿作用。其含矿层或矿体多于火山岩层之上的碳酸盐岩中,沿一定层位呈层状、似层状分布,构成了不同成矿带,如
狼山成矿带、
中条山成矿带、康滇成矿带等。
早古生代早期海底火山喷发事件
这次地质事件出现于
秦昆活动带中,它是在裂陷或裂谷向岛弧演化环境下产生的。中心海槽断裂发育,并控制海底火山喷发,而大规模火山喷发多发生在海盆发育的早期晚阶段,以中酸性-中基性火山岩与火山碎屑岩为主,属于偏碱质的钙碱系列。火山岩中忱状
熔岩与
放射虫硅质岩十分发育,局部有
科马提岩、基性岩、
超基性岩出露,与蛇绿岩套有些相似。Cu、Pb、Zn、Au、Ag为主的矿化作用主要于长英质火山碎屑岩夹
沉积岩向铁镁质火山岩过渡部位。矿化规模较大,延伸数公里,如北
祁连山脉成矿带。
晚古生代早期华南海侵事件
该事件出现于我国湘、桂、粤、黔、鄂、赣、闽诸省。它是在
志留纪末华南加里东冒地槽褶皱隆起并与扬子地台拼合后发生的。
海侵始于
泥盆纪初,并由西南向北、向东北进发,所以随海侵方向其地层层位逐渐升高,而
沉积相也随之不断变化,从而导致有用组分在较大范围内堆积。通常在沉积海盆的潮坪相与台地相之间有Fe、Mn、P沉积成矿;在礁
大理石相附近有Pb、Zn以及
黄铁矿等矿化,而在陆缘局部地段受张裂构造影响有小规模火山喷发,有时也伴有Cu、Pb、Zn等矿化。这次成矿地质事件可一直延续至早石炭世。如湘中铁
锰矿石、粤北
铅锌矿等。
晚古生代海底火山喷发-侵入事件
该事件出现于在活动带中,分布较广,主要于新疆、
内蒙古自治区、
甘肃省等地。它的形成是受海西中期构造运动影响,使活动带中洋盆或裂谷逐渐闭合或俯冲,向陆缘或岛弧带过渡。在这过程中发生较强烈的火山喷发,其沉积喷发旋回较好,通常为中酸性 中基性,具双峰式特征。火山喷发晚期在陆缘有壳幔同熔型
岩浆侵入。
花岗石常成带分布,分居结合带两侧。该地质事件以中石炭世-早二叠世最发育。在火山喷发-沉积作用的中期或早期晚阶段常有Cu、Pb、Zn、Au、Ag等矿化作用,位于中酸性-中基性火山岩之间,如北
天山、
马鬃山等成矿带。
晚古生代陆内喷发-侵入事件
该事件出现于在扬子地台西部。它的形成是受东吴运动影响于早二叠世末期发生的,主要为玄武质
熔岩及各类玄武质火山碎屑岩夹
沉积岩,其中以熔岩占绝对优势,属于大陆裂陷环境下产物。喷发之后伴有各类
岩浆侵入活动,以基性岩、超镁铁质岩最特征。在基性岩-超镁铁质岩中有
钒钛磁铁矿以及Ni、Pt、Cu矿化作用。在重熔型
花岗石中有Pb、Zn矿化作用。在碱性岩中有
ree、稀有金属元素矿化作用,而在火山岩及其沉积
夹石中亦有Pb、Zn、Hg、Sb等矿化。在此必须提出,东吴运动在我国南方影响很广,但大多以上、下二叠统之间沉积不整合形式出现,其为金属矿化作用提供了必要的空间。
中生代滨西太平洋构造-岩浆事件
该事件出现于在中国东部地区,尤其沿海诸省。它是受
太平洋板块运动影响使中国东部陆内发生NNE向的构造形变,并置于前中生代构造层之上,同时伴有大规模陆相火山喷发与
岩浆侵入活动。喷发作用以
侏罗纪晚期最发育,并且从沿海向内地将由酸性过渡为中酸性与中性;侵入作用于
燕山中期最鼎盛,其从沿海至内地将由壳幔同熔型向陆壳重熔型演化。在这过程中具有十分广泛的有色、稀有金属成矿作用,形成了南岭W、Sn、Pb、Zn成矿带,
长江中下游平原Fe、Cu、Au、Pb、Zn成矿带,
胶东半岛Au成矿带以及东南沿海Pb、Zn、Ag与非金属矿产成矿带,为我国东部地区重要的成矿地质事件。
全新世-更新世风化堆积事件
该事件分布甚广,主要在我国东部。在欧亚大陆形成之后,我国东部大部分地区处于中纬度
亚热带,属中山-丘陵地区,在这条件下受南、北气候季节性变化及其他地质作用影响,使含矿
地层或含矿岩体遭受了各类的
风化作用,从而促使有用组分就地富集,或经搬运后异地富集。依据原岩性质、富集方式以及气候、地貌等条件可将其划分出不同类型,主要有两种:一是在含矿地质体残积层上形成的风化壳型或离子
吸附型矿床;二是在含矿地质体周围河流、海滨上形成的砂矿床。前者有Fe、Cu、Au、
ree等,后者有Au、Sn、Nb、Ta等,如粤东稀有金属矿、
黑龙江省砂金矿。
地质序列确定的方法
U-Pb法
利用U-Pb
同位素体系进行地质年龄测定,具有其他同位素体系无法获得的优越之处。其中最为突出的是铀两种
放射性同位素 U和 U,分别衰变成 Pb和 Pb。通过对U-Pb同位素测 定,对一个测年对象可以同时获得三个年龄值( Pb/ U、 Pb/ U和 Pb/ Pb)。这三个年龄值的差异可指示在同位素平衡以后,体系受到干扰的程度,从而可以进行体系内部的自检和校正。这使U-Pb同位素测年方法成为同位素
地质年代学中最准确可靠的方法之一,是确定地质事件时间维的最主要的方法。
国内应用最广泛的U-Pb测年法是颗粒错石稀释法。
Ar-Ar法
含钾矿物如
角闪石、云母和
正长石类矿物的Ar-Ar年龄通常反映冷却或后期热构造事件的时代。根据研究,Ar-Ar年龄主要集中在三个峰区,即360~400Ma、200~240Ma和120~140Ma,分别反映本区中
古生代、
三叠纪和白噩纪重大构造运动的K-Ar
同位素效应。
地质事件序列确定的意义
(1)地质事件序列清晰地反映了各种地质事件之间内在的、有机的联系。这些地质事件包括火山、沉积、侵入、变质、变形、矿化等事件。这些地质事件不是孤立的,彼此之间也不是毫无联系的。地质事件序列再现该区地质演化过程、古构造空间格局、地质事件的成因机理等面貌;
(2)地质事件序列的建立,有助于我们更好地去了解地质演化史,帮助我们建立造山带的几何结构模型;
(3)地质事件序列的建立,使得构造型式更具体化,反映了
地壳的“开”“合”规律;
(4)地质事件序列的建立,更好地反映了矿化事件与其它地质事件内在的、有机的因果关系,更好地指导研究人员去找矿。