豫西渑池地区中元古界兵马沟组沉积环境分析

华北克拉通南缘中元古代早期发育陆源碎屑-碳酸盐岩沉积,豫西地区兵马沟组作为其早期陆源碎屑充填沉积,对于探讨中元古代早期华北克拉通南缘沉积环境演化有重要意义。在野外地质剖面实测基础上,结合岩性及粒度特征划分沉积相,探讨渑池地区兵马沟组沉积环境演化,为华北克拉通南缘中元古代早期沉积环境演化提供约束。豫西渑池地区兵马沟组剖面自下而上主要岩性为含砾砂岩-粉砂岩、泥岩-含砾砂岩,垂向上沉积物粒度特征具粗-细-粗的变化,概率累计曲线揭示其水动力条件先减小后变大,兵马沟组下段为河控三角洲的三角洲平原-三角洲前缘-前三角洲-三角洲前缘亚相,上段为滨海相的临滨-前滨亚相,其代表华北克拉通南缘构造活跃期-稳定盖层沉积期之间初期海进-海退旋回;中元古代早期,华北克拉通南缘表现为北东高南西低的古地形特征,兵马沟组是该时期熊耳群或华北克拉通古老基底遭受快速剥蚀的产物;对比不同地区的兵马沟组沉积特征,其在区域上的沉积差异可能是沉积时间及古地形差异性造成的。渑池地区兵马沟组在该时期仍受华北克拉通熊耳裂谷活动的影响,兵马沟组记录了裂谷盆地充填早期的演化过程,对研究华北克拉通南缘中元古代早期大地构造演化具有重要意义。     

豫西汝阳群、洛峪群碎屑锆石年代学特征及其地质意义

华北克拉通南缘"豫陕裂陷槽"发育大量中—新元古代地层,其中汝阳群和洛峪群分布于渑池—确山地层小区,其形成时代一直存有争议.本文针对汝阳群和洛峪群沉积岩进行了系统的碎屑锆石年代学研究工作,结合地层发育和岩石组合分析,为建立华北克拉通南缘中—新元古代地层框架提供依据.根据云梦山组下部碎屑锆石中获得年轻锆石年龄平均值1723.6 Ma,结合前人从洛峪群凝灰岩夹层中获得的年代学资料(1611±8 Ma、1640±16 Ma、1638±9 Ma、1634±10 Ma),将汝阳群-洛峪群的沉积时限限定在1720～1600 Ma之间.本文所采集的云梦山组、白草坪组和崔庄组样品中碎屑锆石207Pb/206Pb年龄分别在2657～1739 Ma、2712～1780 Ma和2654～1819 Ma之间,说明三个组沉积物质主要来源于古元古代地质体,部分为新太古代地质体.鲁山地区发育的新太古代—古元古代的太华杂岩,登封地区发育的新太古代登封群以及古元古代嵩山群和花岗质岩石等,均可为中—新元古代沉积岩提供物源.豫西地区汝阳群-洛峪群碎屑锆石中～2.7 Ga、～2.5 Ga、2.1～2.0 Ga和1.85～1.8 Ga的年龄谱峰值分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件.越来越多资料显示华北克拉通在2.2～2.0Ga时期存在强烈的岩浆活动,豫西地区～2.1 Ga的岩浆作用也逐渐被识别出来.     

豫西鲁山中元古界云梦山组微生物成因沉积构造发育特征及古环境意义

前寒武纪的生物界是以微生物为主导的,微生物所引起的生物沉积构造的研究一直受到地质学家重视。以往的研究多集中在碳酸盐岩地层,近年来以发育在碎屑岩地层为主的微生物成因沉积构造(MISS)也成为地学界的研究热点之一。豫西鲁山地区云梦山组隶属于中元古界汝阳群,在构造古地理上属于华北地台南缘,主要为一套陆源碎屑岩沉积,其层面发育了大量的MISS,且类型多样。MISS类型的分布特征对精细环境有良好的指示作用;MISS的大量发育表明了当时微生物群落的繁盛,揭示了当时的微生物群落对古环境具有的强大改造功能。     

河南鲁山地区中元古代兵马沟组的发现 及其地质意义

简述了鲁山地区的地质特征和兵马沟组的特征,分析了地壳演化历程,认为兵马沟组形成于河流三角洲环境, 并有向港湾到滨海过渡的迹象。燕山晚期三门峡-鲁山断裂带的向北逆冲推覆,导致兵马沟组呈倒转产状。通过对济 源、伊川、鲁山、舞钢分布的兵马沟组进行对比,认为兵马沟组沉积时具陆在北、海在南的古地理格局。兵马沟组与 上覆地层汝阳群云梦山组或五佛山群马鞍山组为角度不整合或平行不整合接触,期间发生过地壳抬升,兵马沟组不宜 归入汝阳群或五佛山群,应是一个独立的地层单位,这对完善华北乃至中国地层年代表具有重要意义。     

河南鲁山地区中元古代兵马沟组的发现及其地质意义

简述了鲁山地区的地质特征和兵马沟组的特征,分析了地壳演化历程,认为兵马沟组形成于河流三角洲环境,并有向港湾到滨海过渡的迹象。燕山晚期三门峡-鲁山断裂带的向北逆冲推覆,导致兵马沟组呈倒转产状。通过对济源、伊川、鲁山、舞钢分布的兵马沟组进行对比,认为兵马沟组沉积时具陆在北、海在南的古地理格局。兵马沟组与上覆地层汝阳群云梦山组或五佛山群马鞍山组为角度不整合或平行不整合接触,期间发生过地壳抬升,兵马沟组不宜归入汝阳群或五佛山群,应是一个独立的地层单位,这对完善华北乃至中国地层年代表具有重要意义。     

华北克拉通东南缘新元古代凤台组冰期沉积序列及演化

新元古代冰期事件作为一个显著的沉积记录,广泛留存在各个古克拉通。新元古代凤台组肉红色冰碛杂岩仅发育在华北克拉通东南缘,以单一的碳酸盐成分为主要鉴定特征。本文通过细致研究,认为华北克拉通东南缘在新元古代中晚期为陡坡镶边碳酸盐台地环境,受到海洋型冰川作用,形成了凤台组为代表的大陆边缘型冰川沉积地层。冰川运动仅局限于大陆边缘而未引入腹地陆源碎屑,导致凤台组冰碛杂岩中的基质和角砾基本来源于下伏碳酸盐岩地层,并具有冰碛沉积和重力流沉积特征。结合前人的研究资料和成果,凤台组的发育时限为埃迪卡拉纪,可对比关联华北克拉通南缘罗圈组和西缘正目观组,从而在华北克拉通周缘形成了显著的埃迪卡拉纪冰川沉积。另外,凤台组包含多套冰期—间冰期的沉积地层,应指示着次一级的冷暖气候周期,可能记录着埃迪卡拉纪冰期的完整沉积记录。厘清凤台组的沉积序列及演化过程,有利于研究碳酸盐台地在冰期—间冰期的沉积历史,继而完善不同古地理背景下的冰期沉积类型,并补充低纬度地区的冰川作用案例。     

华北克拉通南缘五佛山群沉积时代和物源区分析:碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

河南嵩山地区位于华北克拉通南缘,其早前寒武纪结晶基底主要由新太古代登封群表壳岩、TTG质片麻岩和古元古代嵩山群石英岩,以及新太古代-古元古代的花岗质岩石组成。五佛山群角度不整合覆盖于登封群和嵩山群之上,主要由石英砂岩组成,夹少量的粉砂质页岩和薄层灰岩,为该地区太古宙-古元古代结晶基底之上分布广泛的第一沉积盖层。探讨其沉积时代和物质来源,对揭示华北克拉通南缘前寒武纪地壳演化过程具有重要意义,并可为华北南缘前寒武纪地层框架的建立和对比提供依据。本文对五佛山群底部马鞍山组两个石英砂岩样品的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得最年轻的207Pb/206Pb年龄分别为(1732±11)Ma和(1655±22)Ma,说明五佛山群形成时代的下限为古元古代晚期,与华北克拉通南缘熊耳群火山-沉积岩系之后的其他沉积盖层年代相当。五佛山群碎屑锆石207Pb/206Pb年龄范围为2816~1655 Ma,主要集中于2100~1800 Ma之间(约占60%),年龄主峰值为(1.93±0.10)Ga,部分年龄分布于2500~2100 Ma之间(约占24%),说明其沉积物质主要来源于古元古代的地质体,相比华北克拉通其他地区同时代的沉积地层碎屑锆石年代学研究结果,本区来自太古宙的物源极少。五佛山群马鞍山组碎屑锆石的U-Pb年龄反映了嵩山地区在1.93 Ga左右发生过重要的构造-热事件,与华北克拉通古元古代中期发生的变质作用时间(约1.91 Ga)一致。碎屑锆石εHf(t)值为–14.3~4.6,Hf的两阶段模式年龄分布于2363~3672 Ma之间,明显大于其207Pb/206Pb年龄,大部分锆石的Hf同位素组成集中于2.50 Ga和2.80 Ga地壳演化线区域内,揭示了新太古代为华北克拉通南缘重要的陆壳生长期。     

华北克拉通南缘中—新元古界沉积充填特征及演化

华北克拉通南缘中—新元古代地层广泛发育、出露较好。以华北克拉通南缘熊耳裂陷槽中—新元古代地层为研究对象,在总结对比前人研究成果的基础上,以4条典型基干剖面实测、3条重点辅助剖面观察与描述,从岩石颜色、岩石组合类型、岩石结构、沉积构造等众多方面,对华北克拉通南缘中—新元古界的沉积相类型、特征、展布规律以及沉积充填序列进行了深入分析。结果表明:1）研究区中—新元古界发育障壁型海岸相、无障壁型海岸相、浅海陆棚相、碳酸盐岩台地相、扇三角洲相及冰川相6种沉积相、10种亚相及15种微相;并详细阐述了各种相、亚相以及微相的沉积特征;2）明确了研究区中—新元古代在不同地质时期发育的主要沉积相类型及特征;3）深入探讨了研究区中—新元古界的沉积充填特征,并将其划分出大陆裂谷早期沉积（熊耳群）、大陆裂谷晚期沉积（小沟背组—云梦山组）、中元古代被动大陆边缘沉积（白草坪组—黄连垛组）和新元古代被动大陆边缘沉积（董家组—东坡组）等4个沉积充填序列。     

华北克拉通南缘中—新元古代年代地层格架和沉积演化过程研究的新进展

华北克拉通南缘中—新元古代地层发育良好,露头连续,是华北克拉通元古宙地层发育最好的地区之一.近年来重要年代学研究成果不断涌现,使华北克拉通南缘年代学格架和不同地层小区(卢氏—栾川、渑池—确山和嵩山—箕山地层小区)的地层对比关系逐渐清晰.本文总结了华北克拉通南缘中—新元古代地层学的新进展,并与天津蓟县中—新元古代地层标准剖面进行了对比,重新厘定了新的地层格架,主要包括:(1)将卢氏—栾川地层小区原归属蓟县系的高山河群、官道口群及青白口系白术沟组分别重新划定为长城系、蓟县系和待建系;(2)将渑池—确山地层小区的黄连垛组和董家组划分为蓟县系下部和青白口系;(3)将嵩山—箕山地层小区五佛山群进行解体,马鞍山组下拉至长城系,将五佛山群其他地层暂置于青白口系.以上述新进展和现有资料为依据,本文重新梳理了华北克拉通南缘中—新元古代的沉积演化过程,构建了不同时期的岩相古地理简图.     

豫西济源中元古界兵马沟组沉积环境分析

华北克拉通南缘中元古界的沉积学、地层学及大地构造演化等研究一直是前寒武纪地质研究的热点问题。选取豫西济源地区中元古界兵马沟组典型剖面,在野外踏勘和剖面实测基础上,运用镜下薄片观察和粒度参数分析等方法对兵马沟组沉积特征进行了分析,并进行了沉积环境恢复。研究结果表明,济源兵马沟组岩性以紫红色砾岩为主,其次为含砾粗砂岩、粗砂岩等,从下往上砾石粒径逐渐减小,磨圆变好;砂岩的粒度参数特征及概率累计曲线特征表明兵马沟组为重力流沉积,概率累计曲线的变化说明其沉积时水动力条件整体上逐渐减弱。综合各方面特征分析,兵马沟组沉积时期水体动荡,有多期洪流出现,为间歇性的灾变洪流;沉积环境为冲积扇-扇三角洲沉积相,从中可识别出泥石流沉积微相、碎屑流沉积微相、分流河道沉积微相及漫流沉积微相,其中以泥石流和碎屑流沉积为主。该研究对华北克拉通南缘中元古界地层沉积环境演化研究具有重要意义。     

华北克拉通胶北地体蓬莱群辅子夼组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

蓬莱群是胶北地区最主要的晚前寒武纪沉积盖层,对研究华北克拉通东南缘晚前寒武纪演化有重要意义.为确认蓬莱群沉积时代与物源特征,本次研究选取栖霞地区蓬莱群辅子夼组中上部的长石石英岩为研究对象,对锆石CL图像、U-Pb年龄以及稀土元素组成开展研究,发现碎屑锆石主要为岩浆锆石,年龄峰值主要集中在1 100、1 200 Ma以及1 600 Ma,缺乏年龄大于1.8 Ga的锆石;其中,最年轻碎屑锆石年龄为1 094±39 Ma,结合前人资料,蓬莱群辅子夼组沉积时代被限定在新元古代初期;不同地区的蓬莱群在辅子夼组中部以上物源区是统一的,在辅子夼组下部沉积时期物源发生变化.在区域上,蓬莱群物源特点与朝鲜祥原超群、以及我国辽东细河群、鲁南土门群、徐淮地区淮南群、豫西地区栾川群等华北东缘、南缘新元古代沉积盆地物源相似,物源主要来自华北克拉通以外的古陆.结合古地磁、中—新元古代岩墙分布等资料,推测发育格林威尔期造山带的克拉通如Laurentia-Siberia-Baltica或Sao Fransico-Congo克拉通与华北克拉通南缘拼合,提供物源.      

华北克拉通南缘栾川群大红口组形成时代及其对新元古代构造演化的制约

华北克拉通南缘豫西地区保存有较为完整的变质结晶基底和中-新元古代沉积盖层,记录了重要的前寒武纪构造演化信息。近年来的年龄研究结果表明原认为是中-新元古代的汝阳群-洛峪群可能形成于中元古代早期(1. 75～1. 60Ga),而沿着华北克拉通南缘与秦岭造山带的拼合带(洛南-栾川断裂带)分布的新元古代盖层(主要为栾川群)的形成时代尚不明确。华北南缘新元古代栾川群主要由大理岩、片岩、千枚岩和碱性火山岩组成,其上部大红口组火山岩以碱性粗面质岩石为主,高硅富钾,与侵入到栾川群中下部的辉长岩构成典型的双峰式岩石组合。栾川群大红口组三个粗面岩样品的锆石U-Pb年龄分别为840±4Ma、845±5Ma和846±6Ma,结合已有的栾川群下伏地层最年轻的碎屑锆石年龄结果(～1000Ma),限定栾川群归属于新元古代早期(1000～840Ma)。大红口组岩浆岩的岩石组合和地球化学特征表明其形成于板内裂谷环境,根据区域构造资料以及前人的研究成果,栾川群火山岩与北秦岭同时期的岩浆活动共同指示了华北南缘与北秦岭在～845Ma均处于板内拉张阶段。     

华北克拉通南缘汝阳群大型具刺疑源类时代再厘定及早期真核生物群演化意义*

华北克拉通南缘汝阳群中以大型具刺疑源类为代表的真核生物群的时代归属问题一直存在争议。新近在豫西汝州阳坡村洛峪群洛峪口组中获得的凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为1639±13Ma,结合熊耳群和汝阳群已获得的其他年龄数据,将这类形态复杂的真核生物群出现的时间限定在1.75—1.64Ga,即中元古代的早期。这说明,过去一直被认为的代表进化程度较高但仅属于新元古代的一些真核生物群,其实在中元古代早期就已经出现了;由此可以进一步推测,在更古老的地层中应有更原始的微体化石出现,从而华北克拉通南缘中元古界(>1.60Ga)将成为探寻最古老真核生物祖先的重要窗口。同时,将这些在中元古代早期就已经出现并在以后较长地史时期都存在的真核生物群用于标定地层形成时代或作为相关地层的对比标志,值得重新考虑和商榷。     

华北克拉通南缘官道口群和洛峪群的年代学研究新进展——来自凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的新证据

华北克拉通南缘结晶基底之上广泛发育中-新元古代(1800～542Ma)盖层岩系,但由于缺少精确的同位素年龄数据,其地层划分和对比方案一直存在较大的争议。本次工作在河南省栾川县龙家园组底部和下部各发现了一套凝灰岩,进而获得了1594±12Ma和1541±8Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,首次精确标定了该地区龙家园组的形成时限,该组底界的时代接近1600Ma。龙家园组沉积时代为中元古代蓟县纪最早期;在河南省汝阳、汝州、鲁山地区的洛峪口组凝灰岩中获得了1596±7Ma、1596±15Ma、1608±17Ma和1620±16Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,进一步精确标定了洛峪口组的形成时代,洛峪口组形成于长城纪的末期。结合汝阳群云梦山组碎屑锆石U-Pb年龄结果,汝阳群-洛峪群的形成时限约为1700～1600Ma。官道口群应是汝阳群之后的地层系统,而不是早前认为的与之同期的地层。     

河南嵩山地区新元古界何家寨组微亮晶(臼齿)碳酸盐岩成因新认识*

作为国际前寒武系碳酸盐岩研究的热点,微亮晶(臼齿)碳酸盐岩(简称MT)在前寒武纪古地理重塑、地层对比和古气候研究等方面具有重要研究意义,但对其成因机制的认识长期存在争论。华北克拉通南缘嵩山地区新元古界何家寨组发育大量MT沉积,被前人解释为地震液化的产物。文中对何家寨组MT发育层位进行了详细的形态描述、系统的微相分析和比较沉积学的研究,确定何家寨组MT沉积于碳酸盐缓坡沉积环境,发现MT具有早期成岩作用特征,其形态类型和宿主岩性、沉积环境之间存在密切关系。从多个方面对比探讨了MT微亮晶和地震“液化脉”之间的不同,明确指出,何家寨组MT的形成受到古海洋条件和沉积岩相的严格约束,具有鲜明的古环境意义,和地震没有必然的成因联系。     

Geochemistry and detrital zircon records of the Ruyang-Luoyu groups,southern North China Craton:Provenance,crustal evolution and Paleo-Mesoproterozoic tectonic implications

Paleo-to Mesoproterozoic sedimentary rocks in the southern margin of the North China Craton(NCC)are represented by the Ruyang and Luoyu groups.We studied the sedimentary rocks from the Yunmengshan and Beidajian formations of the Ruyang Group and the Cuizhuang and Sanjiaotang formations of the Luoyu Group.Detrital zircon grains from these formations have U–Pb age populations of 3.64–3.31 Ga,2.96–2.86 Ga,2.72–2.59 Ga,2.56–2.47 Ga,2.45–2.0 Ga,1.99–1.85 Ga and 1.84–1.65 Ga.The geochemical features of the sedimentary rocks suggest that some of the sediments were sourced from intermediate to felsic magmatic rocks.The age groups of the detrital zircon are roughly consistent with the tectono-thermal events in the southern margin of the NCC.The Hf isotopic compositions of detrital zircon from the sedimentary rocks in Ruyang and Luoyu groups suggest that significant crustal growth and reworking of the NCC took place during the Neoarchean and early-to mid-Paleoproterozoic,while crustal reworking at the Paleoarchean and late-Paleoproterozoic,and crustal growth at the Mesoarchean.We suggest the depositional times of the Ruyang Group and Luoyu Group are constrained to no older than 1.75–1.7 Ga and 1.7–1.65 Ga,respectively.Formation of late-Paleoproterozoic basins related to the strike slip and extrusion tectonics that cross-cut the NCC during the late Paleoproterozoic(<1.75 Ga),and the late Paleoproterozoic sedimentation once isochronous developed in the southern margin of the NCC through the Taihang region of the interior NCC and linked the Yanshan–Liaoxi regions of the northern NCC.     

华北克拉通西南缘汝阳群沉积时代及其地质意义：来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

汝阳群分布在华北克拉通西南缘,位于河南-陕西-山西交界地区,主要为一套未变质的碎屑岩及碳酸盐岩地层,不整合于熊耳群火山岩系之上,其上被洛峪群整合覆盖。长期以来,其地质时代一直存有较大的争议。本文通过对汝阳群下部白草坪组4个石英砂岩样品中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布范围为3 000～1 800 Ma,主要集中在2 600～2 400 Ma之间(约占67%),年龄主峰值为2 550～2 500 Ma,说明其沉积物质主要来源于新太古代末以及古元古代的地质体。其中,最年轻锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄值分别为1 817±22 Ma、1 838±23 Ma、1 924±17 Ma和1 829±28 Ma,说明汝阳群沉积时代不老于1 800 Ma,与其上覆洛峪群中近期获得1 611±8 Ma的年龄相吻合,因此其形成时代应为中元古代早期。