摘 要：從2000年以來國際上二疊系正式三分，二疊系劃分和對比時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)是海相地層。因?yàn)榉呛Ｏ嗟貙拥膭澐趾蛯Ρ纫恢笔且粋€(gè)國際難題，所以以海陸交互相及陸相為主的華北地區(qū)二疊紀(jì)地層難以和國際標(biāo)準(zhǔn)的海相地層對比，華北地區(qū)二疊系三分界線難以確定。華南地區(qū)二疊系為海相，地層的劃分和對比研究已基本與國際接軌，成為中國年代地層劃分和對比的標(biāo)準(zhǔn)。對于華北二疊系三分，我們結(jié)合綜合地層學(xué)的研究手段用華北地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)剖面與華南標(biāo)準(zhǔn)剖面行研究和對比，來確定華北地區(qū)二疊系三分的界線。

關(guān)鍵詞：二疊系 三分 華北地區(qū) 地層對比 綜合地層學(xué) 標(biāo)準(zhǔn)剖面

中圖分類號：P5 TE1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-000-04

1 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

國際二疊系的研究從19世紀(jì)40年代開始，以皮爾姆（Perm）命名，開始只包括空谷期（Kungurian）、卡贊期（Kazanian）至韃靼期（Tatarian）的海退沉積序列。1940年，C.Dunbar詳細(xì)的介紹了烏拉爾地區(qū)的二疊系層序后，該地區(qū)的二疊紀(jì)的地層被廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)時(shí)二疊系對比的標(biāo)準(zhǔn)。

但其中一部分地層以陸相為主，難以成為國際性對比的全球?qū)有汀?0年代，專家們提出了一系列由海相地層組成的二疊紀(jì)復(fù)合年代地層序列，分別以菊石（W.M.Furnish，1973）[1]、牙形石（J.B.Waterhouse，1976）[2]等生物地層格架為基礎(chǔ)。

由于選取的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)剖面相距較遠(yuǎn)，它們之間的層位關(guān)系難以確定，所以這種劃分的方案沒有推廣開。到了二十世紀(jì)末，國際上擬定出一套新的二疊系劃分方案，建議采用烏拉爾、美國西南部和華南的完整層序作為統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，自上而下分別是烏拉爾統(tǒng)、瓜德魯普統(tǒng)和樂平統(tǒng)（Jin et al.，1994，1997；金玉玕等）[3-4]。

2000年，國際地科聯(lián)國際地層委員會正式將二疊系三分，并將三個(gè)統(tǒng)分別命名為命名為烏拉爾統(tǒng)-以俄羅斯和哈薩克斯坦交界的烏拉爾山南部地層為標(biāo)準(zhǔn)；瓜德魯普統(tǒng)-以美國德克薩斯州與新墨西哥州接壤的瓜德魯普山的地層為標(biāo)準(zhǔn)；樂平統(tǒng)-以華南的樂平統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)（Remane et al.eds.，2000，金玉玕等譯，2000）[5] （沈樹忠，2005）[6]。

該方案將二疊系年代地層分為3統(tǒng)9階，已經(jīng)建立了7個(gè)GSSP（Global Boundary Stratotype Section and Point，全球界線層型剖面和點(diǎn)），即金釘子。三統(tǒng)之間和二疊系頂?shù)捉缇€（共4條界線）均有金釘子（圖1）[7]。

中國二疊紀(jì)地層研究始于19世紀(jì)80年代（F.V.Richthofen，1882），但研究的比較零星，直到20世紀(jì)20年代，中國的二疊紀(jì)巖石地層序列才建立起來。根據(jù)前期調(diào)查的成果，葛利普（1931）[8]、黃汲清（1932）[9]、丁文江和葛利普（1933）[10]等提出中國第一套二疊系劃分方案。20世紀(jì)50年代，盛金章（1962）[11]和李星學(xué)（1963）[12]分別總結(jié)了我國二疊紀(jì)海相和陸相地層。他們利用20世紀(jì)50年代獲得的古生物和地層資料，建立起中國統(tǒng)一的劃分方案，這樣中國地層單位得到較好的統(tǒng)一，去除了很多不必要的地方性巖石地層單位名稱。

通過詹立培等（1982）[13]對我國各地二疊系做的新的總結(jié)和盛金章等（1982）[14]編寫的我國的二疊系對比表這兩項(xiàng)工作表明，各個(gè)地區(qū)的地層單位差別較大，需要進(jìn)一步的對比和統(tǒng)一。到20世紀(jì)80年末以來，通過深入的專題研究和大量的國際交流和合作，得到了許多珍貴的成果和經(jīng)驗(yàn)，這使得我國的二疊紀(jì)的地層劃分和對比的研究進(jìn)步很大，在此同時(shí)，也開展建立全球?qū)有推拭婧忘c(diǎn)位的研究（中國地層典—二疊系，2000）[15]。

在國際二疊系三分方案確立后，以海相地層為主的華南、青藏和臺灣等地區(qū)，與國際標(biāo)準(zhǔn)層的沉積環(huán)境接近，其劃分和對比與國際基本接軌，成為我國年代地層的劃分和對比的標(biāo)準(zhǔn)；華北二疊系主要以海陸交互相和陸相地層為主，所以劃分的精度不夠，三分界線確立比較困難。

2 華北二疊系

華北二疊系從下到上依次發(fā)育著以下地層。

太原組：是二疊系與石炭系的分界地層，主要巖性為海陸交互的碎屑巖，泥質(zhì)巖及煤層，下部含灰?guī)r。

山西組：下部為含礫石英砂巖，上部為砂頁巖夾可采煤層，還有豐富的植物化石。代表海退背景下的三角洲平原泥炭沼澤環(huán)境和熱帶潮濕氣候條件。

石盒子組：下部為不規(guī)則的煤層，往上夾鐵錳及鋁土層，出現(xiàn)長石石英砂巖。為一套巖性復(fù)雜的河湖相沉積。

孫家溝組：以紫紅色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、長石砂巖為主，底部為淺灰紫色砂礫巖，底部含礫石較多。化石很少，偶夾石膏。代表干旱的內(nèi)陸湖泊沉積。

華北板塊的主體從二疊紀(jì)基本脫離了海洋環(huán)境，僅在早期遭受短期的海侵的影響，發(fā)育著海相及海陸交互相的地層；中期晚期則為陸相，因此二疊系以陸相沉積為主。

該地區(qū)二疊系劃長期以來沿用二分方案（如山東省的二疊系，表1）。使用三分方案后，地層的劃分和對比就更成了問題，不但巖石地層不能精確對比到階一級單位，就是對比到統(tǒng)一級也難達(dá)成一致，有待進(jìn)一步的劃分和對比。近年來，華北地區(qū)二疊系三分問題成為熱點(diǎn)，研究工作也陸續(xù)的開展起來。

3 華北地區(qū)二疊系三分研究思路和手段

華北地區(qū)二疊系三分問題，主要包括（1）系與系之間的界線問題，其中系與系之間的界線已經(jīng)基本確立；（2）二疊系內(nèi)地層界線問題，國際二疊系三分后，華北地區(qū)二疊系內(nèi)部統(tǒng)的界線問題成為國內(nèi)外地層學(xué)家討論的熱點(diǎn)問題（表1）。

3.1 研究思路

華南地區(qū)二疊系為海相地層，沉積也比較連續(xù)，地層劃分與國際上基本一致，成為中國二疊系劃分和對比的標(biāo)準(zhǔn)（見表2）。其中的海相和海陸交互相地層劃分和對比精度較高，已經(jīng)在很多方面取得了重要的對比標(biāo)志和標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)而通過華北地區(qū)含有海相及海陸交互相地層的標(biāo)準(zhǔn)剖面與華南地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)剖面進(jìn)行比。

這里采用的是山東二疊紀(jì)的地層剖面。山東二疊系主要發(fā)現(xiàn)于淄博-新汶一帶的露頭區(qū)和魯北勝利油田、魯西南煤田等覆蓋區(qū)。山東地區(qū)晚古生代沉積特征代表了從海相、到海陸交互相、再到陸相的變化過程，蘊(yùn)含著海陸進(jìn)退的過程。山東地區(qū)二疊系底部為海相至海陸交互相，與華南地區(qū)海相具有相似的沉積環(huán)境和古生物，使對比得以進(jìn)行。并且這些地層已經(jīng)經(jīng)過了大量的古生物的研究，發(fā)現(xiàn)里面有大量的化石，為地層的對比提供了可靠地證據(jù)。該地區(qū)的地層還沒有對三分方案的統(tǒng)的界線，特別是P1＼P2、P2＼P3界線進(jìn)行過研究，有很好的研究前景。通過與華南地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)剖面對比得出山東地區(qū)二疊系三分的方案。山東二疊系在生物群特征、巖性以及含煤性等方面，都屬于華北陸表海含煤巖系的沉積體系。因此本區(qū)地層特征和地質(zhì)時(shí)代的劃分可與華北廣大地區(qū)對比，進(jìn)而解決華北地區(qū)三分的問題（表2）。

3.2 研究手段

在山東選擇二疊系露頭區(qū)剖面和鉆井進(jìn)行綜合地層學(xué)研究。

（1）露頭區(qū)淄博剖面：二疊系各組地層分布于淄博市博山區(qū)萬山—黑山一帶，連續(xù)性較好，地層層序清楚。經(jīng)過多次實(shí)地觀察，掌握了各組（段）地層的巖石特征、界線特征。

（2）覆蓋區(qū)鉆井選擇（取心井）：選取覆蓋區(qū)已有的鉆井（勝利油田濟(jì)陽坳陷義136井、孤北古2井，惠民坳陷曲古2井、曲古3井等），如果研究過程中有新的鉆井取心，可以根據(jù)實(shí)際情況增加對新井取心的研究或者替代老井。

這些剖面（鉆井）的地質(zhì)資料積累比較豐富，充分代表了從海相、到海陸交互相、再到陸相的變化過程，蘊(yùn)含著海陸進(jìn)退的規(guī)程，比較適合于利用綜合地層學(xué)多種手段識別地層界線，構(gòu)建二疊紀(jì)地層劃分和對比格架。重點(diǎn)解決的地層界線包括：C＼P（C2＼P1）、P1＼P2、P2＼P3、P＼T（P3＼T1），其中P1＼P2還包括與國際還是國內(nèi)界線一致的問題（見表3）。

（3）露頭區(qū)貴州龍里剖面和福建龍巖剖面：作為海陸交互相（二疊系中上部地層）的標(biāo)準(zhǔn)剖面，使用前人（中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所，1980；福建省地礦局，1985；貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987；張正華等，1988；）[18-21]的地層和古生物資料，在與國際和華南生物地層標(biāo)準(zhǔn)對比的基礎(chǔ)上，用來和山東剖面（鉆井）進(jìn)行對比，以確定山東二疊系的年代地層歸屬（表3）。

4 結(jié)語

目前對于華北地區(qū)二疊系三分的問題，已經(jīng)取得一定的成果，形成幾種主流的分法。但因?yàn)槿A北二疊紀(jì)的地層較為復(fù)雜，各地區(qū)的生物群古地理差異很大，這就要求在華北地區(qū)尋找更多的標(biāo)準(zhǔn)剖面與華南地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)剖面進(jìn)行對比。同時(shí)加大覆蓋區(qū)二疊系巖心采集密度，可以更為完善、細(xì)致的研究覆蓋區(qū)巖石地層特征，通過與露頭區(qū)典型剖面進(jìn)行比較，繼而結(jié)合研究區(qū)古地理背景，對研究區(qū)二疊系沉積相進(jìn)行細(xì)致的分析，從而可以建立界線劃分的巖石地層特征以及沉積相的依據(jù)。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，繼續(xù)加大化石采集密度，完善化石采集層位，尤其古植物化石的采集，以便建立植物組合繼而進(jìn)一步保證古氣候的分析更加準(zhǔn)確。從而保證從多門類的生物地層角度出發(fā)來研究二疊系內(nèi)部的界線，從而可以確保界線劃分的生物地層依據(jù)。

筆者認(rèn)為對于華北地區(qū)二疊紀(jì)地層的三分，地層的對比和研究要在傳統(tǒng)地層學(xué)基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行思路和手段的拓展。綜合地層學(xué)是隨著現(xiàn)代地層學(xué)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門學(xué)科，李守軍（1998）對此做了詳細(xì)的介紹[22]，為研究提供了新的思路和新的手段。通過基礎(chǔ)、基本和主導(dǎo)三個(gè)層次學(xué)科來進(jìn)行地層的研究和對比（基礎(chǔ)層次是指巖石地層學(xué)；基本層次包括磁性地層學(xué)、層序地層學(xué)、沉積地層學(xué)、生態(tài)地層學(xué)、火山地層學(xué)、事件地層學(xué)、構(gòu)造地層學(xué)、測井地層學(xué)、地震地層學(xué)、定量地層學(xué)、礦物地層學(xué)和化學(xué)地層學(xué)等；主導(dǎo)層次包括生物地層學(xué)和同位素年齡地層學(xué)（姚華舟等，1994）[23]。這樣可以提高地層的分辨率和對比精度，還可以提高地層界線的可識別性，為華北地區(qū)二疊系三分打下良好的基礎(chǔ)。

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