牛紹武,辛后田,林曉輝
(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170)
華北地臺(tái)南緣蘇-魯-皖地區(qū)中-新元古界的重新劃分與對(duì)比
牛紹武,辛后田,林曉輝
(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170)
近些年來(lái),燕山地區(qū)青白口系下馬嶺組斑脫巖鋯石SHRIMP法U-Pb測(cè)年獲1366~1380 Ma,下馬嶺組的時(shí)代已屬中元古代。華北地臺(tái)南緣蘇-魯-皖地區(qū)與下馬嶺組相當(dāng)?shù)牡貙赢?dāng)屬徐淮群上部史家組至望山組,也有屬中元古代的可能?;幢钡貐^(qū)出露大面積的基性巖墻群,并侵入于徐淮群中,輝綠巖單顆粒鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為976土24~1038土26 Ma,徐淮群的時(shí)代顯然老于該年齡。據(jù)此,蘇-魯-皖地區(qū)“青白口系至震旦系”的地層格架應(yīng)重新進(jìn)行劃分與對(duì)比。結(jié)合宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合等資料,筆者將本區(qū)原“青白口系至震旦系”的地層重新劃分為中元界長(zhǎng)城系-薊縣系的徐淮群下部,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華系。本區(qū)鳳臺(tái)組冰磧巖與勞倫古陸西緣750 Ma的拉皮坦群冰磧層似可對(duì)比;與五崗集組相當(dāng)?shù)年兾髁_圈組上段泥質(zhì)巖Rb-Sr年齡為722 Ma;鳳臺(tái)組冰磧層出現(xiàn)古磁極倒轉(zhuǎn),與揚(yáng)子地臺(tái)也有磁極倒轉(zhuǎn)的古城組冰磧層大體相當(dāng),圍干組-鳳臺(tái)組-五崗集組分別可與揚(yáng)子地臺(tái)的蓮沱組-古城組-大塘坡組對(duì)比,其時(shí)代應(yīng)劃歸南華紀(jì)為宜。據(jù)此,筆者全面調(diào)整了蘇-魯-皖區(qū)中-新元古界的劃分與對(duì)比,并首次將華北地臺(tái)南緣的冰磧層劃歸南華系下部,實(shí)現(xiàn)了華北地臺(tái)與揚(yáng)子地臺(tái)南華系的直接對(duì)比與銜接,初步解決了華北地臺(tái)與揚(yáng)子地臺(tái)南華系-震旦系長(zhǎng)期懸而未決的重大地層對(duì)比問(wèn)題,為重新建立我國(guó)以薊縣剖面為代表的中-新元古界地層格架提供了堅(jiān)實(shí)的地層基礎(chǔ),此建議無(wú)疑具有重要的地層學(xué)意義和地質(zhì)年代學(xué)意義。另外,該區(qū)新元古界亦可與勞倫古陸加拿大新元古界麥肯齊山超群-銅旋回和拉皮坦群冰磧層對(duì)比,進(jìn)一步表明華北地臺(tái)與勞倫古陸曾處在Rodinia超大陸范圍內(nèi)的可能。
華北地臺(tái);蘇-魯-皖地區(qū);中-新元古界;劃分與對(duì)比
蘇-魯-皖地區(qū)隸屬華北地臺(tái)南緣。早在1924年,劉季辰、趙汝鈞來(lái)該區(qū)調(diào)查前寒武紀(jì)地質(zhì),將淮北與淮南(包括魯南)上前寒武系劃分為“城山石英巖”和“綿山灰?guī)r層”。李四光于1936年將淮南-鳳陽(yáng)上前寒武系自下而上分為伍山石英砂巖,杏山頁(yè)巖,官家庵硅質(zhì)灰?guī)r和三尖山灰?guī)r。謝家榮(1947)和趙家驤(1949)新建劉老碑層。解放后,徐嘉偉(1958)、楊志堅(jiān)(1960)、朱兆玲(1964)等最終建立起淮南-鳳陽(yáng)一帶的地層層序:伍山組,劉老碑組,四十里長(zhǎng)山組,九里橋組和四頂山組[1]。1976年-1984年,安徽省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)、安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所、江蘇省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)、合肥工業(yè)大學(xué)、南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所、南京大學(xué)地質(zhì)系和浙江大學(xué)地質(zhì)系等單位通過(guò)1/20萬(wàn)、1/5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖和科學(xué)研究,將淮南-鳳陽(yáng)一帶的前寒武系自下而上分為曹店組、八公山組(伍山石英砂巖)、劉老碑組(杏山頁(yè)巖)、壽縣組(四十里長(zhǎng)山組)、九里橋組和四頂山組(官家庵硅質(zhì)灰?guī)r和三尖山灰?guī)r),其上被下寒武統(tǒng)假整合覆蓋。將徐州-淮北地區(qū)自下而上分為賈園組、趙圩組、倪園組、九頂山組、張渠組、魏集組、史家組、望山組、金山寨組與溝后組,其上也被下寒武統(tǒng)假整合覆蓋[1-2]。淮南與淮北的地層系統(tǒng)如何對(duì)比,與遼東半島南部金縣-旅大地區(qū)地層與復(fù)縣地區(qū)地層如何對(duì)比一樣,也遇到了同樣的問(wèn)題[3]。前人將
華北地臺(tái)南緣蘇-魯-皖地區(qū)前寒武紀(jì)地層自下而上劃分為青白口系至震旦系的淮南群,徐淮群和宿縣群,實(shí)則是一個(gè)綜合地層柱,在當(dāng)年認(rèn)識(shí)水平下,即將淮南地區(qū)的淮南群與徐州-淮北地區(qū)的徐淮群按巖石組合特征拼接而成,完全是按照遼東半島南部旅大-金縣地區(qū)地層與復(fù)縣地區(qū)地層相拼接的思路和模式而建立起來(lái)的,也就是說(shuō)將這些地層全部劃為新元古代。
早在1979年和1982年,天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所陳晉鑣研究員先后考察了徐淮-魯南剖面與遼南剖面時(shí),就對(duì)遼南、徐淮地區(qū)上元古地層層序和時(shí)代明確提出了質(zhì)疑①陳晉鑣.對(duì)遼南、徐淮上元古地層層序和時(shí)代的疑問(wèn).前寒武地質(zhì)簡(jiǎn)訊,1984,第十期:17-20.:“層序上長(zhǎng)期存在爭(zhēng)論的一個(gè)最重要的原因是,無(wú)論在遼南或在徐淮,剖面都不是連續(xù)的,層序的建立或是由“標(biāo)志層”相銜接,或是據(jù)巖性對(duì)比而得”。在徐淮,“從巖性上說(shuō)并不十分酷似”;在遼南,“特別是由普蘭店灣至金州灣之間不過(guò)三四十公里,下寒武統(tǒng)堿廠組之下伏地層懸殊竟如此之大,用通常的古地理變化是難以理解的”。
自上世紀(jì)六-七十年代,以鄭文武教授等為首的合肥工業(yè)大學(xué)師生首次在淮南群劉老碑組發(fā)現(xiàn)宏觀藻類化石Chuaria circularis后,先后在劉老碑組、九里橋組、史家組、望山組、金山寨組和溝后組發(fā)現(xiàn)更加豐富的宏觀藻類化石和軟軀體蠕形類化石,被前人統(tǒng)稱為淮南生物群[4-5]。另外,在趙圩組、九頂山組、張渠組、魏集組、史家組、望山組和金山寨組含有豐富的疊層石與微古植物化石[1-2,6],為采用生物地層法進(jìn)行該區(qū)地層的重新劃分與對(duì)比提供了重要的化石依據(jù)。
近年來(lái),華北地臺(tái)中部燕山地區(qū)鋯石測(cè)年研究取得突破性進(jìn)展:通過(guò)北京密云環(huán)斑花崗巖鋯石SHRIMP法U-Pb和花崗斑巖脈鋯石LA-MC-ICPMS法U-Pb年齡研究,華北克拉通長(zhǎng)城系底界年齡可能小于1670 Ma[7-8];長(zhǎng)城系串嶺溝組輝綠巖SHRIMP法U-Pb年齡為1638土14 Ma;大洪峪組火山巖SHRIMP法U-Pb年齡為1625±8.9 Ma;高于莊組凝灰?guī)rSHRIMP法U-Pb年齡為1559 Ma±12 Ma和1560±5 Ma;鐵嶺組凝灰?guī)rSHRIMP法U-Pb年齡為1440±Ma[9-11],這對(duì)華北地臺(tái)中部燕山地區(qū)中元古界的重新劃分提供了更精確的年代數(shù)據(jù)制約。
取得更為重大突破的莫過(guò)于華北克拉通原新元古界青白口系下馬嶺組斑脫巖的發(fā)現(xiàn)與年代學(xué)研究。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)蘇文博等根據(jù)我國(guó)華南五峰組-龍馬溪組中的斑脫巖特征研究,在北京西山下馬嶺組首次發(fā)現(xiàn)了火山凝灰?guī)r成因的斑脫巖,并通過(guò)陳曉雨的畢業(yè)論文首次進(jìn)行了報(bào)道[12-13]。其后,高林志等,蘇文博等,李懷坤等,廣泛報(bào)道了下馬嶺組斑脫巖U-Pb同位素SHRIMP法測(cè)年新成果,其年齡有1368土12 Ma、1370土11 Ma、1366土9 Ma、1379土12 Ma、1380土36 Ma等,肯定了下馬嶺組的時(shí)代應(yīng)為中元古代而不是新元古代。另外對(duì)我國(guó)華北豫陜晉裂陷槽以及華南有關(guān)中新元古界年代學(xué)研究也取得很多新成果[14-22]。同時(shí),對(duì)遼東半島南部金縣-旅大地區(qū)和蘇-魯-皖淮北地區(qū)出露大面積的基性巖墻群?jiǎn)晤w粒鋯石SHRIMP法U-Pb測(cè)年也有新的突破(年齡分別為904土15~1125土38 Ma和976土24~1038土26 Ma),對(duì)被侵入地層的時(shí)代有了精確的同位素年齡數(shù)據(jù)制約[23-24]。這些年代學(xué)新成果對(duì)我國(guó)元古界特別是中新元古界的地層劃分與對(duì)比具有重要的地層學(xué)和地質(zhì)年代學(xué)意義,以致于我國(guó)中新元古界的地層格架應(yīng)該全面重新厘定。
根據(jù)生物地層和年代地層的最新成果,應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)地將蘇-魯-皖地區(qū)原來(lái)劃分的新元古代地層“青白口系-震旦系”重新進(jìn)行劃分與對(duì)比。
前人對(duì)本區(qū)淮南群、徐淮群和宿縣群進(jìn)行了泥質(zhì)巖全巖Rb-Sr等時(shí)線法和海綠石K-Ar法測(cè)年。其中包括八公山組海綠石K-Ar法年齡有475.7 Ma、542.9 Ma、607.1 Ma、600.9 Ma和686.3 Ma;壽縣組海綠石K-Ar法年齡為749.8 Ma;九里橋組海綠石K-Ar法年齡為738 Ma;賈園組海綠石K-Ar法年齡為738 Ma;史家組海綠石K-Ar法年齡為738 Ma、765 Ma、787 Ma、780 Ma和681 Ma;金山寨組海綠石K-Ar法年齡為647 Ma等;劉老碑組泥質(zhì)巖全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為840土72 Ma等,以及鳳臺(tái)組碳酸鹽巖Pb-Pb法同位素測(cè)年等[1-2]。近些年來(lái),對(duì)上述這些同位素的測(cè)年方法多有質(zhì)疑,并出現(xiàn)“上大下小”等不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象[2],而巖漿型單顆粒鋯石SHRIMP法測(cè)年對(duì)于前寒武系年齡測(cè)定已取得可喜進(jìn)展,相對(duì)而
言,是比較可信的方法。
淮北巨型輝綠巖墻群有著廣泛的分布,多順層侵入趙圩組-倪園組和望山組。輝綠巖脈寬10余米至數(shù)百米,地表展布可達(dá)十余千米。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所柳永清研究員等對(duì)安徽省靈壁縣欄桿鎮(zhèn)趙圩組-倪園組中的輝綠巖進(jìn)行了采樣(樣品號(hào)T0398-1和T0398-2),對(duì)巖漿型原生結(jié)晶單顆粒鋯石進(jìn)行SHRIMP法測(cè)年,獲得該輝綠巖結(jié)晶年齡為976土24~1038土26 Ma[23],有力地佐證了華北板塊南緣在中元古代末期-新元古代初期有一次大規(guī)模的基性巖漿熱事件,并與北美Grenvill造山運(yùn)動(dòng)(980~1190 Ma),中非剛果克拉通埃達(dá)克花崗巖與基性巖墻群火山-巖漿-構(gòu)造熱事件(1000~910 Ma),東格陵蘭略晚于Grenvillian主造山幕變質(zhì)和巖漿侵入事件(950~920 Ma),西南瑞典埃達(dá)克花崗巖與基性巖墻群火山-巖漿-構(gòu)造熱事件(910 Ma)等大體相當(dāng)。該期巖漿熱事件和構(gòu)造-變質(zhì)事件可能與Rodinia超大陸的聚合有關(guān)[23]。
淮北廣泛分布的巨型輝綠巖墻群侵入于徐淮群賈園組至望山組中。而賈園組、趙圩組、倪園組、九頂山組、張渠組、魏集組、史家組和望山組按地層間的巖石地層對(duì)比都是連續(xù)沉積[1-2],無(wú)疑徐淮群的地層時(shí)代應(yīng)早于976土24~1038土26 Ma,以劃歸中元古代為宜。
中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所高林志研究員等,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)蘇文博教授等以及天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所李懷坤研究員等對(duì)燕山地區(qū)下馬嶺組斑脫巖單顆粒鋯石SHRIMP法U-Pb測(cè)年,獲1366土9 Ma、1368土12 Ma、1370土11 Ma、1379土12 Ma、1380土36 Ma等年齡,致使下馬嶺組被幾乎無(wú)爭(zhēng)議地劃歸中元古代晚期[14-22]。根據(jù)本區(qū)徐淮群上部史家組-望山組的巖石地層和生物地層特征,大體可與燕山地區(qū)下馬嶺組對(duì)比[3],史家組-望山組的時(shí)代相應(yīng)的也應(yīng)劃歸中元古代晚期。徐淮群下部賈園組至魏集組則應(yīng)劃歸中元古代早-中期。綜上所述,根據(jù)同位素年代學(xué)研究的最新成果,蘇-魯-皖地區(qū)徐淮群賈園組-望山組以劃歸中元古代早中期為宜(表1)。
淮南群下部曹店組為一套灰紫色-肝紫色赤紅褐紅色石英礫巖、鐵質(zhì)礫巖、砂礫巖、鐵質(zhì)砂巖夾赤鐵礦,不整合在古元古界鳳陽(yáng)群之上,厚0~21 m。八公山組平行不整合在曹店組之上或超覆在更老地層之上,為灰白色乳白色石英礫巖、石英砂巖、含海綠石砂巖,厚64~192 m。連續(xù)沉積在八公山組之上的劉老碑組下部青灰紫紅色薄層泥灰?guī)r夾紫紅灰綠色頁(yè)巖;中部以黃綠色頁(yè)巖為主,夾薄層泥灰?guī)r與粉砂巖;上部灰黃色少量黃綠色鈣質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r夾頁(yè)巖;總厚531~837 m,產(chǎn)豐富的宏觀藻類化石:ChuariacircularisWalcott,Ellipsophysa axiculaZheng(=Shouhsienia shouhsienensisXing),E.longa(Xing),Ovidiscina bagongshanensisZheng,Pumilibaxa huaiheianaZheng,P.symmetricaFu,Tachymacrus excavatusFu,Mesonactus luoyingensisFu,M.imparilisFu,Glossophyton huailaienseDuan et Du,Tawuia sinensisDuanT.dalensisHofmann,Bipatinella cervicalisZheng,Fasciculella bagongshanensisDuan et Du等[1-2,25-27],可稱為Chuaria-Tawuia組合。壽縣組為灰、灰白、灰黃色中-厚層微細(xì)層理含電氣石石英粉砂巖、鈣質(zhì)石英粉砂巖、含海綠石,厚34.05~44.68 m。淮南群下部曹店組-八公山組-劉老碑組-壽縣組大體可與遼東半島復(fù)縣地區(qū)永寧群-細(xì)河群釣魚(yú)臺(tái)組-南芬組-橋頭組對(duì)比[1-2]。
淮南群上部九里橋組下部灰、灰紫色、灰綠色、灰白色中-厚層灰?guī)r,含砂灰?guī)r夾鈣質(zhì)粉砂巖,含海綠石;上部灰色、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r,含疊層石灰?guī)r.總厚為81.3~88.06 m。產(chǎn)豐富的微古植物和宏觀藻類化石:Chuaria circularis Chuaria circularisWalcott,Ellipsophysa axiculaZheng(=ShouhsieniashouhsienensisXing),PumilibaxaamorginataYan,Ephippiodeusatypicula Yan,Tawuia.dalensisHofmann,T.sinensisDuan等;蠕形類:Huainanella jiuliqiaoensisYan et Xing,H.baiguashanensisYan et Xing,Ruedmannella minutaWang,Pararenicola huaiyuanensisWang,Protoarenicola baiguashanensisWang,Paleorhychus anhuiensisWang,Anuiella sinensisYan et Xing,Sabelliditessp.,Paleolina tortuosaWang等[1-2,25-28]。四頂山組為粉紅色、淺灰色、灰白色白云巖,疊層石白云巖;頂部
夾白云質(zhì)角礫巖,含燧石結(jié)核與條帶。產(chǎn)豐富的疊層石和少量微古植物,厚153.38~245.07 m。其上被下寒武統(tǒng)猴家山組假整合覆蓋。根據(jù)巖石組合特征與宏觀藻類化石和蠕形類化石,認(rèn)為淮南群上部大體可與遼東半島南部五行山群高家屯組-丁家溝組-金家組對(duì)比[3]。
表1 華北地臺(tái)南緣中-新元古代地層劃分對(duì)比表Table 1 Subdivision and correlation of the Meso-Neoproterozoic strata in Southern Margin of North China Block
在勞倫古陸西緣加拿大麥肯齊山地區(qū),新元古界自下而上為凱瑟林群石英巖,小達(dá)爾群泥頁(yè)巖夾灰?guī)r和銅旋回火山巖與含銅白云巖,統(tǒng)稱麥肯齊山超群與銅旋回。從碎屑巖到灰?guī)r再到白云巖,海水也逐漸咸化,并從粗到細(xì)形成一個(gè)正向的沉積旋回,與本區(qū)淮南群的巖石組合與旋回特點(diǎn)是一致的。在小達(dá)爾群中產(chǎn)豐富的淮南-小達(dá)爾群化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合[29],這些宏觀藻類Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合最初就產(chǎn)于小達(dá)爾群中,淮南群與麥肯齊山超群-銅旋回基本是可以對(duì)比的。小達(dá)爾群的時(shí)代被推定為800~1100 Ma;其上的拉皮坦群冰磧層時(shí)代為750 Ma[29]。本區(qū)淮南群的時(shí)代應(yīng)為新元古代,并為一套前冰期沉積,則淮南群的時(shí)代應(yīng)劃歸新元古代(表2)。前人根據(jù)輝綠巖單顆粒鋯石SHRIMP法測(cè)年,推測(cè)燕山地區(qū)長(zhǎng)龍山組的時(shí)代為930土10 Ma[30],進(jìn)一步證明淮南群的時(shí)代很可能歸屬國(guó)際地層表中的拉伸紀(jì)。
遼東半島南部大連上升過(guò)程中產(chǎn)生山前磨拉石粗碎屑堆積永寧群,與之相當(dāng)?shù)膶游辉诩滞ɑ瘻喗貐^(qū)為白房子組;在淮南地區(qū)為徐淮上升后的曹店組。特別是在揚(yáng)子地臺(tái)神農(nóng)架地區(qū)為馬槽園群,是神農(nóng)架運(yùn)動(dòng)后一套磨拉石粗碎屑堆積,可以與永寧群、白房子組和曹店組對(duì)比。它們都是格林威爾運(yùn)動(dòng)初期磨拉石堆積。近年來(lái),陸松年等對(duì)馬槽園
群下部基性火山巖獲得約950 Ma的U-Pb年齡②陸松年等,中國(guó)中元古界待建系候選標(biāo)準(zhǔn)剖面的篩選(階段科研報(bào)告),2012.,進(jìn)一步證明淮南群及其相當(dāng)?shù)貙拥臅r(shí)代應(yīng)在1000 Ma與780 Ma之間,其上被冰成紀(jì)南華系鳳臺(tái)組覆蓋。
表2 華北地臺(tái)東緣與勞倫古陸西緣新元古代地層劃分與對(duì)比表Table 2 Division and correlation of the Neoproterozoic strata of southern margin of the North China Block and westhern margin of the Laurentia Continent
如前述,同遼東半島南部復(fù)縣地區(qū)地層與金縣-旅大地區(qū)地層對(duì)比一樣,本區(qū)也遇到了同樣的問(wèn)題。正如前人所說(shuō)“對(duì)兩區(qū)采用統(tǒng)一地層劃分系統(tǒng),尚有不同的認(rèn)識(shí)”[1]。筆者現(xiàn)對(duì)以下幾個(gè)地層對(duì)比問(wèn)題討論如下:
4.1 徐淮地區(qū)與淮南地區(qū)的巖性對(duì)比
在江蘇銅山-邳縣賈園組下部為灰黃灰綠色薄層粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)細(xì)粒石英砂巖;賈園組上部為粉砂質(zhì)灰?guī)r,夾鈣質(zhì)石英砂巖與疊層石灰?guī)r;宿縣-銅山-靈壁一帶趙圩組為厚層灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和疊層石灰?guī)r;倪園組以白云巖為主;九頂山組以灰?guī)r為主,夾白云巖,前人分別與淮南地區(qū)的壽縣組-九里橋組-四頂山組對(duì)比[1]。實(shí)踐證明,根據(jù)巖性進(jìn)行的對(duì)比帶有一定的人為因素。就像遼東半島南部那樣,以金縣長(zhǎng)嶺子組與復(fù)縣高家屯組進(jìn)行對(duì)比,實(shí)踐證明是錯(cuò)誤的[3]。
4.2 徐淮地區(qū)與淮南地區(qū)的生物地層對(duì)比
1986 年11 月至1987年9月,筆者先后考察了宿縣欄桿地區(qū)的史家-黑風(fēng)嶺剖面和宿縣黑土窩-驢山剖面魏集組-史家組-望山組-金山寨組-溝后組-下寒武統(tǒng)猴家山組,銅山縣魏集-白山剖面魏集組-史家組-望山組-金山寨組-溝后組,淮南壽縣店疙瘩-白鶚山剖面八公山組-劉老碑組-壽縣組-九里橋組-四頂山組-鳳臺(tái)組,鳳臺(tái)縣煙燈山剖面四頂山組-鳳臺(tái)組-五崗集組-下寒武統(tǒng)猴家山組等,采集了有關(guān)層位的宏觀藻類化石和蠕形類化石。前人在淮北賈園組-魏集組發(fā)現(xiàn)大量的疊層石和微古植物等化石;在史家組-望山組-金山寨組-溝后組發(fā)現(xiàn)豐富的宏觀藻類、軟軀體蠕形類和微古植物化石,及少量疊層石。在淮南劉老碑組與九里橋組發(fā)現(xiàn)了更加豐富的宏觀藻類和軟軀體蠕形類化石。蘇-魯-皖地區(qū)綜合地層柱底部劉老碑組至九里橋組所產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組
合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合竟然也產(chǎn)于該地層柱的頂部金山寨組至溝后組,其間有大于3200 m以碳酸鹽巖為主的地層(楊清和等,1980,2411頁(yè),圖3和張世恩等,1984,24頁(yè),圖1-8)[1-2]。根據(jù)沉積速率推算,3~4 km的碳酸鹽巖為主的地層大約需1億年以上的沉積時(shí)間。在如此漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間里,同樣的生物群落又重新出現(xiàn),明顯違反了生物發(fā)展的階段性原理,也不符合生物發(fā)展的不可逆性原理。依據(jù)生物地層學(xué)的基本原理,華北地臺(tái)南緣蘇-魯-皖區(qū)中-新元古界應(yīng)重新進(jìn)行劃分與對(duì)比。
4.3 淮南與淮北地區(qū)地層對(duì)比的標(biāo)志
劉老碑組宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合,九里橋組產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合。金山寨組至溝后組也產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合,淮南地區(qū)的淮南群與淮北地區(qū)的宿縣群的生物群落顯然處于同一發(fā)展階段,地層層位應(yīng)該可以對(duì)比。也就是說(shuō),淮北的宿縣群金山寨組至溝后組應(yīng)是兩大地區(qū)地層對(duì)比的標(biāo)志,其時(shí)代為新元古代早期。宿縣群金山寨組與徐淮群為假整合接觸,前人稱為徐淮上升[1],這一假整合面可能就是中元古代與新元古代的分界面??傊?,根據(jù)生物地層學(xué),淮北地區(qū)金山寨組至溝后組應(yīng)與淮南地區(qū)的淮南群對(duì)比,更傾向于與九里橋組至四頂山組對(duì)比,金山寨組至溝后組才是兩大地區(qū)地層對(duì)比的標(biāo)志。
綜合上述,主要根據(jù)單顆粒鋯石SHRIMP法測(cè)年,
并參考區(qū)域地層對(duì)比年齡,以及宏觀藻類化石與蠕形類化石組合特征及其生物發(fā)展階段,筆者將本區(qū)原“青白口系-震旦系”的地層重新劃分如下:
5.1 中元古界徐淮群
該群可劃分為下部,中部和上部。
5.1.1 徐淮群下部
如前述,賈園組下部為灰黃灰綠色薄層粉砂質(zhì)泥巖,泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)細(xì)粒石英砂巖,根據(jù)鉆孔資料,其下還見(jiàn)石英砂巖,前人將其與淮南群壽縣組對(duì)比[1]。根據(jù)基性巖墻群年齡976土 24~1038土26 Ma并侵入徐淮群,徐淮群的時(shí)代應(yīng)為中元古代,則賈園組下部及其以下地層大體相當(dāng)于遼東半島南部金縣-旅大地區(qū)的長(zhǎng)嶺子組或以下地層,而歸屬旅大群為宜,時(shí)代為長(zhǎng)城紀(jì)(表1)。
5.1.2 徐淮群中部
自上賈園組至魏集組,以開(kāi)闊的臺(tái)地相碳酸鹽巖為主,并含豐富的疊層石:Conophyton lijiadunensisTsao et Liang,C.ocularoidesLiang,Jurusaniacf.cylindricaKrylov,Jurusania cf.alicicaCloud et Sermik.,J.cf.nisvensisRaaben,Baicalia dentataCao et zhao,B. cf.mauritanicaBertrand-Sarfati,Kussiellacf.enigmaticaRaabbn,Inzeria intiaWalter,JiagoellamaximnodosaCaoetZhao,TungussiaerectaWalter,Gymnosolencf.furcatusKomar等[1,6]。根據(jù)巖石組合特征并含大量的疊層石,徐淮群中部大體可與遼東半島金縣-旅大地區(qū)革鎮(zhèn)堡群對(duì)比,其時(shí)代應(yīng)為中元古代中期薊縣紀(jì)。
5.1.3 徐淮群上部
根據(jù)巖石地層、生物地層以及整個(gè)徐淮群的旋回地層特征,徐淮群上部的史家組-望山組可與燕山地區(qū)下馬嶺組對(duì)比和旅大-金縣地區(qū)的金縣群對(duì)比[3],其時(shí)代應(yīng)為中元古代晚期,暫歸屬金州系[3,31]。
5.2 新元古界
5.2.1 新元古界下部淮南群
在淮南地區(qū)自下而上分為曹店組、八公山組、劉老碑組、壽縣組、九里橋組和四頂山組,產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合,可與北美勞倫古陸西緣加拿大的麥肯齊山超群-銅旋回對(duì)比,時(shí)代為新元古代早期,并為一套前冰期沉積(表2)。
在蘇-魯邊界蘭陵地區(qū),自下而上為蘭陵組灰白-灰紫色中粗粒石英砂巖,含海綠石,厚78~536 m。不整合在太古宇泰山群之上,大體相當(dāng)于淮南地區(qū)的八公山組。新興組紫色-黃綠色泥灰?guī)r與頁(yè)巖,夾海綠石細(xì)粒石英砂巖,厚大于436 m,產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott等,大體相當(dāng)于劉老碑組。岠山組灰白色中厚層石英巖狀砂巖,夾粉砂質(zhì)頁(yè)巖,偶含海綠石,厚大于420 m。該組常被下寒武統(tǒng)猴家山組超覆,大體可與淮南地區(qū)的壽縣組對(duì)比(表1)。
在淮北地區(qū)宿縣欄桿宿縣群分為金山寨組-溝
后組,也產(chǎn)宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合,大體相當(dāng)于淮南地區(qū)九里橋組至四頂山組。由于徐淮上升,可能缺失曹店組-八公山組-劉老碑組-壽縣組沉積。
在中元古代末期,由于徐淮上升運(yùn)動(dòng),徐淮群全面上升隆起,海盆沉降中心開(kāi)始轉(zhuǎn)移,在隆起的南北山前凹陷的淮南地區(qū)和蘇-魯邊界蘭陵地區(qū)分別沉積了新元古代淮南群。由于彈性伸展作用和海水的擴(kuò)大,已隆起的徐淮群直到宿縣群時(shí)才接受金山寨組-溝后組的超覆,這里缺失淮南群下部曹店組-壽縣組的地層。1986年11月,筆者在欄桿地區(qū)金山寨剖面見(jiàn)到許多垂直地層走向的探槽,是前人曾對(duì)金山寨組底部礫巖進(jìn)行過(guò)金剛石的礦產(chǎn)評(píng)價(jià),徐淮群地層隆起并遭受侵蝕的時(shí)間之長(zhǎng)可見(jiàn)一斑。
5.2.2 新元古界上部南華系
本區(qū)南華系自下而上可劃分為三部分:下部圍桿組,中部鳳臺(tái)組和上部五崗集組。前人系統(tǒng)測(cè)制了鳳臺(tái)-霍邱地區(qū)鳳臺(tái)縣煙燈山剖面、鳳臺(tái)縣猴家山剖面、壽縣鳳凰山剖面、霍邱縣馬店?yáng)|王八蓋山剖面、霍邱縣馬店山煤山西坡剖面、霍邱縣馬店?yáng)|煤山剖面和霍邱縣雨臺(tái)山剖面的圍桿組-鳳臺(tái)組-五崗集組-猴家山組[1-2]。1987年8月,筆者考察了鳳臺(tái)縣煙燈山四頂山組-鳳臺(tái)組-五崗集組-猴家山組地層。
(1)圍桿組:為任潤(rùn)生于1983年所建。在霍邱地區(qū)東煤山剖面的鳳臺(tái)組冰磧層之下還發(fā)現(xiàn)一套碎屑巖,巖性為具水平層理的灰黃色頁(yè)巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖,夾含礫粗砂巖透鏡體和鐵質(zhì)結(jié)核。底部為0.04 m厚的鐵質(zhì)風(fēng)化殼假整合在四頂山組之上,與上覆鳳臺(tái)組假整合接觸。沿走向可尖滅,厚0~8.24 m[32]。在鐵質(zhì)風(fēng)化殼之上為厚0.5 m的泥鈣質(zhì)角礫巖,以白云巖、疊層石白云巖角礫為主,可能為陸相風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物,向上過(guò)渡為正常海相沉積。這一超覆沉積間斷大體相當(dāng)于揚(yáng)子地臺(tái)的晉寧運(yùn)動(dòng),該組可能與揚(yáng)子地臺(tái)南華系底部的蓮沱組對(duì)比,他們都是晉寧運(yùn)動(dòng)后南華紀(jì)初期的一套正常碎屑巖沉積[32-34]。揚(yáng)子地臺(tái)蓮沱組/澄江組為一套紅色地層,處于強(qiáng)氧化環(huán)境[33-35]。圍桿組底部鐵質(zhì)風(fēng)化殼也為氧化環(huán)境下的產(chǎn)物,兩者進(jìn)行對(duì)比在沉積環(huán)境上是相同的。
(2)鳳臺(tái)組:鳳臺(tái)組巖性為淡紅色為主,少量紫紅色、淡黃色、青灰色、深灰色白云質(zhì)-鈣質(zhì)角礫巖,白云質(zhì)-鈣質(zhì)冰磧礫巖與白云質(zhì)-鈣質(zhì)冰水紋泥層,含礫紋泥頁(yè)巖,紋泥泥灰?guī)r等。該組厚0~213.1 m,由北向南變薄以致尖滅,與下伏四頂山組不同層位的淺灰色深灰色白云巖、疊層石白云巖假整合至微角度不整合接觸[1]。
根據(jù)前人資料[1,32,36],該組主要由冰磧礫巖,含礫冰磧紋泥層和含礫粉砂質(zhì)頁(yè)巖三種巖性組成。冰磧礫巖成層性差,礫石以下伏四頂山組白云巖,疊層石白云巖為主,尚有花崗巖、閃長(zhǎng)巖、石英砂巖、紫色頁(yè)巖、粉砂巖及凝灰?guī)r等??梢?jiàn)冰川條痕石、壓坑石、壓裂石、馬鞍石及巨大漂礫。礫徑大小懸殊,以1~2 cm最多,2~4 cm次之,可見(jiàn)1~2 m的巨大漂礫,鈣質(zhì)-白云質(zhì)膠結(jié)。紋泥層具韻律性水平層理,并見(jiàn)“下壓上繞”現(xiàn)象的墜石。在四頂山組頂面可見(jiàn)冰溜面。該組冰磧巖劃歸小秦嶺海陸過(guò)渡冰川沉積相區(qū),為一套大陸冰川-冰筏海洋沉積[36]。
(3)五崗集組(=修訂后的雨臺(tái)山組[32]):巖性為粉砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖夾鈣質(zhì)泥巖與細(xì)粒石英砂巖,含磷結(jié)核與磷礦條帶,局部含海綠石和鐵質(zhì)鮞?;蚪Y(jié)核,厚8.7 m直至大于99.1 m,與下伏鳳臺(tái)組假整合接觸;與上覆下寒武統(tǒng)猴家山組磷礫巖假整合接觸[1-2]。由于含海綠石,鐵質(zhì)結(jié)核與磷結(jié)核,該組應(yīng)為正常海相沉積,并可能與揚(yáng)子地臺(tái)大塘坡組(=富祿組)間冰期地層對(duì)比。
在江南區(qū)即江南古陸,南華系自下而上為長(zhǎng)安組、富祿組和南沱組。其中,富祿組主要為長(zhǎng)石石英砂巖,硬砂巖,粉砂巖和板巖。底部為含鐵砂巖與赤鐵礦,頂部有含錳層[37]。五崗集組底部也有一層鐵質(zhì)風(fēng)化殼,與富祿組底部的巖性特點(diǎn)和沉積環(huán)境基本一致。由于頂部被下寒武統(tǒng)磷礫巖超覆,目前未見(jiàn)錳礦層。
在揚(yáng)子地臺(tái)川鄂地區(qū),南華系自下而上為蓮沱組砂礫巖、砂巖與泥頁(yè)巖,古城組塊狀冰磧巖與冰川前緣冰水沉積的層狀砂礫巖和冰湖紋泥層,大塘坡組間冰期砂板巖或炭質(zhì)頁(yè)巖夾錳礦層,南沱組塊狀冰磧巖夾少量炭質(zhì)頁(yè)巖,含礫粘土質(zhì)砂頁(yè)巖與錳礦層。在湘黔桂地區(qū),南華系長(zhǎng)安組下部為厚層塊狀砂巖夾火山角礫巖,上部塊狀冰磧巖夾冰水層紋狀泥砂巖;富祿組間冰期砂板巖或炭質(zhì)頁(yè)巖夾錳礦層;南沱組塊狀冰磧巖間夾少量炭質(zhì)頁(yè)巖,含礫粘土質(zhì)砂頁(yè)巖與錳礦層[33-36]。筆者認(rèn)為長(zhǎng)安組下部塊狀砂巖有可能與川鄂地區(qū)的蓮沱組對(duì)比,它們都是晉寧運(yùn)動(dòng)后南華紀(jì)初期正常碎屑巖沉積,其上的長(zhǎng)安組
冰磧巖與古城組冰磧巖應(yīng)大體相當(dāng);富祿組間冰期與大塘坡組間冰期地層也大體可以對(duì)比。根據(jù)湖北宜昌王豐崗蓮沱組中部層凝灰?guī)r鋯石年齡740土16 Ma;湖南花垣民樂(lè)大塘坡組底部頁(yè)巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為728土27 Ma,前人認(rèn)為古城組冰磧巖的時(shí)代在740土16 Ma與728土27 Ma之間,古城組與長(zhǎng)安組應(yīng)大體相當(dāng)[36]。
天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所研究員陸松年(1985年)認(rèn)為揚(yáng)子地塊的長(zhǎng)安組和塔里木盆地的貝義西組連同華北地塊鳳臺(tái)組都屬于大陸冰川-冰筏海洋沉積,將本區(qū)鳳臺(tái)組冰磧巖劃歸小秦嶺海陸過(guò)渡冰川沉積相區(qū);同時(shí)認(rèn)為,塊狀冰磧巖基質(zhì)以低硅鋁與高鈣鎂為特征,沉積相序以底磧相加冰前濱海相多次交互為特點(diǎn),為一套大陸冰川-冰筏海洋沉積[36]。從冰成巖的巖石特征和沉積相序分析,鳳臺(tái)組與揚(yáng)子地臺(tái)的長(zhǎng)安組(古城組)和塔里木盆地的貝義西組應(yīng)大體相當(dāng),與以大陸冰蓋為特征的南沱組冰磧巖有一定差別。
關(guān)于鳳臺(tái)組/羅圈組/正目關(guān)組的時(shí)代直到目前仍有不同認(rèn)識(shí):早期劃歸早寒武世,之后劃歸南華系南沱組,多數(shù)學(xué)者劃歸震旦紀(jì)晚期(相當(dāng)于燈影期),并認(rèn)為與塔里木盆地庫(kù)魯克塔格地區(qū)第三期冰期漢格爾喬克組可以對(duì)比,是我國(guó)存在廣泛分布第三期冰川沉積的有力證據(jù)[1-2,36-381[39])年代為750 Ma[29],鳳臺(tái)組的年代似也應(yīng)在750 Ma上下,筆者認(rèn)為鳳臺(tái)組/羅圈組為第三期冰期缺乏同位素年齡證據(jù)。湖北宜昌王豐崗蓮沱組中部層凝灰?guī)r鋯石年齡740±16 Ma[36]或748±12 Ma[40],鳳臺(tái)組750 Ma的年齡與之也很相近。前人認(rèn)為,鳳臺(tái)組與豫西至陜西羅圈組冰磧層也完全可以對(duì)比,羅圈組上段(東坡組)泥頁(yè)巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為722 Ma[41],并參考湖南花垣民樂(lè)大塘坡組底部頁(yè)巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為728±27 Ma[36],華北地臺(tái)南緣的正目關(guān)組上段/羅圈組上段/五崗集組與揚(yáng)子地臺(tái)大塘坡組進(jìn)行對(duì)比,得到泥頁(yè)巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡的佐證。誠(chéng)然,泥質(zhì)巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡不夠精確可靠,但兩者測(cè)試對(duì)象相同,測(cè)試方法一致,可利用它們進(jìn)行地層對(duì)比還可能有一定價(jià)值。自本世紀(jì)以來(lái),前人對(duì)貴州松桃大塘坡組底部凝灰?guī)rSHRIMP法鋯石U-Pb年齡為667±9.9 Ma[40],則五崗集組的實(shí)際年齡可能小于700 Ma或700 Ma上下。
綜合上述,圍桿組-鳳臺(tái)組-五崗集組的時(shí)代以劃歸南華紀(jì)為宜。至于前人測(cè)得鳳臺(tái)組碳酸鹽巖Pb-Pb法年齡608土34 Ma[42],已由下馬嶺組斑脫巖1366~1380 Ma的年齡證明(下馬嶺組碳酸鹽巖Pb-Pb同位素年齡為879土18 Ma[43]),這種方法還是存在問(wèn)題的,即608土34 Ma的年齡似不應(yīng)被采信。
鳳臺(tái)組曾有過(guò)至少一次磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象(負(fù)磁極)[1]。這一磁極倒轉(zhuǎn)與華北地臺(tái)或揚(yáng)子地塊以及塔里木地塊哪一個(gè)磁極倒轉(zhuǎn)地層進(jìn)行對(duì)比呢?據(jù)現(xiàn)有資料,在華北地臺(tái)范圍內(nèi),薊縣剖面長(zhǎng)城系串嶺溝組次火山巖和大紅峪組紫色凝灰砂巖有反極性事件,薊縣系洪水莊組至鐵嶺組有磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[44-46],長(zhǎng)龍山組-景兒峪組有磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[47],遼東半島南部金州系興民村組正磁性中出現(xiàn)反極性[35],遼東半島南部細(xì)河群橋頭組與安徽淮南群壽縣組均出現(xiàn)磁極倒轉(zhuǎn)[1]。在揚(yáng)子地臺(tái),川鄂地區(qū)南華系古城組亦有磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[35-36]。在塔里木盆地西部阿克蘇-烏什地區(qū)南華系下冰磧層巧恩布拉克組也見(jiàn)磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[36]??紤]到鳳臺(tái)組為典型的冰成巖沉積,目前看來(lái)可以借助這一寒冷氣候事件與國(guó)內(nèi)外冰成紀(jì)地層對(duì)比也符合事件地層的基本原則。加之鳳臺(tái)組古磁極倒轉(zhuǎn)的磁性特征,連同華北地臺(tái)南緣羅圈組/正目官組一并與揚(yáng)子地臺(tái)長(zhǎng)安組/古城組和塔里木地塊巧恩布拉克組對(duì)比,又得到磁性地層特征的支持(表3)。結(jié)合鳳臺(tái)組冰磧巖的地層對(duì)比年齡(Rb-Sr 722 Ma與750 Ma),本區(qū)圍桿組-鳳臺(tái)組-五崗集組的時(shí)代以劃歸南華紀(jì)為宜,并應(yīng)置于南華系下部(表3)。
綜上所述,根據(jù)下馬嶺組斑脫巖鋯石SHRIMP法U-Pb年齡及其地層對(duì)比,以及基性巖墻群鋯石SHRIMP法U-Pb年齡,并參考宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合的國(guó)內(nèi)外對(duì)比,筆者將本區(qū)原劃分的“青白口系-震旦系”自下而上重新劃分為中元古界長(zhǎng)城系-薊縣系的徐淮群下部和金州系徐淮群上部?;茨先褐糜谛略沤缦虏浚芸赡軐儆趪?guó)際地層年表的拉伸紀(jì)。依據(jù)鳳臺(tái)組冰磧巖的巖性特征,海陸過(guò)渡冰川沉積相序,相當(dāng)層位的同位素年齡,以及古磁極倒轉(zhuǎn)(負(fù)磁極)等磁性特征,首次將圍桿組與揚(yáng)子地臺(tái)蓮沱組對(duì)比;同時(shí)具有磁極倒轉(zhuǎn)(負(fù)磁極)的鳳臺(tái)組冰磧層與揚(yáng)子地臺(tái)古城組冰磧層對(duì)比;五崗集組大體相當(dāng)于富祿組(大塘坡組)間冰期沉積,實(shí)現(xiàn)了華北地臺(tái)冰磧層-間冰期地層與揚(yáng)子地臺(tái)南華系的直接對(duì)比與銜接,初步解決了華北地臺(tái)與揚(yáng)子地臺(tái)南華系-震旦系長(zhǎng)期懸而未決的重大地層對(duì)比問(wèn)題,全面調(diào)整了蘇-魯-皖中-新元古代的地層系統(tǒng),具有重要的地層學(xué)意義和地質(zhì)年代學(xué)意義。
表3 華北地臺(tái)與揚(yáng)子地臺(tái)南華系劃分與對(duì)比表Table 3 Division and correlation of the Nanhua System of Northern China Block and Yangzte Block
前人長(zhǎng)期以來(lái)將華北地臺(tái)的長(zhǎng)龍山組-景兒峪組與揚(yáng)子地臺(tái)神農(nóng)架地區(qū)的馬槽園群對(duì)比;將具磁極倒轉(zhuǎn)的橋頭組與揚(yáng)子地臺(tái)也具磁極倒轉(zhuǎn)的蓮沱組至古城組對(duì)比(陳晉鑣等,1987,24、25頁(yè),表3[35])。這樣,就把華北地臺(tái)青白口系上部或細(xì)河群的碎屑巖與揚(yáng)子地臺(tái)南華系的冰磧層對(duì)比了起來(lái)。橋頭組為溫暖氣候?yàn)I淺海正常碎屑巖沉積;古城組為雪球地球時(shí)期寒冷氣候下的冰成沉積,將兩者進(jìn)行對(duì)比,筆者認(rèn)為不妥。因?yàn)樵谌A北地臺(tái)范圍內(nèi)不是沒(méi)有冰成沉積;冰磧層也不是沒(méi)有磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[1,35-36],不能想象華北陸塊沒(méi)有受到雪球地球時(shí)期寒冷氣候的影響,更不能認(rèn)為華北地臺(tái)沒(méi)有受到晉寧運(yùn)動(dòng)的影響,而晉寧運(yùn)動(dòng)是Rodinia超大陸重要裂解時(shí)期。將華北地臺(tái)的釣魚(yú)臺(tái)組-南芬組-橋頭組/長(zhǎng)龍山組-景兒峪組與揚(yáng)子地臺(tái)整個(gè)南華系對(duì)比,即缺少年代學(xué)資料的佐證(長(zhǎng)龍山組-景兒峪組沒(méi)有直接可信的同位素年齡,根據(jù)輝綠巖鋯石年齡為930 Ma),古地磁特征也并不完全吻合(南沱組未見(jiàn)磁極倒轉(zhuǎn)),更沒(méi)有考慮宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合的國(guó)內(nèi)外對(duì)比(表2),將一套富含宏觀藻類化石較溫暖氣候條件下的海相碎屑巖地層同一套不含宏觀藻類化石寒冷氣候條件下的冰磧層進(jìn)行對(duì)比,這是難以理解的[47]。
另外,前人將燕遼徐淮的蔚縣運(yùn)動(dòng)/大連上升/徐淮上升同湖北神能架運(yùn)動(dòng)對(duì)比是正確的,該運(yùn)動(dòng)面就是中元古界與新元古界的分界面,大體相當(dāng)于北美格林威爾運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō),將永寧群/曹店組/白房子組與馬槽園群對(duì)比是可信的,馬槽園群火山巖的鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為950 Ma[47],他們都是格林威爾運(yùn)動(dòng)初期的磨拉石建造,屬低水位體系域(LST)。而永寧群/曹店組之上的釣魚(yú)臺(tái)組/長(zhǎng)龍山組/八公山組屬海進(jìn)體系域(TST);南芬組/劉老碑組/景兒峪組出現(xiàn)凝縮段,它們是在海水逐漸擴(kuò)大過(guò)程中一套完整而連續(xù)的沉積體系。雖然釣魚(yú)臺(tái)組與永寧群之間存在暫短的間斷,但這種間斷表現(xiàn)為海侵的逐漸擴(kuò)大與超覆,是不同體系域的轉(zhuǎn)換面,仍然屬于格林威爾運(yùn)動(dòng)初期范圍內(nèi)的沉積,與低水位體系域的蓮沱組性質(zhì)完全不同。將低水位體系域與海進(jìn)體系域人為地分開(kāi),并將釣魚(yú)臺(tái)組/長(zhǎng)龍山組/八公山組(最新碎屑鋯石年齡為1070 Ma)與揚(yáng)子地臺(tái)南華系蓮沱組(724~740~748 Ma)對(duì)比,無(wú)論從年代學(xué)資料分析,還是沉積體系域的連續(xù)性,以及沉積環(huán)境(蓮沱組為一套強(qiáng)氧化環(huán)境下的紅色地層,釣魚(yú)臺(tái)組/長(zhǎng)龍山組/八公山組為正常濱淺海砂席弱還原環(huán)境)等,它們都不可能是同期沉積。也就是說(shuō),這
一對(duì)比就等于將格林威爾運(yùn)動(dòng)(1000 Ma土)與揚(yáng)子地臺(tái)的晉寧運(yùn)動(dòng)(780~750 Ma)對(duì)比了起來(lái),筆者認(rèn)為這一對(duì)比是不妥的。前者為Rodinia超大陸聚合的開(kāi)始,后者為Rodinia超大陸開(kāi)始裂解時(shí)期,將兩者混為一談,這更是難以理解的。近些年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者一直在討論中元古代末期格林威爾運(yùn)動(dòng)后曾出現(xiàn)一個(gè)Rodinia超大陸,如揚(yáng)子地臺(tái)、中朝地臺(tái)、華夏地塊、塔里木地塊、柴達(dá)木地塊、澳大利亞地塊、波羅的海地盾、西伯利亞地臺(tái)以及岡瓦納古陸等許多陸塊都有成冰紀(jì)的冰川沉積,唯獨(dú)華北地臺(tái)沒(méi)有成冰紀(jì)的冰磧層,這也是難以理解的。筆者將華北地臺(tái)南緣長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里的冰磧層與揚(yáng)子地臺(tái)廣泛分布的南華系進(jìn)行對(duì)比,并認(rèn)為他們都是在強(qiáng)烈的晉寧運(yùn)動(dòng)后(780 Ma)成冰紀(jì)初期的沉積,從古地理古氣候古構(gòu)造以及多重地層劃分原則,可能更符合實(shí)際情況。
在徐州-淮北地區(qū),在太古宙-古元古代克拉通的古老基底上可能存在一個(gè)與燕山沉降帶相聯(lián)系的裂陷槽,沉積了中元古代的徐淮群(賈園組-望山組)。徐淮群沉積末期,裂陷槽全面隆起,發(fā)生了徐淮上升(大體相當(dāng)于北美980~1190 Ma的格林威爾運(yùn)動(dòng)),并在上升過(guò)程中,發(fā)生大規(guī)?;詭r墻群的構(gòu)造-巖漿熱事件。在已隆起的徐淮群的南北山前凹陷形成新的海盆,沉積了淮南地區(qū)的淮南群和蘇-魯一帶的蘭陵組-新興組-岠山組。由于海侵的擴(kuò)大,金山寨組-溝后組超覆在徐淮群的望山組之上?;茨先撼练e末期發(fā)生了晉寧運(yùn)動(dòng),并迎來(lái)了“雪球地球”時(shí)期,在華北地臺(tái)南緣沉積了一套冰成巖圍桿組-鳳臺(tái)組-五崗集組。冰期過(guò)后,氣候轉(zhuǎn)暖,由于地殼上升,未見(jiàn)震旦紀(jì)地層,從而結(jié)束了前寒武紀(jì)的沉積。直到早寒武世滄浪鋪期才接受海侵與沉積。
在成文過(guò)程中,秦正永研究員審閱了文稿,并得到李維念,程銀行,滕學(xué)建,楊俊泉,李艷鋒等的幫助,在此一并表示衷心感謝。
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Redivision and Correlation of Meso-Neoproterozoic Strata in the Jiangsu-Shandong-Anhui Area,Southern margin of North China Block
NIU Shao-wu,XIN Hou-tian,LIN Xiao-hui
(Tianjin Center,China Geological Survey,Tianjin 300170,China)
The Late Precambrian strata of Su-Lu-Wan(Jiangsu-Shandong-Anhui Provine)area is divided from lower to upper into the Huainan Group,Xuhuai Group and Suxian Group in Southern margin of North China Block.It is the Neoproterozoic Era in age.According to the stromatolitesLinella-Gymnosolen-Kataviaassemblage and present reported new U-Pb ages(SHRIPM),the Shijia Formation and Wangshan Formation of the upper part of the Xuhuai Group may be correlated with Xiamaling Formation with a weighted mean206Pb/U238of 1368~1370 Ma in Yanshan Mountain area,northern China.Therefor,the Shijia Formation and Wangshan Formation is of Late Mesoproterozoic Era in age.The lower part of Xuhuai Group with the stromatolitesConophyton-Baicaliaassemblage may be correlated with Luda Group and Gezhenpu Group inSouthern Liaodong Penisula,Liaoning Province,China.So,it is Early-Middle Mesoproterozoic in age.Further SHRIMP U-Pb dates of 976土24 Ma(206Pb/238U)and 1038土26 Ma(207Pb/206Pb)were gained from the diabase rock in the Neoproterozoic strata in the Xu-Huai area,which indicates the origin of the Neoproterozoic magma and it is also proved that there was a great scale basic magmatic active developed in the southeastern margin of the North China Block, which can be correlated with the intrusive magma events of the Grenvillian orogenic episode in Northern American,Mid-Africa and Easthern Greenland.So,Xuhuai Group and Suxian Group is the Neop-roterozoic Era in age in the southern margin of Northern China Block.Neoproterozoic strata is divided into Huainan Group of the lower part of Neoproterozoic and Nanhua System of the upper part of Neoproterozoic in Su-Lu-Wan district,southern margin of Northern China continent.Huainan Group is divided from lower to upper into Caodian(曹店)Formation,Bagongshan Formation,Liulaobei Formation,Shouxian Formation,Jiuliqiao Formation and Sidingshan Formation.It is of the early Neoproterozoic in age.Nanhua System is divided into Weigan Formation,Fengtai Formation and Wugangji Formation.Weigan Formation and Wugangji Formation are the normal marine facies deposit.Fengtai Formation is recognized as the tillite of Neoproterozoic glaciations.Weigan Formation,Fengtai Formation and Wugangji Formation can respectively correlate with Lantuo Formation,Gucheng Formation and Datangpo Formation in Yangze Block,South China.They are of the Late Neoproterozoic in age.
North China Block;Jiangsu-Shandong-Anhui area;Meso-Neoproterozoic;division and correlation
P534.3
A
1672-4135(2013)03-0161-12
2013-08-14
全國(guó)地層委員會(huì)項(xiàng)目:中國(guó)主要斷代地層建階研究(200113900076);中國(guó)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目:晉冀成礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(1212011085296)
牛紹武(1938-),男,研究員,1964年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院地質(zhì)系地層古生物專門化,長(zhǎng)期從事中生代與中-新元古代地層古生物研究,E-mail:402416024@qq.com。