北京平原区的地下深藏着一次重大地质事件：燕山运动。钻孔资料显示，从距今十几亿年的元古界，到距今一亿多年之间，竟然缺失了几千米的地层。一块燧石标本的发现，揭开了一度被遮蔽的“燕山运动”——

■本报见习记者 李瑜

嘉宾：张宏仁

原国际地质科学联合会主席

燕山地貌

从国际地质科学联合会卸任以后，张宏仁松了一口气：“终于能静下心来搞搞‘燕山运动’了，这一天，我等了20年。”

在张宏仁家中，一块燧石备受珍视。这块普通的石头不仅见证了自己多年来探索“燕山运动”真相的漫长历程，更是中国大陆地质结构变迁与格局演化的一例铁证。

石头里的大事件

“这块燧石发现于侏罗纪龙门组的砾岩地层（距今约1.6亿年），但燧石本身却来自于元古界雾迷山组硅质白云岩（形成于十几亿年前）。”采访中，原地矿部副部长张宏仁向《中国科学报》记者道出了奇石的身世与来历，“我是在和地质力学研究所渠洪杰在永定河右岸离军庄不远的铁道边采样时发现它的，确实是一块非常难得的样本。”

跟地质打了一辈子交道的张宏仁为何会对一块普通的石头如此津津乐道？

张宏仁解释说，距今约十几亿年的一块燧石最终出现在1.6亿年前的龙门组砾岩中，说明在1.6亿年以前曾发生过重要的造山运动，使得原来埋在地下深处、十几亿年前形成的雾迷山组地层被逆断层推到地表，经受剥蚀，形成砾石，再沉积到龙门组中。这一现象与地质史上的一件大事相关联，它改变了当时的地质地貌，使得相邻地段间的地层构造发生了巨大变化。

“就好像一块多层的夹心蛋糕，发生了断块变形，其中有的断块被大幅度抬高上升，这样一来，原来在深部的地层就会很自然地裸露出来。”张宏仁所说的大事件，便是“燕山运动”。2014年7月，记者随张宏仁前往北京西山门头沟，寻访“燕山运动”的踪迹。

北京西山地区是中国近代地质研究的发源地，这里也是“燕山运动”一词的发源地，保存着较为丰富的地质记录。

途中，张宏仁告诉记者，“燕山运动”是晚中生代期间发生在中国东部的一次最重要造山运动。在此之前的十多亿年间，北京地区和整个华北地台都处于相对稳定阶段，地层间并无角度不整合。然而，上窑坡组含煤碎屑岩沉积之后（距今约1.6亿年以上），华北地台突然遭受了一次打击，使本来相对完整的华北地台被剪切成一系列北东向或北北东向的条带状断块，北京平原区断块的基底也是这些条带状断块之一。

此外，“在我国东部，包括松辽盆地在内许多重要地质构造都与当年的‘燕山运动’有着千丝万缕的联系，从某种程度而言，它是今天中国东部地区地理格局形成的重要原因。”张宏仁介绍说。

大家争鸣的年代

1926年，著名地质学家翁文灏在东京泛太平洋科学大会上发表了题为《中国东部的地壳运动》的文章，首次提出了“燕山运动”的理论假说。他认为，由于前白垩纪的不整合在中国东部广泛分布。若将它与海西造山期相比则年代太年轻，若与喜马拉雅期相比，则又过于古老，然而，这一运动对中国东部局部构造确有影响，并足以给予一专门名称。

“鉴于它首次在北京西山被认出，而那里的地层证据也研究得最好，所以，翁文灏提议将它称为‘燕山运动’。”张宏仁解释说。

在此前，由叶良辅执笔编写的《北京西山地质志》认为“燕山运动”发生的时间为“髫髻山岩系（距今1.6亿年～1.45亿年左右的一套地层）沉积之前”。

翁文灏则进一步细化为：“‘燕山运动’年代应限于北京西山的九龙山系（距今1.6亿年～1.45亿年左右的一套地层）与髫髻山系之间。”这一说法很快得到了中国地质学界的热烈响应，并为大家所接受。

“翁文灏认为在髫髻山岩系沉积之前，曾发生过重大的变形和剥蚀，这个认识是正确的。”但张宏仁同时认为，他将‘燕山运动’年代定于九龙山系与髫髻山系之间，难免过于仓促了。“这也长期影响了人们对于‘燕山运动’的正确认识。”

在此后的很长一段时间内，诸多地质学者均把注意力放在了按照槽台假说对“燕山运动”的分期上，或者按照板块学说解释“燕山运动”的成因。

“对于代表‘燕山运动’的主要不整合面何在这一重要问题，人们长期以来缺乏统一的认识。”张宏仁遗憾地说。

拨开“雾迷”

上世纪70年代初，北京市地质局对北京地热资源展开调查。“当时，我们在平原打了一系列钻孔，发现大片地区从元古界雾迷山组（距今约十几亿年）上部开始，直到侏罗系上窑坡组（距今约1.6亿年）乃至以上，竟然缺失了几千米的地层！”张宏仁说。

从那时起，张宏仁隐隐地对翁文灏有关“燕山运动”发生时间的说法产生了怀疑。

2009年，在中国地质调查局和地质力学研究所的支持下，张宏仁开始了“‘燕山运动’的再研究”。他最为关心的还是 “不整合面”。

“角度不整合是检验一个地区是否经受过强烈造山运动很好的标志。然而‘燕山运动’是一个世界上少见的特例，当年它所产生的变形，只有断裂没有褶皱，也就是说，地层之间没有角度上的不整合，这就给‘燕山运动’的确定带来了极大困难。”

为了验证当年对‘燕山运动’不整合面的确定，张宏仁和他的同事在北京西山踏勘了一系列剖面。一次试图进入九龙驾校后山寻找合适的地层露头，发现上山的路被驾校挡住了。正在与门卫协商的时候，回头一看：与驾校相反的一面，居然是一处出露极好的地层剖面。 这为接下来的对比工作创造了极好的条件。

经过几番勘察，张宏仁等人在这里找到了想要的证据。他们发现，九龙山南坡剖面中龙门组底部砾岩含有燧石砾石和硅质白云岩砾石，这些砾石显然来自本地区附近大量出露的元古代雾迷山组地层。

“这说明当时附近的一些元古界地层断块已抬升到地表，其岩层风化后的碎屑物沉积保存在龙门组砾岩中。”张宏仁判断，这应是超大规模逆断层作用的结果，它使得侏罗系含煤碎屑岩层与元古界雾迷山组之间的古生代和早中生代地层被剥蚀殆尽。“从被剥蚀掉的地层厚度可以推断，逆断层的垂直断距可达4000余米。”

张宏仁告诉记者，这一发现也与翁文灏当年提出的两个“不整合准则”相印证。

尽管找到了“燕山运动”中争议已久的不整合面，但张宏仁和他的同事们并未就此止步，他们又在此基础上进一步确定了构造运动发生的时间限制。

“下伏在砾岩之下的最新地层年龄说明断裂发生时间不早于其沉积时间，砾石层则限定了断裂活动开始的最晚期限。”望着眼前“泾渭分明”的裸露岩石剖面，张宏仁解释说，‘燕山运动’逆断层发生的时间应在中侏罗世煤系（上窑坡组）之后和煤系之上第一层砾岩（即龙门组砾岩）底部之前（该时间不晚于距今1.6亿年）“由于两组之间再没有更小的地层划分，这是层序地层学所能达到的最高分辨率。”

张宏仁由此推断，当年翁文灏确定的“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”就应修改为：“燕山运动开始的年代应限于北京西山的上窑坡组和龙门组之间。”

找到了争论不休的“不整合面”，确定了构造运动的时间限制，张宏仁却高兴不起来。他发现，今天关注“燕山运动”的人已经越来越少。

张宏仁呼吁：“希望有更多的年轻人参与到这项研究当中，为其注入新鲜的血液。”