晋宁运动和震旦系有关问题

运用板块构造理论,提出晋宁运动可能代表着扬子古陆块与东南古陆块碰撞造山事件,它发生在中元古代末期至晚元古代早期,经历了大约200Ma。震旦系下部莲沱组发育在晋宁夷平基底之上,是海侵初期形成的陆缘移地滨岸相沉积,底界是一个穿时面。在中元古界变质岩系与震旦系之间局部地段发育有晋宁造山期磨拉石沉积,地层时代归属青白口系。板溪群亦为晋宁夷平基底之上的海侵沉积,但其底界可能穿时到青白口系之中。     

关于中国新元古界划分几个问题的讨论

2001年4月正式出版的《中国地层指南及中国地层指南说明书》（修订版）中将新元古;界从二分三分，自下而上分别为青白口系、南华系和震旦系。本文首先介绍了震旦系重新定义的背景和必要性。由于近些年国际末元古界分会酝酿在新元古代末期新建一个系,而多数学者的意见是该系的下界应置于冰碛层之上，即大致相当于我国陡山沱阶的底部。鉴于此，在1999年12月初断代工作组会议期间，晚前寒武系工作组的与会专家一致认为，有必要对震旦系重新定义，并决定将原震旦系解体，原上统代表重新定义的震旦系，原下 统独立新建一个系，命名为“南华系”。由于震旦系的再分，新元古界也从二分变为的三分，重新界定的震旦系包括原上震旦统灯影组和陡山沱组，南华系包含了原下震旦统南沱组和莲沱组。笔者认为南华系标准剖面的候选剖面应具备下列基本条件：①上覆有震旦系下部陡山沱组及其相当层位的地层，该地层与南华系顶层之间沉积记录的缺失应是最少的。②剖面中应包括寒冷性气候的冰川沉积记录，虽然在全国性南华系地层对比中,冰成岩层不是绝对的对比标志，但为有利于全球化对比，我国南华系候选标准剖面应将冰成岩层包括其内；③剖面中应出露莲沱组（约750Ma）或与其时代相近层位（休宁组、志棠组等）之下的一套地层，这套地层与莲沱组之间不应存在长期的沉积间断，且底部年龄不小于800Ma，也不大于850Ma；④剖面中有良好的区域的、全国的，甚至洲际间的地层学对比标志，有较高的岩石地层学、年代地层学、生物地层学和其它方面的研究水平；⑤剖面的连续性好、露头清晰、交通方便，且周围的自然环境较好。     

华北地台南缘苏-鲁-皖地区中-新元古界的重新划分与对比

近些年来,燕山地区青白口系下马岭组斑脱岩锆石SHRIMP法U-Pb测年获1366～1380 Ma,下马岭组的时代已属中元古代。华北地台南缘苏-鲁-皖地区与下马岭组相当的地层当属徐淮群上部史家组至望山组,也有属中元古代的可能。淮北地区出露大面积的基性岩墙群,并侵入于徐淮群中,辉绿岩单颗粒锆石SHRIMP法U-Pb年龄为976土24～1038土26 Ma,徐淮群的时代显然老于该年龄。据此,苏-鲁-皖地区“青白口系至震旦系”的地层格架应重新进行划分与对比。结合宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合与蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合等资料,笔者将本区原“青白口系至震旦系”的地层重新划分为中元界长城系-蓟县系的徐淮群下部,金州系的徐淮群上部,新元古界下部的淮南群和新元古界上部的南华系。本区凤台组冰碛岩与劳伦古陆西缘750 Ma的拉皮坦群冰碛层似可对比;与五岗集组相当的陕西罗圈组上段泥质岩Rb-Sr年龄为722 Ma;凤台组冰碛层出现古磁极倒转,与扬子地台也有磁极倒转的古城组冰碛层大体相当,围干组-凤台组-五岗集组分别可与扬子地台的莲沱组-古城组-大塘坡组对比,其时代应划归南华纪为宜。据此,笔者全面调整了苏-鲁-皖区中-新元古界的划分与对比,并首次将华北地台南缘的冰碛层划归南华系下部,实现了华北地台与扬子地台南华系的直接对比与衔接,初步解决了华北地台与扬子地台南华系-震旦系长期悬而未决的重大地层对比问题,为重新建立我国以蓟县剖面为代表的中-新元古界地层格架提供了坚实的地层基础,此建议无疑具有重要的地层学意义和地质年代学意义。另外,该区新元古界亦可与劳伦古陆加拿大新元古界麦肯齐山超群-铜旋回和拉皮坦群冰碛层对比,进一步表明华北地台与劳伦古陆曾处在Rodinia超大陆范围内的可能。     

震旦系在北方的一个完整剖面

<正> 前几年,辽东半岛南部(下称辽南)晚前寒武纪地层层序被认为是衔接青白口系与震旦系之间的过渡层。换言之,青白口系与震旦系之间有一段地层缺失,缺失的地层由辽南     

扬子陆块东南缘南华纪地层对比

扬子陆块东南缘的南华纪地层剖面众多 ,依据我国南华系与国际上“成冰系”相对应的原则 ,选择了其中 5条具代表性的剖面进行对比研究后认为 :扬子东南陆缘的冰川事件序列为长安冰期、富禄 (莲沱 )间冰期、古城冰期、大塘坡间冰期、南沱冰期 ;鄂西一带缺失长安冰期沉积 ;长安组的底界可定为南华系的底界 ,南沱组 (或洪江组 )的顶界可定为南华系的顶界 ;上下统的分界在莲沱组 (或富禄组 )与古城组之间 ;以冰川事件为主线 ,结合同位素年龄值 ,探讨了组与组跨相区对比中存在的问题以及南华系的年限。     

峡东南华系南沱组底部冰川底碛沉积特征及其意义

峡东地区是我国原震旦系标准剖面所在地,该地区南沱组直接覆盖莲沱组之上,中间缺失下冰期和间冰期地层,究其原因尚不清楚.通过聚焦南沱组与莲沱组接触层位,利用现代冰川沉积物研究方法开展系统沉积学研究,结果表明:九龙湾周缘南沱组和莲沱组之间存在一层紫红色混合杂砾岩层,其内部砾石定向性、形态、磨圆、岩性以及显微构造与之上南沱组典型灰绿色杂砾岩区别明显,青林口剖面南沱组底部发育微观尺度上的变形沉积构造.表明南沱组底部与莲沱组接触层位为冰川底碛成因,而南沱组主体为冰海沉积成因.证明峡东地区南沱组与莲沱组之间地层缺失是由盛冰期的冰川剥蚀所致,南沱组可能仅代表了盛冰期之后冰消期的沉积记录.      

上前寒武系划分与国内外对比

系统观察研究蓟县剖面、辽南苏皖北部的上前寒武系，参照湖北三峡震旦系标准剖面，将华北地台西南缘冰碛层与扬子地台南沱冰期相对比；崔家屯组至兴民村组和史家组至望山组划归青白口系，进而在青白日系与震旦系间建立准南系，确认淮南动物群，建立金州动物群，将后生动物出现时限提前至1000Ma．我国上前寒武系可划分为长城系、蓟县系、青白口系、淮南系和震旦系，可与美国西部、加拿大、澳大利亚南部和俄罗斯地台相当层位相对比．淮南系与金州动物群的建立．完善了上前寒武系地层柱．具有地层学、古生物学上的重大理论意义和实际价值．     

中-朝地台南华系的内涵、厘定及其地质意义

根据中-朝地台西缘、南缘以及东缘分布的成冰纪冰碛层与间冰期的沉积特征,并与劳伦古陆西缘成冰系拉皮坦群(850/750 Ma或720 Ma)至希波贝德组对比,将中-朝地台上的成冰系与相当于斯图特冰期的拉皮坦群对比,进而与我国南方南华系莲沱组(漾水河组)/长安组-古城组-大塘坡组(富禄组)对比而置于南华系中下部,其底界年龄在850/750 Ma左右,或720 Ma,其上被早寒武世地层假整合覆盖,可能缺失南沱期及震旦纪沉积。另外,通过中-朝地台上成冰系的地层结构、区域对比以及沉积类型等,笔者从岩石地层、层序地层、磁性地层、冰碛层特点以及气候-地层序列等多方面与我国南方南华系中下部进行对比,重新厘定并确认了中-朝地台上的南华系,否定了中-朝地台上的冰碛层归属埃迪卡拉纪/震旦纪的时代意见,进而为重新认识中-朝地台南华系地层系统开辟了新的研究思路。     

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。     

青白口系的区域对比与金州系的建立

我国青白口系一直归属新元古界.近年来,青白口系下马岭组斑脱岩U-Pb同位素SHRIMP法测年为1368±12 Ma,1370±11 Ma,1366±9 Ma等,时代为中元古代.长龙山组至景儿峪组含宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合,与北美劳伦古陆西缘加拿大西部麦肯齐山地区新元古界小达尔群所含Chuaria-Tawuia-Longfengshania宏观藻类化石组合完全可以对比,而骆驼岭组(=长龙山组)206pb-238U测年为930±10 Ma,长龙山组至景儿峪组的时代应为新元古代.长龙山组与下伏下马岭组在燕山地区有明显的沉积间断,则青白口系应解体为下部属中元古界,上部归新元古界.因此,青白口系的含义显然应该重新修订,“青白口系”一名应废弃不用.下马岭组与下伏铁岭组也为明显的沉积间断,通过地层区域对比,金县群与下马岭组地层层位相当,金县群的时代相应也为中元古代,并且地层连续,出露较全,金县群提升为系一级的地层单元就更为恰当(同位素年代推测为1400 Ma～ 1000 Ma或1400Ma ～ 1200 Ma).青白口系含义的重新厘定与区域对比和金州系的建立,理顺了我国中-新元古代的地层序列和年代地层格架,为建立系一级的年代地层单元提供了地层基础,具有重要的地层学和地质年代学意义.     

峡东地区成冰系南沱组新认识

前人普遍认为峡东地区成冰系仅发育南沱组,缺失古城冰期和大塘坡间冰期相应地层。笔者发现峡东地区青林口剖面原先划定的南沱组包含上、下两套冰碛岩及之间的页岩夹含锰灰岩,应解体为古城组、大塘坡组和南沱组。本文在剖面实测的基础上,对比了青林口剖面含锰灰岩与长阳古城村剖面菱锰矿层的岩石学特征和稀土元素特征,分析了CIA、CIW和PIA等化学风化强度指标的垂向演化。结果表明,青林口剖面和古城村剖面成冰系均由两套冰期地层夹一套间冰期地层组成;青林口剖面大塘坡组含锰灰岩与古城村剖面大塘坡组菱锰矿具有相似的岩石学和稀土元素特征,指示两者应为同时期地质作用的产物;青林口剖面与古城村剖面大塘坡组在形成过程中所遭受的化学风化强度显著高于冰碛岩地层。因此,峡东青林口剖面成冰系包含成冰纪古城冰期、大塘坡间冰期及南沱冰期的沉积记录,为完整的成冰纪地层序列。     

鄂西走马地区南华纪大塘坡间冰期古气候研究

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积。本文研究了走马地区ZK701钻孔岩芯大塘坡组细碎屑岩样品元素地球化学特征,计算了化学蚀变指数(CIA)、化学风化作用指数(CIW)、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr等古气候代用指标,探讨了研究区源区南华纪间冰期的古气候演化过程,结果显示:源区古城冰期晚期气候寒冷干燥(两件样品CIA值分别为57.1和58.1),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于56.5~64.6,均值59.8),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润(CIA值介于69.8~78.8,均值75.5);CIW、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致。此外,对该钻孔大塘坡组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了658.1±2.6 Ma(MSWD=1.5,n=28)的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄,结合前人对扬子板块大塘坡组底部凝灰岩的同位素年代学研究成果认为,大塘坡间冰期早期(663~658 Ma),扬子板块上南华盆地内海冰虽已消融、但古陆物源区气候依然寒冷。该时期扬子板块"源、汇"两区气候条件可能不同步,其原因涉及深层次的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的耦合关系。     

湖北神农架西部南华纪地层序列及其区域对比

新元古代是地质历史时期气候变化最为剧烈的时期之一,在全球范围内留下了多次明显的冰川活动记录。以峡东地区为代表的鄂西地区新元古界是国际研究的经典和热点。然而,峡东地区新元古代地层序列并不完整,其毗邻的神农架西部地层序列更具代表性。位于鄂西神农架西部的高桥河剖面,其南华系超覆于中元古界神农架群基底之上,从下而上依次为莲沱组、古城组、大塘坡组和南沱组,上覆震旦系陡山沱组。通过与鄂西峡东地区、长阳地区的代表性剖面的区域地层对比,发现高桥河剖面的南华纪沉积地层序列最为连续,是鄂西地区新元古代最完整和最具代表性的地层序列之一,能够作为该区域新元古代地层划分和对比的参照标准,并为研究这一重大关键地质时期的极端古气候演变提供基础材料。     

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.      

鄂西走马地区大塘坡组顶部泥岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄及其地质意义

地球在新元古代经历了Rodinia超大陆的聚合和解体,并发生了Sturtian和Marinoan两期全球规模的冰川事件。华南地区南华系古城组和南沱组冰碛岩分别对应Sturtian冰期和Marinoan冰期沉积记录,大塘坡组属于其间冰期沉积。对鄂西走马地区大塘坡组顶部泥岩中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年,锆石具有高Th/U比值(0.47～1.69),并显示明显的振荡环带,为岩浆成因;62颗锆石的62个数据点分析,获得的60个谐和年龄分布在651～2435Ma,主要峰值为～794Ma。最年轻单颗锆石U-Pb年龄651±7.7Ma,结合前人研究认为华南地区Marinoan冰期启动时间应晚于651Ma;碎屑锆石为亲扬子型,可能来自鄂中古陆和扬子北缘;分布最集中的751～851Ma年龄段内～850Ma峰值记录了扬子地台与华夏褶皱带碰撞拼合事件,而～820Ma、～800Ma、～760Ma等峰值则揭示了与Rodinia超大陆解体有关的幕式岩浆活动。     

关于辽南及苏皖地区震旦系与青白口系的关系

通过对辽南苏皖地区晚前寒武纪地层的同位素年龄及生物化石的研究,及对辽南复州地区海岛子—袁家沟剖面的研究,认为该区原确定为晚前寒武纪地层的层序有叠接的错误。重新厘定的地层层序为永宁组(曹店组)、钓鱼台组(八公山组)、南芬组(刘老碑组)、桥头组(寿县组)、高家屯组(九里桥组)、洼里组和金山组(四顶山组)。震旦系与青白口系无空缺存在。     

鄂西走马地区南华纪古城期-南沱早期古气候和古氧相演化：来自细碎屑岩元素地球化学的证据

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰川期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积,同时,大塘坡期是我国重要的成锰时期。本文通过对走马地区ZK702钻孔岩心古城组、大塘坡组、南沱组底部细碎屑岩样品元素地球化学的研究,计算了CIA、CIW、PIA、Al/Ca、Rb/Sr、V/Cr、U/Th等特征值,探讨了该区南华纪冰期至间冰期的古气候和古氧相演化过程,结合岩石学证据认为：古城冰期气候寒冷干燥(CIA值从底部的69. 2过渡至57. 8,均值为62. 2),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于54. 3～62. 7,均值59. 7),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润并趋于稳定(CIA值介于70. 2～81. 1,均值75. 8),南沱冰期气候又转向寒冷干燥(CIA值由78. 6降低至61. 9),CIW、PIA、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致,Al/Ca值的变化也反映了陆源碎屑输入量随着古气候波动;V/Cr、U/Th、Ni/Co等比值反映出研究区古海洋古城期-南沱早期总体处于氧化环境,其中大塘坡早期处于弱氧化环境,古城期、大塘坡中晚期和南沱早期处于氧化环境;研究区大塘坡锰矿形成于间冰期早期寒冷气候下的弱氧化环境,气候转暖后锰矿停止沉积,锰矿成矿与古气候和古氧相具有耦合关系。     

峡东地区震旦系层型剖面的界定与层序划分

通过震旦系研究历史的回顾,在前人研究的基础上,结合近年来综合地层研究的成果,试图建立可供全球对比的中国末元古系层型剖面。我国震旦系研究历史悠久,典型剖面经历南北之争,数十年来存在多种界定意见。通过近十年的研究,笔者依然认为峡东地区震旦系剖面沉积最为连续,出露完整,具有生物演化特征明显和形态多样的特点,可与世界各地的末元古纪地层进行广泛对比。目前,其上界定位于峡东地区灯影组天柱山段小壳化石带之下(即相当云南晋宁梅树村剖面震旦—寒武系界线小壳化石带B点,年龄为539±34Ma),而底界的厘定在国内一直存在多种意见。本文通过对峡东地区震旦系剖面的综合地层研究,结合生物地层学、年代地层学、层序地层学、C/O同位素研究以及沉积相等方面的综合分析,认为震旦系底界应划定在南沱冰期之后的陡山沱期沉积的下界,重申应选定峡东地区剖面为震旦系的层型剖面。