关于南极洲地质介绍

[拼音]：Nanjizhou dizhi

[外文]：geology of Antarctica

南极洲位于地球的最南端。面积为1410.8万平方公里，基岩出露面积仅占 2％，主要分布在横贯南极山脉、南极半岛及南极大陆周边。其余的地区均为冰雪所覆盖。南极洲地质的研究程度在全球各大陆中相对最低，但由于它在冈瓦纳古陆的复原中处于核心位置，因此南极洲在冈瓦纳古陆的研究中起着关键性的作用。

南极大陆分为 3个大地构造单元。

（1）东南极地盾，主要由太古宙及元古宙结晶基底组成。在东部的查尔斯王子山脉等地也发育有限的显生宙的沉积岩。

（2）横贯南极山脉褶皱带，基底由前寒武系及下古生界两个构造层组成，其间常为不整合接触。奥陶纪、志留纪时该区曾经发生过强烈的褶皱运动，称为罗斯造山运动，造成一广泛的区域性不整合。盖层由泥盆系至侏罗系构成，几乎水平地覆于基底岩系之上。盖层发育期间在石炭纪及二叠纪初,该区出现了长时间的冰期,冰碛岩分布广泛。盖层除初期有少量浅海相沉积外，大都以陆相沉积为主。

（3）西南极褶皱带，由两个构造层构成。下构造层下部为晚元古代至早古生代的绿片岩相及绿帘角闪岩相变质岩；上部为强烈褶皱的晚古生代板岩、硬砂岩或沉积－火山岩。上构造层由侏罗系和白垩系构成，与下构造层为不整合接触关系。此外，在南极半岛与横贯南极山脉之间，晚古生代至新生代还形成了罗斯海盆、阿蒙森海盆、威德尔海盆以及一些裂谷和横贯南极的断层（见图）。

南极大陆的太古宇主要分布在东南极，其次为横贯南极山脉。在东南极，太古界内皮尔杂岩由麻粒岩相的紫苏花岗闪长岩、紫苏花岗岩及辉石斜长片麻岩组成，年龄约39亿年。

南极大陆的元古宇主要分布在东南极，在横贯南极山脉也有出露。在东南极恩德比地，元古宇以雷内尔杂岩为代表，其岩性主要为石榴石片麻岩、英云闪长岩、花岗闪长岩及正片麻岩，年龄为15～10亿年。在东南极查尔斯王子山脉南坡及沙克尔顿山,主要岩石为石英-绿泥石片岩、绢云母－绿泥石片岩及碳酸盐片岩。其中角闪岩夹层的同位素年龄约为10亿年，厚6000～7000米。在横贯南极山脉，上元古界为一套绿片岩相变质岩。厚10000米。另在彭萨科拉山有一套厚万米的板岩及硬砂岩，夹多层基性及酸性火山岩。火山岩的同位素年龄为13～5亿年。

古生界主要分布在横贯南极山脉，其次为埃尔斯沃思山和南极半岛。在横贯南极山脉及埃尔斯沃思山，下古生界为陆源粗碎屑沉积及碳酸盐岩和酸性火成岩。砂岩中含早寒武至晚奥陶世的腕足类化石。碳酸盐岩中含早、中寒武世的古杯、海绵、三叶虫及藻类化石。该区上古生界至三叠系称比肯超群。其中泥盆系以砂岩为主，夹少量砾岩,有海相动物、淡水鱼、孢粉及植物化石,厚1000～1200米，与下伏地层不整合。石炭系及二叠系底部主要为冰碛岩。二叠系、三叠系为煤系地层，有两个含煤层位，每层厚900～1000米,其间为假整合接触。二叠系含舌羊齿(Glossopteris)化石。三叠系含二叉羊齿(Dicvoidium)化石。

在南极半岛，前侏罗系由两套地层组成。一套为绿片岩相及绿帘角闪岩相岩石。根据孢粉研究，认为属晚元古代至早古生代。厚5000～6000米。另一套为板岩、硬砂岩或硅质岩、碧玉、石英岩、玄武安山玢岩及火成碎屑岩，时代属晚古生代至三叠纪，岩层顶部有三叠纪化石，厚数千米。

侏罗系、白垩系主要分布于南极半岛。上侏罗统及白垩系为一套浅海相及湖相砾岩、砂岩、层凝灰岩、熔岩及中酸性凝灰岩，含海相动物及植物化石，厚3000米。下白垩统主要分布在南极半岛西岸，为海相砂岩、砾岩、泥岩及层凝灰岩,厚2000～3000米;上白垩统主要分布在南极半岛东岸，以陆源沉积为主,厚2000～3000米,含大量海相动物及植物化石。在横贯南极山脉及东南极，侏罗系由玄武岩组成，时代为早、中侏罗世。

南极大陆的新生界主要分布在南极半岛。第三系下部为湖相及三角洲相沉积，含海相动物及植物化石；上部以玄武岩为主。

东南极太古宇中的紫苏花岗岩、辉石闪长岩、角闪岩及某些麻粒岩可能代表了该区最老的岩浆活动。晚太古宙在因塞尔杂岩中曾经发生过强烈的混合岩化及花岗岩化作用。其年龄可达31亿年。

元古宙时，在毛德皇后地西部有年龄约17亿年的暗色岩发育，在查尔斯王子山脉南坡见有年龄为10亿年的角闪岩，在东南极中部有晚古生宙的花岗岩及花岗片麻岩发育。在彭萨科拉山,在13～5亿年前曾有玄武岩、辉绿岩及酸性火山岩喷出。

早古生代的岩浆活动主要发育在横贯南极山脉，以中酸性为主，其同位素年龄大约为5.2～4.8亿年。在埃尔斯沃思山的寒武系中也见有玄武岩集块岩及凝灰岩。

晚古生代的岩浆活动以中性及中酸性为主，主要发生在横贯南极山脉及南极半岛。在横贯南极山脉其年龄值主要为3.6亿年左右。

南极大陆中生代的岩浆活动范围很广，以南极半岛最为强烈。火山作用发育于侏罗纪至早白垩世，以中酸性为主。侵入作用主要有两期：

（1）1.85～1.5亿年,以花岗岩为主；

（2）1.2～0.9亿年，以石英闪长岩为主。除南极半岛外，在横贯南极山脉及东南极部分地区还见有早、中侏罗世的粒玄岩床及岩脉，厚达1500～2000米；而在彭萨科拉山北坡则有巨大的杜费克层状辉长岩体侵入，其面积达3.4万平方公里，厚达6000～9000米,是仅次于南非布什维尔德的世界第二大层状基性杂岩。此外，在东南极比弗湖区，尚有白垩纪的超基性－碱性岩浆作用。

新生代的岩浆岩见于南极半岛，主要为橄榄玄武岩、安山玄武岩及凝灰岩，局部为亚碱性岩石，最厚的达1000～1200米，喷出始于早第三纪，至上新世及更新世时最强烈。在罗斯海东岸还有活火山。

南极大陆的矿产以煤和铁为最重要。煤区主要分布在横贯南极山脉及查尔斯王子山脉的比弗湖区。含煤层为二叠系和三叠系。铁矿主要分布在东南极，以查尔斯王子山脉发育最好，为前寒武纪的条带状铁矿；其次在毛德皇后地有脉状铁矿产出，成矿时代有多期。另在杜费克岩体中见有钒钛磁铁矿。

铜矿主要分布在南极半岛。矿床类型有浸染型、斑岩型及脉型等，常与钼、铅、锌、银等共生。成矿与晚白垩世至早第三纪的中酸性岩浆作用有关。在横贯南极山脉及东南极也见有少量铜矿化。此外，在南极还见有金、银、钼、镍、钴、铬、铅、锌、锰、锡、铋、铀和钍等矿化。

非金属矿产目前已发现的有石墨、金云母、水晶、绿柱石、宝石、萤石、自然硫、盐及大理石等，其中可能具经济价值的有石墨、金云母及水晶等。南极的石油与天然气很有远景。其中最重要的地区是罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海，其次为阿蒙森海及埃默里冰架。

参考书目

1. T.Hoshiai ed.,Sixth International Symposium on Antarctic Earth Sciences,Abstracts,Tokyo,1991.
2. R.L.Oliver et al.ed., Antarctic Earth Science,Australian Academy of Science,Canberra,1983.