辽东半岛南部中新元古界地层的重新厘定
2012-01-03牛绍武辛后田
牛绍武,辛后田
(天津地质矿产研究所天津, 300170)
辽东半岛南部中新元古界地层的重新厘定
牛绍武,辛后田
(天津地质矿产研究所天津, 300170)
近年来,燕山地区原青白口系下马岭组的年代学研究取得了突破性进展(其年龄为1 368±12 Ma,1 370±11 Ma,1 366±9 Ma);在研究区金州大和尚山侵入于“桥头组”辉绿岩也获得新元古代锆石U-Pb年龄(904±15 Ma~1 125±38 Ma)。这些年代数据使我们认为对于辽南地区前人所划“震旦系”地层的划分与对比应进行重新考虑。本文以岩石地层和旋回地层为实际材料,生物地层和事件地层以及年代地层为手段,从长岭子组能否作为标志层入手,对辽南地区中-新元古界进行了系统研究,否定了长岭子组在地层对比中的标志层意义,首次提出葛屯组才是金县地区与复县地区进行地层对比的标志,并将复县地区的五行山群置于金县群之上,从而将辽南地区“震旦系”由老到新重新厘定为中元古界旅大群、革镇堡群和金县群与新元古界永宁群、细河群和五行山群。以碎屑岩为主要特征的岩石组合与海底火山喷发事件,将辽东半岛南部旅大群与蓟县剖面长城系进行了对比;以碳酸盐岩为主要特征并含丰富的叠层石Paraconophyton-Conophyton-Baicalia-Chihsienia等组合的革镇堡群与蓟县剖面蓟县系对比;富含叠层石Linella-Gymnosolen-Katavia-Cuijiatunia-Xingmincunella组合的金县群可与下马岭组对比,从而将金县群首次置于中元古界上部。含宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合和蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合的永宁群-细河群-五行山群与加拿大新元古界小达尔群-含铜白云岩对比,永宁群-五行山群的时代应为新元古代早期。据此,笔者全面调整了徐淮胶辽吉中-新元古界的地层划分与对比,为在我国建立中-新元古界系一级的地层单元打下良好的基础,具有重要的地层学和年代学意义。同时,由于对该区中-新元古界重新进行了划分与对比,确认了大连上升是中元古界与新元古界的分界面,并大体相当于北美格林威尔运动在华北地块上的响应,为探讨燕山地区与徐淮胶辽吉中-新元古代的沉积特征,海水进退归程,构造运动以及重建Rodinia超大陆提供了地层资料,具有重要的古地理学和古构造学理论意义。
重新厘定;辽东半岛;中-新元古界;地层划分与对比
自葛利普(A.W.Grabau,1922)首先提出“震旦系”[1]一名后,经李四光(1924)[2],高振西(1934)[3]和王曰仑(1960)[4]等地质学家的相继研究,经过三大阶段并历时半个世纪,最终建立了长城系,蓟县系,青白口系和震旦系的地层序列和地层格架。长城系,蓟县系与青白口系的标准剖面在我国北方蓟县;震旦系在我国南方三峡,这里震旦系的层位高于北方蓟县剖面,已为广大地质学者所公认。但北方燕山地区青白口系之上没有见到新元古代冰川沉积,与南方震旦系也没有在同一条剖面上连续出露,三峡地区震旦系高于蓟县剖面并没有得到连续地层剖面的直接证据。上世纪七十年代,在徐淮胶辽吉地区的连续地层剖面上划分出了下部青白口系和上部震旦系,在华北古陆范围内实现了青白口系与震旦系的直接叠覆[5-7]。然而,这一地层层序竟然缺失世界范围内寒冷气候的冰川沉积,还不能认为这一问题得到了解决[8]。
最早研究辽东半岛前寒武系的是李希霍芬(1882)及布莱克维尔德(1907),他们把复州-永宁地区一套巨厚的紫色砾岩与长石砂岩命名为永宁砂岩[5]。其后,日本地质学者村上钣藏(1915),青地已治(1924~1928),松下进(1930~1947),远藤隆次等(1937),斋藤林次(1938~1943)先后来本区调查前寒武系地质[9]。直到1928年,青地已治才把辽宁本溪和本区复县一带震旦纪地层分为下部细河统和上部五行山统。细河统又分为钓鱼台石英岩,南芬页岩泥灰岩和桥头石英岩;五行山统分为高家屯页岩砂岩和金家黑色石灰岩,典型地区应在普兰店以西的复县,初步建立了本区震旦纪的地层系统。1930~1935年,松下进又在旅大地区自下而上建立了前震旦系响水寺统和震旦系大和尚山统与关东统。大和尚山统又分为黄泥川阶,歪头山阶,龙王塘阶,岔沟阶,英歌石阶,龙头阶;关东统又分为长岭子阶,南关岭阶,甘井子阶,小野田阶,营城子阶,十三里台阶,马家屯阶,和南山阶。至此,日人青地已治和松下进在辽东半岛南部复县地区和金县地区分别建立了震旦系的地层系统。这两地震旦系如何对比,两者关系如何,直到1938年日人斋藤林次首次提出:松下进(1930~1935)的大和尚山统相当于青地已治(1928)的桥头石英岩;松下进(1930~1935)的关东统之长岭子层至南关岭层相当于青地已治(1928)的高家屯页岩砂岩;营城子层至马家屯层相当于金家石灰岩[7-8],从而在辽东半岛南部将复县地区和金县地区“震旦系”的地层划分与对比统一了起来。显然,这主要是根据岩性特征及其组合序列来划分的。从最早永宁砂岩的提出,到复县地区和金县地区“震旦系”的统一划分,为该区“震旦系”的研究奠定了基础。
解放后,前人在本区做了大量的工作。早在1950年,王钰对太子河流域及辽东半岛的震旦系做了如下对比:钓鱼台统相当于大和尚山统;南芬统相当于关东统;桥头统相当于南山统;康家统属于渤海统。1957年,姜春潮认为:松下进的响水寺统是南芬建造在金州地区的变质产物,大和尚山统是桥头建造在金州地区增厚所致,永宁砂岩应属钓鱼台建造。1958年至1959年,长春地质学院在本区开展了1/20万区调工作,俞建章教授认为复县地区“细河统桥头建造之上直接与长岭子组整合接触,同样的长岭子组在大和尚山也整合于大和尚山石英岩之上,长岭子组的岩性相当稳定,可认为是个标志层”[9],将复县地区与金县地区地层统一进行了对比与衔接。1972年,崔盛芹认为旅大地区黄泥川组,大门顶组及上沟组相当于永宁群。1973年,辽宁区调队经过1/20万区调将辽东地区震旦系的层序和名称统一了起来:下统永宁组,钓鱼台组和南芬组;中统桥头组-马家屯组;上统北山组-兴民村组。1975年至1978年,邢裕盛,刘桂芝在复县地区南关岭组首次发现水母类化石,提出桥头组及其以上地层应属震旦系。1979年,辽宁省地质局,沈阳地质矿产研究所与长春地质学院合作研究将该区青白口系至震旦系层序统一为永宁群,细河群和辽南群。1980年,辽宁省地质局常绍泉等也将复县地区与金县地区地层统一划分为永宁群,细河群,五行山群与金县群[7]。其后的东北地区区域地层表(1978),辽宁省区域地质志(1989)和辽宁省岩石地层(1997)基本上延续了上述的地层划分与对比[10-12](表1)。
综上所述不难发现,以长岭子组为标志层将复县地区地层与金县地区地层进行拼接而建立起来的统一地层柱仍沿袭了日人在上世纪二三十年代的划分方案。然而,许多学者与此有着不同的意见。如早在1957年,王曰伦教授就提出旅大地区地层与蓟县剖面全部震旦系相当。1972年,陆宗斌认为旅大地区层序应与蓟县震旦系对比,复州地区层序只相当于上统青白口群。曹瑞骥,梁玉左(1974年)和梁玉左(1980年)通过对叠层石组合特征的研究认为旅大地区的旅大群可与蓟县剖面震旦系下统长城统对比;革镇堡群与蓟县统对比;金县群相当于青白口统[7,13]。1981~1990年,张丕孚提出复州地区永宁群至细河群应与蓟县长龙山组及井儿峪组对比;复州地区地层不能与金县地区的下部地层对比;十三里台组即相当于铁岭组,其以下地层与蓟县铁岭组以下地层对比[14-16]。牛绍武(1997,2002)重新厘定了徐淮胶辽吉中-新元古界的地层划分与对比,并对产淮南生物群的该套地层格架明确提出了置疑[8]。这些意见一直未能引起地学界的足够重视。自上世纪七八十年代以来,在该区发现大量的宏观藻类化石和后生动物化石,为用生物地层法重新划分该套地层提供了可靠依据。生物群落一旦出现,就必然遵循生物发展的阶段性原理和不可逆性原理,并从简单到复杂,从低级到高级,它是年代地层划分的最基本的理论基础,起着关键性作用。特别是近年来,燕山地区下马岭组同位素年代学研究获得突破性进展;侵入于该区金州大和尚山地区桥头组(可能是大和尚山石英岩)及淮北相当地层的辉绿岩也获得中-新元古代锆石U-Pb年龄[17-23],结合多重地层划分原则,有必要重新审视该区中-新元古代的地层划分与对比。
1986年7~8月,笔者等首先考察了吉林通化浑江地区钓鱼台组-青沟子组。同年10月,笔者又考察了辽东半岛南部旅大地区营城子组-大林子组地层与复县海岛子-袁家沟剖面细河群-五行山群地层,采集了宏观藻类化石和下兴民村组的水母类化石。同年11月,笔者等赴淮北宿县栏杆考察了史家组-沟后组地层-下寒武统,也采集了宏观藻类化石和蠕形类化石。1987年8月,笔者参加了宜昌末前寒武系-寒武系国际讨论会。会后,笔者又自宜昌顺长江而下,经南京转至淮南寿县考察了店疙瘩-白鹗山剖面八公山组-四顶山组-下寒武统,后转至风台县,系统观察了烟灯山剖面四顶山组-风台组-五岗集组-下寒武统。9月,转至徐州铜山县魏集,考察了魏集-白山剖面张渠组-金山寨组。据此,根据生物演化的阶段性原理和不可逆性原理发现:徐淮胶辽吉青白口系-震旦系的地层下部和顶部同时产有宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合与蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合,期间为厚达约1 800余米的碳酸盐岩地层,这就明显违反了生物界演化的这一原理。故笔者于2002年在《地层学杂志》第一期上发表了《论淮南生物群》一文,首先讨论了长期存在的这一问题[8]。现结合前人资料,特别是近年来燕山地区下马岭组的时代取得突破性进展,以及侵入革镇堡群-金县群中的辉绿岩也获得中-新元古代锆石U-Pb年龄,笔者认为对前人所建徐淮胶辽吉青白口系-震旦系的地层层序有必要进行重新厘定,以便正确建立我国中-新元古代地层柱。现就本区几个典型地层剖面探讨该时期的地层划分与对比。
表1 辽东半岛南部震旦系划分对比沿革表(据俞建章等,1959,略简化)[9]Table 1 History of the subdivision and correlation of the Sinian system in the southern Liaodong Peninsula
1 典型剖面概述
1.1 辽宁复县地区
(1)辽宁复县海岛子-袁家沟剖面,现叙述如下(剖面描述与剖面图详见文献[7]):
上覆地层:寒武系下统碱厂组:灰黑色中厚层泥晶灰岩
----------平行不整合----------
五行山群
金家组:浅灰,深灰,浅肉红色中厚-厚层夹薄层砂屑粉晶白云岩,含砂泥晶白云岩,夹中粒石英砂岩,局部见燧石团块及燧石条带。含丰富的叠层石,厚392.9 m。
丁家沟组(=洼里组):浅灰黄,浅灰色,深灰灰黑色中厚层夹薄层含砂泥晶灰岩与含砾屑含白云的泥晶灰岩夹粉晶石灰岩,含丰富的叠层石。底部含水母动物化石(?),厚187.1 m。
高家屯组:浅灰,黄绿,灰白色中厚层细粒含海绿石石英砂岩夹薄层粉砂岩与页岩,含宏观藻类和蠕形类化石,厚>598.7 m。
细河群
桥头组:灰白色厚层中粒石英砂岩,深灰色厚层中粒含海绿石石英砂岩,夹薄层粉砂岩。含宏观藻类化石,厚261.1 m。
南芬组:土黄,紫红,蛋青,米黄与.浅灰色页岩,粉砂质页岩,薄层粉砂岩,夹薄层-中厚层泥晶灰岩,含黄铁矿结核。含丰富的宏观藻类化石,厚>582.9 m。
钓鱼台组(74 m):黄褐,紫红厚层含砾粗粒石英砂岩及乳白色厚层粗粒石英砂岩薄层含海绿石石英砂岩,粉砂岩与黄绿色
~~~~~~~~~~~~~~(不整合)~~~~~~~~~~~~~~
下覆地层:鞍山群(Aran)变质岩
(2)在复县复州城庙山剖面,钓鱼台组与下伏永宁群庙山组紫红色薄-中厚层含砾粗粒-粗粒长石砂岩为平行不整合关系。在复州城驼山北头道河子平顶山东南麓钓鱼台组中含宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsing et al.,Tawuiacf.dalensisHofmann等。在复县海岛子-袁家沟剖面与复州城老岳山剖面南芬组含宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsing et al.,Fuxiania aspidoidesLin,Pumilibaxa huailaiensisZheng,Tawuia dalensisHofmann(可能为Pumilibaxa huailaiensisZheng)等。在复县海岛子-袁家沟和复县西三台子大孤山北麓-斑家屯剖面高家屯组灰黄色粉砂质页岩中含宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Shouhsiania shouhsianensisHsingetal.,FuxianiaaspidoidesLin,Tawuia dalensisHofmann(应为Tawuia sinensis Duan),Longfengshania stipitataDu;蠕形类化石:Sabelliditesaff.cambriensisJanichevsky,Paleolinacf.evenkianaSokolov,P.liaonanensisXing et Lin等。丁家沟组底部含可疑水母类化石Cyclomedusa davidi Sprigg,C.minutaXing et Liu,C.cf.giganteaSprigg,C.gracilisXing et Liu,Bohaimedusa fuxianensisD-uan et Lin等[7,24]。前人还报道了瓦房店市复州城西南莲花路口剖面丁家沟组(原称南关岭组)灰岩所夹页岩中的蠕形类化石,以及复县西三台子大孤山-斑屯剖面丁家沟组(原称南关岭组)和高家屯组(原称长岭子组)中的蠕形类化石,计有Pararenicola huaiyuanensisWang,1982,Protoarenicola baiguashanensisWang,1982,Huaiyuanella minutaXing等。与其共生的还有宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan等[7,25]。
笔者于1986年在通化浑江八道江青沟子剖面南芬组采到宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan等。1987年,笔者在安徽寿县八公山刘老碑组采到宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan和蠕形类化石Dickinsonia costataSprigg等[26]。在淮北宿县黑土窝-驴山剖面金山寨组底部砾岩之上泥页岩中采到宏观藻类化石Chuaria circularisWalcott,Tawuia sinensisDuan和丰富的蠕形类化石。
1.2 辽宁金县-旅大地区
地层由新到老依次如下:
1.2.1 兴民村组-葛屯组-大林子组
金县满家滩乡许家屯-葛家屯剖面自上而下概述如下(剖面描述与剖面图见文献[27]):
上覆地层:下寒武统碱厂组深灰色厚层砾质砂屑灰岩,含三叶虫Megapalaeolenus fengyangensis(Chu)
----------(假整合)----------
大林子组:灰色,灰白色,紫红色与黄绿色等杂色中厚层-薄层铁锰质细粒长石石英杂砂岩,钙质石英砂岩,钙质长石石英砂岩与粉砂岩,粉砂质页岩及钙质页岩互层,夹薄-中厚层泥晶粉屑灰岩,粉屑泥晶灰质白云岩,铁锰质泥岩,见食盐假晶和干裂。底部为0.6 m厚的黄绿色中厚层泥质砂砾岩。砾石为石英砂岩,磨圆度好,分选性差,砾径有大于30 cm者,多在30 cm左右,有熨斗状,三棱状,也有被压弯者与压碎者,表面有红色泥膜,厚108.7 m。
——(整合?)— —
葛屯组
下部灰色页岩夹灰白色薄层中细粒石英砂岩;上部灰白色中厚层中细粒石英砂岩夹灰绿色粉砂质页岩,厚38.2 m。
--------(假整合,既大连上升)----------
下伏地层:兴民村组:灰黑色薄-中厚层泥晶灰岩
1986年10月,笔者观察了这一接触面发现:葛屯组底部还有褐色中层状褐铁矿与铝土质粘土岩,兴民村组灰岩顶部凸凹不平并见黄色风化壳,与华北地台马家沟组(O2m)与本溪组(C3b)间的接触关系极为类似,两者为明显的沉积间断,前人称为大连上升。前人在金州北山龙王庙葛屯组上段灰黑色页岩中采到丰富的宏观藻类化石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.和须腕动物化石Sabellidites cambriensisJanichevsky等[28]。
1.2.2 南关岭组-兴民村组
根据前人资料,南关岭组,甘井子组,营城子组,十三里台组,马家屯组,崔家屯组和兴民村组是由金县陆海-王家坦,大拉树房和金县棋盘磨等三个剖面衔接而成,现由新到老分述如下:
(1)陆海-王家坦剖面[7]:
兴民村组上段:灰色,灰黑色薄层与中厚层泥晶灰岩夹薄板状钙质页岩,近顶部夹透镜状叠层石礁体,厚>155.9 m。
兴民村组下段:褐灰,土黄色中厚层海绿石粉砂岩夹中粗粒海绿石砂岩与粉砂质页岩,黄绿色页岩互层,厚57 m。
崔家屯组:青色,灰绿色薄层钙质页岩,粉砂质页岩夹黄褐色薄层海绿石砂岩,细砂岩。含叠层石礁体Gymnosolenf.,厚81.8 m。
马家屯组:青灰色薄层泥晶灰岩与黄色钙质页岩互层,夹海绿石粉砂岩,含褐铁矿结核,厚>30.1 m。
(2)金县棋盘磨剖面[7]:
兴民村组下段:褐紫色厚层条带状含铁细粒石英砂岩。
崔家屯组:浅灰,紫色粉砂质页岩夹薄层海绿石粉砂岩,顶部为中厚层含白云灰岩,厚91.2 m。
马家屯组:灰黄,青黄,浅灰等色薄层细层纹状含白云泥晶灰岩,顶部夹多层板状钙质页岩,厚126.1 m。
十三里台组:灰色,深灰,紫红色中厚层-薄层含白云粉晶灰岩,粉晶灰岩,泥晶灰岩及砂屑中晶灰岩,夹黄绿色紫红色页岩。中部含大型锥叠层石Conophytonf.;顶部为叠层石藻礁灰岩Gymnosolen f.,厚278.3 m。
营城子组:深灰,灰色中厚层-薄层含白云泥晶灰岩,粉晶灰岩,夹叠层石灰岩,厚220.5 m。
甘井子组:深灰,灰色中厚-厚层含煫石条带含灰粉晶白云岩。
(3)金县大拉树房剖面[7]:
营城子组:深灰色砂屑粉晶灰岩,含叠层石甘井子组:深灰-黑色,灰-灰白厚-中厚层细层纹粉晶白云岩,含煫石团块和煫石条带含灰泥晶白云岩,砂屑粉晶白云岩,泥晶白云岩,含叠层石,厚852.8 m。
南关岭组:黑色中厚-厚层含白云含砂泥晶灰岩,含灰粉晶白云岩。
1986年10月,笔者等根据前人化石点在金县棋盘磨海滨和杨家屯南山兴民村组下段采到大量的水母类化石,有Medusinites yangjiatunensis Niu et Wang,M.intermediaWang,M.qipanmoensis Niu et Dong,Liaodongia jinxianensisWang,Gezhenpuia annulataNiu et Wang,Cyclomedusa davidi Sprigg,等[15]。前人还报道有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 上沟组-南关岭组
这是共同体思维引领下统一战线发展的广度要求。只有具有开放性、包容性的共同体才是动态稳定和具有活力的共同体。正如马克思所指出的:“社会不是坚实的结晶体,而是一个能够变化并且经常处于变化过程中的有机体。”[21]“开放、弹性的共同体允许共同体内外之间的交流互动,其利益主体会随着环境系统的变化而变化,这就是共同体的更新与交流。自我封闭、自我疏离的共同体是必然要走向解体的。”[5]新时代统一战线要在广度上实现以下发展:
在金县-旅大地区,日人松下进(1935)所建大和尚山统解放后经我国地质学家研究已改称旅大统[9,31],李铨提出因断层重复废掉英歌石组和龙头组;在黄泥川组之下新建大门顶组和上沟组[32]。后人又在旅顺地区建立老铁山组。则旅大群自下而上为老铁山组,上沟组,大门顶组,黄泥川组,歪头山组,龙王塘组和岔沟组。之上的关东统的“关东”一名最早由沙俄侵占我国旅大时建立关东省,后又被日人沿用,具有殖民主义含义,解放后俞建章教授将关东统改称革镇堡统,包括五行山亚统和南山亚统,既长岭子组-兴民村组[9]。1959年,潘江修正了关东统和南山统,建立金县统[33]。至此,金县-旅大地区由老到新为旅大群,革镇堡群和金县群。由斋藤林次(1938)开始,经姜春潮(1957),俞建章(1959,1964),潘江(1959),辽宁区调一队(1973),常绍泉(1980),林蔚兴等(1984),以及辽宁省地层表[10],辽宁省地质志[11],辽宁省岩石地层清理[12]等其主流意见几乎都把金县-旅大地区的旅大群至革镇堡群与复县地区的细河群至五行山群对比,因而其实测剖面资料公开报道的很少。较为详细的剖面资料可见俞建章院士(1959)的文章,现适当并层后由新到老简述如下[9]。
(1)大连信台子附近剖面:
甘井子组
岔沟组:顶部为灰黄色薄层石英岩
(2)大连陈家村至五岔营子桥间剖面:
岔沟组(>234 m)
歪头山组(734 m)
黄泥川组
1965年,王东坡和李铨在大连大孤山至上沟一带发现一套火山凝灰岩与火山凝灰质碎屑岩地层,整合于黄泥川组-大门顶组之下,命名为上沟组[18],经笔者适当并层后自上而下为:
歪头山组
上沟组(>282.5 m)
(因断层未见底)
在旅顺老铁山出露一套砾岩,前人命名为老铁山组,但与上沟组没有直接接触[23-25]。
2 岩石地层与旋回地层特征
综上所述,复县地区永宁群主要分布在复州城至复县以北地区,又可分为松树组,朵子山组和庙山组,岩性为肉红色,紫色,褐紫色,红褐色砾岩,中粗粒长石砂岩与长石石英砂岩等,总厚4 470 m[7],为一套干燥炎热气候强氧化环境下的河流相-滨海三角洲相粗碎屑沉积,是由于地壳上升在山前堆积的一套类磨拉石建造。细河群至五行山群的钓鱼台组至高家屯组为含海绿石长石石英砂岩,石英砂岩或石英岩状砂岩与泥页岩夹泥灰岩沉积,从粗到细形成两个沉积旋回,为一套滨-浅海砂泥质建造。丁家沟组至金家组由灰岩到白云岩,为一套台地相并逐渐咸化的碳酸盐岩建造。钓鱼台组至高家屯组到丁家沟组至金家组,由碎屑岩到碳酸盐岩,从粗-细,形成更高一级的沉积旋回。
在金县-旅大地区的旅大群老铁山组至长岭子组从砾岩,凝灰质砂砾岩,长石石英岩与石英岩到泥质岩,从粗到细,形成三个沉积旋回,为一套陆相-滨浅海相碎屑岩建造。早期有海底火山喷发。革镇堡群南关岭组至十三里台组为一套台地相灰质夹白云质碳酸盐岩建造。金县群马家屯组至兴民村组为灰岩夹含海绿石砂泥岩,为一套碳酸盐岩建造间滨浅海相碎屑岩建造。旅大群老铁山组至长岭子组,革镇堡群南关岭组至十三里台组和金县群马家屯组至兴民村组,从滨浅海相碎屑岩建造,到台地相灰质夹白云质碳酸盐岩建造,再到滨浅海相碎屑岩建造,从粗-细-粗,形成更高一级的完整的沉积旋回。
辽宁复县地区细河群与金县-旅大地区旅大群都以滨浅海相碎屑岩建造为主。但是,前者含海绿石长石石英砂岩-石英砂岩与泥页岩夹泥灰岩沉积,从粗到细仅形成两个沉积旋回,而后者为三个沉积旋回,两地下部地层仍有一定的差别。中部的五行山群和革镇堡群虽然都是台地相碳酸盐岩建造,但是前者从灰质到白云质,海盆升起并逐渐咸化,其上被下寒武统平行不整合覆盖而未见上部沉积。后者从灰质到白云质再到灰质,海盆仅在中部有咸化现象,其上还有很厚的沉积地层才被下寒武统平行不整合覆盖,两者地层序列和海水进退规程不同。前者碳酸盐岩沉积厚度仅580 m左右;后者竟达到1 889.7 m,两者在沉积厚度和沉积形象上相差甚远。复县地区未见金县群的沉积,而金县-旅大地区尚有420.8 m厚的金县群沉积,两者也有明显的区别。特别指出的是在金县-旅大地区旅大群下部出现海底火山喷发,这在复县地区以及辽宁本溪,吉林通化以及淮南等地都不见这套火山喷发岩,它与蓟县剖面长城系大红峪组火山岩很可能是同时代的产物,笔者已建议有关学者通过单颗粒锆石测年能最终解决它的时代问题。
综上所述,辽宁复县地区和金县-旅大地区前人所划“震旦系”在岩石组合特征,沉积旋回特点以及沉积厚度等都有明显的差别,两者总体表现在沉积形象与剖面结构上差别较大,应当是在不同的沉积盆地不同时期形成的沉积产物。
3 古生物群组合特征及其时代意义
复县地区细河群至五行山群产有丰富的宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Long-fengshania组合与蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合。这一化石组合也见于吉林通化和辽宁本溪细河群至康家组与淮南地区的淮南群,以及北美加拿大麦肯齐山地区的小达尔群[34],前人统称淮南生物群或淮南-小达尔生物群[8]。而在金县-旅大地区旅大群至金县群一直未能找到这些宏观藻类化石和蠕形类化石。根据宏观藻类化石和蠕形类等古生物群组合特征,他们显然不是同一时代的地层。值得指出的是前人曾在金县普兰店湾以南三道湾“长岭子组”发现宏观藻类化石: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.;蠕形类化石Pararenicola fuzhouensisXing,Protoarenicola baiguashanensisWang,P.xiaogao-jiatunensisXing,Pseudoarenicola variansWang等,并以此认为在金县地区长岭子组也产这些化石,完全可与复县地区高家屯组对比[30]。查该区地质图,在金县东北鞍山群西侧有一北东向断层(沈阳地质矿产研究所所刊,1984,第6页,图1)[7],在断层带附近出露北部的五行山群是可能的,这里的所谓长岭子组可能就是五行山群高家屯组。
金县-旅大地区金县群兴民村组下段产丰富的水母类化石。水母类动物属腔肠动物门,为辐射对称体制,身体不分节,是后生动物中最原始的类群。而蠕形类动物为两侧对称体制,身体分节,较腔肠动物门要进步,假整合于兴民村组之上的葛屯组则产蠕形类动物化石。较低层位出现较原始的生物,较高层位产生较进步的类群,从生物演化的一般规律这是可以理解的。从这种意义上说,葛屯组至大林子组的时代应为新元古代,新于金县群兴民村组,这也得到地层层序上的直接证明。葛屯组中的蠕形类动物与Chuaria-Tawuia宏观藻类相共生,由此进一步证明辽宁复县地区细河群至五行山群的地层层位高于金县-旅大地区的金县群,这一推论是合乎逻辑的,也是符合上述两大地区地层古生物化石的实际情况的。
值得指出的是,前人明确指出:“金县生物群仅在兴民村组发现类水母化石,显然类水母比蠕虫动物更为高级,因此金县生物群比五行山生物群更为高级进化”(洪作民,1988)[30]。。这可能就是把金县群叠覆在五行山群之上的古生物证据。然而,水母类属腔肠动物门,比蠕虫动物更为原始,上述认识显然是搞错了。笔者将含有蠕形类动物化石的五行山群置于含水母类化石的金县群之上才是合乎生物进化的一般规律,在金县地区金县群之上叠覆五行山群是与古生物化石组合序列相吻合的。
综上所述,革镇堡群-金县群-五行山群生物化石组合序列由新到老是:
(4)五行山群:宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合;蠕形类化石Pararenicola-Paleolina组合
(3)细河群:宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合;目前未见蠕形类Pararenicola-Paleolina化石组合
(2)金县群:水母类化石Cyclomedusa davidi-Medusinites yangjiatunensis组合;叠层石:Linella-Gymnosolen-Katavia-Clavaphyton-Cuijiatun-ella-Xingmincunella组合;目前未见宏观藻类化石
(1)革镇堡群:叠层石Conophyton-Paraconophyton-Chihsienella-Baicalia-Anabaria-Tungussia-Colonnella组合
4 辽东半岛南部中-新元古代的地层划分与对比
据上述,辽东半岛南部中-新元古代地层由老到新为旅大群,革镇堡群,金县群,永宁群,细河群和五行山群(表2),现由老到新叙述如下。
4.1 中元古界
(1)旅大群:源自日人松下进(1930~1935)的大和尚山统和俞建章等(1958)的旅大统。自老铁山组到长岭子组,由砾岩,石英砂岩与泥页岩,从粗到细形成三个沉积旋回,为一套陆相到滨浅海相粗碎屑到细碎屑砾砂泥质沉积,处于海盆早期旋回,并有海底火山喷发。厚度大于3 730.7 m。根据岩石地层,旋回地层以及海底火山喷发的事件地层,旅大群大体可与蓟县剖面长城系对比。上沟组火山岩与大红峪组火山岩很可能为同期火山喷发事件。加之岩石地层特征,旅大群应属长城系。笔者已建议有关学者对上沟组火山岩进行同位素测年。根据地层对比,推测其同位素年龄为1 800 Ma~1 600 Ma。
(2)革镇堡群:源自日人松下进(1930~1935)的关东统和俞建章等(1958)的革镇堡统。从南关岭组到十三里台组以灰岩夹白云岩为主,总厚1 763.6 m,为一套滨浅海台地相碳酸盐岩建造,处于海侵最大时期的中期旋回,局部有泻湖相白云岩沉积,其岩石地层特征与蓟县剖面蓟县系基本相同。
在生物地层方面,1974年,曹瑞骥、梁玉左等提出初步叠层石名单:甘井子组含叠层石Paraconophyton inconspicuaCao et Liang;营城子组含叠层石Conophyton lijiadunensisTsao et Liang;十三里台组含叠层石Baicalia baicalica(Masl.),Colonnella laminataKom.,Conophyton ocularoidesLiang,Chihsienella chihsienensisCao et Liang,Clavaphyton bellumLiang,Tielingellasp.等。其中,Paraconophyton f.,Conophytonf.见于蓟县剖面雾迷山组;Baicalia baicalica(Masl.),Colonnella liminataKom.,Conophyton ocularoidesLiang,Chihsienella chih-sienensisCao et Liang,Tielingellasp.等均见于蓟县剖面铁岭组。前人根据叠层石组合特征与组合序列认为革镇堡群可与蓟县剖面蓟县系对比,应划归蓟县系[13]。1979年,曹瑞骥矶又提出一个新的叠层石名单:甘井子组Anabaria cf.juvensis Claud et Semik.,Jurusania cylindrical Kryl.;营城子组 Conophyton lijiadunensis Tsao et Liang;十三里台组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,卜德安系统研究了本区的叠层石:营城子组有Conophyton lijiadunensisTsao et Liang,Kussiellacf.enigmaticaRaaben,Inzeria regularisBu,Anabariasp.,Parajacutophyton jinxianensisDuan et al.,Jurusaniacf.cylindricaKrylov,Chihsienella jinsianensisBu,Pseudocolonnella yingchengziensisBu,Colonnelasp.,Conophyton habuqieerensisLiang,Paraconophytonsp.等;十三里台组Clavaphyta bellumLiang,Baicalia baicalicca(Masl.),B.cf.raraKrylov,Conophyton ocularoidesLiang等。十三里台组顶部有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 辽东半岛南部中、新元古界划分对比表Table 2 The correlation and division between mesoproterozoic and neoproterozoic in the south of Liaodong Peninsula
虽然不同学者在不同时期提出的名单不尽相同,但综合上述叠层石总的组合特征,特别是Conophyton,Paraconophyton,Chihsienella,Baicalia,Anabaria,Tungussia,Colonnella在本区的大量发育,甘井子组至十三里台组叠层石大体相当于燕山地区叠层石第5~6组合[36],革镇堡群完全可与蓟县典型剖面的蓟县系对比。其同位素年龄推测为1 600 Ma~1 400 Ma。
(3)金县群:源自日人松下进(1935)的关东统马家屯阶~南山阶和潘江(1959)的金县统。自马家屯组至兴民村组,海盆开始上升,海水变浅,下部为条带状灰岩夹钙质页岩,中部为滨海相海绿石砂岩与泥页岩,上部为泥晶灰岩,厚420.7 m。该群以碎屑岩为主夹碳酸盐岩,其岩石组合与燕山地区青白口系下马岭组基本相同,在岩石地层方面可以对比。
在生物地层上,金县群马家屯组含丰富的叠层石,有Gymnosolencf.furcatus Komar,G.levisKrylov,G.cf.ramsayiSteinm,G.furtusKomar,Katavia xiwafangensisBu,Katavia karatavicaKrylov,K.dalijiaensisCao et Zhao;崔家屯组叠层石有Cuijiatunia cuijiatunensisBu,Katavia changdaoensisBu,Hunjiangia jinxianensisDuan,Zhang et Bu,Patomia qidingshanensisDuan,Zhang et Bu等;兴民村组有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园一带的下马岭组采到大量叠层石,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。该组合以Linellaf.,Gymnosolenf.,Kataviaf.,Clavaphytonf.最具代表性[37],可与本区十三里台组上部至马家屯组叠层石组合最相似而未见崔家屯组-兴民村组叠层石组合。金县群与下马岭组叠层石的叠层体均以中小型为主,形态复杂,并以不同类型的穹形为主。分叉方式多样,有指状,芽状,瘤状等。它们的形态特征和内部构造基本相同,大体相当于燕山地区叠层石第7组合Linella-Katavia组合[36]。其形成环境相近,具有同时性特点。据此,金县群完全可以与燕山地区青白口系下马岭组对比,可能还要高于下马岭组。
在年代地层方面,近年来关于下马岭组的时代有了突破性的进展。中国地质科学院地质研究所高林志研究员等在北京西山芹峪-大村剖面和河北怀来赵家山剖面下马岭组斑脱凝灰岩锆石SHRIMP法测年获1 368±12 Ma,1 370±11 Ma,1 366±9 Ma等年龄[17-21];后来又在蓟县标准剖面下马岭组斑脱岩获得近似年龄,下马岭组应置于中元古界。由此可以证明:以Linellaf.,Gymnosolenf.,Kataviaf.,Clavaphyton为代表的叠层石组合的时代应为中元古代晚期。同样产这些叠层石组合的金县群也应为中元古代晚期,而旅大群与革镇堡群的时代就应为中元古代早到中期。前人将旅大群至革镇堡群与细河群至五行山群对比实际上是将中元古代的地层与新元古界对比了起来,显然是存在问题的。
另外,在辽南金县棋盘磨海滨产水母类化石的下兴民村组见较多辉绿岩脉;辽东大连地区在马家屯组,崔家屯组,以及甘井子组,南关岭组等都有辉绿岩脉侵入。中国科学院地质与地球物理研究所杨进辉等对辽东金州大和尚山地区侵入于桥头组(可能是大和尚山石英岩-笔者)的辉绿岩锆石SHRIMP法U-Pb测年为904±15~1 125±38 Ma[36],有力地证明了辽东金州地区旅大群-金县群应老于该年龄,统属于中元古代。淮北的赵圩组-倪园组,史家组-望山组也见较多辉绿岩脉。中国地质科学院地质研究所柳永清研究员等在淮北地区侵入于赵圩组-倪园组的辉绿岩脉锆石U-Pb测年为976±24~1 038±26 Ma[37],则与旅大群-金县群相当的地层也应老于该年龄而应属于中元古代,从而旅大群-金县群属于中元古代得到基性岩墙群锆石U-Pb年龄的直接或间接证据。根据岩石地层,生物地层和年代地层的最新成果,金县群应划归中元古代为宜,其同位素年龄推测为1 400~1 000 Ma。
4.2 新元古界
(1)永宁群:源自李希霍芬(1882)的永宁砂岩。前人将兴民村组与其上葛屯组之间的平行不整合面称为大连上升。永宁群就是在大连上升过程中在鞍山群古隆起北侧山前拗陷沉积的一套巨厚的磨拉石建造。大连上升(苏皖北部称徐淮上升)大体相当于北美明尼苏达地区的格林威尔运动。其上的上克维诺群的时代为9.5±1.5亿年,为新元古界[13]。故推测永宁群为新元古界下部。永宁群大体可与吉林通化钓鱼台组之下的白房子组和苏皖北部曹店组对比。另外,前人在永宁群朵子山组砾岩中采到较多叠层石砾石,有Conophytonsp.,Floriscolumellasp.,Lochmecolumellasp.,Scyphyssp.,Liaoheellasp. 等蓟县系的分子及一些假裸枝叠层石类(Pseudogymnosolenidae),有力地证明了永宁群是蓟县系之后的某一时期有一强烈的构造运动后的产物,这可能就是发生在世界范围内的格林威尔运动。革镇堡群产有蓟县系的叠层石,金县群与革镇堡群又为连续沉积,从而间接地证明了大连上升运动面以上的永宁群至五行山群应新于中元古代的金县群,将永宁群至五行山群置于金县群之上才是合理而正常的地层序列。
(2)细河群:源自日人青地乙治(1928)的细河统。自下而上为钓鱼台组,南芬组和桥头组,岩性为石英砂岩夹泥页岩与灰岩,主要为一套碎屑岩沉积,厚918 m。含丰富的宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合。根据岩石组合和宏观藻类植物群,该群可与吉林南部和辽宁本溪细河群以及淮南八公山组至寿县组对比[5-6]。
(3)五行山群:源自日人青地乙治(1928)的五行山统。自下而上为高家屯组,丁家沟组和金家组,厚1178.7 m。总的由正常滨浅海碎屑岩,台地相灰质碳酸盐到白云质碳酸盐岩沉积,海盆逐渐咸化。高家屯组与丁家沟组含丰富的宏观藻类化石Chuaria-Tawuia-Long-fengshania组合与蠕形类化石。可与辽宁本溪康家组和淮南九里桥组至四顶山组对比[5-6]。
在劳伦古陆西缘加拿大麦肯齐山地区,新元古界自下而上为凯瑟林群石英岩,小达尔群泥页岩夹灰岩和铜旋回火山岩与含铜白云岩,从碎屑岩到灰岩再到白云岩,海水也逐渐咸化,并从粗到细形成一个不完整的沉积旋回,与本区细河群-五行山群的岩石组合与旋回特点是一致的(表3)。在小达尔群中产丰富的淮南-小达尔生物群化石Chuaria-Tawuia-Longfengshania组合,与本区细河群-五行山群所产化石完全是一致的,两者是完全可以对比的。小达尔群的时代被推定为800~1 100 Ma;其上的拉皮坦群冰碛层原为850 Ma,近年来又为750 Ma[8,34]。则本区细河群-五行山群的时代应为新元古代,并为一套前冰期沉积,连同永宁群,推测其同位素年龄为1 000 Ma~780 Ma[21]。
5 几个地层问题的讨论
(1)复县地区细河群至五行山群与金县-旅大地区旅大群-金县群的岩性对比:吾师俞建章教授对旅大地区日人所划14个阶都逐一亲自观察研究,并系统测制了地层剖面,认为“这些阶的顺序大致无甚差错”[9]。他还认为复县曹家屯“细河统桥头建造之上直接与长岭子组整合接触,同样的长岭子组在大和尚山也整合于大和尚山石英岩之上,长岭子组的岩性相当稳定,可认为是个标志层”[9]。虽然俞建章教授的划分仍延续了日人的早期方案,但这在当时即没有古生物化石依据又无同位素测年的情况下而只能依据岩性及其组合序列进行该区震旦系的划分与对比是可以理解的,也是无可厚非的。但近年来的实践证明,问题正是出在仅仅根据岩性对比上。对一个地区的地层应进行多重地层划分,包括岩石地层,层序地层,旋回地层,生物地层以及年代地层研究。特别是基于生物发展的阶段性原理和不可逆性原理,应主要依据生物地层法来重新进行该区前寒武纪地层的划分与对比。
表3 华北地台东缘与劳伦古陆西缘新元古界对比表Table 3 The correlation of the eastern margin of the North China platform and the western margin of Lauren old land
(2)长岭子组不是标志层而葛屯组才是两地区地层对比的标志:自上世纪七八十年代以来,在复县地区细河群至五行山群中相继发现了丰富的宏观藻类化石和蠕形类动物化石[7,25,27,30],而在旅大地区的旅大群至金县群中一直未能发现这些化石,特别是在旅大地区的长岭子组没有任何古生物化石。误认为是长岭子组的高家屯组为一套未变质的浅灰浅黄灰黄绿等色含海绿石石英砂岩,粉砂质页岩和页岩夹泥灰岩,而真正的长岭子组为银灰灰色黄绿灰绿等色千枚状板岩,粘板岩夹千枚状泥灰岩,两者变质程度不同。前人也认为岩性特征及含化石情况等“两地的长岭子组有着明显的不同”[7],前者厚600 m上下,后者厚达1205~1540 m,两者厚度相差甚远。总之它们只是岩性相似,在生物地层和沉积形象上差别很大,它们应该不是同一层位。特别是在高家屯组发现丰富的宏观藻类化石和蠕形类动物化石后,长岭子组作为标志层则自行失去了对比意义。中国地质调查局沈阳地质矿产研究所张丕孚研究员曾多次讨论长岭子组标志层问题,并指出:“只有生物化石取得突破性进展的今天,否定长岭子组是个标志层才有了十分可靠的依据”[14-16]。笔者也认为在发现丰富的宏观藻类化石和蠕形类动物化石的今天应主要依靠生物地层资料并结合年代学进行地层的划分与对比,这是基于生物发展演化的阶段性原理和不可逆性原理,而不能简单地依靠岩性对比。
至于复县地区高家屯组之上的丁家沟组灰岩和金家组白云岩与金县地区的南关岭组灰岩和甘井子组白云岩的岩性顺序的一致性只是一种局部层段的巧合而已。以这种局部层段的巧合将复县地区与金县地区的两套地层柱人为地拼接在一起是不符合沉积学原理的。前者金家组白云岩之上既被下寒武统覆盖;而后者甘井子组白云岩之上还有大于1075.9 m厚的地层才到下寒武统,“剥蚀说”是无法合理地予以解释的。
复县地区高家屯组岩性为中细粒含海绿石石英砂岩,粉砂质页岩和页岩;金县地区葛屯组为中细粒石英砂岩夹灰绿色粉砂质页岩与灰色页岩,两者岩性基本相同。高家屯组产丰富的Chuaria-Tawuia组合的宏观藻类化石和蠕形类化石,葛屯组也产这些化石。将同时产有这两种宏观化石的高家屯组与葛屯组对比,无论从化石组合特征上还是岩石性质上都应当是同期沉积,葛屯组也就具有标志层意义。五行山群从碎屑岩到咸化白云岩,葛屯组至大林子组也从碎屑岩到咸化泻湖相碎屑岩夹白云岩沉积,并见干裂和食盐假晶,两者完全可以对比。进而将金县地区葛屯组至大林子组与复县地区五行山群对比了起来。也就是说金县地区葛屯组至大林子组应合并称为五行山群,五行山群叠覆于金县地区金县群之上,从而完善了辽东半岛南部上述两大地区元古界的划分与对比。金县地区的葛屯组才是两地区地层对比的标志。
本区高家屯组是以Pararenicola-Paleolina组合为代表的蠕形类化石产出的最低层位。与其相当的本溪康家组,淮南九里桥组也是蠕形类化石开始出现的层位。它们在葛屯组的出现(在淮南金山寨组的产出)决不是偶然的,葛屯组至大林子组应与五行山群对比从生物发展阶段上分析是合理的。
(3)辽南葛屯组至大林子组和淮北金山寨组至沟后组的地层时代:前人在辽南大林子组和淮北金山寨组分别采到高肌虫化石和小壳化石,将它们划为下寒武统[38-40]。1986年10月,笔者在金县满家滩剖面葛屯组至大林子组仔细寻找化石而未获。1987年7月,在宿县黑土窝-驴山剖面金山寨组底部砾岩上层面的页岩中采到丰富的宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合与蠕形类化石。前人在沟后组也采到这些化石。Chuaria-Tawuia组合是加拿大拉皮坦群冰碛层之下小达尔群中的典型分子[34],属前冰期产物。所以,产上述宏观藻类化石的葛屯组至大林子组,与金山寨组至沟后组的地层时代应为新元古代早期。至于它们是否存在高肌虫化石和小壳化石有待进一步研究。中国地质调查局南京地质矿产研究所钱迈平,中国科学院南京地质古生物研究所袁训来等通过宏观藻类,叠层石以及小壳等化石的系统研究,否定了金山寨组中的小壳动物化石,沟后组也未见小壳动物化石,肯定了金山寨组至沟后组都产有宏观藻类化石Chuaria-Tawuia组合与蠕形类化石,将新元古界与寒武系界线置于沟后组顶部,其上被下寒武统昌平组假整合覆盖[41]。
(4)关于复县地区金县群的发现:前人在瓦房店市复州城西南西瓦房屯老虎山发现金县群的营城子组至兴民村组,据此认为复县地层小区在五行山群之上连续出露金县群得到地层剖面的直接证据[42]。但他明确指出:“沿断层追索,在十三里台组之下,又发现营城子组与金家组断层接触”,所列剖面描述也是营城子组石灰岩之下与金家组为断层关系(方如恒,1991,144页)[43]。正如前人指出的西瓦房屯这套地层为一地垒式断块出露于复县地层小区内(张丕孚,1994,229页,图1)[44]。笔者以为,在较新地层(细河群-五行山群)分布区出露较老地层(营城子组至兴民村组),新老地层为断层接触这是后期构造作用所至,也是常见的地质现象。所以,无论从区域地质图还是所列剖面都不能证明金县群一定位于五行山群之上。前人还认为在复州湾赵坎子剖面存在金县群[44]。前人经实地调查研究认为并不存在金县群的甘井子组-马家屯组地层[44]。
6 结论
综合上述,在中元古代,辽东半岛南部金县-旅大地区有一狭窄的可能与燕山沉降带相连的沉积凹陷(陆内裂谷)。早期沉积了一套碎屑岩建造,并有海底火山喷发,这就是旅大群。中期,出现广泛的碳酸盐台地,形成革镇堡群富含叠层石的灰岩与白云岩。晚期又沉积了以碎屑岩建造为主的金县群。从碎屑岩到碳酸盐岩,再到碎屑岩,从粗到细再到粗,形成一完整的沉积旋回,与燕山沉降带长城系-蓟县系-青白口系的沉积序列是一致的,并在早期都有海底火山喷发。在金县群或青白口系下马岭组沉积末期,分别发生了与北美明尼苏达地区格林威尔运动相当的大连上升或蔚县运动[45],以挤压隆升作用为主导的这一运动结束了中元古代的沉积。该运动末期,在张性作用下,该区普遍发生了辉绿岩脉的侵入,形成大规模的基性岩墙群。在这一运动过程中,在深变质的鞍山群/风阳群古隆起的北南两侧山前拗陷沉积了一套巨厚的类磨拉石建造永宁群/白房子组/曹店组,燕山地区缺失这一时期的沉积。至细河群沉积时,海水逐渐扩大,北到华北古陆北缘的吉林通化地区;南至安徽淮南;向西超覆在燕山沉降带的广大地区,这就是与细河群相当的长龙山组-井儿峪组。由于格林威尔运动末期的弹性伸展作用以及Rodinia超大陆的聚合,海水从燕山沉降带的广大地区退却,在金县-旅大凹陷以北的复县地区沉积了五行山群,并以海湾型泻湖相沉积反超在金县-旅大凹陷金县群之上,而在燕山广大地区却缺失这一时期的沉积。五行山群沉积末期,地壳上升,海水全面退却,直到早寒武世才接受沉积。
最后,李铨研究员对文稿提出了许多宝贵意见,在此表示衷心感谢。
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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
全国地层委员会项目《中国主要断代地层建阶研究》(200113900076);地调项目晋冀成矿区地质矿产调查(基[2011]矿评01-08-09)
牛绍武(1938-),男,研究员,1964年毕业于长春地质学院地质系地层古生物专门化,长期从事中生代与中-新元古代地层古生物研究,Email:g15366@motorola.com。