新元古代是地球演化历史上最重大的变革时期之一,像罗迪尼亚超大陆裂解与裂谷岩浆活动,低纬度冰川与气候突变,埃迪克拉群生物繁衍与寒武纪生物大爆发等都与这个时期地球环境变化有关。
发生在距今6亿年前(新元古代末)的全球性冰期事件受到了冰川研究者广泛的关注。Hoffman 等通过对非洲纳米比亚、其他大陆的冰期前后碳酸盐岩层序的碳同位素对比,提出了“雪球地球”假说。这次冰川事件在全世界各地都有不同程度的反应,在我国震旦纪沉积地层中,分布在南方大陆的南沱组和分布在北方大陆的罗圈组等已确认为新元古代“雪球事件”的遗存,冰川活动时限约在6.5-5.9亿年之间,与挪威的瓦兰冰期、澳大利亚的斯图特冰期相对应。
作为这次雪球事件最典型的地区之一河南省,还留下了非常典型的冰川遗迹,吸引着全世界冰川研究者的目光。
在河南省汝州市蟒川镇的南部,蒋姑山的南麓,绵延的群山环抱着一个风景秀丽的小山村——罗圈村,村东有一条小河自南向北流过,河的东岸有一座浑圆状的小山包,山顶的海拔高度只有535米。就是这个普通的小山村和这座不起眼的小山包,从上世纪50年代以来,吸引了国内外地质学界无数地质学家和冰川学家的眼球,留下了无数地质地理学家和地质工作者的足迹。
1958年,地质学家杨志坚在这里考察后,首先提出了冰碛成因的观点,1959年中国科学院地质研究所叶连俊先生院士,在这里作了较为详细的考察和研究,确认属冰碛地层。1961年国家地质部地质科学研究院的刘长安、林尉兴对该处冰碛地层进行了专题研究,将该套地层命名为罗圈组,1976年河南省地质科学研究所经过深入研究,将罗圈组冰碛地层的时代划归震旦系。从此,震旦系罗圈组成为一个独立的地层单元。
罗圈村这个原本普普通通的小山村成了地质学界公认的一个地层单元名称。我国最著名的地质学家,原国家地质部部长李四光先生在八十高龄时还曾亲临罗圈考察,欧州著名地质学家也曾慕名研究。直到今天,我国各地质院校师生来到这里实习的仍是络绎不绝。
罗圈组冰碛地层厚度大,总厚度可达306米,出露较完整,分为三个层段:下部为淡黄、灰黄色厚层状泥钙质胶结的冰碛砾岩;中部为浅黄色夹紫红色含冰碛砾石的砂质页岩;上部为杂色砂质页岩与细砂岩互层。
砾石具有典型的冰碛成因的特征;(1)砾石成分复杂,有石英砂岩、石英岩、白云质灰岩、花岗岩、砂质页岩及各种玢岩等;(2)砾石大小混杂,排列无序,砾经小的1厘米以下,多为3-5厘米,大的30-40厘米,最大可达1米以上;(3)砾石多呈棱角状;(4)砾石多具泥模、压坑、压裂,有的砾石有几个磨光面,面上有擦痕。
研究罗圈组冰碛地层的特征、分布规律及区域地质特征,可以演绎本区在震旦纪前后这一特定地质历史时期古地理环境和古气候变异,了解河南大地的沧桑变化。
在距今10亿年前的新元古代初期,豫西海洋的南部有秦岭、伏牛、大别古陆,北部有中条、太行古陆,在浅海之中还散布着熊耳、外方、崤山、嵩山等海岛,其时气候较温暖。
到距今8亿年前的震旦纪中期,我国发生了一次大的造山运动史上谓之晋宁运动,使豫西浅海抬升为陆,原来的古陆及海岛抬升为高耸的山脉。
当时的地形高差悬殊,气候寒冷,山上积雪长年不化形成山岳冰川,在重力的作用下,冰川从山上向山下运动,在运移过程中,冰川对经过地区的基岩产生磨蚀破坏,将大量大大小小的岩石碎块、碎屑裹挟其中,长达1亿多年的冰川活动,使西至灵宝,北到偃师、嵩山,南至鲁山、信阳,东至固始以东安徽境内这一广大地区遍布冰川。
后来,气候渐暖,冰川逐步消融,先是将携带的大量砾石随处堆积下来而成冰碛砾岩,冰水流动沉积形成含冰碛砾石的砂质页岩,冰水聚集成湖,接受泥砂质沉积而成砂质页岩与砂岩互层。
到距今5.4亿年的古生代寒武纪,地壳逐步下降,气候又转温和,海水再次侵入本区并逐步加深,豫西大地又开始接受海洋环境的碎屑化学沉积。
冰碛地层不仅有重要的地质学科学研究价值,更有重要的科普教育价值和矿业利用价值。