地球历史进入最新的一代——新生代。人们把新生代划分为两个纪七个世:
经过燕山运动,中原河南整个山系大局已定。嵩山周围形成了一些山间断陷盆地。这些山间断陷盆地在新生代的沉积各自具有特点。进入新生代之初,河南境内河流纵横,湖泊密布,气候炎热,大型哺乳类脊椎动物大量繁盛,淡水双壳类、腹足类、介形类仍较发育,草本植物、被子植物、裸子植物、蕨类植物以及藻类均甚茂盛。到了第四纪,作为地质历史上最新的一个纪,它是地质历史上曾发生过大规模冰川活动的少数几个纪之一,又是哺乳动物和被子植物高度发展的时代,人类的出现是这个时代最突出的事件。“嵩山冰期”发生时间大约在距今200万年前后,中更新世以后,嵩山地区气候逐渐湿润炎热,但时有干冷气候的交替,全新世,嵩山以她宽厚的胸怀,拯纳了人类,开始了人类的文明史。
1.嵩山地区古近纪地质简史及岩石地层单位(1)古近纪地质简史
嵩山南麓的大金店盆地没有接受古新世和渐新世的沉积,只有始新世中期沉积,即张家村组。张家村期开始,因地壳急剧上升遭受剥蚀,在山麓低洼地带快速堆积了一套磨拉石建造,反映了干旱气候条件下的洪积一河流冲积沉积环境。后来坳陷内得到充分的物质补偿,以浅水沉积为主,形成巨厚的红色沉积层,反映了处于干旱炎热气候条件下的河流湖泊沉积环境。最后盆地持续下沉,盆地处于封闭或半隔绝状态,在干旱炎热气候条件下蒸发量大于补给量,水体快速浓缩,造成钙质粉砂岩、泥灰岩及石膏层的沉积,反映了当时干热气候条件下的湖泊沉积环境。陆地上生活着尤因他兽等大型哺乳类动物。
张家村期以后,嵩山地区发生了早喜马拉雅运动,这次运动在继续加强断块差异的同时,伴有坳褶运动造成张家村顶面的不整合。受这次运动的影响,大金店盆地缺失了渐新世的沉积。
(2)嵩山地区古近纪地层
嵩山地区古近系发育不全,只有中始新统张家村组,分布于东金店盆地的阳城、大金店附近。该组为一套红色磨拉石一碎屑岩复理石沉积建造。张家村组不整合覆于三叠系不同层位之上,上部被新第三系洛阳组不整合覆盖。
张家村组。在肖家沟一带厚达1100m,向东逐渐变薄以至尖灭,该组韵律发育,自下而上有五个大的韵律及无数个小韵律层组成,大的韵律层厚约70~110m。张家村组下部为鲜红、砖红色砾岩、含砾砂岩与中厚层中粒长石石英砂岩互层,反映了当时地壳处于急剧上升剥蚀阶段,在山麓的低洼地带快速堆积而成,属于干旱气候条件下的洪积一河流冲积沉积环境。
2.嵩山地区新近纪地质简史及岩石地层单位(1)新近纪地质简史
中新世洛阳期,盆地才又接受沉积,开始时为山麓堆积的紫红色砾岩,然后,逐渐转变为湖泊相的灰绿、褐黄色砂质泥岩、粉砂岩。嵩山一带的气候在洛阳期逐渐转为温暖湿润,轮藻等植物十分发育。
新近纪上新世早期,受喜马拉雅运动影响,河南省发生大型的坳褶运动,西部大面积隆起,东部全面大幅度沉陷,嵩山以西伊川、汝阳一带正处在西隆东坳衔接带上,深断裂、大断裂强烈活动,沿断裂带发生地幔物质向上喷溢,形成了由橄榄玄武岩、沉积岩及少量玄武质凝灰岩组成的大安组。虽然近在咫尺,嵩山地区却未见动静。上新世嵩箕高地附近未见沉积。而密县、荥阳一带仍有湖相、冲积洪积相零星沉积。嵩山以东的新郑—带,可以看见三趾马动物群在原野上游荡。
上新世末,晚喜马拉雅运动造成了新第三系中新统与第四系早更新统之间的假整合或不整合。经过喜马拉雅旋回的晚期发展阶段,形成了河南省西高东低的现代地貌形态及黄淮海平原。
(2)嵩山地区新近纪地层
新第三系洛阳组是中新世沉积,主要分布在嵩山南麓山前垄岗地带,东起芦店程堂村,向西在北旨村、任村、文柯、君召、颍阳、吕庄等地的垄岗上都有分布。仅在登封北旨村南发现该组与下伏古近系张家村组为不整合接触。
洛阳组。为一套杂色碎屑岩沉积建造,下部为紫红、灰黄色砾岩与钙质粉砂岩互层,夹砂砾岩透镜体;中部为粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层,水平层理发育,层面具微波痕,岩石表面具铁锰质薄膜;上部为褐黄、橘黄色粉砂岩与泥岩互层,夹薄层泥灰岩,含钙质、铁锰质结核及灰绿色网纹。属于湿热气候条件下的山麓洪积—冲积—湖泊沉积环境。
3.嵩山地区第四纪地质简史及岩石地层单位(1)第四纪地质简史
第四纪这个名词是法国学者德斯诺伊尔斯在1829年创立的。当时地质年代有第一、二、三纪,于是他把第三系上面的松散沉积物称为第四系,一直沿用到现在。第四纪是地质历史上最新的一个纪,它是地质历史上曾发生过大规模冰川活动的少数几个纪之一,又是哺乳动物和被子植物高度发展的时代,人类的出现是这个时代最突出的事件。第四纪的开始年龄说法不一,有180万年、200万年和260万年等几种观点。第四纪分为更新世和全新世。
第四纪基本上继承了新近纪的构造格局和地貌景观,但仍在继续发展,豫西山地更加抬升。嵩山以北的黄河、淮河、卫河三大水系和嵩山以南的长江水系、淮河水系的支流已经定型。这时的河南省分属两个地貌台阶,以太行山、秦岭、熊耳山等中山山地构成第二级地貌台阶,京广铁路以东的华北平原属第三级地貌台阶。嵩山地区处在两个台阶的过渡地带。
据有些资料介绍,世界范围内早在新近纪上新世末期,距今数百万年前,这次冰期已经开始。但到第四纪才出现冰期与间冰期交替的现象。这次冰川主要发育在北半球。在最寒冷的时候,高纬地区形成一些大冰盖,格陵兰冰盖覆盖了格陵兰和冰岛。劳伦大冰盖覆盖了整个加拿大,向南一直延伸到纽约。西伯利亚冰盖占据了西伯利亚北部,大约达到北纬60度。许多高山地区都出现了大规模的山岳冰川,嵩山的冰期应该是这次冰期的一次亚冰期。“嵩山冰期”发生时间大约在距今200万年前后,相当于我国北方的朝阳冰期和南方的鄱阳冰期。
中更新世以后,嵩山地区气候逐渐湿润炎热,但时有干冷气候的交替。古菱齿象、安氏驼鸟、软体动物双壳类等生物十分繁盛。在颍河两岸沉积了洪积,冲积成因的亚粘土、亚砂土和砂砾石层。
全新世,嵩山以她宽厚的胸怀,拯纳了人类,开始了人类新的文明史。
(2)嵩山地区第四系
嵩山地区第四系分布在嵩山南北两侧的山麓地带,尤以南麓分布广泛。由松散的碎屑沉积物组成,局部呈半胶结状态。以冲积、洪积、冰碛为主,次为风积、残积、坡积、沼泽及牛轭湖相沉积等,多为复合成因类型。第四系总厚度为27~102m。
根据古生物组合、成因类型、岩性、岩相、地貌特征、层位关系和考古资料等,将嵩山第四系自下而上划分为:下更新统冰碛层、中更新统冲一洪积层、上更新统冲积层、全新统。
在嵩山地区发现保存较完整的冰蚀地形有:冰斗、“U”形槽谷、悬谷、冰坎、鱼脊(刃脊)、角峰等地貌形态。这些冰蚀地貌与上述冰碛地貌相配套,共同组成典型的冰川地貌,对研究中原地区早更新世的古气候变化和古地理变迁有着十分重要的意义。
中更新统。底部为红、棕红色含碎石粘土层,下部为青灰、褐灰色砂、砾石层,夹亚砂土层;上部为褐黄、棕红、红色粘土、亚粘土层,夹砂层透镜体,富含钙质。具水平层理,河谷珊级阶地具二元结构。中更新统形成于湿热与干燥气候周期性变化的条件下,属冲一洪积物。其中夹古土壤5~7层,且厚度大,结构完整。近年来,在登封市方家沟、库庄、安窑、西十里铺及密县牛店等地发现丰富的脊椎动物化石,登封方家沟棕红色粘土中采获古菱齿象,安窑红色亚粘土中产安氏驼鸟等化石(以上化石据登封市文物管理所资料)。
上更新统冲积层。主要分布于颍河两侧,组成河谷Ⅱ级阶地,呈带状展布。另外在山前丘陵地带也有少量分布。与下伏中更新统和上覆全新统均为不整合接触。黄土是在比较干冷草原环境中形成的,褐土型古土壤层是在比较温湿的森林草原环境中形成的。晚更新世时嵩山地区为湿热一千冷气候周期性波动条件下的河流一牛轭湖泊沉积环境。
全新统冲积层。广泛分布于嵩山南北各大河流两侧及河漫滩中,组成河流Ⅰ级阶地及河床,按其岩性地貌特征,可将全新统划分为下部冲积层及上部冲积层。下部是在横向环流作用下形成的一套粗砂砂砾层,自下而上粒度变细,斜层理发育,属河床相沉积;上部是在洪水期间由河水漫出河槽而形成的一套薄层亚砂土和亚粘土互层,往往具微细的水平层理,属河漫滩相沉积环境。
第四系全新世晚期以来,地壳仍处于缓慢的升降运动中,特别是在河面宽广、曲流发育的地段,如颍河的东金店、阳城段,富集大量砂层。这些河沙是良好的建筑用砂。砂砾层中,还含有丰富的有益重矿物,如石站山金异常,黄家岭一张光沟、缸瓷窑的辰砂异常,中岳庙后沟的铅异常等,均富集于全新统上部冲积、坡积残积层中。
