中朝板块中、新元古界年代地层柱与构造环境新思考

中国北方燕辽裂陷槽位于中朝板块北部,是巨厚中、新元古界的沉积区。中、新元古界包括长城系(1800～1600Ma)、蓟县系(1400～1000Ma)和青白口系(1000～800Ma)。上述划分是中国地质学家长期研究的共识,由全国地层委员会发布,中国地质调查局在全国地质调查填图中施行[1]。青白口系自下而上包括下马岭组、龙山组、景儿峪组,由于在下马岭组的斑脱岩中获得了锆石SHRIMPU-Pb年龄1368Ma±12Ma,从而对1000Ma作为青白口系底界的年龄乃至中国中、新元古界地质年表提出了挑战。中国地质学家必须面对新的下马岭组年龄值,拼弃传统思维,重新排定北方中、新元古界年代地层柱中各系、组的界线年龄。本文建议:长城系为1800～1600Ma;蓟县系为1600～1400Ma;新建西山系为1400～1200Ma;1200～1000Ma是一个待命名的系;新的青白口系为1000～800Ma,包括龙山组及景儿峪组。由于下马岭组中的斑脱岩反映了岛弧构造环境,从而可重塑中朝板块北部下马岭组及整个中元古界(指1800～1200Ma)为沟-弧-盆板块体系的弧后扩张盆地,即传统概念中的燕辽裂陷槽是弧后扩张的产物。沟-弧-盆板块体系可以系统地解释燕辽裂陷槽的动力学成因、各种地震灾变事件、火山活动、层控矿床等形成的地质背景。     

侵入下马岭组的基性岩床的锆石和斜锆石U-Pb精确定年——对华北中元古界地层划分方案的制约

华北克拉通马兰峪隆起北侧的下马岭组页岩中广泛发育辉绿岩床。分别利用高灵敏度、高精度的离子探针质谱法和同位素稀释热电离质谱法,测定了辉绿岩中锆石和斜锆石的U-Pb同位素年龄,获得了辉绿岩的侵位年龄1320Ma±6Ma。该年龄数据的获得制约了下马岭组的上限年龄不老于1320Ma。将下马岭组置于1400~1350Ma的区间内。综合已有的测年成果,对华北克拉通燕辽裂陷槽内中元古界的划分方案进行了厘定,提出了一个新的中元古界划分方案。建议方案中长城系包括常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组,时限为1800~1600Ma;蓟县系包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组,时限为1600~1400Ma;蓟县系之上1400~1000Ma期间的地层为待建系,亟需进一步研究。     

华北中—新元古代的岩浆作用与多期裂谷事件

经历了古元古代晚期的变质事件(吕梁运动或称中条运动)之后,华北开始进入地台演化阶段,即从此时起开始了裂谷系的发育与演化。裂谷系可大致分为南、北两个在地表没有完全连接的裂陷槽和北缘、东缘各一个裂谷带。在华北南部的裂陷槽称为熊耳裂陷槽。熊耳群双峰式火山岩最古老的岩浆年龄约为1 800~1 780Ma,向上的中—新元古代地层有汝阳群、洛峪群等。华北北部的裂陷槽称为燕辽裂陷槽,主要由长城系、蓟县系和青白口系组成。中—新元古代(1.8~5.4Ga)的岩浆作用可以分为4期:(1)火山岩分布在长城系的团山子组和大红峪组,锆石U-Pb年龄在1 680~1 620 Ma,是晚于熊耳群的火山岩;(2)非造山侵入岩(斜长岩-奥长环斑花岗岩-斑状花岗岩)的同位素年龄在约1 700~1 670Ma;(3)在原青白口系下马岭组的斑脱岩以及侵入下马岭组的基性岩席中,得到1 380~1 320Ma的锆石和斜锆石U-Pb同位素年龄,在东缘裂谷的沉积岩中也有1 400Ma和1 300~1 000Ma的碎屑锆石;(4)在华北以及朝鲜的中—新元古代地层中,已经识别出约900Ma的基性岩墙。此外,对华北北缘的白云鄂博群、狼山—渣尔泰群和化德群的研究,证实在华北北缘的裂谷系与燕辽裂陷槽具有相同的层序与沉积历史。其中在渣尔泰群中识别出约820 Ma的火山岩。盆地分析表明,华北克拉通与相邻大陆分离时间对应于大红峪组—高于庄组沉积时间,结束后开始蓟县系沉积,为1 600Ma或为古—中元古代接替时间,也大致对应于Columbia超大陆裂解的时间。值得注意的是,华北克拉通自古元古代末至新元古代,经历了多期裂谷事件,但是期间没有块体拼合的构造事件的记录,这对于理解华北中—新元古代的演化历史以及对于理解该时期全球的构造具有重要意义。     

北京延庆高于庄组凝灰岩的锆石U-Pb定年研究及其对华北北部中元古界划分新方案的进一步约束

作者最近在北京延庆高于庄组张家峪亚组上部发现了凝灰岩,并测得了该凝灰岩中锆石1559±12Ma的SHRIMPU-Pb年龄和1560±5Ma的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄。这一新的高精度定年结果表明,华北北部高于庄组形成于中元古代初期的盖层纪(Calymmian Period,1600~1400Ma)早期。结合早先大红峪组火山岩的锆石U-Pb年龄(1622~1625Ma),现在可以确切地将高于庄组的底界年龄限定在1600Ma左右。结合最近在铁岭组斑脱岩获得的锆石U-Pb年龄(~1440Ma),本文再次建议,应将华北中元古界蓟县系的底界下拉到高于庄组底界,自该组底部(1600Ma)到铁岭组顶部(1400Ma)的巨厚碳酸盐岩序列都属于新定义的蓟县系,并对应于国际中元古界的盖层系,高于庄组与大红峪组之间的界线则可作为蓟县系与长城系的分界标志。高于庄组凝灰岩锆石的精确定年,为华北北部中元古界年代地层划分等研究,提供了直接的年代学约束。     

蓟县剖面高于庄组碳酸盐岩高分辨率 碳氧同位素研究

燕辽裂陷槽元古界地层从下到上依次是长城系(常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组),蓟县系(高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组),待建系(下马岭组)和青白口系(长龙山组和景儿峪组)。最新的年代学研究将蓟县系限定为1600~1400Ma,对应国际地层表中的盖层系(高     

华北燕山中元古界长城系研究的新进展

以蓟县剖面为代表的燕山地区长城系，按照我国现行的地层划分，自下而上包括常州沟、串岭沟、团山子、大红峪和高于庄5个组，总厚4283m，时限约为1800-1400Ma。新的研究结果表明：1）在高于庄组与下伏“大红峪组”之间不仅存在清楚的区域性假整合界面，而且在燕山东部的青龙一迁西地区还存在两层底砾岩，分别代表青龙上升的主幕（下砾岩层）和第二幕（上砾岩层）；2）这两砾岩层之间的地层为上、下假整合所限，理应建一新的组一级岩石地层单位，建议称“马蹄峪组”；3）马蹄峪组的底砾岩，不仅规模大，而且其上还有陆相（洪积、冲积）沉积，因而其下是一个I类层序不整合界线（SB1），若以它为界，长城系可分为两个对应的一级沉积旋回和层序、两个性质完全不同的盆地沉积（下部为裂陷槽沉积和上部是陆表海碳酸盐沉积）和两个面貌不同的生物群落；4）根据当前的同位素年龄资料，马蹄峪组与下伏大红峪组的界线或青龙上升主幕的年龄约为1600Ma，与上覆高于庄组的界线约为1500Ma，因此燕山长城系内的青龙上升也正是对主要发生在1600～1500Ma之间的全球性地壳运动的响应。根据上述新资料，建议以马蹄峪组与下伏大红峪组的假整合界线或青龙上升主幕为界，将长城系分为两个群一级岩石地层单位，即长城群（1800-1600Ma）和高于庄群（1600-1400Ma），两群界线的年龄约为1600Ma。此外，原蓟县高于庄组之下的4个亚组，根据它们各自的沉积特征、岩性差别、区域上的稳定分布等特点，建议将它们各自提升为组。如是这样，上述对原长城系新的划分建议不仅能更好地反应原长城纪时期（1800-1600Ma）古燕山盆地的构造、沉积、生物等方面演化发展的阶段性特征，而且也更有利于与国内外相关地层的对比。     

燕辽裂陷槽中元古代古地震与古地理

位于中朝板块北部的燕辽裂陷槽是中元古代板内裂解的产物。中元古代的伸展裂解构造诱发强地震。中元古代长城系（1800-1400 Ma）的串岭沟组、高于庄组及蓟县系的雾迷山组（1200 Ma）中保留有丰富的地震灾变事件记录：各种软沉积物液化变形，如液化砂岩脉； 碳酸盐岩中的泥亮晶脉、灰岩墙、液化角砾岩、水塑性变形、各种卷曲构造、环形层、层内粒序断层以及碳酸盐岩成岩初期的脆性变形。这些地震成因的变形构造与同沉积断裂相伴生。依据地震记录，中朝板块北部地区中元古代经历两次板内裂解，即1800-1400 Ma之间与1200 Ma，200 Ma的裂解导致燕辽裂陷槽的最终形成。燕辽裂陷槽中元古代的古地理格局与两次板内裂解相联系，古海盆的范围、盆地的边界、岩相带均受同时期断裂-地震控制。燕辽裂陷槽的古地理环境是一个深部物质活跃、断裂火山活动剧烈和地震频繁的构造带。     

华北克拉通南缘洛峪群-汝阳群属于中元古界长城系——河南汝州洛峪口组层凝灰岩锆石LA—MC-ICPMSU—Pb年龄的直接约束

运用LA—MC—ICPMS方法,对河南汝州阳坡村附近洛峪口组中部层凝灰岩夹层开展了锆石U-Pb同位素年代学研究,获得了1611±8Ma的高精度年龄。这一年龄第一次精确标定了该地区洛峪口组的形成时限,并显示该组顶界应接近1600Ma。由于洛峪口组位于华北克拉通南缘原划归“新元古界青白口系”洛峪群的最顶部,洛峪群又覆于“中元古界蓟县系”汝阳群之上,因此,这一新的年代学进展实际上同时也将洛峪群和汝阳群都下压到了中元古界长城系,并将洛峪群顶界限定为该地区长城系与蓟县系分界。结合区域资料,特别是熊耳群（下伏于汝阳群）火山岩近年来的年代学标定（多集中于1750～1780Ma）,可初步将该地区汝阳群一洛峪群的形成年代限定为1750～1600Ma之间,对应于国际固结纪（Statherian。1800～1600Ma）即中国长城纪中晚期。华北南缘洛峪口组形成年龄的直接约束及相关地层划分的重新厘定,为中元古代华北克拉通南北缘的准确对比及其与哥伦比亚超大陆关系、早期生命演化等重大地学命题提供了新的重要的年代学证据。     

华北克拉通南缘洛峪群-汝阳群属于中元古界长城系——河南汝州洛峪口组层凝灰岩锆石LA—MC-ICPMSU—Pb年龄的直接约束

运用LA—MC—ICPMS方法,对河南汝州阳坡村附近洛峪口组中部层凝灰岩夹层开展了锆石U-Pb同位素年代学研究,获得了1611±8Ma的高精度年龄。这一年龄第一次精确标定了该地区洛峪口组的形成时限,并显示该组顶界应接近1600Ma。由于洛峪口组位于华北克拉通南缘原划归“新元古界青白口系”洛峪群的最顶部,洛峪群又覆于“中元古界蓟县系”汝阳群之上,因此,这一新的年代学进展实际上同时也将洛峪群和汝阳群都下压到了中元古界长城系,并将洛峪群顶界限定为该地区长城系与蓟县系分界。结合区域资料,特别是熊耳群（下伏于汝阳群）火山岩近年来的年代学标定（多集中于1750～1780Ma）,可初步将该地区汝阳群一洛峪群的形成年代限定为1750～1600Ma之间,对应于国际固结纪（Statherian。1800～1600Ma）即中国长城纪中晚期。华北南缘洛峪口组形成年龄的直接约束及相关地层划分的重新厘定,为中元古代华北克拉通南北缘的准确对比及其与哥伦比亚超大陆关系、早期生命演化等重大地学命题提供了新的重要的年代学证据。     

新太古代花岗片麻岩中麻粒岩包体磷灰石U-Pb定年对燕辽裂陷槽中元古代长城群底界年龄的制约

近年来,燕辽裂陷槽中-新元古界年代学研究进展突出,最重要的进展之一是长城群底界年龄的确定,目前基本可以比较准确地将其定为1 650 Ma。本文报道了支持此认识的新证据——下伏于长城群常州沟组之下的新太古代片麻岩中的麻粒岩包体的磷灰石U-Pb年龄。通过高精度ID-TIMS定年方法,对天津蓟县下营镇常州村附近长城群常州沟组不整合覆盖的新太古代遵化杂岩中的麻粒岩中磷灰石进行了U-Pb定年,获得了制约"长城群"底界的年龄:~(207)Pb/~(206)Pb表面年龄加权平均值为1 666±16 Ma(MSWD=1.8,n=11),不一致线上交点年龄1 667±23 Ma(MSWD=1.7,n=11),二者在误差范围内完全一致。该测年成果再一次有力制约了燕辽裂陷槽长城群的底界年龄为1 650 Ma。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群台子组沉积特征*

有关扬子克拉通北缘神农架地区中元古界神农架群台子组沉积环境的认识一直存有分歧,文中基于野外和室内的综合研究讨论了台子组的沉积环境。台子组底部为蛋青色砂砾岩,下部为灰色、肉粉色细粉晶白云岩,中部为灰绿色、浅灰色石英中—细砂岩、粉砂岩与深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组合,上部则是粉砂岩—泥岩韵律。同时,台子组石英砂岩中以发育块状层理和平行层理为主,粉砂岩和泥岩则发育丰富的水平层理和透镜状层理。砂岩粒度概率累计曲线显示斜率较大,跳跃组分为主,悬浮组分含量低,无滚动组分,其中跳跃组分又以二段或多段式为特征。上述沉积指相标志和粒度分析均表明,台子组形成于滨岸与潮坪沉积环境,同时纵向沉积序列上,碎屑岩沉积物粒度表现为粗—细—粗—细演化特征,沉积相由下部到上部呈现滨岸相—碳酸盐岩缓坡台地相—潟湖相—潮坪相—潟湖相的演替规律,总体上构成由退积—进积—退积—进积的沉积序列。     

Lowstand ramps,fans and deep‐water Palaeoproterozoic and Mesoproterozoic facies of the Lawn Hill Platform: The Term,Lawn, Wide and Doom Supersequences of the Isa Superbasin,northern Australia

The Term, Lawn, Wide and Doom Supersequences represent tectonically driven, second‐order sedimentary accommodation sequences in the Isa Superbasin. The four supersequences are stacked to form two major depositional wedges or packages extending south from the Murphy Inlier onto the central Lawn Hill Platform. A major intrabasin structure, the Elizabeth Creek Fault Zone separates the two depositional wedges. The Term and Lawn Supersequences each form a thick, crudely fining‐upward sedimentary succession. The basal part of each supersequence comprises sand‐dominated facies, deposited under lowstand conditions. The overlying transgressive deposits comprise thick successions of carbonaceous, shale‐prone sediment that represents times of increased accommodation. Synsedimentary fault activity along the northwest‐trending Termite Range Fault and major northeast‐trending faults including the Elizabeth Creek Fault Zone resulted in overthickened sections of parts of the Term and Lawn Supersequences in regional depocentres. A regional extensional event occurred during Wide Supersequence time, and resulted in strike‐slip deformation, uplift and tilting of fault blocks and erosion of underlying Lawn sequences. This tectonic event created small, fault‐bounded depocentres, where basal silty turbidites of the Wide Supersequence are locally thickened. Denudation of fault blocks in the hinterland provided increasing coarse clastic sediment‐supply forming thick, sand‐dominated, lowstand deposits of the upper Wide Supersequence. Overall, the Wide Supersequence exhibits a coarsening‐upwards facies trend. Tectonic quiescence resulted in the accumulation of siltstone‐dominated transgressive and highstand turbidite deposits in mid‐Wide time. The base of the Doom Supersequence comprises thick, feldspathic, debris‐flow sandstones signalling a new provenance. Decreasing accommodation is reflected by coarsening‐ and shallowing‐upwards facies trends in late Doom time. Declining accommodation and the end of sedimentation in the Isa Superbasin were most likely initiated by deformation at the start of the Isan Orogeny.     

广东南雄盆地的"南雄层"和"丹霞层"

本文沿用263地质队资料,将南雄红层底部出现的第Ⅰ沉积旋回划为松山组;重新厘定了南雄群的含义,阐明其间各岩石地层单位顶、底界线标志;沿用罗佛寨群;指出不必用丹霞群(组)表示南雄盆地边缘相的粗碎屑岩层,并认为丹霞盆地的丹霞组相当于南雄盆地的园圃组下段,建议南雄盆地弃用丹霞群(组)一名.在此基础上提出,粤北地区白垩系-古近系岩石地层序列是由松山组,南雄群(园圃组、主田组、浈水组),罗佛寨群(上湖组、浓山组、古城村组)组成.     

阿拉善地块中元古代诺尔公群的构造变形特征

阿拉善地块作为华北板块的重要组成部分及关键的构造单元,经历了不同时期构造热事件的叠加作用。本文选取阿拉善地块巴音诺尔公地区出露的中元古代诺尔公群进行研究,总结了这些前寒武纪岩石的几何学、运动学及显微构造特征,并对其构造格架、变形期次进行了初步划分。研究表明,中元古代诺尔公群内部至少存在两期变形,早期变形表现为原始层理的片理化过程,形成了区域走向近NE-SW向的片理;而晚期变形则表现为顺片理走向的右行走滑剪切作用。结合前人已有研究成果及年代学资料,认为中元古代诺尔公群的内部变形主要受到石炭纪-二叠纪查干础鲁弧后盆地向阿拉善微陆块之下俯冲作用的控制,俯冲作用造成了NW-SE向的挤压,从而发生了早期片理化,而随后顺俯冲带走向的走滑作用则调节了挤压造成的缩短。     

燕山地区中元古代常州沟组潜穴化石

在燕山地区中元古代常州沟组中发育有大量的潜穴化石，潜穴产于常州沟组中部的泥质粉砂岩中。潜穴呈个体较大的直管状，垂直层面保存。这是我国迄今为止发现的最古老的遗迹化石，表明在距今近1800Ma前就已出现古老的后生动物，这对于研究后生动物的起源及演化具有重要意义。     

赣北中元古界双桥山群地层划分的综合地层学运用

赣北前震旦系浅变质岩系一直是华南前震旦系地质研究的一个前缘阵地，多年来，在构造古地理研究方面有巨大进展。而在地层划分与对比上则相对不足。双桥山群是一大套变形强烈，岩性单调，缺乏标志层的特殊岩类。对这套特殊岩类需抓住内部的原始的沉积构造组合特征的差异。才能进行有效划分有对比。采用综合地层学方法。可以丰富岩石地层单位的研究内容，为划分提供更多的天然标志。     

河北平泉中元古代高于庄组和杨庄组地球化学特征

根据河北平泉地区中元古代高于庄组和杨庄组中21件岩石样品分析结果,显示常量元素和微量元素的含量在纵向上的演变规律不明显,但各种元素含量在岩石地层界线均有明显变化,表明地球化学特征可作为划分沉积地层的标志或对已划分的地层界线进行优化.此外,据w(CaO)/w(MgO)值、w(Ca)/w(Ca Fe)值、w(Sr)/w(Ba)值及V、Pb、Co、Ni和Ti等元素特征分析,高于庄组与杨庄组的沉积环境有极大的差异.高于庄组为远岸深水海洋环境下的沉积,陆源碎屑供应匮乏;而杨庄组为干热气候下的近岸海洋环境沉积,具有较多的陆源碎屑物质供应.     

河北宽城地区中元古界高于庄组微古植物群

通过对河北宽城地区高于庄组微古植物进行系统采样,利用化学浸解法,获得了大量微古植物信息,在80件样品中发现微古植物个体5000余粒,共鉴定出41属108种(含1个新属,9个新种,38个未定种),其中包括丰富的多细胞植物化石及其碎片。根据微古植物化石的分布和特征,划分出4个化石组合。与下伏长城系微古植物相比,高于庄组微古植物具有明显的差异。这些微古植物的发现为地球早期生物演化、区域地层划分和对比,以及生物成矿和成油研究提供了重要信息。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群层序的厘定

神农架群被认为是除天津蓟县剖面外,我国出露相对最好的中元古界。由于其大致形成于1400～1000 Ma,故普遍被看好作为中国地层表中1320～1000 Ma时期地层记录缺失的候选层型剖面。尽管近年来神农架群的年代地层学、沉积学、古生物(叠层石形成与分布)及古海洋地球化学等方面研究进展显著,但有关神农架群的划分仍未达成共识。本文在神农架上前寒武系专题研究及神农架1：20万填图划分方案基础上,通过近十余年来对神农架群系统综合研究,重新厘定了神农架群层序。研究认为,神农架群由下至上可划分为下、中、上3个亚群,下亚群由下至上为鹰窝洞组、大岩坪组、马槽园组、乱石沟组、大窝坑组及矿石山组;中亚群包括台子组、野马河组、温水河组和石槽河组;上亚群则为下部送子园组与上部瓦岗溪组。神农架群的上述划分和层序厘定充分结合了神农架群同位素年代学、沉积地质演化、叠层石形态类型及旋回性发育特征、同位素与元素地球化学异常等特征和发育规律。本文是近10年来神农架群研究进展的总结,尽管神农架群目前已具备了建立待建系候选层型的基本条件,但其尚缺少顶界与底界层位年龄,也未见到下伏地层或基底,未来还需进一步开展综合研究。     

扬子克拉通北缘中元古界神农架群沉积特征*

神农架群(约1400—1000 Ma)发育于扬子克拉通北缘鄂西北地区,自下而上发育有下亚群(大岩坪组、马槽园组、乱石沟组、大窝坑组和矿石山组)、中亚群(台子组、野马河组、温水河组和石槽河组)及上亚群(送子园组和瓦岗溪组)。每亚群均由相对较深水相碎屑岩和浅水碳酸盐岩组成。一系列岩石组合特征、宏微观沉积组构和沉积构造等表明,神农架群发育环潮坪相藻碳酸盐岩、浅海相碎屑岩、台缘浅滩颗粒碳酸盐岩和台缘斜坡砾屑碳酸盐岩等4类沉积组合,形成于远端变陡型缓坡型碳酸盐岩台地背景。环潮坪沉积分布最广,遍布于所有碳酸盐岩地层,不同类型叠层石发育,构成向上变浅沉积序列;进积作用强烈,干裂构造、蒸发岩等常见;沉积相带由浅潮下、潮坪及潮上带组成。浅海碎屑岩沉积组合主要见于台子组及大岩坪组,由砂岩、粉砂岩与泥岩组成,石英砂岩分选和磨圆较好,自生海绿石常见,平行层理、水平—波状层理发育,泥岩中自生黄铁矿发育,总体经历了滨岸浅滩—浅海陆棚—碎屑潮坪—局限台地等的高频变化。台缘浅滩颗粒碳酸盐岩以鲕粒白云岩、砾屑白云岩(及内碎屑白云岩)和斜歪锥、柱状叠层石为特征,主要见于乱石沟组、野马河组;大窝坑组及石槽河组以鲕粒和砂—砾屑白云岩及藻碎屑(团块或凝块石)为特征;大中型板状交错层理、递变—平行层理和冲刷—侵蚀构造普遍,表明浅潮下带强水动力条件环境。台缘斜坡砾屑碳酸盐岩发育在大岩坪组中上部及马槽园组,由滑塌堆积的透镜状、巨厚层状巨—粗—细砾岩和砂岩组成,砾岩成分以白云岩等为主,可见大型交错层理、波痕和侵蚀—冲刷等沉积构造。对神农架群沉积序列、沉积特征及沉积演化过程的研究,为扬子克拉通中元古代晚期的盆地演化与重建、沉积充填过程及地层—沉积对比研究提供了基础资料及依据。