论中国陆相侏罗系——白垩系界线

介绍了中国学者近几年在陆相侏罗系-白垩系界线研究领域的最新成果,讨论了陆相侏罗系-白垩系界线研究的原则和方法,指出了目前工作中存在的问题,初步认为在建立中国陆相中生界区域年代系统时要特别注意系、统的界线必须与国际接轨,时间上应与国际系、统界线相一致.如果国际地质科学联合会和国际地层委员会最终采用135Ma作为国际侏罗系-白垩系界线的年龄值,那么冀北-辽西地区陆相侏罗系-白垩系界线推测应在张家口组底部,与区域不整合面相一致,表明热河生物群的时代肯定为早白垩世.如果国际侏罗系-白垩系界线的年龄值将来确定为145Ma,那么冀北-辽西地区陆相侏罗系-白垩系界线推测位于土城子组的上部,意味着冀北地区缺失凡兰吟阶的地层,辽西地区可能缺失凡兰吟阶和欧特里沃阶的地层.     

侏罗系——白垩系界线年代研究

本文采用界线层型标定地层界线的方法，以河北滦平县井上－大店子和大北沟两界线层型剖面的生物地层研究结果，确定我国陆相侏罗系－白垩系界线在大北沟组与大店子组之间，对滦平县热河群下部及其下伏岩层中的火山岩层进行４０Ａｒ／３９Ａｒ法年代学研究，并推定侏罗系－白垩系界线年龄为１４０±１Ｍａ。     

冀北滦平盆地陆相侏罗系-白垩系界线候选层型剖面初步研究

在发现陆相侏罗系—白垩系界线地层连续剖面的基础上,补充大北沟组和大店子组的含义,将2组系统分为7个岩段,命名4个标志层;确定年代地层层序,完善大北沟阶和义县阶定义内容;研究重点门类化石分布和演化,建立系统生物地层分带序列,包括7个介形虫带和6个叶肢介带;划分陆相生物群发展阶段,将侏罗系—白垩系界线置于“早期热河生物群”阶段的底部;开展旋回地层和层序地层学研究,建立地层等时格架,识别盆地演化的3个阶段和5个构造期;测得界线层型剖面点存在O同位素高值异常;锆石206Pb/238U测得张家口组顶部年龄为135.4Ma±1.6Ma,大北沟组中部为133.9Ma±2.5Ma和130.1Ma±2.5Ma。综合多学科研究成果,将界线层型剖面点定在张家沟剖面第9层底,以介形虫化石Cyprideastenolonga的首现为标志。     

冀北滦平盆地大北沟组—大店子组介形类生物地层和侏罗系—白垩系界线

冀北滦平盆地火斗山乡张家沟大北沟组-大店子组剖面连续、出露好、沉积序列全、化石十分丰富.介形类的研究可划分为1个延限带、4个组合带和7个亚带.其中第Ⅰ(Luanpingella-Torinina-Eoparacypis)组合带及所包含的1、2(Luanpingella Postacuta和Torinina obesa)亚带,分布于大北沟组,显示了晚侏罗世晚期的特征.第Ⅱ-Ⅳ(Yanshanina-Cypridea-Rhinocypris,Cypridea-Yanshanina-Timiriasevia和Cypridea sulcata-C. shanyingensis)组合带及所包含的3～7(Cypridea stenologa,C.xitaiyangpoensis,C. luanpingensis,C.sulcata和C.shanyingensis)亚带分布在大店子组,Cypridea开始并相继大量出现和繁盛,明显地具有早白垩世早期的特征.故侏罗系-白垩系的界线应置于第Ⅰ组合带与第Ⅱ组合带,即第2亚带与第3亚带之间.     

四川盆地陆相侏罗系白垩系界线问题探讨

侏罗系/白垩系界线是国际地层年表中少有几个未定全球界线层型（GSSP）之一。传统上依据菊石类生物将Berriasian阶底界定义为白垩系的底界。国际上西北太平洋Shatsky Rise的Berriasian阶最底部玄武岩岩床的同位素年代学年龄为145 Ma,从而为侏罗系/白垩系界线提供了最接近的年龄估计值。在国际上,地层对比划分大都根据海相地层,中国广泛发育的陆相侏罗系/白垩系,难以与国际标准地层对比。中国四川盆地以陆相生物为标志的界线划分与国际年代地层对比困难,导致对四川盆地陆相侏罗系/白垩系界线问题的认识长期未有更新。根据陆相生物对比结果的同时,结合考虑同位素测年、磁性地层和旋回地层,有望获得良好的效果。基于同位素测年数据和陆相生物对比分析,在遂宁组中发现了最年轻的~120 Ma的碎屑锆石U-Pb年龄,而且该套地层与国际对比的核心证据介形类的研究也有新的发现,表明遂宁组有可能属于白垩系而非原认为的侏罗系。将沙溪庙组和遂宁组作为侏罗系/白垩系过渡地层系统研究,有可能在该套地层内部发现界线标志。      

侏罗系、白垩系界线问题及对中国北方陆相界线的思考

侏罗系、白垩系间是显生宙唯一还没有定义系级GSSP的界线。生物演替在Thithonian期与Berriasian期之间不存在明显变化,很难找到可以进行全球对比的标志。作为中生代生物年代地层学主要划分依据的菊石类生物,亦受生物区系影响而难作为侏罗系、白垩系界线的标志。微体化石具有优势。近期,国际上趋于将瓮虫类Calpionella alpina带之底、钙质超微化石Nannoconus steinmannii minor和N.kamptneri minor二者的始现面作为侏罗系、白垩系界线,对应于极性带M19n.2n内部,年龄为145 Ma。国际地层划分与对比以海相为标准。中国侏罗系、白垩系以陆相地层发育为特征,与海相对比颇具难度。以陆相生物为标志的界线划分产生了地区性的生物年代地层格架,也形成了地方生物地层与国际年代地层对比的错位,导致中国陆相侏罗系、白垩系界线成为地学界争议的问题。本文认为,在综合考虑不同学科研究结果的同时,问题解决的实质是客观认识陆相生物对比的缺陷,结合考虑非生物的标准,如磁性地层、旋回地层和同位素测年的精度,获得超越相区的对比结果。基于陆相生物特点,着眼于宏观演化阶段来识别界线位置是问题解决的初期阶段。燕辽生物群与热河生物群是代表侏罗纪和白垩纪的两大生物演化类群,其间年龄可为土城子组顶部的139 Ma。这是为全方位研究而铺设的临时工作界线。今后将土城子组作为侏罗纪、白垩纪过渡地层而加大研究力度,有可能在该组顶部或其内部发现界线生物标志和同层位绝对年龄值,或许会使其向目前国际推荐年龄(145 Ma)更靠近一步;也不排除GSSP未定的国际侏罗系、白垩系界线年龄会向年轻方向变化,趋于139 Ma的Valanginian阶底界位置。     

早期热河生物群时代的磁性地层学约束

早期热河生物群保存于冀北的中生代地层大北沟组—大店子组,层位时代的磁性地层学研究对限定热河生物群的演化、鸟类的起源与进化以及被子植物的起源等重大科学问题的年代框架具有重要的科学意义。同时,将为中国陆相侏罗系—白垩系界线及早白垩系地层划分提供可以进行全球对比的磁性地层学证据。此外,还将为限定华北克拉通破坏提供可靠"深时(Deep-time)"约束。基于1 100余块样品的测试与分析结果,建立了冀北滦平盆地大北沟组—大店子组高精度的磁极性序列。磁性地层对比分析方案表明,大北沟组、大店子组和西瓜园组的磁极性序列对应于标准磁极性柱的M12—M9,属于Valanginian中期至Hauterivian中期。从磁性地层学的综合研究认为早期热河生物群的时代归属于早白垩世的Valanginian期。本文的研究结果不支持中国陆相侏罗—白垩系界线位于大北沟组与大店子组之间的划分方案。     

冀北滦平盆地大店子组叶肢介生物地层特征与陆相侏罗系—白垩系界线

大店子组是滦平盆地大北沟组之上、西瓜园组之下的一个岩石地层单元,建组剖面在滦平火斗山乡大店子东沟。在滦平火斗山乡张家沟,该组自下而上可进一步划分为4个岩性段,产有丰富的叶肢介化石,统属于东方叶肢介群(Eosestheria Fauna)。加之狼鳍鱼Lycoptera和女星介Cypridea与之共生,构成典型的热河动物群(Jehol Fauna)。根据叶肢介化石组合序列、叶肢介动物群的发展阶段与可能的演化谱系,将大店子组自下而上连续划分为5个叶肢介带。在大北沟组与大店子组界线的上下,尼斯托叶肢介群(Nestoria Fauna)和东方叶肢介群(Eosestheria Fauna)相继发生了集群绝灭和集群新生的重大生物事件。老的动物群的集群绝灭和新的动物群的集群新生,预示着一个大的时代界线的存在。在大北沟组与大店子组界线上C/O同位素有一高异常值和明显的降温事件,这可能就是这一集群绝灭和集群新生重大生物事件的原因。这一降温事件与世界范围内侏罗纪—白垩纪之间的降温事件相吻合。据此,中国乃至东亚陆相侏罗系—白垩系界线应置于大北沟组与大店子组之间,并以东方叶肢介Eosestheria属的出现为特征,以古老东方叶肢介Eosestheria antiqua的首现为标志,为大北沟阶的结束与张家沟阶的开始。其界线候选层型初步定于滦平县火斗山乡张家沟下营-上营剖面第9层之底和滦平县火斗山乡小东沟剖面第10-2层之底。     

冀北滦平盆地大店子组叶肢介生物地层特征与陆相侏罗系—白垩系界线

大店子组是滦平盆地大北沟组之上、西瓜园组之下的一个岩石地层单元,建组剖面在滦平火斗山乡大店子东沟。在滦平火斗山乡张家沟,该组自下而上可进一步划分为4个岩性段,产有丰富的叶肢介化石,统属于东方叶肢介群(Eosestheria Fauna)。加之狼鳍鱼Lycoptera和女星介Cypridea与之共生,构成典型的热河动物群(Jehol Fauna)。根据叶肢介化石组合序列、叶肢介动物群的发展阶段与可能的演化谱系,将大店子组自下而上连续划分为5个叶肢介带。在大北沟组与大店子组界线的上下,尼斯托叶肢介群(Nestoria Fauna)和东方叶肢介群(Eosestheria Fauna)相继发生了集群绝灭和集群新生的重大生物事件。老的动物群的集群绝灭和新的动物群的集群新生,预示着一个大的时代界线的存在。在大北沟组与大店子组界线上C/O同位素有一高异常值和明显的降温事件,这可能就是这一集群绝灭和集群新生重大生物事件的原因。这一降温事件与世界范围内侏罗纪—白垩纪之间的降温事件相吻合。据此,中国乃至东亚陆相侏罗系—白垩系界线应置于大北沟组与大店子组之间,并以东方叶肢介Eosestheria属的出现为特征,以古老东方叶肢介Eosestheria antiqua的首现为标志,为大北沟阶的结束与张家沟阶的开始。其界线候选层型初步定于滦平县火斗山乡张家沟下营-上营剖面第 9层之底和滦平县火斗山乡小东沟剖面第10-2层之底。     

义县阶的时代与侏罗系-白垩系界线——义县阶标准地层剖面建立和研究之三

义县阶中孔子鸟类、中华龙鸟类、翼龙类、叶肢介、昆虫、双壳类和植物(包括木化石)时代确定为晚侏罗世晚期或提塘晚期；哺乳类、鸟臀类恐龙和孢粉为早白垩世早期或贝里阿斯期；介形类、鱼类为晚侏罗世早白垩世过渡期或提塘晚期-贝里阿斯期。考虑到义县期生物群与德国索伦霍芬(Solnhofen)生物群、英国普尔贝克(Purbeck)生物群，日本晚侏罗世手取(Tetori)型、领石(Ryoseki)型植物群可以比较、对比以及与中侏罗世约克郡(Yorkshire)植物群、大河口(Great EstLiarine)叶肢介群的联系分析，综合时代可确定为提塘晚期至贝里阿斯期；尖山沟层时代倾向于提塘晚期，大康堡层时代倾向于贝里阿斯期。由于可与义县组对比的英国普尔贝克(Purbeck)群(组或层)的侏罗系与白垩系界线仍未确定；同时因缺乏实测数据，国际地层表推荐的144Ma、145Ma、135Ma等侏罗系与白垩系界线年龄，不能作为可靠的依据标准；因此应据中国义县阶标准地层剖面的综合生物年代及实测同位素年代确定侏罗系与白垩系界线，界线倾向于义县阶下部尖山沟层与上部大康堡层之间，同位素年龄以124Ma为界线年龄符合目前综合生物年代，是较优选的方案。     

滇中川街叶肢介Chuanjieestheria化石在冀北后城组的发现及其地质意义

滇中含中侏罗世海相化石地层之上连续沉积的麻地山组、安宁组和妥店组,时代应为晚侏罗世,产川街叶肢介、似东方叶肢介、云南雕饰叶肢介等化石,具有美丽的"滨生长线瘤"构造,形成特提斯区特有的叶肢介动物群。在冀北宣化堰家沟后城组首次发现特提斯区极为发育的川街叶肢介化石,进一步证明后城组完全可以与滇中地区上侏罗统麻地山组-安宁组-妥店组对比,后城组的时代应为晚侏罗世,可能更近于晚侏罗世早—中期。川街叶肢介化石在后城组的发现,为环太平洋带的纯陆相后城组与特提斯区由海相化石推定的上侏罗统对比提供了古生物化石的有力佐证,具有重要的地层对比意义。     

渭南沋河宋家北沟剖面磁性地层学研究

渭南沋河宋家北沟剖面上部为黄土堆积,下部为河湖相沉积;包括全新世黄土(0.8万年)、晚更新世黄土(0.8～13万年)、中更新世黄土(13～73万年)、早更新世中、晚期黄土(73～120万年)及早更新世早期(120～250万年)三门组和晚上新世晚期(250～300万年)沈河组上部。古地磁测定结果表明:B/M 界限位于第8层黄土(L_8)中,M/G 界限位于沈河组与三门组过渡带的上部;贾拉米诺亚带(J)位于S_(11)—S_(12)层段,奥尔都维亚带(O)位于三门组砂层中。渭南新寺剖面作为宋家北沟剖面的补充,可接续沋河组下部层位,古地磁年龄为280～350万年。     

四川理塘甲洼组地层时代与环境演化

川西理塘甲洼盆地中的甲洼组是一套厚度在300m左右的松散状河湖相沉积物。磁性地层结果表明,B/M界线位于剖面中部157.0m处,剖面底部记录了奥尔都维正极性亚时。对比Cande和Kent的极性年表,理塘甲洼组的始沉积年代约为2.10MaBP,结束于0.10MaBP.孢粉记录显示该地经历亚高山针叶林植被→高山草甸植被的演变过程,沉积环境经历了河湖相→冲积相的转变过程。      

贵州台江五河剖面灯影组顶部微体动物化石

贵州台江灯影组白云岩中发现了30～70μm的锥形微体动物化石,它们具有典型的锥管状、似几丁质壳壁和平行纤维结构等生物结构,可能分属软体动物Carinachitids、Arthrochites、Punctatus、Spondylotubus和似几丁虫类化石等5种类型。其中建立了一新属、种Spondylotubus taijiangensis Yang(gen.etsp.nov.)。在灯影组白云岩中这一类群的发现对研究前寒武纪寒武纪界线附近生物的多样性和生物地层,以及寒武纪生物大爆发都具有一定的科学意义。     

新疆吉木萨尔大龙口非海相二叠系—三叠系界线层段古地磁特征

通过对吉木萨尔县大龙口非海相二叠系-三叠系界线上下地层磁性特征的研究,在梧桐沟组-锅底坑组共发现78个极性异常,其中以负极性为主,间隔了一系列的正极性和过渡极性.梧桐沟组上部以负极性为主,间隔了2个正极性和过渡极性.这可与巴基斯坦盐岭和四川广元上寺的大隆组下部对比,即相当于Da段.梧桐沟组顶部和锅底坑组底部,正、负极性变化频繁,极性特征可与巴基斯坦盐岭和四川广元上寺大隆组中部对比,即相当于Db段.锅底坑组下部以负极性为主,间隔了2个正极性段,可与四川广元上寺大隆组中上部对比,即相当于Dc段.锅底坑组中下部以负极性为主,上部夹1个正极性段,可与四川广元上寺大隆组上部磁性特征对比,即相当于Dd段.锅底坑组中上部以负极性为主,间隔了4个正极性段,可与四川广元上寺飞仙关组下部对比,即相当于Fa段.根据磁性段的划分对比,将二叠系三叠系界线置于Fa和Dd之间,即本次研究测制剖面的41层和42层之间.根据各岩组的古地磁特征求得岩组形成时的古地磁极:梧桐沟组79.1°N,238.1°;锅底坑组72.3°N,322.2°;下三叠统77.5°N,320.8°.古纬度基本一致,为32°～35°N.     

北大巴山区鲁家坪组的厘定

根据鲁家坪组的岩性、岩相和变质程度的变化以及区域分布特征,原定义所包含的岩石内容过于庞大,混淆了岩石地层单位和年代地层单位。通过对鲁家坪组的命名地点和标准剖面所在地——北大巴山南部的陕西紫阳县鲁家坪村的鲁家坪剖面及其他剖面的详细研究,原鲁家坪组按岩性可分为三段,下段以白云岩为主;中段以厚层硅质岩为主,中段下部的硅质岩中夹磷质白云岩和灰岩,其中产小壳化石Archaeooidessp.、Protohertinasp.、Chan-celloriasp.和Hyolithids,中段上部的硅质岩中夹多层毒重石或重晶石矿层以及砂炭(石煤)和火山岩层,即以硅质岩类为主;上段以黑灰色(风化后为浅灰色)含硅炭板岩和泥灰质含炭板岩为主。根据原鲁家坪组各段岩层的岩性、岩相、岩层层序、厚度和分布范围等,原鲁家坪组的下部的厚层状灰质白云岩和硅质白云岩等与原鲁家坪组中部的厚层硅质岩及硅质板岩,以及上部的板岩和千枚岩和页岩的岩性和岩相差别较大,应从原鲁家坪组划出,暂仍称为灯影组,与三峡地区的灯影组可对比;原鲁家坪组的中上部为鲁家坪组的主体,仍称鲁家坪组。厘定后的鲁家坪组与扬子地台的下寒武统的筇竹寺组(云南)、牛蹄塘组(贵州)和宽川铺组(陕南宁强)可以对比,而与后者的主要区别在于后者的下部以黑色页岩为主、硅质岩岩层薄,而鲁家坪组下部的硅质岩特别发育,厚度大,常常夹有毒重石矿层、砂炭和火山岩等。     

辽宁西部兴城曹庄地区义县组岩石地层序列及锆石U-Pb年龄

辽宁西部兴城曹庄地区属于"中生代锦西—锦州—义县—阜新火山喷发带",晚中生代地处阜新—义县盆地的西南端。通过实测剖面和大比例尺调查,确认曹庄地区中生代以火山岩为主的地层可划归义县组,并进一步将其划分为3个岩性段:下段(K_1y~1)由砂砾岩和中性-中基性火山岩组成,中段(K_1y~2)由湖相沉积岩和中性火山岩组成,上段(K1y3)由中性、偏碱性火山岩组成。对尖山剖面火山岩和火山碎屑岩中的锆石采用LA-ICP-MS方法进行的U-Pb测年表明,剖面上义县组下段和中段的年龄分别为131.5±1.4 Ma和129.2±1.0 Ma,次火山状侵位于下段的粗面安山岩加权平均年龄为126.0±1.2 Ma,该结果与北部阜新—义县盆地义县组标准剖面年龄一致。依据火山-沉积序列对比关系,曹庄地区的义县组可以与标准剖面的中、下部对比,但缺失可与标准剖面义县组上部对比的层位,显示该时期火山喷发中心更靠近阜新—义县盆地。     

湖北峡东地区牛坪剖面埃迪卡拉系碳同位素组成及地质意义

对湖北宜昌埃迪卡拉系牛坪剖面碳酸盐岩进行了高精度的碳、氧同位素分析,微量元素测定。碳同位素演化趋势研究表明,牛坪剖面陡山沱组与灯影组下部存在2 次碳同位素负漂移和3 次显著的碳同位素正漂移。负漂移分别位于陡山沱组底部( EN1) 和陡山沱组中部( EN2) ,δ13C 值分别降低到－ 3. 6‰、－ 2‰。正漂移分别位于陡山沱组下部( EP1) 、上部( EP2) 以及陡山沱组和灯影组界线处( EP3) ,δ13C 分别上升到6. 7‰、7. 1‰、8. 2‰。牛坪剖面埃迪卡拉系δ13C 的演化趋势可与黄陵背斜周缘埃迪卡拉系碳同位素演化趋势对比,表明至少区域上碳同位素化学地层学在埃迪卡拉系划分和对比中具有重要意义。     

四川盆地中三叠统-上三叠统马鞍塘组天然气藏特征和有利勘探地区

四川盆地中三叠统雷口坡组勘探已近40年,但迄今为止只发现了两个大中型气藏.近年来,雷口坡组钻井油气显示活跃,展示了良好的勘探前景.四川盆地中三叠统气藏储层主要位于底部雷一段、顶部雷三一雷四段,天然气主要来源于上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组烃源岩,各气藏天然气组分特征也不尽相同,储集空间均以各类次生溶蚀孔隙为主,多为低...     

潍北凹陷孔店组二段上亚段页岩气储层压裂可行性研究

始新统孔店组二段上亚段泥页岩是济阳坳陷潍北凹陷良好的页岩气储层,为了了解孔店组二段上亚段页岩气储层压裂可行性,在岩芯观察、有机地化分析、测井、扫描电镜分析、X衍射、岩石力学测试分析的基础上,对孔店组二段上亚段岩性特征、有机地化特征、地应力特征、裂隙发育特征、矿物含量特征、岩石力学特征、脆性指数等进行了研究。结果表明:潍北凹陷孔店组二段上亚段泥页岩发育厚度为40～160m,泥地比大于70%;有机碳含量一般为1%～3%,镜质体反射率为0. 78%～1. 04%,干酪根类型以Ⅱ1型为主,现场解析含气量平均值为1. 2m3/t;现今最大水平主应力方向为近东西向;泥岩中裂缝发育,微裂缝沿矿物间隙延伸,连通性较好;脆性矿物含量为43. 4%～65. 2%,以脆性矿物计算的岩石脆性指数为42. 5%～64. 7%,脆性很强,黏土矿物含量为34. 8%～56. 6%,不含水敏性较强的蒙脱石;岩石力学计算获取的岩石脆性指数在6%左右,显示脆性较差;综合分析认为潍北凹陷孔店组二段上亚段页岩气储层具有较好的可压性,利于人工压裂改造,但也存在一定风险。