“燕山运动”——20世纪我国巨大的地质发现
20世纪初的我国，跟着清王朝的消亡、国际列强对我国的分割和国内军阀混战的逐序演出，近代社会进入转型时期，国内的政治、经济、思维和文明均产生了严峻革新，其间，呈现了一种既有秀才功名，又有留洋博士的共同文明现象。一批学贯中西的近代学者呈现，他们将东方陈旧文明才智与西方现代科学融汇贯通，在动乱的社会环境中，怀揣“我虽年少知自勉，须扶虚弱佐中兴”的抱负，坚持对科学孜孜不倦的寻求，敞开了我国天然科学许多学科展开的华章。1913年底，刚刚获得我国第一位地质学博士称谓的翁文灏离开了比利时鲁汶（leuven）大学，回到国内，于浊世中立下了“愿为地学启朝暾”的誓词，成为摆开我国地质学展开大幕的要害人物，他提出的“燕山运动”学说，成为20世纪我国巨大的地质发现。
翁文灏先生
1916年农商部地质研讨所教员（前排左起：翁文灏、章鸿钊、丁文江）与卒业生之留影
区域地质填图与“燕山运动”的诞生
区域地质填图是在选定或规则的区域范围内，按必定的比例尺及共同的技能要求，将各种地质体散布特征、三维联系及有关地质现象用规则的地质填图要素填绘于地理底图之上，构成地质图的作业进程。由区域地质填图所构成的图件和陈述，是展开矿藏地质查询、地质工程建造、地质灾害管理和进一步科学研讨重要的参考资料。区域地质填图的程度取决于一个国家地质作业的水平。尽管我国古代的常识分子和能工巧匠们在岩矿挖掘等方面，获得了优异的成果，可是，并没有构成体系的科学理论，严峻限制了经济的展开，这种的理念状况一向继续到晚清。但是，其时的一些官员和学者现已知道到这一点，秉持“师夷长技”推进留学运动，如1903年，时任湖北总督的端方奏请清朝光绪皇帝，折中所言“我国地大物博，实甲举世，唯于工艺素少讲究，器械未能克己，开矿筑路等事，无不雇佣洋匠，致使事权旁假，大利难兴…比国（指比利时）实业较精，膏火较省，诚能各派学生前往肆业，改日学成而归，上足以备委任，下足以裕资生，实于全局不无裨益”，所以，包含翁文灏在内的一批青年人，便在此布景下，出国留学，学成归国之后，投入为复兴国家而兴修的各类作业中。以章鸿钊、丁文江和翁文灏等为代表的我国地质学奠基人员，深化知道到区域地质填图的重要性，所以在北洋政府地质查询所建立之后，便将制作我国的地质图摆在作业的首位。
图1 《北京西山地质志》所附华北区域归纳地层柱状图（右，叶良辅，1920）与华北区域典型中生代盆地充填序列比照图（渠洪杰，2019）
北京是其时地质查询所所在地，也是政治、经济、文明中心，北京周边的地质查询作业天然展开的最为顺畅，研讨程度最高。1916年夏，原中心地质查询所所长丁文江安排在北京西山展开1:50000区域地质填图，首令其时的13位学员们完结该项作业，当年8月，13名学员选用小平板分片丈量，只用了1个多月就基本完结了北京西山大部分区域的丈量，有2个区域在1918年补齐。在地势、地质丈量的根底上，从1918年冬季，由叶良辅执笔开端编写《北京西山地质志》，并于1920年出书。《北京西山地质志》为北京区域供给了第一份体系的区域地质查询陈述，建立了第一个相对完好的、对华北地块有适当普遍含义的归纳地层柱状图（图1）。《北京西山地质志》指出：“髫髻山层为阐明西山地史变迁之一大要害，故与其余地层之联系，不可不研讨及之。”书中还列举了髫髻山层与下伏3类不同岩层之间的触摸联系。通过比照《北京西山地质志》和翁文灏的研讨论文能够看出，北京区域的区域地质填图为“燕山运动”的提出打下了坚实的根底。
1926年，翁文灏参加了东京举行的泛太平洋科学大会，宣读了题为“Crustal movements in Eastern China”《我国东部的地壳运动》的文章，文中初次提出了“燕山运动。”1927 年，翁文灏对文章做少数修正后，以“Crustal movements and igneous activities in eastern China since Mesozoic time”（《我国东部中生代以来的地壳运动及岩浆活动》）为题，宣布在《我国地质学会志》（即现：《地质学报》）上。在论文中，翁文灏指出：“我国堆积记载中虽常呈现地层接连，但从未蜕变的前寒武系（约18亿年始构成的岩石）直到侏罗系（2亿年-1.45亿年间构成的岩石）、有些当地可到更高层位的悉数序列显然是整合（不一起刻构成的岩石间视点无不同）的，而没有或很少视点不整合的踪影。在许多地址首要不整合见于侏罗系以上，故中生代运动在我国大地结构学中具极大重要含义，应过细予以研讨。”他还指出：“北京西山九龙山和髫髻山岩系（组成髫髻山的首要岩石）之间倾角的不同或许并不很显着，但在我看来，不会有多大疑问，在髫髻山岩系堆积之前，曾产生过严峻的变形和剥蚀。” 他对“燕山运动”产生的时刻也给出了知道，以为“燕山运动年代应限于北京西山的九龙山系与髫髻山系之间。”1927年冬和1928年头，翁文灏两度查询了坐落辽宁省西部北票煤矿的地质结构，对当地的逆冲断层进行了深化研讨，随后宣布了论文《热河北票邻近地质结构研讨》，指出：“余早年尝论我国东部燕山期地壳运动之重要，按之北票地质则知所谓燕山期者应适当于上煤系及上火山岩系间之不整合，仅为绪动期间，而首要运动则为时髦稍后，而其动之性质又极激烈，使余前说不得不有所弥补或批改。”该论文中还提出将“燕山运动”分为三期的观念。通过上述3篇论文，翁文灏提出并完善了“燕山运动”，其首要观念一向继续到现在仍辅导着地质学的展开。
翁文灏论文《我国东部中生代造山运动》的部分截图尽管“燕山运动”的影响在我国极为广泛而深化，仅仅当年占控制方位的西方地质学界只知有“加里东运动”（产生在4.9-3.9亿年间）、“海西运动”（产生在3.86 -2.57亿年间）、“喜马拉雅运动”（产生在2350万年-78万年间）等，而我国现代地质学常识开始又首要从西方引入，所以，大多数人一开端并未意识到“燕山运动”的存在，我国的地质学展开还处于困难的学习与引入阶段。1925年，在南开大学科学馆开幕式上，激烈的责任感和使命感令翁文灏写道“咱们自己的资料，自己的问题，不快快的自己研讨，以奉献于国际，却要劳作他们外国人来代咱们研讨，咱们应该感觉非常的羞愧，应该自加十二分的策励。”其时的我国地质学界急需一个自己创立的严峻理论。翁文灏依据我国的实践提出了“燕山运动”，指出“若将它（指燕山运动）与海西造山期比较，则其年代太年青，若与喜马拉雅期比较，则又过于陈旧。但是，这一运动对我国东部部分结构确有影响，并足以给予一专门称号。”经翁文灏一道破，很快得到广阔地质界的呼应。闻名地质学家、我国科学史奠基人之一的章鸿钊，曾对翁文灏提出“燕山运动”之后其时地质学界做过生动的描绘：“自翁文灏先生唱燕山运动之说，一时言我国地质结构者莫不宗之。”
“燕山运动”界说的地质依据
岩层产生褶皱变形是结构运动存在的首要依据之一（图2），人们在研讨和命名比如“喜马拉雅运动”等结构运动时往往搜集这类的依据，包含翁文灏自己及后者在深化研讨“燕山运动”时，也通过北票等区域的逆冲变形改变了开始的知道，而将提出之时的地质依据称之为“绪动”的体现。但是，回归到1926年，“燕山运动”概念提出时所认知的地层没有显着的褶皱变形，不同岩层之间仍然没有产状上的显着差异，如北京西山一带侏罗系与下伏岩层之间没有视点不整合，依照《北京西山地质志》的表述是“地层率皆整合”（产状无不同）。这种状况就需要承认结构运动存在的其他依据。翁文灏在提出“燕山运动”时给出了地层无显着视点不整合前提下，判别结构运动不整合界面存在的两个原则，他提出：“不整合之存在不能尽于地层歪斜之不共同求之。如异种地层之触摸，及砾岩岩石之来历等亦应予以殷切留意。”（图2）
图2 翁文灏开始判别“燕山运动”存在的原则示意图
依照翁文灏其时提出“燕山运动”和后续研讨者的首要论说，在北京西山区域，“异种地层之触摸”可分为三类：侏罗系的髫髻山组底部或九龙山组底部或龙门组（王竹泉）掩盖在元古界之上、掩盖在古生界之上和掩盖在门头沟煤系（窑坡组）。“砾岩岩石之来历”则首要是指不整合面上砾岩中的砾石物源。依据户外实地查询，不整合面上砾岩中含有很多的燧石和白云岩砾石，而含燧石条带白云岩则是北京西山区域元古界雾迷山组岩石的首要特征。依照地质学的理论，若无严峻结构运动，地层之间会遵从下老上新的叠置规则，若后期地层中呈现了前期或更早时期地层的物质，则标明往期地层现已过结构运动被抬升，前期堆积区变成了剥蚀区，前后两期堆积地层之间产生过结构运动，抬升剥蚀的地层年代越老，抬升起伏越大。在北京西山区域，当侏罗系砾岩中呈现了应该深埋于地下的元古界岩层砾石，阐明这一区域不只产生了结构运动，并且由此结构运动所导致的前期地层抬升起伏非常大。依据北京西山地层序列和厚度核算，本次抬升起伏到达4000米左右，而在辽宁西部则简直到达了6000米。
为恢复翁文灏所分的这三类“异种地层之触摸”，本文别离以北京昌平区流村镇韩台村、门头沟区雁翅镇刘公沟和龙泉镇九龙山南坡进行举例考证（图3）。
图3 北京西山地质略图（据1:250000北京地质图修正，渠洪杰）
(1)韩台村地质点（N:40°06′06.7″ ，E:115°57′28.4″， H:327m）。该点现象为侏罗系掩盖在元古界雾迷山组之上。下部的元古界雾迷山组为中薄层藻团白云岩、硅质条带白云岩（图4左）。侏罗系为粗碎屑岩相, 底部为灰白色粗砾岩，砾石成分以硅质条带白云岩和硅质岩为主，磨圆和分选都很差，向上渐变为紫红色砂岩\含砾粗砂岩旋回层（图4右）。该套砾岩上部为髫髻山组火山岩覆盖。火山岩中含有能够界定喷射年纪的锆石，选用锆石U-Pb同位素测年方法会精确得到火山喷射的年纪，从而限制火山岩下部的该套砾岩构成上限。在测年样品收集方位，能够查询到火山岩与砾岩间无显着不整合现象，且该处邻近火山岩与砾岩常成互层状况，标明火山岩的构成时刻与砾岩堆积是一起的。在上述点之南（GPS数据：N:40°05′53.6″， E:115°57′29.9″，H:350m）收集安山岩年纪测定样品给出的数据标明，该套火山岩与砾岩构成的时刻为151.0±5.1Ma（侏罗纪晚期）。
图4 “燕山运动”不整合面之侏罗系（右）与下伏元古界雾迷山组（左）岩层岩性特征
（渠洪杰，2012年，拍摄于北京市昌平区流村镇韩台村）
(2)刘公沟地质点（N:40°00′18.1″，E:115°49′50.9″，H:330m）。首要现象为：古生界中厚层块状灰岩被一层厚度不均的砾岩层所掩盖（图5），砾岩部分夹有灰色、灰绿色粉砂岩和细砂岩，砂岩之下的砾岩中砾石棱角状显着，成分单一，与下伏灰岩共同，砾石直径一般不大于30cm，基质支撑。该不整合面上覆砾岩的年代学研讨较为单薄，由于砾岩自身很难进行年代学测验，对砾岩中砂岩夹层能够收集碎屑锆石测年样品，选择其间的碎屑锆石进行U-Pb同位素年代学测验，测验结果标明其物质来历丰厚，并存在一个159.2±1.9Ma的峰值，而最年青锆石年纪为152Ma，标明该不整合面结构的构成年代为侏罗纪晚期。
图5 “燕山运动”不整合面之侏罗系（上）与下伏古生界（下）岩层特征
（渠洪杰，2009年，拍摄于北京市门头沟区刘公沟）
(3)九龙山南坡地质点（N:39°56′16.0″ ，E:116°02′50.9″，H:305m）。该点坐落侏罗纪盆地内部。依照地质理论，处于一起期盆地内部的地层相对是接连的，所以，该处露头最具有考证含义。《北京西山地质志》和王竹泉都别离在九龙山南坡进行过剖面丈量（图6），辨认出了多层砾岩，其间，最为重要的为自下而上丈量时第一层砾岩。这层砾岩在王竹泉定名为龙门组之前，被称之为九龙山组底部砾岩。砾岩厚层块状，夹深灰色砂岩透镜体，上覆于门头沟煤系或窑坡组灰色、深灰色砂岩与泥岩之上。砾岩中砾石分选和磨圆中等，成分杂乱，首要以石英砂岩、碎屑岩、凝灰岩、碳酸盐岩和燧石为主，其间，碳酸盐岩和燧石与元古界雾迷山组可对应。这套地层的切当年纪仍然难以测定，但依据上下地层联系和内部砂岩碎屑锆石测年，仍能够得出其构成的时刻约为145Ma左右，年代为侏罗纪晚期。
图6 《北京西山地质志》（a）与王竹泉（b）在九龙山南坡测制的侏罗系剖面及砾岩相片
（渠洪杰，2009年，拍摄于北京市门头沟区九龙山南坡）
但是，正如前章所言，“燕山运动”在提出今后的长时刻展开中，现已对开始的界说进行了更为丰厚的扩展，最突出体现为将代表“燕山运动”的地质记载变得更为全面。从“每覆于不同年代之上的砾岩”展开成为多个期次构成的堆积盆地、岩浆效果、不整合面和变形结构等依据。现在，干流地质学界在翁文灏等前期分幕或期的根底上，将“燕山运动”分为“A幕”、“中心幕”和“B幕”。
“A幕”是以现在界说髫髻山组火山岩之前的不整合为标志，在北京西山盆地内的龙门组和九龙山组堆积是该幕次结构运动的呼应，所以，髫髻山组底部火山岩之前和窑坡组顶部碎屑堆积之上的年纪代表了“A幕”的时刻（图7）。鉴于不同区域地层保存和火山喷射不尽相同，所以，这个时刻在研讨结果上存在一个跨度。北京西山雁翅镇马兰村一带髫髻山组底部火山岩锆石U-Pb年纪为157±3Ma，在河北省承德一带的髫髻山组底部火山岩则为161±1Ma。在此之前能够进行很好定年的地层为南大岭组火山岩。渠洪杰等（2012）报导了北京西山南大岭组火山碎屑岩的年纪为168.2±1.4Ma，这套地层坐落难以测定精确年代的龙门组和窑坡组之下，给出了A幕产生的下限年纪。故，“燕山运动”A幕是产生在161-168Ma之间的结构运动。
图7 北京西山龙门组底部砾岩中燧石砾石（左）与髫髻山组底部的复成分砾岩（右）
（渠洪杰，2012年，拍摄于北京市门头沟区九龙山和雁翅镇淤白村）
“中心幕”是一个承认了“B幕”存在标志之后才干界说的幕次，所以，判别“B幕”标志非常重要。翁文灏在提出“燕山运动”之后的辽宁北票盆地之行，就查询到了侏罗纪末-白垩纪初的一次结构变形，由此符号的上、下地层之间不整合面愈加凸显了“B幕”的存在。在北京西山区域“B幕”不显着，首要是由于所保存的地层受限，西山盆地内较少保存有白垩纪地层，所以，不易查询到这期变形。在河北省北部的后城盆地、承德盆地或燕山山脉中段的其他中生代盆地内，标志着这一期次存在的依据是很显着的，也是被后人研讨最为透彻的当地（图8）。张家口组流纹岩与下伏土城子组碎屑岩之间，存在显着的视点不整合面，这一不整合面上覆张家口组最底部火山岩的锆石U-Pb年纪为135±1Ma。北京西山盆地内同期的东岭台组流纹岩年纪为132.24±0.41Ma。不整合面之下的土城子组现已产生了显着的褶皱变形，对这一变形的分析尤以河北省北部的承德盆地最为透彻，该盆地内土城子组和髫髻山组已构成一宽缓且不对称的向斜。在北京西山盆地内的黄土店，可见前期地层逆冲于土城子组之上，顶部凝灰岩锆石U-Pb年纪为140.2±3Ma。区域上土城子组内部火山岩夹层锆石U-Pb同位素的测年结果标明其构成时刻为156-139Ma。
图8 “燕山运动”B幕张家口组流纹岩与土城子组砾岩间视点不整合（右手为东）
（渠洪杰，2015年，拍摄于河北省赤城县后乡镇）
“A幕”和“B幕”之间称之为“中心幕”，从岩石地层序列而言，“中心幕”就是以髫髻山组火山岩为代表的一套岩浆效果来体现的，详细时刻段以髫髻山组顶部火山岩的年纪来限制，会集在161-153Ma。
“燕山运动”之于我国东部结构格式的严峻含义
“燕山运动”所提醒的地质现象和所总结的地质理论，在辅导固体矿藏勘测、煤炭资源开发、石油天然气勘探和科学研讨中都发挥了重要的效果。燕山期的岩浆效果带来了巨量金属元素的富集，构成了许多不同类型的矿床。我国东部自北向南的大兴安岭成矿带、太行山成矿带、华南成矿带等多是受燕山期岩浆效果的影响，供给了来自地球深部的巨量金属元素。中生代以来构成的大型堆积盆地和热事情，汇聚了石油天然气动力资源，如被称之为聚宝盆的鄂尔多斯盆地内包含的石油、天然气、煤炭、铀矿等构成、富集和改造，均与燕山运动密切相关，盆地内含煤碎屑岩与上覆岩层之间骤变的堆积相和物质组分，是对“燕山运动”A幕的记载，如北京西山盆地内龙门组与上窑坡组、辽宁北票盆地内海房沟组与北票组、山西大同盆地内云岗组与大同组、鄂尔多斯盆地内直罗组与延安组等。我国东部一系列北东向的盆地，如松辽盆地、环渤海湾盆地、四川盆地等与前面所述的大兴安岭、太行山、秦岭和华南系列山脉，相间摆放组成了北东向结构地质地貌单元，而这一结构格式的构成是产生在“燕山运动”期间。我国大陆由前期以阴山-燕山结构带、泛鄂尔多斯盆地和秦岭-大别山结构带为主体的东西向结构，转变成为了北东向的结构，地质学家一般将其称为“东亚结构转机”。截止2024年6月20日，在我国知网全文检索栏输入“燕山运动”，就可检索到42304条对应的学术论文，输入“燕山期”则可检索到94298篇学术论文，这还不包含未被我国知网收取的文献库和未被收纳的时刻段内宣布的论文。
20世纪末到21世纪初，由国家天然科学基金委、科技部和我国地质查询局等单位赞助的一批项目，将目光锁定在中生代地质进程的查询与研讨上，其间，我国地质科学院地质力学研讨所赵越研讨员担任的国家天然科学基金委重点项目“燕山板内造山带的结构、变形进程及动力学”、我国科学院地质与地球物理研讨所朱日祥院士担任的国家天然科学基金委严峻研讨方案“华北克拉通损坏”和我国地质科学院董树文研讨员牵头的国家专项“深部勘探技能与试验专项”等，是这一时期展开“燕山运动”并获得严峻理论打破的代表性项目。地质科学家们从结构体系转机、深部岩浆效果与浅地表变形、地球动力学布景等多方面，知道和展开“燕山运动”的内在，使得“燕山运动”显示出继续的生命力，这一里程碑式的发现仍然勃发熠熠光芒。任继舜院士指出“在我国东部的每次地质事情中，燕山结构旋回都是一次非常重要的，名列前茅的结构运动，我国的首要大地结构单元雏形现已构成。”深化阐明晰“燕山运动”对提醒我国东部北东向结构构成的严峻含义。
“燕山运动”提出的特别含义
“燕山运动”提出的年代是国内军阀混战，国外列强分割我国的特别时期。但是，以翁文灏等为代表的近代我国地质学家仍孜孜不倦，为了健壮虚弱的国家和民族，筚露蓝缕启山林，展开了地质理论，提出了“燕山运动”的知道，实在服务了其时社会的展开和国家建造，他们的精力是一笔名贵的财富，具有特别的含义。100年后的今日，国家敞开了新一轮找矿打破战略举动和展开新质生产力的征途，地质查询者具有安全安稳的国内环境和相对富余的资金支撑，更应该捉住前史的机会，向老一辈科学家们学习，不忘初心，以服务国家需求为己任，奋勇向前，开立异的前史华章。
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首要参考文献
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美编：许宏玺
校正：李玉钤 伍姝雨