中國地質科學院地質研究所,北京100037
在《中國區域年代地層(地質年代)表》(國家地層委員會,2002)中,土城子階和大北溝階建立於上侏羅統,兩者之間還有壹個待建階,如表1所示。擬建立的巖石地層單位參考了河北北部的張家口組、內蒙古的滿克頭鄂博組、瑪尼圖組、白銀膠老組及其等效地層,但西北地區有哪些等效地層未知。本次研究旨在通過野外調查和綜合研究,查明待建階段的化石含量和生物組合序列,為生物地層學研究提供依據。
表1
中國北部和東北部廣泛發育壹套晚侏羅世中晚期至早白堊世早期的火山沈積巖系。該巖系向北延伸,穿過蒙古人民共和國東部,延伸至俄羅斯以外的貝加爾湖廣闊地區。根據這套巖系的組成,大致可分為上、下兩部分。上部主要為中基性火山巖(安山巖、玄武巖等)。),混有不同厚度的沈積巖;沈積巖中含有各種化石,如蛛形綱、介形類、昆蟲、雙殼類、腹足類、魚類、爬行類、鳥類等。,壹般稱為熱河動物群或熱河生物群,以石松亞綱-eoestheria-蜉蝣亞綱為代表。下部主要為酸性火山巖,有中性火山巖和少量沈積巖。沈積巖中含有介形類、昆蟲、介形類、雙殼類和魚類等多種化石,其中具有代表性的是Nestoria-keratesteria介形類、蜉蝣-Coptoclava昆蟲和Peipiaosteus魚類,可稱為早期熱河動物群。目前,根據生物地層學研究,該套地層自下而上已建立了大北溝階()和義縣階()。近年來,通過對土城子組和後城組生物地層學的研究,進壹步豐富了土城子組的內容(王等,2004;王思恩等人,2008年)。上述生物地層學的進展為待建階段的研究創造了有利條件(提供了上下限時限)。
2006年至2007年,課題組對張家口組及其同等地層——巖石地層單位的生物地層學進行了野外調查和綜合研究。
1的主要研究工作
1.1實地調查工作
野外工作主要調查了以下盆地和地區的壹些地層剖面。
(1)蘭家溝斷面(圖1,附圖壹,附圖1)、河口村-張營子斷面和高寺臺-頭溝鎮-興隆山斷面均在承德市管仲盆地觀測到,全長約25公裏。觀測地層包括張家口組及其上下地層、大北溝組和土城子組(後城組)。值得註意的是,在蘭家溝剖面10層采集了豐富的介形類化石(詳見正文後附第壹節),在第二層和第五層凝灰巖中采集了同位素年齡樣品(待測樣品)。
(2)在赤城縣吊鵝盆地,科考隊在水磨窯村觀測到北溝-水磨窯東山剖面(圖1,附剖面二),全長約4公裏。觀測地層包括張家口組及其下伏的土城子組(後城組),以及上覆地層大甸子組和義縣組。在沈積巖的第8層和18層分別采集到介形類和介形類等重要化石。
圖1張家口組位置圖及相關地層剖面圖
(3)觀測到赤城縣獨石口段、豐寧縣四岔口段、圍場縣棋盤山至甘溝門段,全長約11 km。觀測地層包括張家口組及其上覆地層。值得指出的是,棋盤山-甘溝門剖面下部的暗紫紅色粉砂質泥巖夾砂巖、礫巖和火山巖可能不屬於張家口組,而可能屬於上二疊統(P3)或下、中三疊統。
1.2數據收集和研究工作
課題組主要收集了河北北部張家口組、內蒙古自治區南部和大興安嶺中南部的滿克頭鄂博組、瑪尼圖組、白銀膠老組及其同等地層的巖石地層和生物地層資料和文獻。
2主要研究成果
課題組對野外獲得的化石進行了鑒定和研究,並結合收集到的文獻資料,對巖石地層學和生物地層學進行了綜合研究。研究結果概述如下。
2.1冀北張家口組的定義與劃分
張家口組在張家口附近命名,厚3488米,包括下部凝灰質砂礫巖段、中部酸性火山巖段(夾安山巖)和上部凝灰質砂礫巖段(圖2(2))。它不整合在太古宙變質巖上,但被白堊紀土井子組(K2t)不整合所覆蓋,沒有化石報道。河北北部大部分地區也劃分了張家口組(圖2),但不同地區劃分的張家口組與標準地區張家口組的含義不同。根據巖性和化石對比,可以認為大北溝組+“張家口組”相當於標準圖中的張家口組(圖2(1)-(5))。灤平盆地大北溝組化石豐富,導致了大北溝階的建立。而冀北其他地區的大北溝組以火山巖為主,夾少量沈積巖,根據巖性歸屬張家口組為巖石地層單位是合適的。但由於其上部或中上部沈積夾層中含有與典型的大北溝階相同的化石組合,應視為大北溝階同期的產物。換句話說,由灤平盆地、圍場地區等區域劃分的“張家口組”(圖2)僅相當於標準張家口組的下部。
圖2冀北-內蒙古地區張家口組、大北溝組及相關地層柱狀圖對比圖。
2.2內蒙古組與張家口組等效地層的劃分與對比
在內蒙古自治區南部和大興安嶺地區,也有壹套相當於張家口組的地層,主要由酸性火山巖組成,並混有中性火山巖和少量沈積物。這些地層的名稱因地而異,過去被稱為下興安嶺群或上興安嶺群或簡稱為興安嶺群。在紮賚特旗及其以南地區,如林動和林西地區,自下而上可分為滿克頭敖包組、瑪尼圖組和白藥老組(圖2(6)-(7)),具有壹定的代表性。根據巖性,這三組應相當於標準地塊中的張家口組。根據化石顯示,瑪尼圖組和白銀老祖組所含的腕足動物是大北溝期的典型分子,無疑應與大北溝期相當。
大興安嶺北部和俄羅斯境外的貝加爾湖地區也發育這套以酸性為主的中酸性火山巖與沈積巖混合而成的巖石組合,並產生了以Nestoria-keratetheria為代表的生物組合。然而,由於那裏的大部分地層被覆蓋,缺乏完整的剖面,因此無法區分大北溝集和張家口組。
如上所述,張家口組有兩種類型:壹種是標準地塊中的張家口組,其中包括大北溝組;二是狹義的“張家口組”,僅指標準張家口組的下部。在內蒙古,與張家口組相對應的地層是滿克頭敖包組、瑪尼圖組和白銀老組,與狹義的張家口組相對應的地層大致相當於滿克頭敖包組,與大北溝組相對應的地層是瑪尼圖組和白銀老組。
2.3張家口組及其相關地層的生物地層學和地層學
縱觀張家口組及其同等地層中所含的生物化石,大部分出現在該地層的上部(圖2),以冀北灤平盆地最具代表性,該盆地富含介形類、昆蟲、魚類和雙殼類等多種化石(王思恩,1981,1986,65438+)。楊,1981;龐其清等,1984,2002;田樹剛等,2004),其中在介形類和介形類詳細研究的基礎上,劃分了生物組合帶和亞帶,為大北溝階地的建立提供了重要依據,已被寫入《中國區域年代地層(地質年代)表》(國家地層委員會編著,2002年)。近年來,根據對冀北及鄰區大北溝組的野外調查,分析了地層剖面中各種化石的出現和延續情況,本文修訂了大北溝期生物組合帶和亞帶(表2)。
目前在張家口組中部發現的化石也是大北溝期的重要分子(圖2中的(3)、(4)、(6))。例如,在河北省北部赤城縣田陽鄉水磨窯的北溝地段,就有輪葉巢蛾(N. cf.pissovi,N.xishunjingensis,N.spp)(內足綱的第八層)。此外,該層產生的昆蟲Coptoclava longipoda也是大北溝階段的重要分子。再如,承德市管仲盆地蘭家溝剖面10層中有木蠹蛾、喜順金氏木蠹蛾、輪葉木蠹蛾和木蠹蛾,它們的屬種與水磨窯的屬種幾乎相同,也是大北溝階地的重要分子。大北溝期的常見分子Magumbonia parameca,M.spp產於內蒙古自治區巴林左奇馬尼圖西山、八家坊北山和海力圖南山的滿克頭鄂博組上部。因此,從生物地層學的角度來看,將張家口組中部及其相應地層劃分為大北溝階地更為合適。但考慮到該層位生物種類較少,屬種單調,可能反映了生物群發育的初始階段。因此,我們建議也將其歸類為大北溝階地,相當於大北溝階地的下部(表2)。
目前,在張家口組下部發現的化石很少,僅發現了雙殼類中的長齒貝、長齒貝和西伯利亞貝;在內蒙古紮賚特旗阿裏昆都楞蘇門克頭鄂博剖面的1層和第三層中均有發現。植物化石銀杏屬。枝藻屬。纖細白眉草。鱗毛蕨屬。棕囊藻屬。、Otozamites sp。等(趙等,1989)。這些動植物化石均為地理歷史分布久遠的分子,難以作為建造梯田的有效化石,但仍具有壹定的參考價值,可暫歸為ferganocha subcentral IS-f . sibi Rica雙殼類組合。
張家口組下部,或狹義的“張家口組”,是壹種以酸性巖石為主的火山巖。雖然它的厚度不小,但它的占用時間並不太長。例如灤平盆地的“張家口組”厚551 ~ 913米,郝穎底部附近的年齡為(136.3±3.4)Ma。張家溝門底部附近的年齡為(135.7±1.8)Ma(La-ICP-MS,張虹等,2005);井上村頂年齡為(135.4±1.6)Ma(U-Pb法,劉永清等,2003),張家溝門頂年齡為(135.2±2.3)Ma(La-ICP-MS,張。從這個角度來看,厚度近千米的“張家口組”噴發時間不到1 Ma或約為1 Ma,這大約相當於海相地層中1菊石帶所占據的時間。
鑒於此,對於張家口組下部的這壹地層,可以考慮兩種解決方案:壹是暫時回到大北溝階,將其置於該階底部,暫時以雙殼類化石組合為代表,待後期發現其他有效化石後再進行修改;二是暫時空缺,留待以後研究解決。作者傾向於後者(表2)。
中國北方上侏羅統的階段、巖石地層和生物群。
2.4張家口組生物地層進展在區域地層劃分和對比中的意義
張家口組及其同等地層生物地層學研究的新進展對區域地層的準確劃分和對比具有重要作用。例如,在赤城縣的雕娥盆地,迄今為止所有已出版的文獻(包括地質圖)都將上部火山巖和沈積巖(附第二節)以及下部紅砂巖和礫巖歸類為後城組(土城子組)。現在,根據發現的化石,從下到上進壹步劃分為下部的後城組(紅色砂礫巖)、上部的火山巖張家口組(附第二節,1層-14層)、大甸子組(15層-18層)和花集營組(19層)。過去將1-10層劃分為後城組,將11至21層劃分為白旗組和張家口組(附第壹節)。現在,根據10-(4)層,將1-21層劃分為張家口組(包括大北溝組),其上部地層劃分為花集營組(義縣組),其主要成分為安山巖。此外,還為明確地層層序,正確劃分和對比大興安嶺中北部和俄羅斯貝加爾湖覆蓋嚴重、露頭較差的地區提供了參考標準。
3 .關於土城的亞階級及其時代
土城子由土城子組更名而來。土城子組包括兩個主要沈積旋回、四個巖性剖面、兩個上、下介形類組合和兩個介形類組合(王思恩等,2008)。對於上組合帶的時代,各類化石的鑒定相對壹致,即介形類Djungarica-Mentelliana-Damon ella組合帶和燕山介形類Oleptestheria-Pingquania-淩源ella組合帶被置於晚侏羅世早期;另壹方面,下組合帶各種化石的鑒定時間不同。根據Pseudograpta群與英國海陸河口群中Pseudograpta群的對比,土城子組下部的pseudo grapta-sino grapta-Monilesteria組合的時代應為巴通晚期或延伸至卡洛夫晚期。從這個角度來看,土城子組是壹個橫跨八通晚期至牛津期的地層單位。土城子組被重新命名為土城子階年代地層單位,它橫跨該系列。好像有問題,需要考慮把上下臺階分開建。因此,課題組建議將土城子階限定在土城子群下部,遼寧北票巴圖營子塔山溝-柳樹溝林場剖面的1 ~ 47層(王等,2004),厚度為674m;;遼寧省朝陽市北四家子鄉馬家溝-王杖子剖面1 ~ 31層為輔助剖面,厚842米..楊淑玲階地發育在土城子組(後城組)上部,階地剖面位於冀北平泉縣楊淑玲鎮附近(王思恩等,2008),厚度為1043米,二級化石組合見表2。
感謝河北省石家莊經濟學院龐其清教授應邀參與野外工作並提供水磨窯剖面介形類研究成果。我想表達我真誠的感謝。
附斷面壹:承德市蘭家溝斷面(根據承德市幅1/20萬區域調查報告修改)。
(自上而下)
中國主要測年地層研究報告(2006 ~ 2009)
中國主要測年地層研究報告(2006 ~ 2009)
附圖承德市蘭家溝-前溝門段1
附斷面二:冀北赤城縣田陽鄉水磨窯(水磨窯北溝-水磨窯東山)斷面。
中國主要測年地層研究報告(2006 ~ 2009)
中國主要測年地層研究報告(2006 ~ 2009)
註:根據顧君如1980《河北赤城縣田陽-吊鵝地區中生代地層劃分探討》修訂補充。
主要參考文獻
傅家友,1982。內蒙古自治區昭烏達芒北部晚侏羅世地層。內蒙古自治區第二區域地質調查隊。3 ~ 21.
牛、鄭、宋彪、任繼順。2003.張家口組火山巖SHRI MP測年及其意義。地質公報,第22卷,第2號,第140 ~ 141頁。
王強張立憲龐其清。1984.華北古生物圖譜(三),微生物區系,介形類。北京:地質出版社,59 ~ 199。
龐其清、李培賢、田樹剛、劉永清。2002.冀北灤平張家溝大北溝組介形類化石的發現及生物地層界線研究。地質公報,第21卷,第6期,第329 ~ 335頁。
由國家地層委員會編輯。2002.中國區域年代地層(地質年代)表說明。北京:地質出版社。
田樹剛、李培賢、劉永清、龐啟清、牛少武。2004.冀北灤平盆地陸相侏羅系-白堊系界線標準地層序列。地層古生物選集,第28.247 ~ 265期。
王思恩、季強。2008.中國上侏羅統土城階綜合研究報告。中國主要測年地層建立研究報告(2001 ~ 2005)。北京:地質出版社,105 ~ 114。
王思恩。1981.河北北部和大興安嶺地區晚侏羅世新介形類化石及其意義。中國地質科學院地質研究所學報,3.97 ~ 117。
王思恩。1986.河北北部晚中生代地層研究。地層古生物論文集,第15期。北京:地理出版社161 ~ 180。
王思恩。1990.熱河動物群的起源、演化和機制地質學雜誌,第4.350 ~ 356期。
王武利、、張力軍、鄭少林、楊芳林、、鄭月娟、丁。2004.土城子、義縣標準地層剖面及其地層古生物、構造火山作用。北京:地質出版社。21 ~ 60。
楊·。1981.冀北灤平群大北溝組介形類化石組合及其時代意義。中國微生物學會首屆學術會議論文選登。北京:科學出版社,76 ~ 84。
張虹等人,2005年。冀北灤平地區中生代火山地層鋯石U-Pb定年及其啟示。地學,30(6):707 ~ 720。
趙、楊桂林、傅家友、楊玉卓、王鐘。1989.大興安嶺中南部中生代火山巖。北京:北京科學技術出版社,26 ~ 56。