结晶基底形成阶段

济阳坳陷的变质基底属于泰山群，重力及磁力异常走向近东西，与其南部济阳—邹平—寿光一带的片麻理和片理方向一致。泰山群的原岩是一套巨厚的砂质、钙泥质、泥砂质碎屑岩-基性火山岩等活动型建造，经中深变质作用而形成黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩、黑云片岩等。同时有一系列的超基性、基性和酸性岩侵入。新太古代时期，沿北西、北北西向基底断裂有过两期混合岩化作用，第一期约为（22.5±0.5）亿年，第二期约为（20±0.4）亿年。太古宙末期的构造运动使泰山群遭受强烈挤压。在鲁西隆起区，泰山群变质岩系的片麻理、片理走向从北向南由北西转为北西西和东西向，形态以一系列同斜倒转的紧密线状褶皱及与构造一致的一系列区域性压性断裂为主要特征。

云台山地区出露的最老地层是太古宇登封群变质岩，其锆石U-Pb SHRIMP年龄为3400Ma。在其3400Ma漫长的地质演化历史中，经历了多期构造变形、变质作用、沉积演化、隆升和剥蚀。根据区域地质发展历史、古构造演化规律和古环境变迁过程，变质作用、沉积建造和构造变形综合分析，云台山世界地质公园的构造演化历史可以划分为三个大阶段，即太古宙－古元古代克拉通结晶基底形成阶段、中元古代－古生代稳定克拉通盖层演化阶段和中新生代盆山构造与东亚裂谷形成演化阶段。其中，克拉通盖层演化阶段又进一步分为中新元古代拗拉槽演化时期、早古生代稳定浅海发育时期和晚古生代海陆交互盆地演化时期（图3-7）。

图3-7 华北地台克拉通基底形成时期构造－热事件年龄统计分布图（图中统计资料包括变质岩与侵入岩的Rb-Sr等时线年龄、Sm-Nb等时线年龄、锆石U-Pb法年龄与39Ar-40Ar法年龄）

美国科罗拉多大峡谷地区出露的最老岩石是1840Ma的Elves Chasm 片麻岩，在大峡谷及周边地区地层中存在多个沉积间断，但区域性角度不整合界面主要有三个，即中新元古界大峡谷超群与古元古界变质岩之间的角度不整合界面、大峡谷超群与古生界之间的角度不整合界面、中生界与新生界之间的不整合界面。根据三个区域性不整合界面，可将该区划分为太古宙－古元古代结晶基底、中新元古代克拉通盖层、古生代－中生代克拉通盖层和新生界四个构造层，并且以前三个构造层为主。同时根据不同构造层的沉积建造、构造变形、岩浆活动、变质作用，将大峡谷地区的构造演化划分为太古宙－古元古代结晶基底形成阶段、中新元古代克拉通盖层演化阶段、古生代－中生代克拉通盖层演化阶段、新生代伸展抬升阶段。

太古宙—古元古代，是华北克拉通结晶基底的形成时期，发生了多期强烈的地壳运动，如迁西运动、阜平运动、五台运动、吕梁运动等，伴有多期不同方向的构造变形与区域中、深变质作用及火山喷发与岩浆侵入等热事件。

迁西期地壳运动由于受到后期多次地壳运动的改造与晚期构造-热事件的叠加，因此，野外难以准确地鉴别出其对应的角度不整合，但在相关构造-热事件年龄的统计分布图上，仍有明显显示。根据现有年代学资料，迁西运动发生于2900～3000Ma，对华北地块范围内的冀东、辽西、辽东、吉林、五台、集宁、胶东等很多地区均有不同程度的影响。迁西运动使冀东迁西群、冀北密云群、内蒙古集宁群、山西桑干群、辽东下鞍山群、辽西建平群下部、吉林龙岗群及山东泰山群、胶东群下部等杂岩系；发生了麻粒岩相-高角闪岩相区域变质作用和复杂的塑性流变，伴有紫苏花岗岩、花岗岩与基性-超基性岩浆侵入作用，形成冀东迁西渔户寨、太平寨、上营等地的紫苏花岗岩、迁安的军屯山片麻状花岗岩(2960Ma)(刘敦一，1991)与辽东的弓长岭花岗岩(2900～3000Ma)(刘敦一，1991)等岩体。

阜平运动发生于2400～2600Ma，峰值年龄为2500Ma，是华北地台早前寒武纪最强烈的地壳运动之一，导致了山西五台山地区阜平群、龙泉关群与上覆五台群之间的角度不整合接触关系，使冀北单塔子群、内蒙古乌拉山群、山西阜平群、辽东上鞍山群、辽西中上建平群、山东胶东群中上部及吉林夹皮沟群发生角闪岩相为主的区域变质作用，伴有强烈的片麻岩穹状隆起、固态塑性流变、韧性剪切变形与广泛的片麻理、片理化等构造变形及强烈的混合岩化与岩浆侵入作用，形成迁安、迁西、鞍山、清源、海城等地区的卵形构造(穹窿构造)与山海关-绥中混合花岗岩带(2403～2475Ma)、辽东齐大山花岗岩(2400Ma)(曹熹，1992)、乌拉山花岗岩(2370～2470Ma)(马杏垣等，1990)等岩体及冀东、冀北、辽北、胶东、五台、吉南、夹皮沟、乌拉山等地区的花岗岩-绿岩带(沈保丰等，1994)。

五台运动近似对应于冀东地区的双山子运动，发生于2200～2000Ma，导致五台山群与上覆滹沱群之间的角度不整合接触关系，使五台群、双山子群、红旗营子群、色尔腾山群、下辽河群与集安群等发生广泛的高绿片岩相-角闪岩相区域变质作用，伴有韧性剪切、紧闭褶曲与片理化等构造变形及强烈的岩浆侵入作用，形成了大量韧性剪切带与多种类型的褶皱构造及都山花岗岩(2000Ma)(赵敦敏，1990)、张家沟辉绿玢岩(2265Ma)(孙家树，1994)等岩浆侵入体。在内蒙古西部与五台山等地区，形成了一些花岗岩-绿岩带。

吕梁运动发生于1800～1900Ma，是华北地台早前寒武纪的另一次最重要的地壳运动(J.S.Lee，1939；任纪舜等，1980；孙殿卿、崔盛芹，1980)，在冀东朱杖子-双山子、五台山、太行山、吉南、胶东等地区形成区域性褶皱幕，使朱杖子群、滹沱群、粉子山群、上辽河群、甘陶河群、二道洼群、老岭群发生强烈的构造变形形成绿片岩相-低角闪岩相区域变质作用，形成了紧闭同斜褶皱、倒转褶皱、韧性剪切带与广泛分布的片理-劈理化带，伴有四子王旗花岗岩、兰营花岗岩(1790Ma)、半壁山花岗斑岩(1757Ma)等花岗质岩浆侵入作用，形成了朱杖子花岗岩-绿岩带(李锦蓉，1997)。华北地台统一的结晶基底也最终形成于吕梁期。

在华北地台大部分构造单元，各期地壳运动与构造变形、岩浆-变质热事件的发育强度不尽相同；不同时期的地壳运动与构造-热事件相互叠加、改造，形成颇为复杂的区域构造格局。

云台山位于华北地台南部、太行山台隆西南侧，发育古太古代古老陆壳，经锆石离子探针测年，发现云台山地区出露岩石的最老年龄为3400Ma。云台山八一水库出露变质岩大部分变质成因锆石的离子探针年龄为2400～2500Ma，说明云台山地区太古宙—古元古代虽然经历了多期地壳运动与构造-热事件改造，但以24亿～25亿年的五台运动最为强烈，导致中下地壳(≥15km)岩石发生强烈的构造变形，如韧性剪切和褶皱变形，形成不同类型的片麻岩，包括黑云母片麻岩、长英质片麻岩、黑云斜长片麻岩。些深埋于地壳深部(≥15km)的古老变质岩经过晚期构造隆升，不断向上抬升，在上覆岩石风化剥蚀之后，逐步出露于地表。云台山地区早前寒武纪地质过程与太行山其他地区基底构造运动、变质演化、晚期构造隆升过程具有良好的相似性与可对比关系。