
我们经常听地质工作者说“地层”一词。“地层”是什么?最形象的解释“地层”就是一本“书”,就是一本一页一页翻着看的“书”。
地层是地质学的专业术语,就是覆盖在原始地壳上的层层叠叠的岩石和沉积物。有时也称岩层。实际上地层和岩层这两个名词相似,但地层往往具有特定地质时代的涵义,因为地层是在一定时代形成的,或新或老,每一层地层都有它自己形成时代或年龄;而岩层则往往是泛指各种成层的岩石,例如砂岩层、石灰岩层,不必强调时代的概念。举例来说:这里的地层是侏罗纪的,这就是具有时代概念;又如,这种岩层是火山碎屑岩层,这就是没有强调它的时代概念。不过,地质工作者常常将地层和岩层互相代替,不必严格区分。
地层是一部地球几十亿年演变发展留下的“石头大书”。翻开这本硕大无比的大书,地质学家找到了许多隐埋其中的特别文字和图画——化石。在大书的前几页上,是人类祖先古猿的化石,再翻下去,又发现了许多爬行类动物和两栖动物及鱼类的化石,最后几页,又找到了一些藻类和原始细菌的残骸。

从这本“石头大书”看,地层从最古老的地质年代开始,层层叠叠地到达地表。地层形成的历史有先有后。一般来说,先形成的地层在下面,后形成的地层在上面,越靠近上部的地层形成的年代越近。地层的上下和新老关系,就是地层层序,也就是相当一本书的页次。然而组成地壳的地层是错综复杂的,或者因某时代地壳上升造成地层缺失,或者因构造变动如断层造成层序颠倒,或者因变质作用改变了地层原来的面貌。这就如同一本年代久远的古书已经变成残篇断简,顺序混乱,字迹模糊一样,必须进行一番校订考证工作,才能理顺顺序,分章划段,进行研究。地层也是如此,即使整理出上下顺序,又要确定地层时代和划分出不同等级的阶段,这种工作就叫做地层的划分。
也许有人问,我们居住、生活的城市下面是什么?山上的树木下面是什么?肯定也有人立刻回答,不就是黄土和泥土吗。这个问题似乎没有什么意思,但是从地质学角度来说,我们脚下的大地,覆盖着不同地质历史时期形成的地层。它们也许是层状的固体岩石,也可能是松散的砂砾、土壤等堆积物。地层包括各个不同地质年代所形成的沉积岩、变质岩和岩浆岩。
那么,安徽的地层都有什么特征呢?安徽的“石头大书”都写的什么内容呢?从远古到现代,安徽的地层记载了地质历史,书写了生命演化的变迁。通过地质学家们的研究,现在已经知道,安徽最古老的地层,可追溯到距今大约28亿年地球形成早期的新太古代;最年轻的地层,就是现代的河流沉积物。在近30亿年的漫长地质历史长河中,安徽大地经历了以下4个大的地质构造演化阶段:第一阶段,28亿年至25亿年原始陆壳形成;第二阶段,18亿年至8亿年原始陆壳分分合合;第三阶段,8亿年至2.27亿年大陆裂解和造山;第四阶段,2.27亿年至新生代板块碰撞造山。在这漫长的岁月里,安徽大地惊涛骇浪、火光冲天、岩层挤压、褶皱隆起,发生了震撼山河、沧海桑田的变化。从早到晚,安徽形成了四套性质不同的地层单元—结晶基底地层、浅变质基底地层、沉积盖层和陆相沉积地层。

这四套地层是在什么样的地质环境形成,具有什么样的特征属性,赋存有哪些矿产资源,或者说研究它们具有什么科学意义和经济价值呢?以上这些问题,正是地质科学以及地质工作者长期以来调查研究的主要课题之一。
地质学家通过对安徽与国内其他地区对比研究后认为,安徽的地层主要形成于两种不同的地质环境(地质上称其为地层大区),即大体以现今霍山磨子潭一舒城县晓天一合肥市一明光市一线为界,其北部地层形成于华北地层大区,其南部地层形成于扬子地层大区。按照由早到晚的地质年代顺序,我们分别对不同地质构造演化阶段形成的地层简述如下。
1、结晶基底地层
距今约28亿年至25亿年,地球尚处于形成的早期阶段,地壳很薄。那时主要表现为火山喷发的岩浆活动,强烈活动的薄地壳,逐渐增厚为较稳定的陆块。这个时期是安徽大陆地壳形成的重要阶段,形成了各类变质岩和古老岩浆岩等复杂岩层,地质学家将其称为结晶基底地层。现今,这些地层呈孤零的残块,分散在皖北的蚌埠-凤阳-五河、皖西的霍邱、皖中的肥东地区和大别山深处。地层岩石主要为含硅铁的火山岩一火山沉积岩一沉积岩,后来经过多期变质作用的影响,已变成了片岩、片麻岩及大理岩。该地层是安徽省铁矿的重要含矿地层,如霍邱变质岩产出的大型铁矿等。另外那时在肥东-巢湖、安庆月山等地的地层最初由火山活动形成的火山岩、火山碎屑岩组成,后经变质改造、形成了片岩、片麻岩等各种变质岩。这些古老的变质岩石,在遭受变质作用的过程中,形成了铁矿、菱镁矿、石墨、矽线石、红柱石、蓝晶石以及蓝刚玉、凤阳玉等矿产资源。
(最古老的地层大别山变质岩)
2、浅变质基底地层
距今约18亿年至8亿年,安徽的地壳开始具有“板块构造”的性质。早先形成的古大陆,大体沿着现今磨子潭-晓天到明光市张八岭一线,在地球内部动力驱使下,开始拉张、分裂南北两部分,地质学家把它们叫华北板块和扬子板块,二者之间形成一个不太宽阔的海沟。随后发生的构造运动,又使这两个板块内部及板块之间发生碰撞、汇聚等一系列地质作用。通过10多亿年漫长的分分合合演化过程中,在这两个古板块上形成了不同的地层。
在北部华北板块,这一时期形成的地层主要是火山岩和沉积岩,受区域变质作用等的影响,变质形成一套石英岩、片岩等岩石,该区是我省玻璃用石英岩的重要原料基地,同时也见小型铁矿。在南部扬子板块,这一时期形成的地层主要是变质岩。宿松、肥东地区磷矿就是此时产出的。另外,在距今约10亿年至8亿年,皖北、皖中和皖南部分地区形成的地层是一套浅变质岩和火山岩。在该地层中已经发现了明光市上城金矿、休宁县天井山金矿、东至县兆吉口铅锌矿以及祁门县东源钨钼矿等一系列钨钼金多金属矿床。
3、沉积盖层
距今大约8亿年至2.27亿年期间,是安徽地质构造格局形成的关键时期,先后经历了统一的大陆形成,大陆分裂,两大板块的俯冲、碰撞和造山等复杂地质演化历史,不同地区形成的地层,直接覆盖在先前形成的地层之上,而自身则尚未遭受大的影响,地质学家把这类地层称为沉积盖层。这个时期安徽长期有近一半大地为海洋所统治。但是随着地壳运动,有的地方海洋又退去形成大陆,就这样海水进退频繁,且大起大落,古老的大地开始变得郁郁葱葱,生机盎然。这个时期海洋沉积产出的大量石灰岩,是我省非金属矿产的聚集区,也是我省水泥用灰岩的重要产出地区。这个时期产出的储煤地层是我省淮北、淮南重要的煤矿资源,已经查明的煤炭资源占全省资源的99%以上,另外煤层气、页岩气等具有较好的资源潜力,煤层的上下层还有铝土矿、黏土矿等矿产资源。这个时期石灰岩与岩浆岩侵入体接触而形成的“多层楼式”矽卡岩型铁铜金多金属矿,是长江中下游成矿带重要的赋矿层位,形成了铜陵、池州、安庆等铜多金属矿重要地区。
(皖北储煤地层)
(南陵丫山沉积岩地层)
4、陆相沉积地层
距今2.27亿年三叠纪晚期至新生代,这个时期开始,扬子板块与华北板块碰撞造山,海水全部退出隆生成陆,形成了统一的大陆。此后,安徽所在区域持续受到两大板块的挤压,形成巍巍大别山及一系列的沉降带。其中,沉降带主要有合肥盆地、长江中下游沿江盆地以及屯溪盆地等。大别山主要是扬子板块向下俯冲,与华北板块碰撞造山形成的超高压变质带,以榴辉岩、片麻岩等岩石组成。这个地区一直为国内外地质学者高度关注。合肥盆地中、新生代地层较为齐全,其中侏罗纪和白垩纪沉积厚度较大。屯溪盆地地势比较平坦,沉积、堆积地层较厚。盆地此时曾是中生代恐龙的乐园。
(大别山超高压变质带变质岩)
中生代陆相地层,我省最为代表的是“红层”。“红层”是中生代白垩纪红色砂砾岩的简称,它的颜色有浅红、深红。它分布很广,长江两岸、皖南山地、大别山间均有分布。两淮第四系砂土之下也有“红层”,只可惜未抛头露面。“红层”是在陆地中河流湖泊的冲积环境下沉积的,厚度一般几百米,最厚的可达几千米。由“红层”构成的山丘不高,都是圆顶缓坡、丘陵岗地,一般外貌是平平淡淡的。但在特殊的地质动力条件下,可以形成奇岩峭壁、怪石嶙峋的景观,特称为“丹霞地貌”。广东省仁化县丹霞山最为典型,并研究得最早,便以此命名。所谓“丹霞地貌”是指厚层、水平沉积的砂岩,经过断块运动的垂直错动,形成平顶陡崖的山峰地貌。
(齐云山丹霞地貌)
以上是安徽不同地质时代生成的四套性质不同的地层单元。然而我们不得不说新生代第四纪地层,在第四纪两三百万年的进程中,气候寒暖适宜,促进了万物生长更新。这个时期风化剥蚀,流水搬运的泥、砂、石子等碎屑物质都是松散堆积在地表之上,还不能固结硬化成岩石。这种松散状态沉积物是第四纪地层的一个与众不同的地方。所以,安徽广泛分布的第四纪地层与我们现在生活密切相关,也是最年轻的地层。新生代经过新构造运动的沉降,安徽呈现出现在的地貌形态。大致分为五个自然区域,即是:皖北平原、江淮丘陵、沿江平原、皖西大别山区、皖南山区。
(第四纪砂砾岩层)
安徽的地层谱写了远古的历史,安徽的地层描绘了时代的变迁。在安徽的“石头大书”里,我们看到了安徽“翻天覆地”的变化。