华北地台北缘辽北地区南华系沉积初步研究

中国南华系冰成地层的分布及沉积特点一直为新元古界研究的热点,北方地区是否存在南华系沉积地层仍存在很大的争议,本文通过近3年对辽宁地区新元古代岩石地层单位的野外地质调查、对比与研究,确定了辽宁北部地区在新元古代时期存在冰碛堆积物,并划分出两期冰碛作用阶段,即：新元古代南华纪第一次殷屯冰期,南华纪第二次汎河冰期;其中第一次冰期为一套陆相冰碛堆积,主要岩性为灰紫色块状厚层杂砾岩夹含砾粗砂岩透镜体,分布于辽北铁岭;第二次冰期堆积主要涉及辽北陆相冰水堆积的汎河组。同时确认出永宁组为第一次殷屯冰期前的陆源河流相沉积;陈千户组（陆相）为第一次殷屯冰期和第二次汎河冰期之间的间冰期沉积产物。     

扬子东南缘两界河组碎屑锆石U-Pb年龄及其对Sturtian冰川作用的启示

扬子东南缘两界河组的岩性以岩屑砂岩和石英砂岩为主,代表了长安冰期和古城冰期之间的间冰期沉积,其沉积时限的厘定对认识华南Sturtian冰期地层的时空分布特征具有重要意义.对黔东地区两界河组碎屑锆石进行了系统的形态学和U-Pb年代学研究,大多数锆石为典型的岩浆锆石,锆石U-Pb年龄主要分布于740~900 Ma,另有少量古元古代和太古宙年龄,主要峰值为~760 Ma、~780 Ma、~800 Ma、~820 Ma和880~900 Ma.在两界河组底部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为708±15 Ma,在上部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为703±22 Ma,结合区域上相当地层渫水河组的顶部年龄（~690 Ma）,认为黔东地区两界河组的沉积时代应在708~690 Ma之间.两界河组碎屑锆石U-Pb年龄谱记录了扬子陆块新元古代幕式岩浆事件及早期地壳演化的信息,结合锆石形态认为其物质来源可能包括下伏新元古代岩浆岩及沉积地层、扬子西北缘和西南缘的基底岩石.研究区两界河组底部碎屑锆石年龄约束了江口间冰期沉积晚于~708 Ma,考虑到南华纪早期地层分布在一定程度上受控于盆地构造活动,不排除长安冰期沉积物在黔东地区局部存在的可能性.      

贵州松桃南华系大塘坡组凝灰岩锆石SHRIMPⅡU-Pb年龄

新元古代冰期和冰期发生的确切时代一直是全球前寒武纪地质学家关注的话题之一.本文应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)锆石U-Pb定年方法,测定采自贵州松桃黑水溪锰矿大塘坡组底部凝灰岩锆石U-Pb年龄为667.3±9.9 Ma(MSWD=1.6).这一年龄结果与前不久Zhou等(2004)在"Geology"上报道的贵州松桃寨郎沟剖面大塘坡组下部凝灰质层的锆石U-Pb年龄662.9±4.3 Ma (MSWD=1.24) 完全一致,进一步限定了我国南华系大塘坡组间冰期的下限年龄.综合近年来同位素年代学新资料,认为南华系南沱冰期与新元古代马利诺(Marinoan)冰期相当,时限大致在660～630 Ma之间.南华系的下冰期与斯图特(Sturtian) 冰期相当,时限大致在750～670 Ma之间.     

辽北震旦系殷屯组层位归属及其区域对比问题探讨

辽北殷屯组分布于铁岭大甸子盆地西部,角度不整合于长城-蓟县系不同层位之上.该组以发育冰碛砾岩为其特征,相当于“南沱冰期”形成的产物,其岩性组合基本可以与鄂西峡东地区南华系南沱组对比.本文将殷屯组时代置于南华纪.     

辽北地区新元古代原殷屯组岩石地层单位的重新划分及其地质意义

本次研究把20世纪八十年代初期完成的辽宁1∶5万大甸子、下肥地和上年马洲幅区调报告中所建立的震旦系殷屯组3个岩性段,即底部砾岩段、中部砂岩段和上部板岩、页岩段,分别厘定为新元古界北方系(南华系)殷屯组、陈千户组和汎河组。并确认出殷屯组为辽宁北方系(南华系)第一次陆相冰碛作用的产物;陈千户组为陆相间冰期沉积的产物;汎河组为辽宁第二次陆相冰湖相堆积的产物。上述组级岩石地层单位的厘定,首次在辽宁北部地区划分出2次冰水堆积物。     

中国南华系的范畴、时限及地层划分北大核心CSCD

南华系是2000年第三届全国地层委员会审议通过,介于震旦（埃迪卡拉）系和青白口系之间的一个系级年代地层单位,地层范围是原震旦系下统含有新元古代冰积杂砾岩的地层。“南华系”名称来源于刘鸿允先生称谓的“南华大冰期”。由于近年来在华南和新疆获得了大量南华系SHRIMP锆石U—Pb年龄资料,结合莲沱组及其相当层位碎屑建造中发现指示寒冷气候的化学地层证据,南华系底界确定为出现新元古代最早冰期寒冷事件杂砾岩或与之相当的碎屑岩建造的下界;同时依据在华南和新疆所获得的南华系同位素年龄和化学地层资料,以及南华系所出现冰期或寒冷事件的地层序列,将南华系自下而上划分为下、中、上三统。下统时限为725～780Ma,中统时限为660～725Ma,上统时限为635～660Ma。南华系的下、中、上三统分别相当全球新元古代Kaigas冰期（≈770～735Ma）,Sturtian冰期（≈715～680Ma）,Marinoan冰期（≈660～635Ma）。依据目前的同位素年龄资料,南华系底界年龄被厘定为780Ma;顶界年龄即震旦系底界年龄为635Ma。     

新疆的南华系及我国南华系的几个地质问题--纪念恩师王曰伦先生诞辰一百周年

新疆的南华系广泛发育在库鲁克塔格、柯坪、西天山及塔里木西南部地区，以库鲁克塔格地区层序最为完整。本文作者对该区晚元古界的冰期划分提出了新的认识，认为该区新元古界共有四次冰川活动(共可划分为4个冰期和3个间冰期)。其中南华系有三次冰川活动(三个冰期和两个间冰期)的沉积，自下而上为贝义西冰期(第一冰期)、照壁山间冰期(第一间冰期)、阿勒逼沟冰期(第二冰期)、“黄羊沟间冰期(第二间冰期)”和特瑞爱肯冰期(第三冰期)；另外属于震旦纪的还有，扎摩克提组、育肯沟组、水泉组(第三间冰期)，汉格尔乔克冰期(第四冰期)。作者认为我国南华系的时限应大体为680～850Ma。在我国北方乔有南华纪的地层存在，如辽东的桥头组、长岭子组、营城子组等及山东东部的辅子夼组、马山组等，但迄今尚未发现有可靠的冰成岩的报道。华北地区的罗圈组、正目观组、红铁沟组曲冰碛层均属于震旦纪末罗圈冰期的冰川活动，与汉格尔乔克冰期相当，并不相当于华南南华纪晚期的南沱冰期。     

关于建立“板溪系”的建议及其基础的讨论——以黔东地区为例汪正江

作者在分析黔东新元古代早期沉积时限的基础上,结合前人关于Sturtian冰期、南华系底界、青白口系年代学的最新研究成果,指出华南新元古代裂谷盆地早期沉积（板溪群或与之相当的高涧群、芙蓉溪群、丹洲群、下江群、登山群、历口群等）时限为740～820Ma,是南华纪冰期前的非冰成沉积,是Rodinia裂解机制下的填平补齐沉积;而青白口系沉积可能是与Rodinia形成相关的板块碰撞机制下坳陷盆地沉积,南华系是与国际成冰系相对应的冰期沉积,是华南新元古代裂谷盆地的第一个盖层,因此,将板溪群、下江群等归入南华系或青白口系均不合理。由此提出了“板溪系”概念,它包括板溪群或与之相当的一套楔状地层。结合目前华南裂谷盆地开启年龄和南华纪冰期的起始年龄,板溪纪的时限暂定为850～740Ma。 板溪系的提出不仅将有利于解决长期存在的南华系划分对比问题,同时也必将有利于新元古代裂谷盆地早期演化及其与Rodinia超大陆裂解、冰期形成等关系的研究和相关重大气候、环境巨变问题的探讨。     

湘中地区南华系沉积序列、物源特征及区域对比

新元古代晚期湘中地区为扬子地台向盆地过渡的区域,是进行南华系地层对比的重要研究区.通过对宁乡菜花田及桃源马金洞剖面的测制并结合区域地质资料,厘定研究区南华系地层沉积序列为长安组、富禄组（局部地区顶部为古城组）、大塘坡组、南沱组（洪江组）,宁乡菜花田剖面为长安组出现的北界.在宁乡菜花田剖面长安组底部取得的碎屑锆石最年轻一组锆石谐和年龄为752.5±4.2 Ma（n=3,MSWD=2.4）,可限定长安组沉积下限不早于760 Ma,碎屑锆石年龄谱显示长安组物源来自扬子地台.对比沉积特征并结合已发表的研究成果,认为长安组为明确的冰期地层,沉积下限可对应Sturtian冰期,区域上古城组冰期沉积可作为富禄组顶部,与下伏长安组一起构成一个冰期→间冰期→冰期的沉积体系,共同组成Sturtian冰期在区域上的沉积记录.由于冰期的阶段性和区域性,沉积显示在各地有所不同;大塘坡组是温暖气候下的间冰期沉积,南沱组/洪江组代表了一次分布范围很广的冰期,对应Marinoan冰期.虽然由于缺少同位素年龄的卡定,大塘坡组之下的地层精细对比还有待新的研究材料支撑,但Sturtian冰期在华南的多次沉积响应对认识当时古气候及早期生命演变历史仍有重要意义.      

华南扬子地区新元古代地层划分对比研究新进展

华南扬子地区发育有新元古代完整的沉积地层记录,是研究我国新元古代时期古大陆演化与沉积盆地演替的天然平台。四堡—晋宁造山运动(约850~820Ma)以前,新元古代早期的扬子陆块总体上处于弧陆碰撞与弧后前陆盆地充填阶段。约820Ma以后,新生裂谷盆地开启了新一轮板块构造旋回,至约635Ma,华南扬子陆块走过了一段冰与火的不平坦里程。板溪群沉积期(约820~720Ma),在Rodinia超大陆裂解的构造背景下,伴随着三幕重要的火山岩浆事件,沉积了一套裂谷盆地充填序列。板溪晚期,由于Rodinia超大陆主要陆块的裂离(Drifting),伴随着区域性海平面下降,迎来了南华大冰期的长安冰期沉积;实际上,南华大冰期并非严格的"雪球地球",而且期间还存在一个间冰期(富禄间冰期);随后,可能与海平面持续的海侵上超有关,南沱冰期沉积区域展布广泛。由此可见,华南扬子地区晋宁—四堡造山后至南华冰期,沉积序列、事件序列特征明显,阶段性清楚,为新元古代地层划分对比提供了基础条件。     

辽西阜新夏家沟地区新元古界殷屯组发现的意义

在对辽西夏家沟地区出露的中元古界长城系、蓟县系岩石地层单位进行考察时,在中元古界长城系串岭沟组之上,发现了新元古界北方南华系下统殷屯组冰碛杂砾岩地体,该地体与中元古界长城系串岭沟组呈角度不整合接触.该项发现填补了辽西地区新元古代时期陆相岩石地层单位沉积的一项空白,对于讨论辽西地区新元古代地壳的演化历史增添了新的内容,具有重要的地质意义.     

辽东半岛南部中新元古界地层的重新厘定

近年来,燕山地区原青白口系下马岭组的年代学研究取得了突破性进展(其年龄为1368±12 Ma,1370±11 Ma,1366±9 Ma);在研究区金州大和尚山侵入于“桥头组”辉绿岩也获得新元古代锆石U-Pb年龄(904±15 Ma~1125±38 Ma).这些年代数据使我们认为对于辽南地区前人所划“震旦系”地层的划分与对比应进行重新考虑.本文以岩石地层和旋回地层为实际材料,生物地层和事件地层以及年代地层为手段,从长岭子组能否作为标志层入手,对辽南地区中-新元古界进行了系统研究,否定了长岭子组在地层对比中的标志层意义,首次提出葛屯组才是金县地区与复县地区进行地层对比的标志,并将复县地区的五行山群置于金县群之上,从而将辽南地区“震旦系”由老到新重新厘定为中元古界旅大群、革镇堡群和金县群与新元古界永宁群、细河群和五行山群.以碎屑岩为主要特征的岩石组合与海底火山喷发事件,将辽东半岛南部旅大群与蓟县剖面长城系进行了对比;以碳酸盐岩为主要特征并含丰富的叠层石Paraconophyton-Conophyton-Baicalia-Chihsienia等组合的革镇堡群与蓟县剖面蓟县系对比;富含叠层石Linella-Gymnosolen-Katavia-Cuijiatunia-Xingmincunella组合的金县群可与下马岭组对比,从而将金县群首次置于中元古界上部.含宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合和蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合的永宁群-细河群-五行山群与加拿大新元古界小达尔群-含铜白云岩对比,永宁群-五行山群的时代应为新元古代早期.据此,笔者全面调整了徐淮胶辽吉中-新元古界的地层划分与对比,为在我国建立中-新元古界系一级的地层单元打下良好的基础,具有重要的地层学和年代学意义.同时,由于对该区中-新元古界重新进行了划分与对比,确认了大连上升是中元古界与新元古界的分界面,并大体相当于北美格林威尔运动在华北地块上的响应,为探讨燕山地区与徐淮胶辽吉中-新元古代的沉积特征,海水进退归程,构造运动以及重建Rodinia超大陆提供了地层资料,具有重要的古地理学和古构造学理论意义     

吉辽徐淮地区新元古代地层对比格架

根据层序地层学最大海泛,Sr、C同位素测年,地质事件,生物化石和古地磁资料对吉辽徐淮地区新元古代地层进行了时代界定和对比。研究表明吉辽徐淮地区震旦纪海平面变化趋势基本一致,旋回层序基本上可以对比,其沉积主体除辽南兴民村组和淮北史家组的2个数据小于750Ma之外,相互之间的Sr、C同位素比值对比性很好,沉积时限在750—860Ma之间,为北方青白口系之后的沉积。吉南的八道江组、辽南的十三里台组和徐淮的魏集组可作为三地的对比标志,并提出了新的地层对比方案。     

中-新元古界标准剖面蓟县系首获高精度年龄制约——蓟县剖面雾迷山组和铁岭组斑脱岩锆石SHRIMPU-Pb同位素定年研究

近期在蓟县中-新元古界标准剖面铁岭组和雾迷山组首次发现斑脱岩、并测得其锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为~1440Ma(1439±14Ma)和~1485Ma(1483±13Ma和1487±16Ma),这标志着这条传统的标准剖面上以碳酸盐岩为主体的蓟县系上部的两个重要组,从此也获得了直接的、高精度的锆石U-Pb同位素年龄约束。这是华北中-新元古界标准剖面蓟县系相关地层单位首次获得直接而精确的锆石U-Pb同位素年龄约束,也是在整个华北北缘燕山地区雾迷山组内部首次获得精确的直接定年。这一进展为闻名中外的天津蓟县剖面中-新元古界年代地层格架的正确厘定、以及今后继续作为华北该阶段的标准剖面,并与国内外其他地区相关地层的正确对比等,提供了新的、精确的年代学"锚点",因而具有重要的科学和实际意义。     

塔里木盆地西南缘叶城地区新元古代冰期事件

新元古代冰期事件记录了“雪球地球”事件重要的地质信息。塔里木盆地周缘新元古代冰碛岩地层露头发育,是研究新元古代冰期事件的理想基地。由于发育多套新元古代火山岩,盆地东北缘库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩地层时代已获得较多年代学数据约束;但盆地周缘其他地区新元古代冰碛岩地层公开报道年代学数据较少,不能准确限定其沉积时代,导致冰期事件对比存在争论。为此,本文选择塔里木盆地研究程度较低的西南缘叶城地区新元古代冰碛岩地层,开展岩石学、同位素年代学、岩石地球化学等研究,明确其冰期沉积特征,约束其沉积时代,开展冰期事件对比,讨论古气候风化条件等。南华系波龙组和雨塘组冰碛岩地层具有较低的化学蚀变指数(CIA),分别代表新元古代2次寒冷的冰川气候记录。冰川沉积及其相邻层位的碎屑锆石U-Pb年代学数据显示,波龙冰期的起始年龄晚于(710±13) Ma,与全球Sturtian冰期对应;雨塘冰期的起始年龄不会早于(656±18) Ma,其结束年龄可被南华系顶界年龄635 Ma或上覆震旦系库尔卡克组碎屑锆石年龄(634±9) Ma限定,与全球Marinoan冰期对应。     

辽南新元古代桥头组海相冰碛沉积事件

通过对辽南瓦房店市岳山地区详细的野外地质调查,在桥头组中首次发现两处冰筏坠石冰碛沉积现象。坠石大小不等,均呈椭球倒锥状,磨圆较好,岩性分别为灰褐色细粒石英砂岩和黄褐色铁质胶结细粒石英砂岩,寄主围岩岩性为黄绿色粉砂质页岩且环绕坠石沉积,两者岩性差别较大,界线清晰。另外在桥头组中采集的碎屑锆石最小~(206)Pb/~(238)U年龄为662±16 Ma(~(207)Pb/~(206)Pb年龄为884±28 Ma),可以推断桥头组形成晚于800 Ma,应为新元古代中晚期沉积产物。根据以上证据及层序学资料,笔者把辽宁地区出露的桥头组、长岭子组(康家组)厘定为辽宁地区第二次冰碛事件,形成时代确定为新元古代中北方世(南华世)。     

桂北地区南华系沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

江南造山带西南部是扬子克拉通新元古代地层发育较完整的地区之一。其中,桂北地区的南华系地层自下而上依次为:长安组、富禄组、大塘坡组和黎家坡组,沉积厚度从几十米到几千米不等,总体趋势是西厚东薄。本文对长安组、富禄组、黎家坡组的5个样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试。其中长安组碎屑锆石U-Pb年龄存在一个峰值,峰值区间为724~972Ma之间,最年轻的年龄加权平均值为746±5Ma(n=19),指示南华系长安组沉积年龄可能介于746~780Ma之间;富禄组碎屑锆石U-Pb年龄有三个峰值,主峰为705~936Ma,两个次峰分别为1823~2163Ma和2241~2673Ma之间;黎家坡组下部121109-3样品的碎屑锆石主峰值为1966~2118Ma,两个次峰为724~921Ma和2221~2688Ma;中部121109-4样品碎屑锆石主峰值为1813~2192Ma,两个次峰为748~944Ma和2296~2726Ma;上部121109-5样品碎屑锆石主峰值为1984~2193Ma,两个次峰为653~1007Ma和2215~2675Ma。桂北地区南华系长安组、富禄组、黎家坡组5个样品的年龄峰值区间相近,但主峰和次峰有明显的区别,反映了三个组沉积地层主要物源可能来自不同的地区,并经历了不同的沉积环境。碎屑锆石年龄分布特征反映了在653~1007Ma之间扬子克拉通东南缘、江南造山带西南部的桂北地区有强烈的岩浆活动,可能与Rodinia超大陆的聚合和裂解事件有关,而1792~2261Ma的岩浆活动则与Columbia超大陆的聚合和裂解事件相对应,2298~2500Ma碎屑锆石年龄可能暗示在扬子克拉通南缘存在古元古代基底,少量大于2500Ma的锆石年龄表明在扬子克拉通南缘还存在太古宙基底物质。5个样品均缺少1100~1300Ma格林威尔造山时期的记录,说明江南造山带并非处在Rodinia超级大陆的中心。总之,扬子克拉通南缘及江南造山带西南部至少经历了三期强烈的构造-岩浆热事件,这三期事件在桂北地区的南华系沉积地层中均有非常清楚的记录。