牛紹武,辛后田
(天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所天津, 300170)
遼東半島南部中新元古界地層的重新厘定
牛紹武,辛后田
(天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所天津, 300170)
近年來(lái),燕山地區(qū)原青白口系下馬嶺組的年代學(xué)研究取得了突破性進(jìn)展(其年齡為1 368±12 Ma,1 370±11 Ma,1 366±9 Ma);在研究區(qū)金州大和尚山侵入于“橋頭組”輝綠巖也獲得新元古代鋯石U-Pb年齡(904±15 Ma~1 125±38 Ma)。這些年代數(shù)據(jù)使我們認(rèn)為對(duì)于遼南地區(qū)前人所劃“震旦系”地層的劃分與對(duì)比應(yīng)進(jìn)行重新考慮。本文以巖石地層和旋回地層為實(shí)際材料,生物地層和事件地層以及年代地層為手段,從長(zhǎng)嶺子組能否作為標(biāo)志層入手,對(duì)遼南地區(qū)中-新元古界進(jìn)行了系統(tǒng)研究,否定了長(zhǎng)嶺子組在地層對(duì)比中的標(biāo)志層意義,首次提出葛屯組才是金縣地區(qū)與復(fù)縣地區(qū)進(jìn)行地層對(duì)比的標(biāo)志,并將復(fù)縣地區(qū)的五行山群置于金縣群之上,從而將遼南地區(qū)“震旦系”由老到新重新厘定為中元古界旅大群、革鎮(zhèn)堡群和金縣群與新元古界永寧群、細(xì)河群和五行山群。以碎屑巖為主要特征的巖石組合與海底火山噴發(fā)事件,將遼東半島南部旅大群與薊縣剖面長(zhǎng)城系進(jìn)行了對(duì)比;以碳酸鹽巖為主要特征并含豐富的疊層石Paraconophyton-Conophyton-Baicalia-Chihsienia等組合的革鎮(zhèn)堡群與薊縣剖面薊縣系對(duì)比;富含疊層石Linella-Gymnosolen-Katavia-Cuijiatunia-Xingmincunella組合的金縣群可與下馬嶺組對(duì)比,從而將金縣群首次置于中元古界上部。含宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合和蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合的永寧群-細(xì)河群-五行山群與加拿大新元古界小達(dá)爾群-含銅白云巖對(duì)比,永寧群-五行山群的時(shí)代應(yīng)為新元古代早期。據(jù)此,筆者全面調(diào)整了徐淮膠遼吉中-新元古界的地層劃分與對(duì)比,為在我國(guó)建立中-新元古界系一級(jí)的地層單元打下良好的基礎(chǔ),具有重要的地層學(xué)和年代學(xué)意義。同時(shí),由于對(duì)該區(qū)中-新元古界重新進(jìn)行了劃分與對(duì)比,確認(rèn)了大連上升是中元古界與新元古界的分界面,并大體相當(dāng)于北美格林威爾運(yùn)動(dòng)在華北地塊上的響應(yīng),為探討燕山地區(qū)與徐淮膠遼吉中-新元古代的沉積特征,海水進(jìn)退歸程,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及重建Rodinia超大陸提供了地層資料,具有重要的古地理學(xué)和古構(gòu)造學(xué)理論意義。
重新厘定;遼東半島;中-新元古界;地層劃分與對(duì)比
自葛利普(A.W.Grabau,1922)首先提出“震旦系”[1]一名后,經(jīng)李四光(1924)[2],高振西(1934)[3]和王曰侖(1960)[4]等地質(zhì)學(xué)家的相繼研究,經(jīng)過(guò)三大階段并歷時(shí)半個(gè)世紀(jì),最終建立了長(zhǎng)城系,薊縣系,青白口系和震旦系的地層序列和地層格架。長(zhǎng)城系,薊縣系與青白口系的標(biāo)準(zhǔn)剖面在我國(guó)北方薊縣;震旦系在我國(guó)南方三峽,這里震旦系的層位高于北方薊縣剖面,已為廣大地質(zhì)學(xué)者所公認(rèn)。但北方燕山地區(qū)青白口系之上沒(méi)有見(jiàn)到新元古代冰川沉積,與南方震旦系也沒(méi)有在同一條剖面上連續(xù)出露,三峽地區(qū)震旦系高于薊縣剖面并沒(méi)有得到連續(xù)地層剖面的直接證據(jù)。上世紀(jì)七十年代,在徐淮膠遼吉地區(qū)的連續(xù)地層剖面上劃分出了下部青白口系和上部震旦系,在華北古陸范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了青白口系與震旦系的直接疊覆[5-7]。然而,這一地層層序竟然缺失世界范圍內(nèi)寒冷氣候的冰川沉積,還不能認(rèn)為這一問(wèn)題得到了解決[8]。
最早研究遼東半島前寒武系的是李?;舴遥?882)及布萊克維爾德(1907),他們把復(fù)州-永寧地區(qū)一套巨厚的紫色礫巖與長(zhǎng)石砂巖命名為永寧砂巖[5]。其后,日本地質(zhì)學(xué)者村上鈑藏(1915),青地已治(1924~1928),松下進(jìn)(1930~1947),遠(yuǎn)藤隆次等(1937),齋藤林次(1938~1943)先后來(lái)本區(qū)調(diào)查前寒武系地質(zhì)[9]。直到1928年,青地已治才把遼寧本溪和本區(qū)復(fù)縣一帶震旦紀(jì)地層分為下部細(xì)河統(tǒng)和上部五行山統(tǒng)。細(xì)河統(tǒng)又分為釣魚(yú)臺(tái)石英巖,南芬頁(yè)巖泥灰?guī)r和橋頭石英巖;五行山統(tǒng)分為高家屯頁(yè)巖砂巖和金家黑色石灰?guī)r,典型地區(qū)應(yīng)在普蘭店以西的復(fù)縣,初步建立了本區(qū)震旦紀(jì)的地層系統(tǒng)。1930~1935年,松下進(jìn)又在旅大地區(qū)自下而上建立了前震旦系響水寺統(tǒng)和震旦系大和尚山統(tǒng)與關(guān)東統(tǒng)。大和尚山統(tǒng)又分為黃泥川階,歪頭山階,龍王塘階,岔溝階,英歌石階,龍頭階;關(guān)東統(tǒng)又分為長(zhǎng)嶺子階,南關(guān)嶺階,甘井子階,小野田階,營(yíng)城子階,十三里臺(tái)階,馬家屯階,和南山階。至此,日人青地已治和松下進(jìn)在遼東半島南部復(fù)縣地區(qū)和金縣地區(qū)分別建立了震旦系的地層系統(tǒng)。這兩地震旦系如何對(duì)比,兩者關(guān)系如何,直到1938年日人齋藤林次首次提出:松下進(jìn)(1930~1935)的大和尚山統(tǒng)相當(dāng)于青地已治(1928)的橋頭石英巖;松下進(jìn)(1930~1935)的關(guān)東統(tǒng)之長(zhǎng)嶺子層至南關(guān)嶺層相當(dāng)于青地已治(1928)的高家屯頁(yè)巖砂巖;營(yíng)城子層至馬家屯層相當(dāng)于金家石灰?guī)r[7-8],從而在遼東半島南部將復(fù)縣地區(qū)和金縣地區(qū)“震旦系”的地層劃分與對(duì)比統(tǒng)一了起來(lái)。顯然,這主要是根據(jù)巖性特征及其組合序列來(lái)劃分的。從最早永寧砂巖的提出,到復(fù)縣地區(qū)和金縣地區(qū)“震旦系”的統(tǒng)一劃分,為該區(qū)“震旦系”的研究奠定了基礎(chǔ)。
解放后,前人在本區(qū)做了大量的工作。早在1950年,王鈺對(duì)太子河流域及遼東半島的震旦系做了如下對(duì)比:釣魚(yú)臺(tái)統(tǒng)相當(dāng)于大和尚山統(tǒng);南芬統(tǒng)相當(dāng)于關(guān)東統(tǒng);橋頭統(tǒng)相當(dāng)于南山統(tǒng);康家統(tǒng)屬于渤海統(tǒng)。1957年,姜春潮認(rèn)為:松下進(jìn)的響水寺統(tǒng)是南芬建造在金州地區(qū)的變質(zhì)產(chǎn)物,大和尚山統(tǒng)是橋頭建造在金州地區(qū)增厚所致,永寧砂巖應(yīng)屬釣魚(yú)臺(tái)建造。1958年至1959年,長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院在本區(qū)開(kāi)展了1/20萬(wàn)區(qū)調(diào)工作,俞建章教授認(rèn)為復(fù)縣地區(qū)“細(xì)河統(tǒng)橋頭建造之上直接與長(zhǎng)嶺子組整合接觸,同樣的長(zhǎng)嶺子組在大和尚山也整合于大和尚山石英巖之上,長(zhǎng)嶺子組的巖性相當(dāng)穩(wěn)定,可認(rèn)為是個(gè)標(biāo)志層”[9],將復(fù)縣地區(qū)與金縣地區(qū)地層統(tǒng)一進(jìn)行了對(duì)比與銜接。1972年,崔盛芹認(rèn)為旅大地區(qū)黃泥川組,大門(mén)頂組及上溝組相當(dāng)于永寧群。1973年,遼寧區(qū)調(diào)隊(duì)經(jīng)過(guò)1/20萬(wàn)區(qū)調(diào)將遼東地區(qū)震旦系的層序和名稱統(tǒng)一了起來(lái):下統(tǒng)永寧組,釣魚(yú)臺(tái)組和南芬組;中統(tǒng)橋頭組-馬家屯組;上統(tǒng)北山組-興民村組。1975年至1978年,邢裕盛,劉桂芝在復(fù)縣地區(qū)南關(guān)嶺組首次發(fā)現(xiàn)水母類化石,提出橋頭組及其以上地層應(yīng)屬震旦系。1979年,遼寧省地質(zhì)局,沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所與長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院合作研究將該區(qū)青白口系至震旦系層序統(tǒng)一為永寧群,細(xì)河群和遼南群。1980年,遼寧省地質(zhì)局常紹泉等也將復(fù)縣地區(qū)與金縣地區(qū)地層統(tǒng)一劃分為永寧群,細(xì)河群,五行山群與金縣群[7]。其后的東北地區(qū)區(qū)域地層表(1978),遼寧省區(qū)域地質(zhì)志(1989)和遼寧省巖石地層(1997)基本上延續(xù)了上述的地層劃分與對(duì)比[10-12](表1)。
綜上所述不難發(fā)現(xiàn),以長(zhǎng)嶺子組為標(biāo)志層將復(fù)縣地區(qū)地層與金縣地區(qū)地層進(jìn)行拼接而建立起來(lái)的統(tǒng)一地層柱仍沿襲了日人在上世紀(jì)二三十年代的劃分方案。然而,許多學(xué)者與此有著不同的意見(jiàn)。如早在1957年,王曰倫教授就提出旅大地區(qū)地層與薊縣剖面全部震旦系相當(dāng)。1972年,陸宗斌認(rèn)為旅大地區(qū)層序應(yīng)與薊縣震旦系對(duì)比,復(fù)州地區(qū)層序只相當(dāng)于上統(tǒng)青白口群。曹瑞驥,梁玉左(1974年)和梁玉左(1980年)通過(guò)對(duì)疊層石組合特征的研究認(rèn)為旅大地區(qū)的旅大群可與薊縣剖面震旦系下統(tǒng)長(zhǎng)城統(tǒng)對(duì)比;革鎮(zhèn)堡群與薊縣統(tǒng)對(duì)比;金縣群相當(dāng)于青白口統(tǒng)[7,13]。1981~1990年,張丕孚提出復(fù)州地區(qū)永寧群至細(xì)河群應(yīng)與薊縣長(zhǎng)龍山組及井兒峪組對(duì)比;復(fù)州地區(qū)地層不能與金縣地區(qū)的下部地層對(duì)比;十三里臺(tái)組即相當(dāng)于鐵嶺組,其以下地層與薊縣鐵嶺組以下地層對(duì)比[14-16]。牛紹武(1997,2002)重新厘定了徐淮膠遼吉中-新元古界的地層劃分與對(duì)比,并對(duì)產(chǎn)淮南生物群的該套地層格架明確提出了置疑[8]。這些意見(jiàn)一直未能引起地學(xué)界的足夠重視。自上世紀(jì)七八十年代以來(lái),在該區(qū)發(fā)現(xiàn)大量的宏觀藻類化石和后生動(dòng)物化石,為用生物地層法重新劃分該套地層提供了可靠依據(jù)。生物群落一旦出現(xiàn),就必然遵循生物發(fā)展的階段性原理和不可逆性原理,并從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從低級(jí)到高級(jí),它是年代地層劃分的最基本的理論基礎(chǔ),起著關(guān)鍵性作用。特別是近年來(lái),燕山地區(qū)下馬嶺組同位素年代學(xué)研究獲得突破性進(jìn)展;侵入于該區(qū)金州大和尚山地區(qū)橋頭組(可能是大和尚山石英巖)及淮北相當(dāng)?shù)貙拥妮x綠巖也獲得中-新元古代鋯石U-Pb年齡[17-23],結(jié)合多重地層劃分原則,有必要重新審視該區(qū)中-新元古代的地層劃分與對(duì)比。
1986年7~8月,筆者等首先考察了吉林通化渾江地區(qū)釣魚(yú)臺(tái)組-青溝子組。同年10月,筆者又考察了遼東半島南部旅大地區(qū)營(yíng)城子組-大林子組地層與復(fù)縣海島子-袁家溝剖面細(xì)河群-五行山群地層,采集了宏觀藻類化石和下興民村組的水母類化石。同年11月,筆者等赴淮北宿縣欄桿考察了史家組-溝后組地層-下寒武統(tǒng),也采集了宏觀藻類化石和蠕形類化石。1987年8月,筆者參加了宜昌末前寒武系-寒武系國(guó)際討論會(huì)。會(huì)后,筆者又自宜昌順長(zhǎng)江而下,經(jīng)南京轉(zhuǎn)至淮南壽縣考察了店疙瘩-白鶚山剖面八公山組-四頂山組-下寒武統(tǒng),后轉(zhuǎn)至風(fēng)臺(tái)縣,系統(tǒng)觀察了煙燈山剖面四頂山組-風(fēng)臺(tái)組-五崗集組-下寒武統(tǒng)。9月,轉(zhuǎn)至徐州銅山縣魏集,考察了魏集-白山剖面張渠組-金山寨組。據(jù)此,根據(jù)生物演化的階段性原理和不可逆性原理發(fā)現(xiàn):徐淮膠遼吉青白口系-震旦系的地層下部和頂部同時(shí)產(chǎn)有宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合,期間為厚達(dá)約1 800余米的碳酸鹽巖地層,這就明顯違反了生物界演化的這一原理。故筆者于2002年在《地層學(xué)雜志》第一期上發(fā)表了《論淮南生物群》一文,首先討論了長(zhǎng)期存在的這一問(wèn)題[8]。現(xiàn)結(jié)合前人資料,特別是近年來(lái)燕山地區(qū)下馬嶺組的時(shí)代取得突破性進(jìn)展,以及侵入革鎮(zhèn)堡群-金縣群中的輝綠巖也獲得中-新元古代鋯石U-Pb年齡,筆者認(rèn)為對(duì)前人所建徐淮膠遼吉青白口系-震旦系的地層層序有必要進(jìn)行重新厘定,以便正確建立我國(guó)中-新元古代地層柱。現(xiàn)就本區(qū)幾個(gè)典型地層剖面探討該時(shí)期的地層劃分與對(duì)比。
表1 遼東半島南部震旦系劃分對(duì)比沿革表(據(jù)俞建章等,1959,略簡(jiǎn)化)[9]Table 1 History of the subdivision and correlation of the Sinian system in the southern Liaodong Peninsula
(1)遼寧復(fù)縣海島子-袁家溝剖面,現(xiàn)敘述如下(剖面描述與剖面圖詳見(jiàn)文獻(xiàn)[7]):
上覆地層:寒武系下統(tǒng)堿廠組:灰黑色中厚層泥晶灰?guī)r
----------平行不整合----------
五行山群
金家組:淺灰,深灰,淺肉紅色中厚-厚層夾薄層砂屑粉晶白云巖,含砂泥晶白云巖,夾中粒石英砂巖,局部見(jiàn)燧石團(tuán)塊及燧石條帶。含豐富的疊層石,厚392.9 m。
丁家溝組(=洼里組):淺灰黃,淺灰色,深灰灰黑色中厚層夾薄層含砂泥晶灰?guī)r與含礫屑含白云的泥晶灰?guī)r夾粉晶石灰?guī)r,含豐富的疊層石。底部含水母動(dòng)物化石(?),厚187.1 m。
高家屯組:淺灰,黃綠,灰白色中厚層細(xì)粒含海綠石石英砂巖夾薄層粉砂巖與頁(yè)巖,含宏觀藻類和蠕形類化石,厚>598.7 m。
細(xì)河群
橋頭組:灰白色厚層中粒石英砂巖,深灰色厚層中粒含海綠石石英砂巖,夾薄層粉砂巖。含宏觀藻類化石,厚261.1 m。
南芬組:土黃,紫紅,蛋青,米黃與.淺灰色頁(yè)巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖,薄層粉砂巖,夾薄層-中厚層泥晶灰?guī)r,含黃鐵礦結(jié)核。含豐富的宏觀藻類化石,厚>582.9 m。
釣魚(yú)臺(tái)組(74 m):黃褐,紫紅厚層含礫粗粒石英砂巖及乳白色厚層粗粒石英砂巖薄層含海綠石石英砂巖,粉砂巖與黃綠色
~~~~~~~~~~~~~~(不整合)~~~~~~~~~~~~~~
下覆地層:鞍山群(Aran)變質(zhì)巖
(2)在復(fù)縣復(fù)州城廟山剖面,釣魚(yú)臺(tái)組與下伏永寧群廟山組紫紅色薄-中厚層含礫粗粒-粗粒長(zhǎng)石砂巖為平行不整合關(guān)系。在復(fù)州城駝山北頭道河子平頂山東南麓釣魚(yú)臺(tái)組中含宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsing et al.,Tawuiacf.dalensisHofmann等。在復(fù)縣海島子-袁家溝剖面與復(fù)州城老岳山剖面南芬組含宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsing et al.,Fuxiania aspidoidesLin,Pumilibaxa huailaiensisZheng,Tawuia dalensisHofmann(可能為Pumilibaxa huailaiensisZheng)等。在復(fù)縣海島子-袁家溝和復(fù)縣西三臺(tái)子大孤山北麓-斑家屯剖面高家屯組灰黃色粉砂質(zhì)頁(yè)巖中含宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsingetal.,FuxianiaaspidoidesLin,Tawuia dalensisHofmann(應(yīng)為T(mén)awuia sinensis Duan),Longfengshania stipitataDu;蠕形類化石:Sabelliditesaff.cambriensisJanichevsky,Paleolinacf.evenkianaSokolov,P.liaonanensisXing et Lin等。丁家溝組底部含可疑水母類化石Cyclomedusa davidi Sprigg,C.minutaXing et Liu,C.cf.giganteaSprigg,C.gracilisXing et Liu,Bohaimedusa fuxianensisD-uan et Lin等[7,24]。前人還報(bào)道了瓦房店市復(fù)州城西南蓮花路口剖面丁家溝組(原稱南關(guān)嶺組)灰?guī)r所夾頁(yè)巖中的蠕形類化石,以及復(fù)縣西三臺(tái)子大孤山-斑屯剖面丁家溝組(原稱南關(guān)嶺組)和高家屯組(原稱長(zhǎng)嶺子組)中的蠕形類化石,計(jì)有Pararenicola huaiyuanensisWang,1982,Protoarenicola baiguashanensisWang,1982,Huaiyuanella minutaXing等。與其共生的還有宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan等[7,25]。
筆者于1986年在通化渾江八道江青溝子剖面南芬組采到宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan等。1987年,筆者在安徽壽縣八公山劉老碑組采到宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan和蠕形類化石Dickinsonia costataSprigg等[26]。在淮北宿縣黑土窩-驢山剖面金山寨組底部礫巖之上泥頁(yè)巖中采到宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan和豐富的蠕形類化石。
地層由新到老依次如下:
1.2.1 興民村組-葛屯組-大林子組
金縣滿家灘鄉(xiāng)許家屯-葛家屯剖面自上而下概述如下(剖面描述與剖面圖見(jiàn)文獻(xiàn)[27]):
上覆地層:下寒武統(tǒng)堿廠組深灰色厚層礫質(zhì)砂屑灰?guī)r,含三葉蟲(chóng)Megapalaeolenus fengyangensis(Chu)
----------(假整合)----------
大林子組:灰色,灰白色,紫紅色與黃綠色等雜色中厚層-薄層鐵錳質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖,鈣質(zhì)石英砂巖,鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖與粉砂巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖及鈣質(zhì)頁(yè)巖互層,夾?。泻駥幽嗑Х坌蓟?guī)r,粉屑泥晶灰質(zhì)白云巖,鐵錳質(zhì)泥巖,見(jiàn)食鹽假晶和干裂。底部為0.6 m厚的黃綠色中厚層泥質(zhì)砂礫巖。礫石為石英砂巖,磨圓度好,分選性差,礫徑有大于30 cm者,多在30 cm左右,有熨斗狀,三棱狀,也有被壓彎者與壓碎者,表面有紅色泥膜,厚108.7 m。
——(整合?)— —
葛屯組
下部灰色頁(yè)巖夾灰白色薄層中細(xì)粒石英砂巖;上部灰白色中厚層中細(xì)粒石英砂巖夾灰綠色粉砂質(zhì)頁(yè)巖,厚38.2 m。
--------(假整合,既大連上升)----------
下伏地層:興民村組:灰黑色?。泻駥幽嗑Щ?guī)r
1986年10月,筆者觀察了這一接觸面發(fā)現(xiàn):葛屯組底部還有褐色中層狀褐鐵礦與鋁土質(zhì)粘土巖,興民村組灰?guī)r頂部凸凹不平并見(jiàn)黃色風(fēng)化殼,與華北地臺(tái)馬家溝組(O2m)與本溪組(C3b)間的接觸關(guān)系極為類似,兩者為明顯的沉積間斷,前人稱為大連上升。前人在金州北山龍王廟葛屯組上段灰黑色頁(yè)巖中采到豐富的宏觀藻類化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsinensisHsing et al.,Sh.longa Xing et Zheng,Tawuia dalensisHofmann,T.sinensis Duan,PumilibaxabeishanensisLin,Glossophyton huailaiensisDuan et Du,G.mucronatusDuan et Du,G.distortumDuan et Du,Phascolitessp.和須腕動(dòng)物化石Sabellidites cambriensisJanichevsky等[28]。
1.2.2 南關(guān)嶺組-興民村組
根據(jù)前人資料,南關(guān)嶺組,甘井子組,營(yíng)城子組,十三里臺(tái)組,馬家屯組,崔家屯組和興民村組是由金縣陸海-王家坦,大拉樹(shù)房和金縣棋盤(pán)磨等三個(gè)剖面銜接而成,現(xiàn)由新到老分述如下:
(1)陸海-王家坦剖面[7]:
興民村組上段:灰色,灰黑色薄層與中厚層泥晶灰?guī)r夾薄板狀鈣質(zhì)頁(yè)巖,近頂部夾透鏡狀疊層石礁體,厚>155.9 m。
興民村組下段:褐灰,土黃色中厚層海綠石粉砂巖夾中粗粒海綠石砂巖與粉砂質(zhì)頁(yè)巖,黃綠色頁(yè)巖互層,厚57 m。
崔家屯組:青色,灰綠色薄層鈣質(zhì)頁(yè)巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾黃褐色薄層海綠石砂巖,細(xì)砂巖。含疊層石礁體Gymnosolenf.,厚81.8 m。
馬家屯組:青灰色薄層泥晶灰?guī)r與黃色鈣質(zhì)頁(yè)巖互層,夾海綠石粉砂巖,含褐鐵礦結(jié)核,厚>30.1 m。
(2)金縣棋盤(pán)磨剖面[7]:
興民村組下段:褐紫色厚層條帶狀含鐵細(xì)粒石英砂巖。
崔家屯組:淺灰,紫色粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾薄層海綠石粉砂巖,頂部為中厚層含白云灰?guī)r,厚91.2 m。
馬家屯組:灰黃,青黃,淺灰等色薄層細(xì)層紋狀含白云泥晶灰?guī)r,頂部夾多層板狀鈣質(zhì)頁(yè)巖,厚126.1 m。
十三里臺(tái)組:灰色,深灰,紫紅色中厚層-薄層含白云粉晶灰?guī)r,粉晶灰?guī)r,泥晶灰?guī)r及砂屑中晶灰?guī)r,夾黃綠色紫紅色頁(yè)巖。中部含大型錐疊層石Conophytonf.;頂部為疊層石藻礁灰?guī)rGymnosolen f.,厚278.3 m。
營(yíng)城子組:深灰,灰色中厚層-薄層含白云泥晶灰?guī)r,粉晶灰?guī)r,夾疊層石灰?guī)r,厚220.5 m。
甘井子組:深灰,灰色中厚-厚層含煫石條帶含灰粉晶白云巖。
(3)金縣大拉樹(shù)房剖面[7]:
營(yíng)城子組:深灰色砂屑粉晶灰?guī)r,含疊層石甘井子組:深灰-黑色,灰-灰白厚-中厚層細(xì)層紋粉晶白云巖,含煫石團(tuán)塊和煫石條帶含灰泥晶白云巖,砂屑粉晶白云巖,泥晶白云巖,含疊層石,厚852.8 m。
南關(guān)嶺組:黑色中厚-厚層含白云含砂泥晶灰?guī)r,含灰粉晶白云巖。
1986年10月,筆者等根據(jù)前人化石點(diǎn)在金縣棋盤(pán)磨海濱和楊家屯南山興民村組下段采到大量的水母類化石,有Medusinites yangjiatunensis Niu et Wang,M.intermediaWang,M.qipanmoensis Niu et Dong,Liaodongia jinxianensisWang,Gezhenpuia annulataNiu et Wang,Cyclomedusa davidi Sprigg,等[15]。前人還報(bào)道有Liaonanella multicyclicaLiu et Yang,L.pla-nodisciformisLiu et Yang,Jinxianella zonataLiu et Yang,J.ganjingziensisLiu et Yang,Daliania qipanmoensisLiu et Yang,D.liangshuiwanwanensisLiu et Yang,等[30]。
1.2.3 上溝組-南關(guān)嶺組
這是共同體思維引領(lǐng)下統(tǒng)一戰(zhàn)線發(fā)展的廣度要求。只有具有開(kāi)放性、包容性的共同體才是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和具有活力的共同體。正如馬克思所指出的:“社會(huì)不是堅(jiān)實(shí)的結(jié)晶體,而是一個(gè)能夠變化并且經(jīng)常處于變化過(guò)程中的有機(jī)體?!保?1]“開(kāi)放、彈性的共同體允許共同體內(nèi)外之間的交流互動(dòng),其利益主體會(huì)隨著環(huán)境系統(tǒng)的變化而變化,這就是共同體的更新與交流。自我封閉、自我疏離的共同體是必然要走向解體的?!保?]新時(shí)代統(tǒng)一戰(zhàn)線要在廣度上實(shí)現(xiàn)以下發(fā)展:
在金縣-旅大地區(qū),日人松下進(jìn)(1935)所建大和尚山統(tǒng)解放后經(jīng)我國(guó)地質(zhì)學(xué)家研究已改稱旅大統(tǒng)[9,31],李銓提出因斷層重復(fù)廢掉英歌石組和龍頭組;在黃泥川組之下新建大門(mén)頂組和上溝組[32]。后人又在旅順地區(qū)建立老鐵山組。則旅大群自下而上為老鐵山組,上溝組,大門(mén)頂組,黃泥川組,歪頭山組,龍王塘組和岔溝組。之上的關(guān)東統(tǒng)的“關(guān)東”一名最早由沙俄侵占我國(guó)旅大時(shí)建立關(guān)東省,后又被日人沿用,具有殖民主義含義,解放后俞建章教授將關(guān)東統(tǒng)改稱革鎮(zhèn)堡統(tǒng),包括五行山亞統(tǒng)和南山亞統(tǒng),既長(zhǎng)嶺子組-興民村組[9]。1959年,潘江修正了關(guān)東統(tǒng)和南山統(tǒng),建立金縣統(tǒng)[33]。至此,金縣-旅大地區(qū)由老到新為旅大群,革鎮(zhèn)堡群和金縣群。由齋藤林次(1938)開(kāi)始,經(jīng)姜春潮(1957),俞建章(1959,1964),潘江(1959),遼寧區(qū)調(diào)一隊(duì)(1973),常紹泉(1980),林蔚興等(1984),以及遼寧省地層表[10],遼寧省地質(zhì)志[11],遼寧省巖石地層清理[12]等其主流意見(jiàn)幾乎都把金縣-旅大地區(qū)的旅大群至革鎮(zhèn)堡群與復(fù)縣地區(qū)的細(xì)河群至五行山群對(duì)比,因而其實(shí)測(cè)剖面資料公開(kāi)報(bào)道的很少。較為詳細(xì)的剖面資料可見(jiàn)俞建章院士(1959)的文章,現(xiàn)適當(dāng)并層后由新到老簡(jiǎn)述如下[9]。
(1)大連信臺(tái)子附近剖面:
甘井子組
岔溝組:頂部為灰黃色薄層石英巖
(2)大連陳家村至五岔營(yíng)子橋間剖面:
岔溝組(>234 m)
歪頭山組(734 m)
黃泥川組
1965年,王東坡和李銓在大連大孤山至上溝一帶發(fā)現(xiàn)一套火山凝灰?guī)r與火山凝灰質(zhì)碎屑巖地層,整合于黃泥川組-大門(mén)頂組之下,命名為上溝組[18],經(jīng)筆者適當(dāng)并層后自上而下為:
歪頭山組
上溝組(>282.5 m)
(因斷層未見(jiàn)底)
在旅順老鐵山出露一套礫巖,前人命名為老鐵山組,但與上溝組沒(méi)有直接接觸[23-25]。
綜上所述,復(fù)縣地區(qū)永寧群主要分布在復(fù)州城至復(fù)縣以北地區(qū),又可分為松樹(shù)組,朵子山組和廟山組,巖性為肉紅色,紫色,褐紫色,紅褐色礫巖,中粗粒長(zhǎng)石砂巖與長(zhǎng)石石英砂巖等,總厚4 470 m[7],為一套干燥炎熱氣候強(qiáng)氧化環(huán)境下的河流相-濱海三角洲相粗碎屑沉積,是由于地殼上升在山前堆積的一套類磨拉石建造。細(xì)河群至五行山群的釣魚(yú)臺(tái)組至高家屯組為含海綠石長(zhǎng)石石英砂巖,石英砂巖或石英巖狀砂巖與泥頁(yè)巖夾泥灰?guī)r沉積,從粗到細(xì)形成兩個(gè)沉積旋回,為一套濱-淺海砂泥質(zhì)建造。丁家溝組至金家組由灰?guī)r到白云巖,為一套臺(tái)地相并逐漸咸化的碳酸鹽巖建造。釣魚(yú)臺(tái)組至高家屯組到丁家溝組至金家組,由碎屑巖到碳酸鹽巖,從粗-細(xì),形成更高一級(jí)的沉積旋回。
在金縣-旅大地區(qū)的旅大群老鐵山組至長(zhǎng)嶺子組從礫巖,凝灰質(zhì)砂礫巖,長(zhǎng)石石英巖與石英巖到泥質(zhì)巖,從粗到細(xì),形成三個(gè)沉積旋回,為一套陸相-濱淺海相碎屑巖建造。早期有海底火山噴發(fā)。革鎮(zhèn)堡群南關(guān)嶺組至十三里臺(tái)組為一套臺(tái)地相灰質(zhì)夾白云質(zhì)碳酸鹽巖建造。金縣群馬家屯組至興民村組為灰?guī)r夾含海綠石砂泥巖,為一套碳酸鹽巖建造間濱淺海相碎屑巖建造。旅大群老鐵山組至長(zhǎng)嶺子組,革鎮(zhèn)堡群南關(guān)嶺組至十三里臺(tái)組和金縣群馬家屯組至興民村組,從濱淺海相碎屑巖建造,到臺(tái)地相灰質(zhì)夾白云質(zhì)碳酸鹽巖建造,再到濱淺海相碎屑巖建造,從粗-細(xì)-粗,形成更高一級(jí)的完整的沉積旋回。
遼寧復(fù)縣地區(qū)細(xì)河群與金縣-旅大地區(qū)旅大群都以濱淺海相碎屑巖建造為主。但是,前者含海綠石長(zhǎng)石石英砂巖-石英砂巖與泥頁(yè)巖夾泥灰?guī)r沉積,從粗到細(xì)僅形成兩個(gè)沉積旋回,而后者為三個(gè)沉積旋回,兩地下部地層仍有一定的差別。中部的五行山群和革鎮(zhèn)堡群雖然都是臺(tái)地相碳酸鹽巖建造,但是前者從灰質(zhì)到白云質(zhì),海盆升起并逐漸咸化,其上被下寒武統(tǒng)平行不整合覆蓋而未見(jiàn)上部沉積。后者從灰質(zhì)到白云質(zhì)再到灰質(zhì),海盆僅在中部有咸化現(xiàn)象,其上還有很厚的沉積地層才被下寒武統(tǒng)平行不整合覆蓋,兩者地層序列和海水進(jìn)退規(guī)程不同。前者碳酸鹽巖沉積厚度僅580 m左右;后者竟達(dá)到1 889.7 m,兩者在沉積厚度和沉積形象上相差甚遠(yuǎn)。復(fù)縣地區(qū)未見(jiàn)金縣群的沉積,而金縣-旅大地區(qū)尚有420.8 m厚的金縣群沉積,兩者也有明顯的區(qū)別。特別指出的是在金縣-旅大地區(qū)旅大群下部出現(xiàn)海底火山噴發(fā),這在復(fù)縣地區(qū)以及遼寧本溪,吉林通化以及淮南等地都不見(jiàn)這套火山噴發(fā)巖,它與薊縣剖面長(zhǎng)城系大紅峪組火山巖很可能是同時(shí)代的產(chǎn)物,筆者已建議有關(guān)學(xué)者通過(guò)單顆粒鋯石測(cè)年能最終解決它的時(shí)代問(wèn)題。
綜上所述,遼寧復(fù)縣地區(qū)和金縣-旅大地區(qū)前人所劃“震旦系”在巖石組合特征,沉積旋回特點(diǎn)以及沉積厚度等都有明顯的差別,兩者總體表現(xiàn)在沉積形象與剖面結(jié)構(gòu)上差別較大,應(yīng)當(dāng)是在不同的沉積盆地不同時(shí)期形成的沉積產(chǎn)物。
復(fù)縣地區(qū)細(xì)河群至五行山群產(chǎn)有豐富的宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Long-fengshania組合與蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合。這一化石組合也見(jiàn)于吉林通化和遼寧本溪細(xì)河群至康家組與淮南地區(qū)的淮南群,以及北美加拿大麥肯齊山地區(qū)的小達(dá)爾群[34],前人統(tǒng)稱淮南生物群或淮南-小達(dá)爾生物群[8]。而在金縣-旅大地區(qū)旅大群至金縣群一直未能找到這些宏觀藻類化石和蠕形類化石。根據(jù)宏觀藻類化石和蠕形類等古生物群組合特征,他們顯然不是同一時(shí)代的地層。值得指出的是前人曾在金縣普蘭店灣以南三道灣“長(zhǎng)嶺子組”發(fā)現(xiàn)宏觀藻類化石:Chuaria circularisWalcott,Tawuia dalensisHofmann,Shouhsiania shouhsianensisHsing et al.,Glossophyton foliformisDuan et Du,G.mucronatusDuan et Du,Pu-milibaxa elegansLin,Fasciculella paoyaensisLin,Fuxiania aspidoidesLin,Longfengshania sp.;蠕形類化石Pararenicola fuzhouensisXing,Protoarenicola baiguashanensisWang,P.xiaogao-jiatunensisXing,Pseudoarenicola variansWang等,并以此認(rèn)為在金縣地區(qū)長(zhǎng)嶺子組也產(chǎn)這些化石,完全可與復(fù)縣地區(qū)高家屯組對(duì)比[30]。查該區(qū)地質(zhì)圖,在金縣東北鞍山群西側(cè)有一北東向斷層(沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊,1984,第6頁(yè),圖1)[7],在斷層帶附近出露北部的五行山群是可能的,這里的所謂長(zhǎng)嶺子組可能就是五行山群高家屯組。
金縣-旅大地區(qū)金縣群興民村組下段產(chǎn)豐富的水母類化石。水母類動(dòng)物屬腔腸動(dòng)物門(mén),為輻射對(duì)稱體制,身體不分節(jié),是后生動(dòng)物中最原始的類群。而蠕形類動(dòng)物為兩側(cè)對(duì)稱體制,身體分節(jié),較腔腸動(dòng)物門(mén)要進(jìn)步,假整合于興民村組之上的葛屯組則產(chǎn)蠕形類動(dòng)物化石。較低層位出現(xiàn)較原始的生物,較高層位產(chǎn)生較進(jìn)步的類群,從生物演化的一般規(guī)律這是可以理解的。從這種意義上說(shuō),葛屯組至大林子組的時(shí)代應(yīng)為新元古代,新于金縣群興民村組,這也得到地層層序上的直接證明。葛屯組中的蠕形類動(dòng)物與Chuaria-Tawuia宏觀藻類相共生,由此進(jìn)一步證明遼寧復(fù)縣地區(qū)細(xì)河群至五行山群的地層層位高于金縣-旅大地區(qū)的金縣群,這一推論是合乎邏輯的,也是符合上述兩大地區(qū)地層古生物化石的實(shí)際情況的。
值得指出的是,前人明確指出:“金縣生物群僅在興民村組發(fā)現(xiàn)類水母化石,顯然類水母比蠕蟲(chóng)動(dòng)物更為高級(jí),因此金縣生物群比五行山生物群更為高級(jí)進(jìn)化”(洪作民,1988)[30]。。這可能就是把金縣群疊覆在五行山群之上的古生物證據(jù)。然而,水母類屬腔腸動(dòng)物門(mén),比蠕蟲(chóng)動(dòng)物更為原始,上述認(rèn)識(shí)顯然是搞錯(cuò)了。筆者將含有蠕形類動(dòng)物化石的五行山群置于含水母類化石的金縣群之上才是合乎生物進(jìn)化的一般規(guī)律,在金縣地區(qū)金縣群之上疊覆五行山群是與古生物化石組合序列相吻合的。
綜上所述,革鎮(zhèn)堡群-金縣群-五行山群生物化石組合序列由新到老是:
(4)五行山群:宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合;蠕形類化石Pararenicola-Paleolina組合
(3)細(xì)河群:宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合;目前未見(jiàn)蠕形類Pararenicola-Paleolina化石組合
(2)金縣群:水母類化石Cyclomedusa davidi-Medusinites yangjiatunensis組合;疊層石:Linella-Gymnosolen-Katavia-Clavaphyton-Cuijiatun-ella-Xingmincunella組合;目前未見(jiàn)宏觀藻類化石
(1)革鎮(zhèn)堡群:疊層石Conophyton-Paraconophyton-Chihsienella-Baicalia-Anabaria-Tungussia-Colonnella組合
據(jù)上述,遼東半島南部中-新元古代地層由老到新為旅大群,革鎮(zhèn)堡群,金縣群,永寧群,細(xì)河群和五行山群(表2),現(xiàn)由老到新敘述如下。
(1)旅大群:源自日人松下進(jìn)(1930~1935)的大和尚山統(tǒng)和俞建章等(1958)的旅大統(tǒng)。自老鐵山組到長(zhǎng)嶺子組,由礫巖,石英砂巖與泥頁(yè)巖,從粗到細(xì)形成三個(gè)沉積旋回,為一套陸相到濱淺海相粗碎屑到細(xì)碎屑礫砂泥質(zhì)沉積,處于海盆早期旋回,并有海底火山噴發(fā)。厚度大于3 730.7 m。根據(jù)巖石地層,旋回地層以及海底火山噴發(fā)的事件地層,旅大群大體可與薊縣剖面長(zhǎng)城系對(duì)比。上溝組火山巖與大紅峪組火山巖很可能為同期火山噴發(fā)事件。加之巖石地層特征,旅大群應(yīng)屬長(zhǎng)城系。筆者已建議有關(guān)學(xué)者對(duì)上溝組火山巖進(jìn)行同位素測(cè)年。根據(jù)地層對(duì)比,推測(cè)其同位素年齡為1 800 Ma~1 600 Ma。
(2)革鎮(zhèn)堡群:源自日人松下進(jìn)(1930~1935)的關(guān)東統(tǒng)和俞建章等(1958)的革鎮(zhèn)堡統(tǒng)。從南關(guān)嶺組到十三里臺(tái)組以灰?guī)r夾白云巖為主,總厚1 763.6 m,為一套濱淺海臺(tái)地相碳酸鹽巖建造,處于海侵最大時(shí)期的中期旋回,局部有瀉湖相白云巖沉積,其巖石地層特征與薊縣剖面薊縣系基本相同。
在生物地層方面,1974年,曹瑞驥、梁玉左等提出初步疊層石名單:甘井子組含疊層石Paraconophyton inconspicuaCao et Liang;營(yíng)城子組含疊層石Conophyton lijiadunensisTsao et Liang;十三里臺(tái)組含疊層石Baicalia baicalica(Masl.),Colonnella laminataKom.,Conophyton ocularoidesLiang,Chihsienella chihsienensisCao et Liang,Clavaphyton bellumLiang,Tielingellasp.等。其中,Paraconophyton f.,Conophytonf.見(jiàn)于薊縣剖面霧迷山組;Baicalia baicalica(Masl.),Colonnella liminataKom.,Conophyton ocularoidesLiang,Chihsienella chih-sienensisCao et Liang,Tielingellasp.等均見(jiàn)于薊縣剖面鐵嶺組。前人根據(jù)疊層石組合特征與組合序列認(rèn)為革鎮(zhèn)堡群可與薊縣剖面薊縣系對(duì)比,應(yīng)劃歸薊縣系[13]。1979年,曹瑞驥磯又提出一個(gè)新的疊層石名單:甘井子組Anabaria cf.juvensis Claud et Semik.,Jurusania cylindrical Kryl.;營(yíng)城子組 Conophyton lijiadunensis Tsao et Liang;十三里臺(tái)組Conophyton ocularoides Liang,,Baicalia cf.rara Krylov,Minjiaria nimbifera Semikh,Linella jinxianensis Cao et Zhao,Clavaphyca bellum Liang,Tungussia nodosa Semikh,Poludia sp.等。1984年,卜德安系統(tǒng)研究了本區(qū)的疊層石:營(yíng)城子組有Conophyton lijiadunensisTsao et Liang,Kussiellacf.enigmaticaRaaben,Inzeria regularisBu,Anabariasp.,Parajacutophyton jinxianensisDuan et al.,Jurusaniacf.cylindricaKrylov,Chihsienella jinsianensisBu,Pseudocolonnella yingchengziensisBu,Colonnelasp.,Conophyton habuqieerensisLiang,Paraconophytonsp.等;十三里臺(tái)組Clavaphyta bellumLiang,Baicalia baicalicca(Masl.),B.cf.raraKrylov,Conophyton ocularoidesLiang等。十三里臺(tái)組頂部有Linellacf.ukkaKrylov,L.cf.simicaKrylov,L.cf.avisKrylov,Katavia dalijiaensisCao et Zhao,K.karatavicaKrylov,Inzeria tjomusiKrylov,Qingbaikouia jinxianensisDuan et al.,Tungussia nodosa Semikh,Minjiaria nimbiferaSemikh,Insiticinia qipanmoensisBu,SchanchariaxiwafangensisBu,Shisanlitaiella shisanlitaiensisBu等[35]。
表2 遼東半島南部中、新元古界劃分對(duì)比表Table 2 The correlation and division between mesoproterozoic and neoproterozoic in the south of Liaodong Peninsula
雖然不同學(xué)者在不同時(shí)期提出的名單不盡相同,但綜合上述疊層石總的組合特征,特別是Conophyton,Paraconophyton,Chihsienella,Baicalia,Anabaria,Tungussia,Colonnella在本區(qū)的大量發(fā)育,甘井子組至十三里臺(tái)組疊層石大體相當(dāng)于燕山地區(qū)疊層石第5~6組合[36],革鎮(zhèn)堡群完全可與薊縣典型剖面的薊縣系對(duì)比。其同位素年齡推測(cè)為1 600 Ma~1 400 Ma。
(3)金縣群:源自日人松下進(jìn)(1935)的關(guān)東統(tǒng)馬家屯階~南山階和潘江(1959)的金縣統(tǒng)。自馬家屯組至興民村組,海盆開(kāi)始上升,海水變淺,下部為條帶狀灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁(yè)巖,中部為濱海相海綠石砂巖與泥頁(yè)巖,上部為泥晶灰?guī)r,厚420.7 m。該群以碎屑巖為主夾碳酸鹽巖,其巖石組合與燕山地區(qū)青白口系下馬嶺組基本相同,在巖石地層方面可以對(duì)比。
在生物地層上,金縣群馬家屯組含豐富的疊層石,有Gymnosolencf.furcatus Komar,G.levisKrylov,G.cf.ramsayiSteinm,G.furtusKomar,Katavia xiwafangensisBu,Katavia karatavicaKrylov,K.dalijiaensisCao et Zhao;崔家屯組疊層石有Cuijiatunia cuijiatunensisBu,Katavia changdaoensisBu,Hunjiangia jinxianensisDuan,Zhang et Bu,Patomia qidingshanensisDuan,Zhang et Bu等;興民村組有Xinmincunella xinmincunensisBu,Hunjiangia jinxianensisDuan,Zhang et Bu,Patomia qidingshanensis Duan,Zhang et Bu,Boxoniacf.lissaKomar等[35]。前人在河北涿鹿至下花園一帶的下馬嶺組采到大量疊層石,有Clavaphyton turbiformisZhu et Du,Gymnosolen confragosusSemikhatov,G.pseudocolumnaris Zhu et Du,Insiticinia xiamaling ensisZhu et Du,Inzeria tjomusiKrylov,Jurusania asymmetricaZhu et Du,Linellacf.avis Krylov,L.inconspicuaZhu et Du,L.simicaKrylov,L.ukkaKrylov,Potomiacf.ossica Krylov,Scopulimorphaf.,Qingbaikounia vaginata Zhu et Du,Katavia ukkaKrylov等。該組合以Linellaf.,Gymnosolenf.,Kataviaf.,Clavaphytonf.最具代表性[37],可與本區(qū)十三里臺(tái)組上部至馬家屯組疊層石組合最相似而未見(jiàn)崔家屯組-興民村組疊層石組合。金縣群與下馬嶺組疊層石的疊層體均以中小型為主,形態(tài)復(fù)雜,并以不同類型的穹形為主。分叉方式多樣,有指狀,芽狀,瘤狀等。它們的形態(tài)特征和內(nèi)部構(gòu)造基本相同,大體相當(dāng)于燕山地區(qū)疊層石第7組合Linella-Katavia組合[36]。其形成環(huán)境相近,具有同時(shí)性特點(diǎn)。據(jù)此,金縣群完全可以與燕山地區(qū)青白口系下馬嶺組對(duì)比,可能還要高于下馬嶺組。
在年代地層方面,近年來(lái)關(guān)于下馬嶺組的時(shí)代有了突破性的進(jìn)展。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所高林志研究員等在北京西山芹峪-大村剖面和河北懷來(lái)趙家山剖面下馬嶺組斑脫凝灰?guī)r鋯石SHRIMP法測(cè)年獲1 368±12 Ma,1 370±11 Ma,1 366±9 Ma等年齡[17-21];后來(lái)又在薊縣標(biāo)準(zhǔn)剖面下馬嶺組斑脫巖獲得近似年齡,下馬嶺組應(yīng)置于中元古界。由此可以證明:以Linellaf.,Gymnosolenf.,Kataviaf.,Clavaphyton為代表的疊層石組合的時(shí)代應(yīng)為中元古代晚期。同樣產(chǎn)這些疊層石組合的金縣群也應(yīng)為中元古代晚期,而旅大群與革鎮(zhèn)堡群的時(shí)代就應(yīng)為中元古代早到中期。前人將旅大群至革鎮(zhèn)堡群與細(xì)河群至五行山群對(duì)比實(shí)際上是將中元古代的地層與新元古界對(duì)比了起來(lái),顯然是存在問(wèn)題的。
另外,在遼南金縣棋盤(pán)磨海濱產(chǎn)水母類化石的下興民村組見(jiàn)較多輝綠巖脈;遼東大連地區(qū)在馬家屯組,崔家屯組,以及甘井子組,南關(guān)嶺組等都有輝綠巖脈侵入。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所楊進(jìn)輝等對(duì)遼東金州大和尚山地區(qū)侵入于橋頭組(可能是大和尚山石英巖-筆者)的輝綠巖鋯石SHRIMP法U-Pb測(cè)年為904±15~1 125±38 Ma[36],有力地證明了遼東金州地區(qū)旅大群-金縣群應(yīng)老于該年齡,統(tǒng)屬于中元古代?;幢钡内w圩組-倪園組,史家組-望山組也見(jiàn)較多輝綠巖脈。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所柳永清研究員等在淮北地區(qū)侵入于趙圩組-倪園組的輝綠巖脈鋯石U-Pb測(cè)年為976±24~1 038±26 Ma[37],則與旅大群-金縣群相當(dāng)?shù)牡貙右矐?yīng)老于該年齡而應(yīng)屬于中元古代,從而旅大群-金縣群屬于中元古代得到基性巖墻群鋯石U-Pb年齡的直接或間接證據(jù)。根據(jù)巖石地層,生物地層和年代地層的最新成果,金縣群應(yīng)劃歸中元古代為宜,其同位素年齡推測(cè)為1 400~1 000 Ma。
(1)永寧群:源自李?;舴遥?882)的永寧砂巖。前人將興民村組與其上葛屯組之間的平行不整合面稱為大連上升。永寧群就是在大連上升過(guò)程中在鞍山群古隆起北側(cè)山前拗陷沉積的一套巨厚的磨拉石建造。大連上升(蘇皖北部稱徐淮上升)大體相當(dāng)于北美明尼蘇達(dá)地區(qū)的格林威爾運(yùn)動(dòng)。其上的上克維諾群的時(shí)代為9.5±1.5億年,為新元古界[13]。故推測(cè)永寧群為新元古界下部。永寧群大體可與吉林通化釣魚(yú)臺(tái)組之下的白房子組和蘇皖北部曹店組對(duì)比。另外,前人在永寧群朵子山組礫巖中采到較多疊層石礫石,有Conophytonsp.,F(xiàn)loriscolumellasp.,Lochmecolumellasp.,Scyphyssp.,Liaoheellasp. 等薊縣系的分子及一些假裸枝疊層石類(Pseudogymnosolenidae),有力地證明了永寧群是薊縣系之后的某一時(shí)期有一強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后的產(chǎn)物,這可能就是發(fā)生在世界范圍內(nèi)的格林威爾運(yùn)動(dòng)。革鎮(zhèn)堡群產(chǎn)有薊縣系的疊層石,金縣群與革鎮(zhèn)堡群又為連續(xù)沉積,從而間接地證明了大連上升運(yùn)動(dòng)面以上的永寧群至五行山群應(yīng)新于中元古代的金縣群,將永寧群至五行山群置于金縣群之上才是合理而正常的地層序列。
(2)細(xì)河群:源自日人青地乙治(1928)的細(xì)河統(tǒng)。自下而上為釣魚(yú)臺(tái)組,南芬組和橋頭組,巖性為石英砂巖夾泥頁(yè)巖與灰?guī)r,主要為一套碎屑巖沉積,厚918 m。含豐富的宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合。根據(jù)巖石組合和宏觀藻類植物群,該群可與吉林南部和遼寧本溪細(xì)河群以及淮南八公山組至壽縣組對(duì)比[5-6]。
(3)五行山群:源自日人青地乙治(1928)的五行山統(tǒng)。自下而上為高家屯組,丁家溝組和金家組,厚1178.7 m??偟挠烧I淺海碎屑巖,臺(tái)地相灰質(zhì)碳酸鹽到白云質(zhì)碳酸鹽巖沉積,海盆逐漸咸化。高家屯組與丁家溝組含豐富的宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia-Long-fengshania組合與蠕形類化石??膳c遼寧本溪康家組和淮南九里橋組至四頂山組對(duì)比[5-6]。
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,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)不完整的沉積旋回,與本區(qū)細(xì)河群-五行山群的巖石組合與旋回特點(diǎn)是一致的(表3)。在小達(dá)爾群中產(chǎn)豐富的淮南-小達(dá)爾生物群化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania組合,與本區(qū)細(xì)河群-五行山群所產(chǎn)化石完全是一致的,兩者是完全可以對(duì)比的。小達(dá)爾群的時(shí)代被推定為800~1 100 Ma;其上的拉皮坦群冰磧層原為850 Ma,近年來(lái)又為750 Ma[8,34]。則本區(qū)細(xì)河群-五行山群的時(shí)代應(yīng)為新元古代,并為一套前冰期沉積,連同永寧群,推測(cè)其同位素年齡為1 000 Ma~780 Ma[21]。
(1)復(fù)縣地區(qū)細(xì)河群至五行山群與金縣-旅大地區(qū)旅大群-金縣群的巖性對(duì)比:吾師俞建章教授對(duì)旅大地區(qū)日人所劃14個(gè)階都逐一親自觀察研究,并系統(tǒng)測(cè)制了地層剖面,認(rèn)為“這些階的順序大致無(wú)甚差錯(cuò)”[9]。他還認(rèn)為復(fù)縣曹家屯“細(xì)河統(tǒng)橋頭建造之上直接與長(zhǎng)嶺子組整合接觸,同樣的長(zhǎng)嶺子組在大和尚山也整合于大和尚山石英巖之上,長(zhǎng)嶺子組的巖性相當(dāng)穩(wěn)定,可認(rèn)為是個(gè)標(biāo)志層”[9]。雖然俞建章教授的劃分仍延續(xù)了日人的早期方案,但這在當(dāng)時(shí)即沒(méi)有古生物化石依據(jù)又無(wú)同位素測(cè)年的情況下而只能依據(jù)巖性及其組合序列進(jìn)行該區(qū)震旦系的劃分與對(duì)比是可以理解的,也是無(wú)可厚非的。但近年來(lái)的實(shí)踐證明,問(wèn)題正是出在僅僅根據(jù)巖性對(duì)比上。對(duì)一個(gè)地區(qū)的地層應(yīng)進(jìn)行多重地層劃分,包括巖石地層,層序地層,旋回地層,生物地層以及年代地層研究。特別是基于生物發(fā)展的階段性原理和不可逆性原理,應(yīng)主要依據(jù)生物地層法來(lái)重新進(jìn)行該區(qū)前寒武紀(jì)地層的劃分與對(duì)比。
表3 華北地臺(tái)東緣與勞倫古陸西緣新元古界對(duì)比表Table 3 The correlation of the eastern margin of the North China platform and the western margin of Lauren old land
(2)長(zhǎng)嶺子組不是標(biāo)志層而葛屯組才是兩地區(qū)地層對(duì)比的標(biāo)志:自上世紀(jì)七八十年代以來(lái),在復(fù)縣地區(qū)細(xì)河群至五行山群中相繼發(fā)現(xiàn)了豐富的宏觀藻類化石和蠕形類動(dòng)物化石[7,25,27,30],而在旅大地區(qū)的旅大群至金縣群中一直未能發(fā)現(xiàn)這些化石,特別是在旅大地區(qū)的長(zhǎng)嶺子組沒(méi)有任何古生物化石。誤認(rèn)為是長(zhǎng)嶺子組的高家屯組為一套未變質(zhì)的淺灰淺黃灰黃綠等色含海綠石石英砂巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖和頁(yè)巖夾泥灰?guī)r,而真正的長(zhǎng)嶺子組為銀灰灰色黃綠灰綠等色千枚狀板巖,粘板巖夾千枚狀泥灰?guī)r,兩者變質(zhì)程度不同。前人也認(rèn)為巖性特征及含化石情況等“兩地的長(zhǎng)嶺子組有著明顯的不同”[7],前者厚600 m上下,后者厚達(dá)1205~1540 m,兩者厚度相差甚遠(yuǎn)。總之它們只是巖性相似,在生物地層和沉積形象上差別很大,它們應(yīng)該不是同一層位。特別是在高家屯組發(fā)現(xiàn)豐富的宏觀藻類化石和蠕形類動(dòng)物化石后,長(zhǎng)嶺子組作為標(biāo)志層則自行失去了對(duì)比意義。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所張丕孚研究員曾多次討論長(zhǎng)嶺子組標(biāo)志層問(wèn)題,并指出:“只有生物化石取得突破性進(jìn)展的今天,否定長(zhǎng)嶺子組是個(gè)標(biāo)志層才有了十分可靠的依據(jù)”[14-16]。筆者也認(rèn)為在發(fā)現(xiàn)豐富的宏觀藻類化石和蠕形類動(dòng)物化石的今天應(yīng)主要依靠生物地層資料并結(jié)合年代學(xué)進(jìn)行地層的劃分與對(duì)比,這是基于生物發(fā)展演化的階段性原理和不可逆性原理,而不能簡(jiǎn)單地依靠巖性對(duì)比。
至于復(fù)縣地區(qū)高家屯組之上的丁家溝組灰?guī)r和金家組白云巖與金縣地區(qū)的南關(guān)嶺組灰?guī)r和甘井子組白云巖的巖性順序的一致性只是一種局部層段的巧合而已。以這種局部層段的巧合將復(fù)縣地區(qū)與金縣地區(qū)的兩套地層柱人為地拼接在一起是不符合沉積學(xué)原理的。前者金家組白云巖之上既被下寒武統(tǒng)覆蓋;而后者甘井子組白云巖之上還有大于1075.9 m厚的地層才到下寒武統(tǒng),“剝蝕說(shuō)”是無(wú)法合理地予以解釋的。
復(fù)縣地區(qū)高家屯組巖性為中細(xì)粒含海綠石石英砂巖,粉砂質(zhì)頁(yè)巖和頁(yè)巖;金縣地區(qū)葛屯組為中細(xì)粒石英砂巖夾灰綠色粉砂質(zhì)頁(yè)巖與灰色頁(yè)巖,兩者巖性基本相同。高家屯組產(chǎn)豐富的Chuaria-Tawuia組合的宏觀藻類化石和蠕形類化石,葛屯組也產(chǎn)這些化石。將同時(shí)產(chǎn)有這兩種宏觀化石的高家屯組與葛屯組對(duì)比,無(wú)論從化石組合特征上還是巖石性質(zhì)上都應(yīng)當(dāng)是同期沉積,葛屯組也就具有標(biāo)志層意義。五行山群從碎屑巖到咸化白云巖,葛屯組至大林子組也從碎屑巖到咸化瀉湖相碎屑巖夾白云巖沉積,并見(jiàn)干裂和食鹽假晶,兩者完全可以對(duì)比。進(jìn)而將金縣地區(qū)葛屯組至大林子組與復(fù)縣地區(qū)五行山群對(duì)比了起來(lái)。也就是說(shuō)金縣地區(qū)葛屯組至大林子組應(yīng)合并稱為五行山群,五行山群疊覆于金縣地區(qū)金縣群之上,從而完善了遼東半島南部上述兩大地區(qū)元古界的劃分與對(duì)比。金縣地區(qū)的葛屯組才是兩地區(qū)地層對(duì)比的標(biāo)志。
本區(qū)高家屯組是以Pararenicola-Paleolina組合為代表的蠕形類化石產(chǎn)出的最低層位。與其相當(dāng)?shù)谋鞠导医M,淮南九里橋組也是蠕形類化石開(kāi)始出現(xiàn)的層位。它們?cè)诟鹜徒M的出現(xiàn)(在淮南金山寨組的產(chǎn)出)決不是偶然的,葛屯組至大林子組應(yīng)與五行山群對(duì)比從生物發(fā)展階段上分析是合理的。
(3)遼南葛屯組至大林子組和淮北金山寨組至溝后組的地層時(shí)代:前人在遼南大林子組和淮北金山寨組分別采到高肌蟲(chóng)化石和小殼化石,將它們劃為下寒武統(tǒng)[38-40]。1986年10月,筆者在金縣滿家灘剖面葛屯組至大林子組仔細(xì)尋找化石而未獲。1987年7月,在宿縣黑土窩-驢山剖面金山寨組底部礫巖上層面的頁(yè)巖中采到豐富的宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石。前人在溝后組也采到這些化石。Chuaria-Tawuia組合是加拿大拉皮坦群冰磧層之下小達(dá)爾群中的典型分子[34],屬前冰期產(chǎn)物。所以,產(chǎn)上述宏觀藻類化石的葛屯組至大林子組,與金山寨組至溝后組的地層時(shí)代應(yīng)為新元古代早期。至于它們是否存在高肌蟲(chóng)化石和小殼化石有待進(jìn)一步研究。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所錢(qián)邁平,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所袁訓(xùn)來(lái)等通過(guò)宏觀藻類,疊層石以及小殼等化石的系統(tǒng)研究,否定了金山寨組中的小殼動(dòng)物化石,溝后組也未見(jiàn)小殼動(dòng)物化石,肯定了金山寨組至溝后組都產(chǎn)有宏觀藻類化石Chuaria-Tawuia組合與蠕形類化石,將新元古界與寒武系界線置于溝后組頂部,其上被下寒武統(tǒng)昌平組假整合覆蓋[41]。
(4)關(guān)于復(fù)縣地區(qū)金縣群的發(fā)現(xiàn):前人在瓦房店市復(fù)州城西南西瓦房屯老虎山發(fā)現(xiàn)金縣群的營(yíng)城子組至興民村組,據(jù)此認(rèn)為復(fù)縣地層小區(qū)在五行山群之上連續(xù)出露金縣群得到地層剖面的直接證據(jù)[42]。但他明確指出:“沿?cái)鄬幼匪鳎谑锱_(tái)組之下,又發(fā)現(xiàn)營(yíng)城子組與金家組斷層接觸”,所列剖面描述也是營(yíng)城子組石灰?guī)r之下與金家組為斷層關(guān)系(方如恒,1991,144頁(yè))[43]。正如前人指出的西瓦房屯這套地層為一地壘式斷塊出露于復(fù)縣地層小區(qū)內(nèi)(張丕孚,1994,229頁(yè),圖1)[44]。筆者以為,在較新地層(細(xì)河群-五行山群)分布區(qū)出露較老地層(營(yíng)城子組至興民村組),新老地層為斷層接觸這是后期構(gòu)造作用所至,也是常見(jiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象。所以,無(wú)論從區(qū)域地質(zhì)圖還是所列剖面都不能證明金縣群一定位于五行山群之上。前人還認(rèn)為在復(fù)州灣趙坎子剖面存在金縣群[44]。前人經(jīng)實(shí)地調(diào)查研究認(rèn)為并不存在金縣群的甘井子組-馬家屯組地層[44]。
綜合上述,在中元古代,遼東半島南部金縣-旅大地區(qū)有一狹窄的可能與燕山沉降帶相連的沉積凹陷(陸內(nèi)裂谷)。早期沉積了一套碎屑巖建造,并有海底火山噴發(fā),這就是旅大群。中期,出現(xiàn)廣泛的碳酸鹽臺(tái)地,形成革鎮(zhèn)堡群富含疊層石的灰?guī)r與白云巖。晚期又沉積了以碎屑巖建造為主的金縣群。從碎屑巖到碳酸鹽巖,再到碎屑巖,從粗到細(xì)再到粗,形成一完整的沉積旋回,與燕山沉降帶長(zhǎng)城系-薊縣系-青白口系的沉積序列是一致的,并在早期都有海底火山噴發(fā)。在金縣群或青白口系下馬嶺組沉積末期,分別發(fā)生了與北美明尼蘇達(dá)地區(qū)格林威爾運(yùn)動(dòng)相當(dāng)?shù)拇筮B上升或蔚縣運(yùn)動(dòng)[45],以擠壓隆升作用為主導(dǎo)的這一運(yùn)動(dòng)結(jié)束了中元古代的沉積。該運(yùn)動(dòng)末期,在張性作用下,該區(qū)普遍發(fā)生了輝綠巖脈的侵入,形成大規(guī)模的基性巖墻群。在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在深變質(zhì)的鞍山群/風(fēng)陽(yáng)群古隆起的北南兩側(cè)山前拗陷沉積了一套巨厚的類磨拉石建造永寧群/白房子組/曹店組,燕山地區(qū)缺失這一時(shí)期的沉積。至細(xì)河群沉積時(shí),海水逐漸擴(kuò)大,北到華北古陸北緣的吉林通化地區(qū);南至安徽淮南;向西超覆在燕山沉降帶的廣大地區(qū),這就是與細(xì)河群相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)龍山組-井兒峪組。由于格林威爾運(yùn)動(dòng)末期的彈性伸展作用以及Rodinia超大陸的聚合,海水從燕山沉降帶的廣大地區(qū)退卻,在金縣-旅大凹陷以北的復(fù)縣地區(qū)沉積了五行山群,并以海灣型瀉湖相沉積反超在金縣-旅大凹陷金縣群之上,而在燕山廣大地區(qū)卻缺失這一時(shí)期的沉積。五行山群沉積末期,地殼上升,海水全面退卻,直到早寒武世才接受沉積。
最后,李銓研究員對(duì)文稿提出了許多寶貴意見(jiàn),在此表示衷心感謝。
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Collation on the Subdivision and Correlation of Meso-Neoproterozoic Strata in Southern Liaodong Peninsula,Liaoning Province,China
NIU Shao-wu,XIN Hou-tian
(Tianjin Insrtitute of Geology and Mineral Resources,Tianjin 300170,China)
The Luda Group in Southern Liaodong Peninsula,Liaoning Province is characterized in the clastic rocks of land facies and shallow sea facies and vocanic rocks.So,it may be correlated with the Changcheng System in Jixian County,Tianjin City,China.The Gezhenpu Group may be correlated with the Jixian System in Jixi-an County by the carbonate rocks of platform facies rich in stromatolites with Paraconophyton-Conophyton assemblage and Baicalia-Chihsienella assemblage.According to the stromatolites with Linella-Gymnosolen-Katavia-Cuijiatunia-Ximincunella assemblage and using reported new U-Pb age(SHRIPM),the Jinxian Group may be correlated with Xiamaling Formation yielding a weighted mean206Pb/U238of 1 368 Ma in Yanshan Mountain area.According to the age of the Xiamaling Formation,the Luda Group is limited in 1 800~1 600 Ma,the Gezhenpu Group is in 1 600~1 400 Ma,and the Jinxian Group is in 1400~1000 Ma.The Yongning Group,Xihe Group and Wuxingshan Group rich in megascopic algal fossils with Chuaria-Tawuia-Longfengshania assemblage and worm fossils with Pararenicola-Paleolina assemblage in Southern Liaodong Peninsula may be correlated with the Little Dal Group,yielding megascopic algal fossils with Chuaria-Tawuia-Longfengshania assemblage(Neoproterozoic)from Mackenzie Mountains,northwestern Canada.Therefore,the Yongning Group,Xihe Group and Wuxingshan Group is Neoproterozoic Era in age.Put together,the Late Precambrian strata divided from below to above into the Luda Group,Gezhenpu Group,and Jinxian Group of Mesoproterozoic,and Yongning Group,Xihe Group and Wuxingshan Group of Neoproterozoic.So,the collation and Stipulation of subdivision and correlation of Late Precambrian strata in Southern Liaodong Peninsula is of important significance in study of the geostratigraphy and geochronology.
strata;collation;Liaodong Peninsula;Meso-Neoproterozoic;subdivision;correlation
P534.3
A
1672-4135(2012)01-0001-15
2012-12-20
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);地調(diào)項(xiàng)目晉冀成礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(基[2011]礦評(píng)01-08-09)
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(mén)化,長(zhǎng)期從事中生代與中-新元古代地層古生物研究,Email:g15366@motorola.com。