蘇文博，李懷坤，徐莉，賈松海，耿建珍，周紅英，王志宏，蒲含勇

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；3.河南省地質(zhì)博物館，鄭州 450016）

華北克拉通南緣洛峪群－汝陽(yáng)群屬于中元古界長(zhǎng)城系—河南汝州洛峪口組層凝灰?guī)r鋯石LA-MC-ICPMSU-Pb年齡的直接約束

蘇文博1，李懷坤2，徐莉3，賈松海3，耿建珍2，周紅英2，王志宏3，蒲含勇3

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；3.河南省地質(zhì)博物館，鄭州 450016）

運(yùn)用LA-MC-ICPMS方法，對(duì)河南汝州陽(yáng)坡村附近洛峪口組中部層凝灰?guī)r夾層開(kāi)展了鋯石U-Pb同位素年代學(xué)研究，獲得了1 611±8Ma的高精度年齡。這一年齡第一次精確標(biāo)定了該地區(qū)洛峪口組的形成時(shí)限，并顯示該組頂界應(yīng)接近1 600Ma。由于洛峪口組位于華北克拉通南緣原劃歸“新元古界青白口系”洛峪群的最頂部，洛峪群又覆于“中元古界薊縣系”汝陽(yáng)群之上，因此，這一新的年代學(xué)進(jìn)展實(shí)際上同時(shí)也將洛峪群和汝陽(yáng)群都下壓到了中元古界長(zhǎng)城系，并將洛峪群頂界限定為該地區(qū)長(zhǎng)城系與薊縣系分界。結(jié)合區(qū)域資料，特別是熊耳群（下伏于汝陽(yáng)群）火山巖近年來(lái)的年代學(xué)標(biāo)定（多集中于1 750～1 780Ma），可初步將該地區(qū)汝陽(yáng)群－洛峪群的形成年代限定為1 750～1 600Ma之間，對(duì)應(yīng)于國(guó)際固結(jié)紀(jì)（Statherian,1 800～1 600Ma）即中國(guó)長(zhǎng)城紀(jì)中晚期。華北南緣洛峪口組形成年齡的直接約束及相關(guān)地層劃分的重新厘定，為中元古代華北克拉通南北緣的準(zhǔn)確對(duì)比及其與哥倫比亞超大陸關(guān)系、早期生命演化等重大地學(xué)命題提供了新的重要的年代學(xué)證據(jù)。

洛峪口組；1 611±8Ma層凝灰?guī)r；鋯石LA-MC-ICPMSU-Pb測(cè)年；長(zhǎng)城系；固結(jié)紀(jì)；華北克拉通

近年來(lái)，隨著鉀質(zhì)斑脫巖等火山沉積物在華北克拉通北緣中元古界的發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)[1]，許多研究者相繼在相關(guān)地層單位獲得了一批高精度的巖漿事件鋯石和斜鋯石U-Pb年齡[2-7]，精確標(biāo)定了它們的形成時(shí)限，厘定了有關(guān)地層劃分，在中元古界同位素年代學(xué)研究中取得了一系列“令世人矚目的”重要進(jìn)展[8]。特別需要指出的是，最近筆者等[9]通過(guò)對(duì)北京密云沙廠環(huán)斑花崗巖體附近所發(fā)現(xiàn)的花崗斑巖巖脈的鋯石SHRIMP及LA-MC-ICPMSU-Pb同位素年代學(xué)研究，將其上覆的常州溝組底界精確標(biāo)定為小于1 670Ma、很可能接近1 650Ma，從而將華北克拉通北緣中元古界長(zhǎng)城系的底界由原來(lái)的1 800Ma限定為1 650Ma左右。這一最新進(jìn)展在揭示了華北克拉通北緣蓋層型穩(wěn)定沉積的開(kāi)始時(shí)限與西伯利亞里菲系及印度溫地亞系幾乎一致的同時(shí)，客觀上也提出了這樣一些問(wèn)題：華北其他地區(qū)中－新元古代相關(guān)沉積的精確時(shí)限究竟如何？它們?cè)撊绾闻c華北北緣進(jìn)行對(duì)比？

華北克拉通南緣的中－新元古界主要分布于河南-陜西-山西交界地區(qū)，即習(xí)稱的“豫陜裂谷”當(dāng)中，其中又以河南西南部為主（圖1）[10-12]。因其下有火山巖（熊耳群）、上有冰磧巖（羅圈組）的特點(diǎn)，很早就成為華北中－新元古代相關(guān)研究的焦點(diǎn)地區(qū)之一[13-22]；二十世紀(jì)末，由于一些可疑的后生動(dòng)物及其遺跡化石、特殊的微古植物及宏觀藻類的相繼發(fā)現(xiàn)[23-37]，該地區(qū)又成為研究早期生命演化的一個(gè)重要窗口；近年來(lái)，作為一些學(xué)者[38-42]所提出的“華北中部造山帶(Trans-Nor th China Orogen)”的南部主體（圖1），在探討中－新元古代華北克拉通與哥倫比亞、羅迪尼亞超大陸演化關(guān)系等重大命題時(shí)，該地區(qū)得到了人們更多關(guān)注[43-57]。

按照長(zhǎng)期以來(lái)的流行方案[10-12,18-20,58-61]，該地區(qū)中－新元古界主要包括中元古界長(zhǎng)城系熊耳群（西陽(yáng)河群）、薊縣系汝陽(yáng)群、新（上）元古界青白口系洛峪群、官道口群、洛南群、欒川群等，其上則被“震旦系”黃連垛組、董家組、羅圈組、甚至寒武系辛集組等不整合覆蓋。顯然，由于洛峪口組位于洛峪群頂部，洛峪群又上覆于汝陽(yáng)群之上（表1），因此該組的年代標(biāo)定實(shí)際上決定著整個(gè)豫西南地區(qū)洛峪群－汝陽(yáng)群的歸屬，并由此影響到整個(gè)華北南緣中－新元古界的準(zhǔn)確劃分與對(duì)比。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于洛峪口組及其相關(guān)地層組合的時(shí)代歸屬一直存在很大爭(zhēng)議。

圖1 華北南緣中－新元古界露頭分布、典型剖面位置及大地構(gòu)造背景示意圖Fig.1 Sketch o of the distribution o of the outcrop o of the Meso-and Neop roterozoic succession,position o of the typica lsections,and tectonic setting,at the south m argin o of North China Craton(NCC)

以全國(guó)地層委員會(huì)授權(quán)叢書(shū)《中國(guó)地層典》為例，同是一個(gè)洛峪口組，可以同時(shí)出現(xiàn)在其“中元古界”和“新元古界”兩個(gè)分冊(cè)的不同時(shí)代格架中：在“新元古界”分冊(cè)中，洛峪口組及洛峪群被劃歸新元古界的青白口系[59]，但在其“中元古界”分冊(cè)里，洛峪口組所在的洛峪群與下伏的汝陽(yáng)群合并為一個(gè)大的“汝陽(yáng)群”，歸屬到中元古界薊縣系[61]（表1）。由此導(dǎo)致在具體應(yīng)用中，不同學(xué)者之間就出現(xiàn)了較大分歧：例如張世紅等[43]根據(jù)河南魯山下湯剖面洛峪群崔莊組、三教堂組古地磁分析結(jié)果，沿用了邢裕盛等[59]將洛峪群歸屬新元古代的地層劃分，探討華北克拉通與“新元古代羅迪尼亞超大陸”關(guān)系；與此同時(shí)，王志宏等[62]在編繪第三代河南省1/50萬(wàn)地質(zhì)圖時(shí)，雖保留了“洛峪群”，但將其與“汝陽(yáng)群”一起歸屬薊縣系，實(shí)際采用了陳晉鑣等[61]方案。

表1 華北北緣及南緣中－新元古界地層劃分對(duì)比傳統(tǒng)方案Table 1 Conventional charto of the Meso-Neop roterozoic succession at the southern and northernmargin,NCC

之所以會(huì)出現(xiàn)如此之大的不確定性，其根本原因就在于，迄今為止，洛峪口組及其上下地層并沒(méi)有十分可信的年代地層約束。早先研究者們[15,19,58]僅在洛峪口組下伏的三教堂組和稍高層位的董家組分別獲得了一些海綠石和粘土礦物測(cè)年，由此將該組的頂界粗略地限定為800～900Ma之間，成為劃歸青白口系的年代學(xué)依據(jù)；稍晚研究者雖在洛峪口組中獲得了碳酸鹽巖Pb-Pb年齡855±54Ma[63]，但是碳酸鹽巖Pb-Pb年齡的可靠性并未得到公認(rèn)；與此同時(shí)，劉鴻允等[64]在崔莊組獲得了粘土礦物Rb-Sr年齡1 125±3Ma，在董家組燧石中獲得Ar-Ar年齡918.8 Ma，但因同樣的缺陷并未在根本上改變此前人們對(duì)這套地層的時(shí)代歸屬。

隨著二十一世紀(jì)以來(lái)測(cè)年技術(shù)的不斷發(fā)展，以海綠石和粘土礦物等為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)地質(zhì)年代約束的可信度普遍受到質(zhì)疑。一些研究者[62]已認(rèn)識(shí)到，豫西南地區(qū)現(xiàn)有的中－新元古代海綠石等礦物的測(cè)年可能都代表了相應(yīng)地層的變質(zhì)年齡，其真正的形成年代可能會(huì)更老。與此同時(shí)，一些研究者根據(jù)該地區(qū)遺跡化石、微古植物等古生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為洛峪群-汝陽(yáng)群可能屬于中元古代末期[23,29,30,37]、新元古代青白口紀(jì)[33,34,59,65]、甚至震旦紀(jì)[26,34]。凡此種種，莫衷一是。人們不禁要問(wèn)：能否設(shè)法尋找新的測(cè)年對(duì)象、開(kāi)展更精確的地質(zhì)年代學(xué)標(biāo)定呢？

研究者在近年開(kāi)展的區(qū)調(diào)填圖工作中發(fā)現(xiàn)，河南汝州（臨汝）陽(yáng)坡一帶出露的洛峪口組較其他地區(qū)更為完整，其中部夾有一些罕見(jiàn)的薄層狀“沉凝灰?guī)r”[68]。這應(yīng)該是一種理想的測(cè)年對(duì)象，但迄今未開(kāi)展相關(guān)研究。最近筆者到該地觀察了相關(guān)地層，采集了相關(guān)樣品，并對(duì)其中一層所含鋯石開(kāi)展了LA-MC-ICPMS年代學(xué)研究，獲得了1 611±8Ma的高精度巖漿型鋯石U-Pb年齡，從而對(duì)該地區(qū)洛峪口組及整個(gè)洛峪群－汝陽(yáng)群的形成時(shí)代第一次提供了精確可靠的同位素年代學(xué)標(biāo)定。

1 地質(zhì)背景及測(cè)年樣品特征

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)徐莉等《1/5萬(wàn)汝陽(yáng)盆地地質(zhì)圖》改繪，2011，內(nèi)部報(bào)告）Fig.2 Sim p liofied geo logica lmap o of the studied area

洛峪口組系由“洛峪口層”演變而來(lái)，命名地點(diǎn)位于河南省汝陽(yáng)縣洛峪口村[19,58,60]。該組主要由一套近岸背景的白云巖－白云質(zhì)灰?guī)r夾泥頁(yè)巖組成，可見(jiàn)厚度30～220m，主要分布于洛陽(yáng)－確山一帶的洛峪群頂部（圖1）。其底部通常發(fā)育一套雜色泥頁(yè)巖，往上則為紫紅色中厚層狀白云巖－白云質(zhì)灰?guī)r，夾有紫紅色薄層泥巖。白云巖－白云質(zhì)灰?guī)r中發(fā)育各種疊層石和微古植物[69]，當(dāng)中多含竹葉狀內(nèi)碎屑，斷面呈倒“小”字或菊花狀形態(tài)，透鏡狀展布，此前被確認(rèn)為風(fēng)暴沉積[70]。區(qū)域上，該組整合于三教堂組紅色含礫砂巖之上，其上則被震旦系黃連垛組、羅圈組或寒武系辛集組不整合覆蓋[10,60,69]。

本次研究所觀察的洛峪口組陽(yáng)坡剖面位于河南汝州（臨汝）陽(yáng)坡村附近，最早為河南省地礦廳地調(diào)二隊(duì)實(shí)測(cè)、并由左景勛等[68]報(bào)道。需要說(shuō)明的是，近年來(lái)，隨著臨近的汝陽(yáng)盆地（劉店鄉(xiāng)－三屯鄉(xiāng)）白堊紀(jì)恐龍化石群的發(fā)現(xiàn)和研究，早先劃為古近系的紅層近年來(lái)已被厘定為白堊系中晚期地層[71-74]。陽(yáng)坡剖面就位于這一紅色盆地的東南邊緣，剖面點(diǎn)的經(jīng)緯度為N34o03′、E112o35′（圖2）。

由圖2可知，雖有斷層影響，但本區(qū)的洛峪群與汝陽(yáng)群之間、汝陽(yáng)群與熊耳群之間、洛峪群與羅圈組等地層單元之間接觸關(guān)系仍非常明確。根據(jù)左景勛等[68]的區(qū)域觀察與對(duì)比，以陽(yáng)坡剖面的洛峪口組保存最為完整，總厚度超過(guò)220m，并可分為四段（圖3）：其一段即為該組底部分布穩(wěn)定的雜色泥頁(yè)巖，厚約20m，其底部整合于三教堂組含礫石英砂巖之上；二段主要為灰紅色中厚層狀白云巖，富含疊層石，夾有灰紅色泥頁(yè)巖薄層及“沉凝灰?guī)r”，厚約100m；三段為灰黃色厚層狀白云巖，仍富含疊層石，底部夾有灰綠色泥頁(yè)巖，厚約30m；四段為灰白色－淺磚紅色中厚層狀白云巖－白云質(zhì)灰?guī)r，下部夾有灰色泥頁(yè)巖，厚度大于70m。其上則為震旦系羅圈組雜色塊狀－厚層狀砂礫巖不整合覆蓋。對(duì)于后者，這里需要做一說(shuō)明：左景勛等[68]在其文圖中所示為“寒武系辛集組”，但是根據(jù)區(qū)域資料（圖2）及筆者觀察，本文改為“震旦系羅圈組”（圖3）。

根據(jù)左景勛等[68]的剖面描述，在該處的洛峪口組二段頂部存在兩層“肉紅色沉凝灰?guī)r”，厚度分別為0.2m及0.25m。但據(jù)筆者此次觀察，在該剖面上，這樣的夾層至少出現(xiàn)了10余層。其顏色為特殊的、與燒制磚瓦十分類似的磚紅色（圖4）。其質(zhì)地堅(jiān)硬，敲擊時(shí)聲脆如磬。其厚度則從1厘米到20余厘米不等。但即便是20余厘米厚，實(shí)際也是由多個(gè)薄層組成的，其薄層厚度一般1～5 cm。在多數(shù)薄層中都發(fā)育有波狀交錯(cuò)層理等，顯示了水動(dòng)力較強(qiáng)的淺海沉積背景（圖4B）。為盡量避免因水體擾動(dòng)和搬運(yùn)造成的混染，筆者選取了不發(fā)育交錯(cuò)層理的夾層（圖4A）采集了測(cè)年樣品，編號(hào)為YP12292。

在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，樣品YP12292具有殘余玻屑凝灰結(jié)構(gòu)（圖5）。主要由玻屑、少量晶屑和火山塵組成，粒度均小于2mm。玻屑呈桿狀、雞骨狀等各種弧面棱角狀，已脫玻化形成隱晶－微粒長(zhǎng)英礦物集合體，有的具蒙脫石類粘土礦物蝕變；晶屑為鉀長(zhǎng)石和少量石英，呈棱角狀，零星可見(jiàn)；更為細(xì)小的火山塵充填上述碎屑間，已重結(jié)晶為隱晶長(zhǎng)英質(zhì)，亦具蒙脫石類粘土礦物蝕變。因其火山物質(zhì)>90%，且基本未見(jiàn)陸源碎屑，應(yīng)定名為層凝灰?guī)r。

樣品YP12292所含鋯石大多為短柱狀自型晶體（圖6）。鋯石長(zhǎng)軸一般為80～120μm，短軸/長(zhǎng)軸為2/3～1/1。陰極熒光圖像（圖6）顯示，其鋯石內(nèi)部多發(fā)育震蕩生長(zhǎng)環(huán)帶或弧狀－扇狀帶，顯示出典型的巖漿鋯石特征。

圖3 河南汝州陽(yáng)坡村洛峪口組實(shí)測(cè)剖面圖（據(jù)左景勛等[68]，略有修改）Fig.3 Outcrop section o of the Luoyukou Form ation at the Yangpo village,Ruzhou City,Henan Province

2 實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)年結(jié)果

2.1 測(cè)年樣品前處理

測(cè)年研究的樣品前處理過(guò)程包括了樣品粉碎、鋯石分選、樣靶制作等環(huán)節(jié)，具體步驟及實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)（如李懷坤等[5,6,9]）。需要說(shuō)明的是，為盡量避免或減少所采集樣品本身的沉積過(guò)程中的陸源碎屑物質(zhì)混染，我們?cè)诼额^上選擇了交錯(cuò)層理及水平紋理不發(fā)育的薄層狀層凝灰?guī)r單層（圖4A），盡力挖除表面風(fēng)化部分后，采集新鮮巖石樣品（每個(gè)樣品重約5 kg）。鋯石的分選工作由河北省廊坊市宇能巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成，樣靶制備及鋯石陰極熒光圖像照相由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成，鋯石反射光及透射光照相在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2.2 U-Th-Pb同位素測(cè)試

樣靶制作完成后，在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室利用激光燒蝕多接收器等離子體質(zhì)譜儀（LA-MC-ICPMS）進(jìn)行微區(qū)原位U-Th-Pb同位素測(cè)定。儀器配置和測(cè)試流程參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)[5,6,9,75]。采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1作為外部年齡標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行U、Pb同位素分餾校正[76]。采用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)劉勇勝博士研發(fā)的ICPMSData Cal程序[77]和Ludwig的Isoplot程序[78]進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用208Pb校正法對(duì)普通鉛進(jìn)行校正[79]。利用NIST612玻璃標(biāo)樣作為外標(biāo)計(jì)算鋯石樣品的Pb、U、Th含量。

2.3 結(jié)果

樣品YP12292的LA-MC-ICPMS鋯石U-Th-Pb同位素測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2和圖7。一共在該樣品中測(cè)定了39個(gè)鋯石U-Th-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)。其中9個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（表2，樣點(diǎn)2,7,9,17,27,28,30,35,38）207Pb/206Pb表面年齡不同程度的偏大（1 687～2 319Ma，表2），應(yīng)為碎屑鋯石或繼承鋯石、或存在繼承鋯石核的影響；其余30個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)具有大體相近的207Pb/206Pb表面年齡，盡管一些點(diǎn)具有不同程度的鉛丟失，其表面年齡諧和度大多在80～100之間，諧和度在90%以上的數(shù)據(jù)點(diǎn)大于75%。根據(jù)這30個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合的不一致線的上交點(diǎn)年齡為1 609±9Ma（置信度95%，MSWD= 2.2），而它們的207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均值為1 620±9Ma（置信度95%，MSWD=1.5），兩者在誤差范圍內(nèi)基本一致。當(dāng)進(jìn)一步剔除這30個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中諧和度低于80%（應(yīng)為鉛丟失所致）的其他5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（表2，樣點(diǎn)20,21,24～26）之后，根據(jù)其余25個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合的不一致線上交點(diǎn)年齡為1 611±8 Ma（MSWD= 1.5），其207Pb/206Pb表面年齡加權(quán)平均值為1 613±8 Ma（置信度95%，MSWD=1.5），二者幾乎完全一致。鑒于此，本文采用25個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合的不一致線上交點(diǎn)年齡1 611±8Ma作為該層層凝灰?guī)r的形成年齡（圖7）。

表2 樣品YP12292鋯石LA-MC-ICPMS U-Th-Pb同位素分析結(jié)果Table 2 LA-MC-ICPMS U-Th-Pb isotopic data o of zircons ofrom the Sam p le YP12292

圖7 樣品YP12292鋯石LA-MC-ICPMS U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.7 LA-MC-ICPMS U-Pb concordia diagram o of zircons ofrom the tu ofofite sam p le YP12292

3 討論

3.1 洛峪口組地質(zhì)年代的精確標(biāo)定

如前所述，長(zhǎng)期以來(lái)，由于缺乏精確可靠的同位素測(cè)年，豫西南及整個(gè)華北克拉通南緣的中－新元古界年代地層劃分始終存在很大爭(zhēng)議。本研究在洛峪口組中部層凝灰?guī)r中第一次獲得了巖漿型鋯石U-Pb年齡1 611±8Ma，精確標(biāo)定了該火山事件的年齡，也由此標(biāo)定了洛峪口組的形成時(shí)代。由于這個(gè)樣品處于洛峪口組中部（圖3），其上還有厚100多米的白云巖夾泥頁(yè)巖沉積，因此其頂界應(yīng)小于此年齡。而從區(qū)域上來(lái)看，在整個(gè)澠池－洛陽(yáng)－確山地區(qū)，以當(dāng)前陽(yáng)坡剖面的洛峪口組發(fā)育最全[68]。由此推測(cè)，該組的頂界應(yīng)該非常接近1 600Ma，即整個(gè)豫西南地區(qū)洛峪口組的形成時(shí)限最晚應(yīng)該在1 600Ma左右（表3）。

按照國(guó)際地層委員的方案，1 600Ma是固結(jié)紀(jì)（Statherian）和蓋層紀(jì)（Calymmian）的分界年齡，同時(shí)也標(biāo)志著古元古界和中元古界的分界[80]。但在中國(guó)，學(xué)者們一直傾向于將中元古界的底界下移到固結(jié)系底界，即1 800Ma[59,61,66,67]（表1）。然而，不管采用怎樣的劃分，本文報(bào)道的洛峪口組中部層凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡1 611±8Ma，指示洛峪口組頂界應(yīng)非常接近1 600Ma，說(shuō)明該組應(yīng)屬于豫西南地區(qū)中元古代固結(jié)紀(jì)最晚期的沉積，其頂界也恰好可以作為固結(jié)系與蓋層系的物理分界。但在目前，由于其上覆的黃連垛組等并無(wú)精確可靠的年代學(xué)標(biāo)定，筆者等暫時(shí)還只能認(rèn)為，在整體上，豫西南澠池－確山地區(qū)缺失從蓋層系往上的大部分中－新元古界沉積（表3）。

3.2 豫西南地區(qū)中元古界地層系統(tǒng)的初步厘定

由于洛峪口組位于洛峪群的頂部、洛峪群又覆于汝陽(yáng)群之上（或如一些學(xué)者的方案，‘洛峪群’本就是‘汝陽(yáng)群’的上半部分，見(jiàn)表1），因此，根據(jù)本文測(cè)年結(jié)果將洛峪口組歸屬于固結(jié)紀(jì)最晚期的同時(shí)，也就標(biāo)志著整個(gè)洛峪群－汝陽(yáng)群都應(yīng)被下壓到固結(jié)紀(jì)（表3）。

那么，洛峪群－汝陽(yáng)群的底界究竟屬于什么時(shí)代呢？

迄今為止，除去早年在河南確山汝陽(yáng)群底部的云夢(mèng)山組火山巖夾層中獲得過(guò)1 283±378Ma的Rb-Sr年齡[19]外，還在該群其它一些層位獲得了一些海綠石、粘土礦物、碳酸鹽巖、燧石的K-Ar、Rb-Sr、Pb-Pb或Ar-Ar年齡[18,19,58,60,63,64]。但是由于測(cè)年方法的歷史局限性，這些年齡的可信度已受到了越來(lái)越大的質(zhì)疑。尤其是由于本研究已在洛峪口組中部層凝灰?guī)r獲得了1 611±8 Ma鋯石LA-MC-ICPMSU-Pb年齡，上述方法所獲年齡都不宜再視為相關(guān)地層單位的形成年齡。遺憾的是，由于在洛峪口組下伏的其它層位迄今尚未獲得類似的高精度鋯石同位素測(cè)年，因此整個(gè)洛峪群－汝陽(yáng)群底界的地質(zhì)年代歸屬，目前只能依靠其下伏熊耳群來(lái)間接地約束。

表3 初步厘定后的華北南緣及北緣中新元古界地層劃分與對(duì)比方案Table 3 Pre lim inarily revised subdivision and corre lation o of the Meso-Neop roterozoic succession between the southern and northern m argins o of the North China Craton

眾所周知，由于熊耳群（西洋河群）主體為火山巖，半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，已有很多研究者對(duì)其開(kāi)展了同位素測(cè)年研究，獲得了許多有價(jià)值的測(cè)年數(shù)據(jù)等[82,83]。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著離子探針（SHRIMP、CAMECA）和激光燒蝕等離子體質(zhì)譜（LA-ICP-MS）技術(shù)的引入，熊耳群的年代學(xué)研究更上了新臺(tái)階。從研究方法和測(cè)年結(jié)果來(lái)看，以下三項(xiàng)研究最具代表性：

（1）趙太平等[84]首次運(yùn)用SHRIMPU-Pb方法，對(duì)熊耳群火山巖和同期的次火山－侵入巖鋯石進(jìn)行了84個(gè)測(cè)點(diǎn)的精確定年，確定熊耳群形成于1.80～1.75Ga；

（2）He et al[51]同時(shí)運(yùn)用SHRIMP和LA-ICP-MS技術(shù)，再次研究了熊耳群的形成時(shí)代，認(rèn)為該群主體形成于1.78～1.75Ga之間，還有極少的1.45Ga的酸性火山噴發(fā)。這項(xiàng)研究同時(shí)提出一個(gè)不同于前人的觀點(diǎn)：所謂的熊耳群下、中、上部分的劃分并不存在，傳統(tǒng)的“組”一級(jí)的地層劃分并不可行；

（3）Cui et al[56]運(yùn)用SIMS技術(shù)，對(duì)崤山地區(qū)侵入熊耳群馬家河組的石寨溝斜長(zhǎng)巖體開(kāi)展了年代學(xué)研究，獲得了其斜鋯石和鋯石的高精度U-Pb年齡（分別為1 789±3.5Ma及1 780±11Ma）。同時(shí)其系統(tǒng)的巖石學(xué)及巖石地球化學(xué)研究表明，該巖體與崤山地區(qū)熊耳群火山巖來(lái)源一致，應(yīng)屬于其最后一幕熱事件產(chǎn)物。由于斜長(zhǎng)巖侵入就位的馬家河組位于熊耳群頂部（表1及文獻(xiàn)[10,61]等），而斜鋯石更精確地代表了侵入巖體的結(jié)晶時(shí)間，因此Cui et al[56]認(rèn)為，至少在崤山地區(qū)，熊耳群主要形成于1 770～1 800Ma之間，且高峰期應(yīng)在1 780Ma左右，屬于時(shí)限非常短暫的大型火成巖省(LIP)產(chǎn)物。

由上述測(cè)年研究可知，熊耳群可能主要形成于1 750～1 800Ma之間，高峰期在1 780Ma?？紤]到整個(gè)豫西南地區(qū)熊耳群整體上以不整合下伏于汝陽(yáng)群之下[10,19,58,60]（圖2）以及汝陽(yáng)群下部并無(wú)精確測(cè)年，其與熊耳群之間的沉積缺失還有待進(jìn)一步研究，因此本文暫時(shí)將汝陽(yáng)群底界的形成時(shí)限置于1 750Ma左右，即豫西南地區(qū)洛峪群－汝陽(yáng)群的時(shí)限初步限定在1 750～1 600 Ma之間，對(duì)應(yīng)于中元古代固結(jié)紀(jì)（Statherian,1 800～1 600Ma）[80]中晚期（表3）。需要指出的是，不管將來(lái)汝陽(yáng)群底界的精確時(shí)限如何厘定，本文洛峪口組測(cè)年研究業(yè)已表明，早先研究者[43]根據(jù)“新元古界青白口系”洛峪群崔莊組、三教堂組古地磁資料，將該時(shí)期華北克拉通與羅迪尼亞超大陸相關(guān)聯(lián)的認(rèn)識(shí)已不能成立，而應(yīng)在新的時(shí)間坐標(biāo)下，探討其與中元古代哥倫比亞超大陸演化的關(guān)系。

上述厘定還表明，不排除在汝陽(yáng)群－洛峪群沉積的同時(shí)，在華北西南緣及附近地區(qū)，仍有一些小規(guī)模的構(gòu)造－巖漿活動(dòng)，否則，就不可能形成當(dāng)前洛峪口組中可以獲得精確鋯石測(cè)年、原始凝灰結(jié)構(gòu)和晶屑組分保存較為完好、顯示出近源沉積特點(diǎn)的層凝灰?guī)r夾層（圖4～6）。只是必須指出的是，從地質(zhì)演化階段性角度來(lái)看，這些巖漿活動(dòng)（包括1 700～1 650Ma間侵入體[85]、1 450Ma前后的火山噴發(fā)[51,84]等）是否屬于熊耳群的范疇以及與熊耳群火山巖的關(guān)系等，將是有待研究的新問(wèn)題。

3.3 豫西南地區(qū)中元古界與燕遼地區(qū)的對(duì)比

新的厘定方案表明，華北克拉通南緣的豫西南洛陽(yáng)－確山地區(qū)（圖1）中元古界可能只發(fā)育有“長(zhǎng)城系”，包括下部的熊耳群和其上的汝陽(yáng)群－洛峪群（表3）；而在“長(zhǎng)城系”沉積之后，該地區(qū)可能就處于抬升狀態(tài)，出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)期的地層缺失（前提是仍然沿用目前黃連垛組－羅圈組屬于‘震旦系’的方案[59]）；華北北緣燕遼地區(qū)的長(zhǎng)城系（常州溝組－大紅峪組）可能只相當(dāng)于華北南緣豫西南地區(qū)的汝陽(yáng)群－洛峪群中上部。換言之，從目前來(lái)看，至少在華北西南緣的洛陽(yáng)-確山地區(qū)，包括熊耳群火山巖在內(nèi)的中元古界“長(zhǎng)城系”，要比燕遼等華北北緣地區(qū)沉積的更全一些（表3）。當(dāng)然，由于目前尚缺乏對(duì)汝陽(yáng)群底界等關(guān)鍵層位的精確測(cè)年，本文的這一對(duì)比只是一個(gè)很粗略的框架。

最近筆者等[9,89]基于華北北緣常州溝組測(cè)年進(jìn)展，將燕遼地區(qū)長(zhǎng)城系底界限定為1 650Ma左右。而根據(jù)目前資料，西伯利亞、波羅的（東歐）、印度等古大陸上第一套穩(wěn)定型沉積記錄的底界，可能都始于1 650Ma前后[86-88]。由此筆者等[9,89]提出了華北克拉通與西伯利亞、印度等古大陸在早－中元古代之交哥倫比亞超大陸演化中存在著密切關(guān)系的認(rèn)識(shí)。顯然，這一認(rèn)識(shí)最終能否成立，在很大程度上將取決于包括豫西南汝陽(yáng)群在內(nèi)的華北克拉通中元古界年代地層格架的準(zhǔn)確建立；而汝陽(yáng)群底界的精確標(biāo)定，將是亟待解決的首要問(wèn)題。

值得注意的是，當(dāng)前洛峪口組的層凝灰?guī)r夾層LA-MC-ICPMSU-Pb測(cè)年與大紅峪組中上部堿性火山巖噴發(fā)時(shí)代[50,81]基本一致，并與附近同處華北克拉通南緣的欒川龍王幢A型花崗巖侵位時(shí)代[46]相近，這可能暗示洛峪口組沉積時(shí)期的火山活動(dòng)也與該時(shí)期華北克拉通從哥倫比亞超大陸裂解[44-57]有關(guān)。然而，由于洛峪口組的層凝灰?guī)r夾層保留有較多的原始火山凝灰結(jié)構(gòu)和晶屑組分（圖4、5），與一般意義的鉀質(zhì)斑脫巖[1]往往源于遠(yuǎn)距離的季風(fēng)搬運(yùn)再沉降成因和結(jié)果不同，因此推測(cè)其火山源應(yīng)位于豫西南附近地區(qū)。龍王幢A型花崗巖位于本文陽(yáng)坡剖面西南100多千米的欒川縣東北（圖1），其SHRIMPU-Pb年齡為1 625±16Ma、TIMSU-Pb年齡為1 637±33Ma[46]，與本文所測(cè)定的洛峪口組層凝灰?guī)r形成年齡相近，因此應(yīng)充分考慮它們之間可能的成因聯(lián)系。當(dāng)然，有關(guān)洛峪口組層凝灰?guī)r的確切來(lái)源、時(shí)空分布及相應(yīng)構(gòu)造－巖漿背景，將是一個(gè)值得進(jìn)一步研究的重要問(wèn)題。因?yàn)檫@將為該時(shí)期華北克拉通與哥倫比亞裂解之間關(guān)系[44-57]等命題提供更進(jìn)一步的構(gòu)造－巖漿活動(dòng)方面的制約。

3.4 洛峪口組新測(cè)年與華北克拉通南緣早期生命演化研究

前已述及，二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，隨著一些可能的后生動(dòng)物遺跡化石、特殊的微古植物及宏觀藻類等發(fā)現(xiàn)[23-37]，包括豫西南地區(qū)在內(nèi)的華北克拉通南緣中－新元古界已然成為研究早期生命演化的一個(gè)重要窗口。然而限于當(dāng)時(shí)的測(cè)年資料以及對(duì)生命演化的固有認(rèn)識(shí)，研究者們只能粗略地推測(cè)，這些早期生命遺存的出現(xiàn)時(shí)限是中元古代或者新元古代，同時(shí)也對(duì)這一時(shí)代地層中竟然產(chǎn)出如此高級(jí)和復(fù)雜的生命遺存，表示出不同程度的驚奇與懷疑[23-37]。

當(dāng)前洛峪口組層凝灰?guī)r的精確測(cè)年表明，首先，所有上述這些早期生命的遺存，其賦存地層時(shí)代都只能是1 600Ma之前。換言之，如果說(shuō)上述研究中所發(fā)現(xiàn)的后生動(dòng)物遺存等[23-37]確定無(wú)疑的話，那么完全可以推測(cè)，其更為原始的后生動(dòng)物祖先，只會(huì)比當(dāng)前時(shí)代更為古老。如能在這段地層或更早層位中深入研究并有斬獲的話，關(guān)于后生動(dòng)物等生命起源的研究將會(huì)獲得重大突破，地球早期生命演化歷史也將因此而重寫(xiě)；其次，當(dāng)前測(cè)年可能也再次驗(yàn)證，并從時(shí)空角度擴(kuò)展了筆者等[3]稍早的一個(gè)認(rèn)識(shí)：許多原來(lái)以為只在新元古代甚至震旦紀(jì)才開(kāi)始繁盛的宏觀藻類和復(fù)雜的微古植物種群，其最早類型很可能在1 600Ma以前的更早時(shí)期就已出現(xiàn)，并在以后很長(zhǎng)地史時(shí)期都基本保持著它們的原始狀態(tài)。因此，將這樣的宏觀藻類和微古植類種群運(yùn)用于相關(guān)地層的劃分和對(duì)比時(shí)，人們需要重新審視并慎重地對(duì)待。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)河南汝州陽(yáng)坡剖面洛峪口組中部層凝灰?guī)r鋯石的LA-MC-ICPMSU-Pb同位素年代學(xué)研究，獲得了1 611±8Ma的高精度年齡，將該組準(zhǔn)確地標(biāo)定為中元古代固結(jié)紀(jì)（Statherian,1 800～1 600Ma）最晚期沉積。由于洛峪口組位于整個(gè)洛峪群-汝陽(yáng)群最頂部，當(dāng)前新年齡同時(shí)也表明，整個(gè)洛峪群-汝陽(yáng)群的時(shí)代應(yīng)屬于固結(jié)紀(jì)；

（2）結(jié)合近年來(lái)下伏熊耳群火山巖的測(cè)年研究，可初步將汝陽(yáng)群的底界限定為1 750Ma左右，即整個(gè)洛峪群－汝陽(yáng)群的時(shí)限大體應(yīng)在1 750～1 600Ma之間，粗略地對(duì)應(yīng)于中元古界固結(jié)紀(jì)（Statherian, 1 800～1 600Ma）中晚期；

（3）洛峪口組層凝灰?guī)r的形成年代，與附近的欒川龍王幢A型花崗巖侵位及華北北緣大紅峪組堿性火山巖噴發(fā)時(shí)代相當(dāng)，可能暗示其所代表的火山－巖漿活動(dòng)也屬于該時(shí)期華北克拉通對(duì)哥倫比亞超大陸裂解的響應(yīng)。對(duì)這些層凝灰?guī)r源巖類型、時(shí)空分布等方面的深入研究，將為華北克拉通與哥倫比亞超大陸關(guān)系等命題，提供重要的巖漿－構(gòu)造背景制約；

（4）洛峪口組新測(cè)年表明，早先在華北南緣洛峪群－汝陽(yáng)群當(dāng)中所發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜的早期生命遺存（包括后生動(dòng)物遺跡化石、宏觀藻類及大型帶刺疑源類等），其賦存地層時(shí)代應(yīng)早于1 600Ma，而其可能的原始祖先出現(xiàn)時(shí)代只會(huì)更為古老。對(duì)該地區(qū)這類遺存的進(jìn)一步研究及可能的新發(fā)現(xiàn)，對(duì)早期地球生物群演化等研究等有著十分重要的科學(xué)意義。

致謝：天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在國(guó)內(nèi)外前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域中一直享有盛譽(yù)；以王曰倫、孫大中、陳晉鑣等先生為代表的該所眾多前輩同行，一直引領(lǐng)著我國(guó)的前寒武紀(jì)相關(guān)研究。值此天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所建所50華誕之際，謹(jǐn)以此文表示敬意和恭賀！

樣品鋯石分選由河北省廊坊市宇能巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司王建華高工完成，樣靶制備及陰極熒光圖像照相由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司劉力先生完成，樣靶透反射光照相由天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所張健工程師幫助完成，巖石薄片鑒定得到了天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所許雅雯高工和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）劉翠副教授的幫助。研究生劉采、范文博及郭文琳參與了測(cè)年和部分圖表清繪工作。在此謹(jǐn)表衷心感謝！

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Abstract:Bymeansoof the LA-MC-ICPMSzircon U-Pb dating,the high-precise datesoof the volcanic eruption,1 611±8Ma,oof an interbedded tuofofite layer in them iddle partoof the Luoykou Formation at the Yangpo Section,Ruzhou City,Henan Province,has been obtained.With this dates,the depositional age oof the Luoyukou Formation can be calibrated accurately as the ofirst time,which indicates that the top age oof this oformation should bemost likely about 1 600 Ma.Moreover,being at the uppermost oof the Luoyu Group oof the conventional Chinese Neoproterozoic Qingbaikouan System(1 000～800Ma),which overlieson the Ruyang Group oof the Mesoproterozoic Jixian System(1 600～1 000 Ma),at the south margin oof the North China Craton(NCC),the new dating achievementoof the Luoyukou Formation w ill result in amajor revision in chronostratigraphy thatboth oof the two groups should be lowered down to the olderMesoproterozoic Changchengian System(1 800～1 600Ma).In addition,italso indicates that the top suroface oof the Luoyukou Formationm ightbe the operable physical boundary between the Changchengian and Jixian System in this area.On the other hand,combined w ith the regional data, especially the recent chronostratigraphical dating oof the volcanic rocks-dom inated Xiong’er Group,which shows that they were erupted mainly ofrom 1 750 Ma to 1 780 Ma in age and superimposed by the Ruyang Group,the depositional time span oof both the Luoyu Group and the Ruyang Group can be lim ited roughly into the period ofrom 1 750Ma to 1600Ma.Itcan correlatew ith them iddle-late portion oof theMesoproterozoic Statherian Period (1 800～1600 Ma)internationally,and that oof the Changchengian Period in China.The direct constraints oof the 1611±8 Ma zircon U-Pb age oof the tuofofite bed in the Luoyukou Formation and themajor revision oof the chronostratigraphicalsubdivision at the southmargin oof the NCC provide a up-to-date and critical timescale ofor some major ongoing research issues oof the NCC during the Mesoproterozoic Era,such as the correlation between the northern and southern margin oof NCC,the relationship between the development oof the NCC and the break-up oof the Columbia Supercontinent,the evolution oof the early liofe on the Earth in the deep-time,and so on.

Keywords:Luoyukou Formation;1611±8 U-Pb Ma tuofofite bed;LA-MC-ICPMS zircon U-Pb dating;Changchengian System;Statherian Period;North China Craton(NCC)

Luoyu and Ruyang Group at the South M argin oof the North China Craton(NCC)Should Belong in theM esoproterozoic Changchengian System:Direct Constraints ofrom the LA-MC-ICPMSU-Pb Age oof the Tuofofite in the Luoyukou Formation,Ruzhou,Henan,China

SUWen-bo1,LIHuai-kun2,XU Li3,JIA Song-hai3,GENG Jian-zhen2,ZHOU Hong-ying2, WANG Zhi-hong3,PU Han-yong3
(1.Schooloof Earth-sciencesand Resources,China University oof Geosciences(Beijing),Beijing 100083,China; 2.Tianjin Instituteoof Geology and M ineralResources,Tianjin 300170,China; 3.Henan GeologicalMuseum,Zhengzhou 450016,China)

P534.3

A

1672－4135（2012）02－0096-13

2012-05-22

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40772076）；國(guó)家科技部973項(xiàng)目（2011CB808800）；國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目（1212011120130）；河南省地礦廳項(xiàng)目“河南省汝陽(yáng)盆地含恐龍化石地層和古生態(tài)環(huán)境研究”

蘇文博（1965-），男，博士，教授，主要從事地層學(xué)及沉積古地理學(xué)研究,Email：suwenbo@cugb.edu.cn。