福建省自然地理条件及基础地质背景

一、自然地理条件福建省位于中国东南部，东濒西太平洋，隔台湾海峡与台湾省相望，西临江西，南界广东，北接浙江，陆地总面积121300km2。沿海多岛屿，较大的有海坛岛、东山岛、金门岛、厦门岛。海岸线曲折多港湾，较著名的有三都澳、兴化湾、湄洲湾及马尾港、厦门港。境内峰峦叠嶂、山岭耸峙、丘陵起伏，河谷与盆地错落相间，属多山地区。地势总体为西北高，东南低，山脉多沿北东—南西方向延伸，与海岸线大致平行，亦与省内主导构造线一致。自西向东主要有武夷山、杉岭、鹫峰山、戴云山、博平岭和太姥山等山脉。其中武夷山脉最为宏伟，蜿蜒于闽赣边境，是长江流域与闽江和韩江流域的分水岭，主峰黄岗山海拔2157m，为省境第一高峰。水系密度大，河流一般较短促，多发源于西部、中部和北部，河中多峡谷险滩，水流湍急，地表径流量大，水力资源丰富。水系主要有闽江、九龙江、汀江、晋江、木兰溪、岱溪、交溪、霍童溪等。闽江是境内最大的水系，水系总长2872km，流域面积占全省总面积的一半，蕴藏有丰富的水力资源与内河航运潜力。境内气候温暖，雨量充足，属亚热带海洋季风气候，全省大部分地区年平均气温25~29℃,无霜期长，降雨量一般1100~2000mm，多集中于春夏两季，夏秋之交多有台风、暴雨。随着改革开放政策的深入，沿海开放，特区的设立和工业、农业、交通、外贸业的迅速发展，福建已成为我国东部经济较发达的省份之一。随着海西经济区（图1）的设立，福建经济也将迅猛发展。图1福建省地质略图及海西经济区二、基础地质背景1.地层福建省地层发育，自上太古界至第四系均有出露。岩石类型较为复杂，沉积岩和变质岩的总和与燕山期火山岩地层约各占全省陆地总面积的三分之一。地层的综合分区按中国岩石地层区域方案（1994年），福建省全境属华南地层大区东南地层区的一部分。省内大致以政和—（广东）大埔为界，西部属武夷地层分区，东部属沿海地层分区。根据岩性、岩相、建造类型、变质程度及构造变动特征等，省内除第四系外，可划分为前泥盆纪、泥盆纪—中三叠世、晚三叠世—晚第三纪三个时期的断代地层。各断代地层间皆以明显的角度不整合为界，且地层分区性明显。前泥盆系划分为闽西南、闽西北、闽北、闽东及闽东南沿海地层小区，均属巨厚的地槽型类复理石沉积。闽西北、闽北地层小区前震旦纪和震旦纪地层出露广泛，岩石多具中—深区域变质和混合岩化。闽西南地层小区则主要出露震旦纪—早古生代地层，岩石变质程度较浅。泥盆纪—中三叠世地层划分为闽西南、闽北及闽东地层小区。其中闽西南地层小区晚古生代准地台型细碎屑岩—碳酸盐岩地层出露广泛，化石丰富，是本省煤、铁、锰、石灰岩等沉积矿产的重要含矿层位。晚三叠世—晚第三纪地层划分为闽西及闽东地层小区，以陆相盆地沉积及火山喷发堆积为主，尤其是闽东地层小区燕山期火山岩特别发育，岩类复杂、地层厚度巨大，是研究我国东南沿海中生代陆相火山岩地层的重要地区之一。2.火山岩福建火山岩十分发育，自晚太古代至第三纪均有火山活动，共有30个含火山岩地层。据含火山岩地层的建造特征、火山岩的发育程度和喷发物性质，结合地壳运动性质及构造旋回可分为五台—吕梁、四堡—晋宁、加里东、华力西—印支、燕山及喜马拉雅6个构造岩浆期或旋回。晚元古代及其以前的火山岩主要分布在闽西北，闽西南及闽东只零星分布；石炭纪及晚三叠—侏罗世火山岩零星见于闽西南、闽中、闽北地区；晚侏罗世—白垩纪火山岩广泛分布全省，尤以闽东地区最为发育；新生代火山岩分布零星，主要见于闽南海滨地区及内地的明溪、宁化等地。岩石类型繁多，有超基性、基性、中生、中酸性、酸性火山岩及火山碎屑沉积岩等。岩相民育齐全，有碎屑流堆积相、空落堆积相、涌流堆积相、崩落堆积相、喷溢相、爆溢相、火山通道相、侵出-溢流相、喷发-沉积相及潜火山相等。火山喷发方式有中心式及裂隙-中心式二种。火山活动及其形成的火山构造受区域构造控制明显，具有明显的方向性、分带性。火山构造类型多，主要有穹状火山、层状火山、锥状火山、破火山、盾状火山、复式火山、火山喷发中心及爆发角砾岩筒等。其中燕山期火山岩岩石类型、岩相民育最全，火山喷发类型、火山构造多样，最具典型，分布面积最广，出露约38000km2，占全省总面积的31%，是浙闽粤火山岩带的重要组成部分。3.侵入岩福建省境内经历了多旋回、多阶段的地质构造发展历史，各主构造期均伴随有规模不等的岩浆侵入活动。侵入体总面积占省境陆地面积的34.87%。各类岩类齐全，按岩石谱系单位等体制划分方法，自早元古代至第三纪，共划分有110个岩石单元，归并为18个超单元、9个序列和21个独立岩石单元，分属于早元古代、晚元古代、志留纪、二叠纪、中三叠世、早侏罗世、晚侏罗世、早白垩世和第三纪等10个不同时期。无论是印支运动以来岩浆活动与太平洋板块运动机制关系密切，抑或印支运动及其以前时期陆间裂隙槽的发生和闭合，各时期侵入岩均属活动大陆边缘的一套钙碱性岩石组合，早白垩世晚期尚有较大规模的碱性岩浆侵入。成因类型主要有幔源型、同熔型、改造型和分异型碱性花岗岩等四种。侵入岩的带状分布特征，显示出岩浆侵入活动受构造控制的因素较突出，一些岩浆长期活动部位，形成由多期侵入体组成的复式岩体，如光泽、浦城、中村、小陶、武平、漳州等复式岩体，各复式岩体岩浆侵入活动历史不同。元古代和志留纪侵入体，沿韧性剪切带呈底辟、或沿一定构造部位呈热气球膨胀等侵位机制较突出；二叠纪、中三叠纪世侵入体热气球膨胀、底辟和岩墙扩张机制较明显；侏罗纪和白垩纪侵入体火山口塌陷、岩墙扩张、顶蚀等被动侵位机制较突出，伴随有底辟、热气球膨胀等复合机制。岩浆侵入活动与火山活动的关系，目前除西部地区加里东期和印支期侵入岩尚未发现同期火山岩外，吕梁期、晋宁期、东部沿海加里东期、华力西期和燕山期不同阶段侵入岩，均伴随有不同规模的火山活动及相应的火山碎屑岩堆积。前燕山期，同期岩浆侵入活动多滞后于火山喷发。燕山期主要三个阶段侵入岩和火山岩同时、同源、规模相当、演化趋势相同的特征明显，岩石中钾质成分具自东向西递增趋势，与板块构造关系密切。3.区域变质岩与变质作用福建省区域变质岩石分布广泛，出露面积21800km2，受变质地层自上古界至古生界。不同的地壳演化和不同的构造层次中均可出现不现的变质作用类型，本省区域变质作用的阶段性和分区性不太明显，根据部分年龄数据推测，划分主要变质期为吕梁期、四堡—晋宁期、加里东期，变质作用类型主要有区域中高温变质作用、区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用。变质岩系的原岩建造特征及其形成时的大地构造环境、变质变形特征、混合岩化及花岗质岩浆作用的特征是认识恢复变质作用历史过程的主要研究内容。近十余年来，省内及邻区在以上内容及地质年代学研究方面取得较大进展，从而更新了区内构造演化史的认识。4.区域地质构造福建在构造上处于欧亚大陆板块东南缘，濒临太平洋板块，为环太平洋中、新生代巨型构造-岩浆带的陆缘活动带的一部分，是全球构造—岩浆活动最活跃的地区之一。因而地质上以燕山期中酸—酸性火山岩、侵入岩广泛露布（占全省近2/3面积）而著称省内外。近十年来变质基底研究的重大突破，结束了“福建是否存在前晚元古代变质岩”的纷争。现有资料表明，自晚太古代以来，福建境内各地史断代的地层、岩石均有出露，但各断代地层、岩石都有不同程度的缺失或剥蚀，且各自的建造、变质变形特征及成矿专属性等都有所差异。这也表明晚太古代以来福建地壳运动十分频繁，以致地壳在纵向上，无论是变质基底或是盖层都具有多重结构特征；而表壳结构则以脆—韧性断裂及推覆、滑脱构造尤其脆性断裂极其发育为特色，其中北东及北西向断裂最为醒目。各断代地层、岩石的分布明显地受构造（断裂）控制，从而构成了“东西分带、南北分块”的基本构造格架。南平—宁化北东东向构造-岩浆带及政和-大埔北北东向断裂带将福建分割为闽西北、闽西南及闽东三个不同的构造单元。闽东南滨海断隆带范围虽小，但在区域构造意义上可与前述三个构造单元相媲美，因而可视为一个独立构造单元。闽西北自晚太古代起几经沧桑之变，晋宁运动以后基本处于造山隆起状态，其中前震旦纪变质岩及加里东—燕山期花岗岩类发育。因四堡运动而与闽西北断离的闽西南区，震旦纪—奥陶纪及晚泥盆世—早三叠世两度处于凹陷状态的边缘海环境，并沉积巨厚的沉积物；中、晚三叠世的印支运动基本结束了闽西南的海侵历史，并引发了岩浆上侵及水平挤压作用，致使凹陷中的沉积物褶断隆起，形成盆岭地形。由于政和-大埔断裂带的存在及其活动而与闽西北及闽西南两构造单元分离的闽东地区，除沿海地带以外，从早古生代至中生代早期处于隆起剥蚀状态；中生代，因断陷作用而发生凹陷，并引发大规模岩浆的侵入与喷发，尤其晚侏罗世—早白垩世中酸—酸性岩浆的喷发与侵入最为强烈、频繁。燕山中、晚期的构造运动及岩浆的上侵活动，使闽东地区的火山堆积物挠折隆起。闽东南滨海断隆带因燕山期强烈的断裂逆冲作用及岩浆侵入活动，导致变质基底岩块在地表的零星分布及基性—酸性侵入岩的发育。燕山期的构造—岩浆活动虽然也涉及闽西地区，但可能因政和-大埔断裂带的复活影响了构造应力的传递，因而闽西地区的构造—岩浆活动，尤其火山喷发活动的强度与规模远逊于闽东地区。燕山期岩浆沿各断裂（带）的上侵、喷发及期固结成岩作用，使福建各大小块体紧密地镶嵌、拼接在一起，以致新生代以来的地壳运动使福建处于整体隆升状态。但隆升过程中仍有断裂的活动，因而各块体的降升幅度仍有所差异。同此可见，福建是个经历多旋回造山活动、并由不同的块体最终于燕山期拼接而成的复合造山带。福建省地质构造复杂，矿产资源丰富，是环太平洋成矿带重要的成矿区之一。境内的地质调查始于1911年，至50年代初期调查范围极为零星，仅局限于若干矿山及主要公路及河流两侧。50年代后期，随着经济建设发展，地质调查和矿产勘查全面展开，取得了大量的地质资料。为适应地质工作发展需要，福建省地质研究所和福建省区域地质调查队，分别于60年代初期、70年代中期和80年代初期编制了三版1：50万福建省地质图。由福建省区域地质测量队承担的1:20万区域地质调查项目，于1977年10月顺利完成了工作。投入如下工作量：区域地质调查118976平方公里；实测地层剖面2245公里；槽探23122立方米。主要工作成果：建立了比较完整的福建省地层系统，共划分出42个地层单位，其中新建或厘定了15个地层单位名称。比较系统、全面地对福建省数百个各类岩体进行了圈定研究，并分出各类岩石，建立了福建省侵入岩活动顺序和时代。在福建省东部火山岩区发现了19个古火山机体，3个裂隙式喷发通道，58个喷发中心。在火山岩中发现了铁、铜、铅、锌、钼及非金属矿（点）床及找矿线索。为火山岩地区找矿开辟了新的前景。近二十年来，福建大规模地开展了1：5万区域地质调查，至今已完成了全省陆地面积的57.2%，与此同时开展了大量的各种专题研究工作，新的地质事实被不断地发现，获得了许多新的地质成果。地层方面：完成了统一地层划分到多重地层划分的转变，对岩石地层进行了清理，进一步确定了地层层序，系统地研究了一些地区的层型剖面、沉积环境和岩相古地理变迁，取得了更为丰富的古生物化石论证及必要的同位素地质年龄数据；年代学工作在前寒武系的研究中取得突破性的进展，建立了较为详细的前寒武纪年代构造格架；岩浆岩方面：在前寒武纪地层中发现了大量的侵入体和火山岩。运用同源岩浆演化，多次脉动、涌动上侵形成不同的构造岩浆单元理论，对众多的复式岩体进行了解体，为建立福建各地质时期侵入岩谱系单位等级体制系统，揭示福建岩浆演化及其与地质构造发展的关系积累了丰富的资料；构造方面：新发现了许多推覆、滑脱、韧性剪切带，特别是在对基底构造格架与地壳结构的研究上有较大的进展，丰富了福建大地构造和构造研究的内容。