华北地层大区下寒武统特征岩性组合对比与岩石地层划分

刘德正

(山东省核工业二四八地质大队，山东 青岛 266041)

地质与矿产

华北地层大区下寒武统特征岩性组合对比与岩石地层划分

刘德正

(山东省核工业二四八地质大队，山东 青岛 266041)

根据华北地层大区下寒武统引用地层单位的特征岩性组合构成及其与鲁中特征岩性组合序列的对比，按照“两灰两红”的沉积格局，建立完整连续的岩石地层单位序列：雨台山组—李官组—余粮村组—馒头组。山西及以西各地的霍山组与馒头组的底部层位相当。

特征岩性组合；岩石地层单位；序列；下寒武统；华北地层大区

0 引言

华北地层大区(以下简称大区)张夏组之下的下寒武统(少部分延至中统)是典型的碳酸盐与陆源碎屑混合沉积地层，以岩性的复杂多变和岩性层的频繁交替而著称[1]。现已查明，它在除内蒙古伊克昭盟高地和晋西吕梁高地以外的整个大区都有沉积[2-3]。自美国学者维理士等1907年在山东济南莱芜一带创建馒头页岩以来，其他学者又陆续命名了霍山砂岩，昌平灰岩，胡鲁斯台层，朱砂洞灰岩系，馒头统、毛庄统、徐庄统、石桥统、当十统、猴家山统、“五山组”、府君山组、关口砂砾岩、搬倒井灰岩、辛集含磷组、碱厂组、老庄户组、苏峪口组、五道淌组、黑沟组、李官组、水洞组等，因它们大都命名于不同地点，之间的关系多不十分清楚。例如昌平灰岩与馒头页岩之间，孙云铸1957年在寒武纪下界问题一文中主要依据馒头页岩下部黄灰色薄层灰岩中产Redlichiachinensis,昌平灰岩底部产Redlichiasp.，曾断言昌平灰岩是馒头页岩的灰岩相，即与卢衍豪等三分馒头页岩而建立的馒头统相当，直到项礼文等1964年在昌平灰岩底部化石层中采获滇东沧浪铺期带化石Palaeolenus(后改为Megapalaeolenus)才确认它是馒头统之下新的地层单位[4-6]。

20世纪90年代，前地矿部立项开展全国性以清理岩石地层单位为重点的地层多重划分对比研究，大区项目办多次召集有关省(区、市)区测队研究各地提出的岩石地层单位序列方案并最终形成大区的统一方案和各分区的划分对比表[7]。

对下寒武统来说，总的方案是馒头组之下北带的昌平组对应南带的辛集组+朱砂洞组；具体到各分区：燕辽分区馒头组之下是昌平组，二者之间有沉积间断(笔者1986年在讨论辽西老庄户剖面时命名该沉积间断为燕辽上升[8])。辽东、鲁西、徐淮、豫陕和西缘分区馒头组之下是朱砂洞组+辛集组；鄂尔多斯、阴山和山西分区馒头组之下是霍山组，因后者具穿时性导致馒头组厚薄不一。

笔者坦言，尽管在南带不存在昌平组这一点有不同认识外，项目办方案中坚持馒头组的页岩含义，确认北带普遍存在沉积间断以及尽量压缩地层单位数量(5个)的努力必须予以充分肯定。然而各地实际采用的方案与此有明显差距。

(1)引入了更多的地层单位，包括吉林省的水洞组；辽宁省的大林子组、葛屯组和碱厂组；山东省的李官组；江苏省的猴家山组；安徽省的凤台组、雨台山组和猴家山组；甘肃省的雨台山组；宁夏自治区的陶思沟组和胡鲁斯台组；内蒙古自治区的色麻沟组等[9-16]。其中碱厂组、李官组、猴家山组、雨台山组、陶思沟组、胡鲁斯台组和色麻沟组有三叶虫化石证据为寒武纪地层单位，安徽的凤台组和属雨台山页岩下部大段页岩的雨台山组已被张文堂等认定为上前寒武系，吉林的水洞组和归入昌平组的黑沟组以及辽宁的大林子组和葛屯组与它们有诸多相近之处，目前以暂归上前寒武统为宜[17-18]。甘肃的雨台山组指平凉大台子剖面底部紫红灰白色石英砂岩夹白云质灰岩，与安徽雨台山页岩无共同之处，根据剖面处于伊克昭盟高地西南倾伏端分析以对比为霍山砂岩更为贴切。

(2)各地馒头组的底界很不一致。首先，燕辽分区的北京、天津、河北、辽西和吉东南选择的是沉积间断面之上紫红色角砾泥岩的底界，其上馒头组基本上由紫色紫红色页岩泥岩组成[19-21]。山东临沂李官余粮村剖面馒头组底界与此相近，但下伏层没有沉积间断[11]。山东馒头山剖面上馒头组底界明显偏低，位于燧石条带团块灰质白云岩之顶。河南省馒头组下界更低，因为他们把朱砂洞组上界划在云斑(豹皮状)灰岩与燧石团块灰岩之间[22]。更有甚者，江苏和安徽两省把馒头组下界下移到豹皮状灰岩之下肝紫色页岩之底，比河南省再低数十米[12-13]。看来大区南带有关省基本上没有统一认识，只有山东余粮村剖面馒头组底界与北带各地的同一界线相一致。

(3)昌平组，北带燕辽分区各省市和吉林省在馒头组之下列出昌平组，南带只有江苏安徽两省列出。但是，对照张文佑创立昌平灰岩时列出的剖面(产Redlichia暗色灰岩；鲕状和砾岩状灰岩；含燧石厚层暗灰岩)[23]，用现代术语就是大古油栉虫灰岩，豹斑灰岩和燧石条带团块灰岩，最关键的是底部大古油栉虫灰岩和顶部的燧石团块灰岩；如此看来辽东的碱厂组和山东定义的朱砂洞组都是昌平组，即使创名朱砂洞组的河南省也有豹斑灰岩和燧石团块灰岩，只不过不存在大古油栉虫灰岩而应当称之为不完整的昌平组。因此笔者认为大区南带普遍存在昌平组或者与昌平组同含义的地层。

(4)朱砂洞组，大区项目办推荐方案中的朱砂洞组应该是最初含义的朱砂洞组(馒头紫色和肝红色页岩之下的大套灰岩)，即张伯声划分的abcd四段。如今的朱砂洞组已退缩到c段的中部，加之底部a段的石英砂砾岩已被辛集组占用，相邻鲁苏皖三省无法采用如此定义的朱砂洞组，因此想在南带推广最初定义的朱砂洞组已无可能。

另外，大区项目办方案中北带昌平组与南带辛集组底界相对应并不恰当，因为前者所产Megapalaeolenus属沧浪铺期顶部带化石，后者所产Hsuaspis属沧浪铺中期，二者之间隔了一段砖红、肉红等色的泥云岩和砂岩，总厚数十米甚至上百米，张文堂等早就将他们分别归属于上下2个地层单位：昌平组和猴家山组。

上述种种使笔者深信：主要原因是因为大家对这套地层缺乏统一的地层对比划分标准。笔者根据多年实践经验，总结出来的特征岩性组合对比法有助于建立连续完整的岩石地层单位序列。以下各节将系统予以论述。

1 鲁中下寒武统特征岩性组合序列的建立

20世纪70年代末，笔者等在实施山东沂水沂源地区(以下简称鲁中)震旦下寒武铀矿成矿规律与远景预测项目时在研究区内实测了28条下寒武统剖面，有一条延伸到张夏组。后又对省内的代表性剖面对照复测以加深对研究区地层特征的认识。通过反复丈量剖面认识到：尽管这套地层十分复杂，但总有一些在颜色、岩性、组构、含有物、化石等方面有突出特点的岩层例如肝紫色页岩、暗紫色云母页岩、砖红色云泥岩(原鲜红色易碎页岩)、肉红色石英砂岩、紫灰色海绿石微细粒砂岩、豹斑(豹皮状)灰岩、瘤(疙瘩状)灰岩、大古油栉虫灰岩、燧石条带团状(结核)灰岩等，称之为特征岩性层，它们与相伴、相夹的岩层一起构成特征岩性组合。随着特征岩性层不断发掘，最终形成连续完整的特征岩性组合序列(以下简称鲁中序列)，具体如表1、表2所示。

表1 山东沂水诸葛七沟剖面特征岩性组合划分

表2 山东沂源韩旺西王庄剖面特征岩性组合划分

1.肉红色石英砂岩组合：肉红、灰棕、灰褐等色，以中细粒石英砂岩为主，下部常含细砾，有时含燧石团块，具大型缓斜层理，具穿时性，部分剖面缺失。

2.砖红土黄色泥云岩白云岩组合：以砖红色泥云岩为主，常夹土黄色白云岩，多具石盐晶痕，偶夹燧石条带。沉积范围较局限。

3.大古油栉虫灰岩组合：常为深灰色，中厚层状，有时含沥青质并呈灰黑色，锤击有臭味，偶含燧石团块。富含Megapalaeolenus，Redlichia等。研究区内分布普遍，向西到沂源东里一带，向东直达郯庐断裂主断面(莒县断裂)。

4.瘤灰岩组合：以绿灰色瘤灰岩为特征，常伴泥灰岩和泥质页岩，沂水七沟以北几乎全为瘤灰岩。沂源西王庄一带常夹豹斑灰岩。产Redlichia或由其颊刺组成生物碎屑灰岩。

5.肝紫色页岩组合：肝紫、紫褐色泥质页岩为主，常夹生物碎屑灰岩薄层。产Redlichiachinensis等。顶部常呈紫红色，沂源西王庄东山以西相变为以豹斑灰岩为主的灰岩。

6.豹斑灰岩组合：以深灰色豹斑灰岩为主，常夹生物碎屑灰岩，但完整化石少见。

7.燧石条带团块灰岩组合：深灰色厚层灰岩中含燧石条带或团块，有时夹白云质灰岩或白云岩，走向上燧石条带灰岩与燧石团块灰岩常相间出现。

8.薄层泥质灰岩组合：呈黄灰或绿灰色，以薄层状泥质灰岩或泥灰岩为主，常夹黄绿色页岩，底部常有一层紫红色云泥岩，常产Redlichia等。

9.紫色紫红色页岩组合：以紫色页岩为主，顶部有时呈紫红色，常夹生物碎屑灰岩薄层但完整化石少见。

10.紫灰色灰岩组合：普通灰岩与鲕粒灰岩相间出现，有时全由鲕粒灰岩组成，时夹生物碎屑灰岩，三叶虫除Redlichia外，Qiaotouaspis等褶颊虫亦可见及。

11.砖红紫红色云泥岩页岩组合：以砖红色云泥岩为主，下部时夹紫红色页岩，生物碎屑与完整化石都很少见，有泥灰岩透镜体时偶尔见及。

12.暗紫色云母页岩组合：以暗紫色云母片粉砂质页岩为主，常夹鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩薄层，富产Shantungaspis，Yaojiayuella等，底部生物碎屑灰岩中产Qiaotouaspis等。

13.灰紫色砂岩页岩组合：以灰紫色页岩和紫灰色海绿石微细粒砂岩为特征，夹多层鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩，富产三叶虫构成Bailiella,Poriagraulos,Sunaspis,Hsuchuangia带。

以上13个组合中，燧石条带团块灰岩组合以上的7个组合在整个鲁西分区稳定分布；中部大古油栉虫灰岩组合以上的4个组合在昌邑—沂源—微山以东的鲁中南地区都有沉积；底部的两个组合局限于安丘—台儿庄的古海盆北东向槽地分布。

鲁中序列虽然缺少大区南缘才有的磷砾岩砂灰岩组合，但其厚度已占大区下寒武统厚度几乎全部，在以后各节中还要反复提及。

表3 山东长清张夏馒头山剖面特征岩性组合划分[11]

2 引用地层单位特征岩性组合划分与分析

其目的是通过各地层单位特征岩性组合的划分弄清楚其在下寒武统地层柱中的位置与其之间的先后顺序，为建立连续完整的大区岩石地层单位序列创造条件。

1.馒头组：源于维理士等1907年创名于山东长清张夏馒头山的馒头层(页岩)。卢衍豪等1953年重新进行剖面分层和三叶虫化石带研究并将其细分为馒头统、毛庄统和徐庄统，从此成为大区下寒武统上部的生物地层层型[4]。1986年山东省地矿局综合研究队专题组对剖面再次细测，纠正了前人在岩石定名和厚度计算上存在的不足，后被山东省区域地质志收录[24]。笔者根据该剖面特征岩性层的垂向分布将其划分为7个特征岩性组合，自下而上为：燧石条带团块灰质白云岩组合、薄层泥云岩灰岩组合、紫红灰紫色云泥岩页岩组合、灰紫褐灰色泥质白云岩组合、砖红紫红色云泥岩组合、暗紫紫红色云母页岩组合和灰紫紫灰色砂岩页岩组合(表3)。

显而易见，除灰岩的白云质明显增多外，与鲁中序列的上部7个组合几乎一模一样。值得注意的是，前2个组合以灰岩或灰质白云岩为主，后5个组合则以页岩和云泥岩占主导地位；两者之间，即薄层泥云岩灰岩组合与紫红灰紫色云泥岩组合之间应当是岩石地层馒头组的下界，界限上方是厚达10m的灰紫色含粉砂云泥岩。为进一步确认这一界限的合理性，笔者又对临沂李官余粮村剖面同样进行特征岩性组合划分(表4)，与馒头山剖面薄层泥云岩灰岩组合对应的薄层泥质灰岩组合上方是厚达15.5m的上肝紫色页岩，其在组合序列中的位置证明山东省将这一界面定为馒头组与朱砂洞组的分界是正确的。由于山东省对馒头山剖面岩石地层馒头组的下界明显偏低，建议在适当的机会予以改正。

表4 山东临沂李官余粮村剖面特征岩性组合划分[11]

2.霍山组：源于日本学者山根新次1924年,创名于晋中霍山地区的霍山砂岩，指角度不整合于太古代片麻岩系之上，产三叶虫化石寒武系之下的一套“红白色石英砂岩”，当时定为震旦系。多年来对其时代有寒武系和前寒武系2种认识，直到1980年张守信提出“当地寒武系底部穿时的岩石地层单位”后被多数人赞同[25]。根据山西省区域地层表列举霍山砂岩剖面集中分布于沁源、洪洞、静乐、原平一带，属于吕梁高地及其北东倾伏端东南坡，厚度以沁源为中心向两端逐渐变薄[26]。笔者根据该书霍山砂岩厚度最大的沁源鱼儿泉仁道村剖面，按共有层对接近邻沁源王和猪窝铺寒武系剖面，组成一条直达张夏组的完整剖面(表5)，自下而上划分为红白色石英砂岩组合、紫红色页岩组合和暗紫紫红色砂岩页岩组合，结合上组合中产Poriagraulos、Sunaspis和中组合中产Eosoptychoparia分析，它们与山东馒头山剖面最上部的2个组合(灰紫紫灰色砂岩页岩组合和暗紫紫红色云母页岩组合)相当，下部的红白色石英砂岩组合在馒头山剖面上虽然无相应组合，但其空间上与山东张夏剖面中的馒头组下部3个组合(浅褐黄色薄层泥云岩灰岩组合、紫红灰紫色云泥岩页岩组合、灰紫褐灰色泥质白云岩组合)相对应，二者同为馒头组的初始部位，不过因所处古地理位置(距吕梁高地远近不同)而岩性上有差异，因此可以确认红白色石英砂岩组合的霍山组与馒头组下部层位相当。

现已查明，山西吕梁地区无朱砂洞组沉积，它只存在于南部的中条山地区。

表5 山西沁源鱼儿泉仁道村剖面特征岩性组合划分

3.昌平组：源于张文佑1935年创名于现北京昌平龙山的昌平灰岩，因在景儿峪灰岩上部采获寒武纪三叶虫化石而分出[23]，虽然项礼文等1964年在化石层中采到Megapalaeolenus证明其层位比卢衍豪等的馒头统要低，但二者如何衔接并不十分清楚，好在北京市区域地质志引用市地矿局下古生界专题组重测的龙山剖面，不仅在顶部灰岩中发现了燧石团块，而且找到它的直接上覆层(紫红色角砾质泥岩)为解决这一问题提供了依据[27]。

根据该剖面分层描述(表6)，昌平组分为大古油栉虫灰岩组合，豹斑灰岩组合和燧石团块白云岩组合，与鲁中地区西王庄剖面中部的3个组合完全相当。因西王庄剖面东山豹斑灰岩组合恢复为瘤灰岩组合，肝紫色页岩组合和狭义的豹斑灰岩组合，与鲁中序列中大古油栉虫灰岩组合到燧石条带团块灰岩组合的5个组合完全相当。为查明昌平灰岩上覆紫红色角砾质泥岩在地层柱中的确切位置，选择同为北京市区域地质志收录的门头沟下苇甸剖面(表7)进行特征岩性组合划分，显然，北京市岩石地层一书划分的馒头组包括燧石条带白云岩组合、砖红色泥岩组合、灰黄色白云岩组合、紫红色泥岩页岩组合、紫红色含云母粉砂质泥岩组合和灰绿灰紫色粉砂岩页岩组合。

表6 北京昌平龙山剖面特征岩性组合划分[19]

表7 北京门头沟下苇甸剖面特征岩性组合划分[19]

将下苇甸剖面与龙山剖面加以对比可以看出，下苇甸剖面馒头组1层土黄色含燧石条带角砾状含砂白云岩应当与龙山剖面昌平组顶部9层浅灰色含燧石团块灰质白云岩相对比，下苇甸剖面馒头组应当从2层土黄、紫红色泥质角砾岩开始，龙山剖面10层紫红色角砾质泥岩同样是馒头组的起始层。这样一来，北京地区的馒头组包括砖红色泥岩组合以上的5个组合，与山东馒头山剖面上部的5个组合可以相互对比，燕辽上升沉积间断面上开始沉积的层位就是现定义馒头组底部层位。对比下苇甸剖面和山东馒头山剖面还可以确定：北京乃至整个燕辽分区，昌平灰岩与岩石地层馒头组之间缺失了薄层泥质灰岩组合全部和燧石条带团块灰岩组合的一部分，对此在建立岩石地层单位序列时必须予以充分注意。

4.陶思沟组和胡鲁斯台组：二组均源于杜恒俭1950年创名于宁夏贺兰山北段胡鲁斯台陶思沟的胡鲁斯台层，指震旦纪石英岩之上并被石炭纪煤系掩盖的寒武纪地层[28]。卢衍豪1954年根据李星学等采自同一剖面三叶虫化石的鉴定结果确定其时代为早中寒武世[29]。1976年周志强等划分为毛庄组和徐庄组[30]。1997年宁夏自治区岩石地层一节分别命名为陶思沟组和胡鲁斯台组[15]。笔者根据张文堂援引宁夏地矿局区测三分队实测的剖面分层(表8)划分为灰白色白云岩石英砂岩组合和灰绿紫红色砂岩页岩组合，与山西沁源仁道村剖面的红白色石英砂岩组合和暗紫紫红色砂岩页岩组合可以对比，同样都可划分为霍山组和馒头组。

表8 宁夏石咀山陶思沟剖面特征岩性组合划分[15]

5.朱砂洞组：源于冯景兰、张伯声1952年创名于现河南平顶山市西南朱砂洞山的朱砂洞石灰岩系，时代定为震旦纪。因当地覆盖较多，张伯声在嵩山地区测到连续剖面并细分为:a(石英砂砾岩),b(薄层白云质灰岩),c(具不规则条带厚层状灰岩)和d(泥灰岩夹紫色页岩)4段。1954年张尔道在d段灰岩中采到三叶虫化石，遂将该段划归馒头页岩[31]。1974年中南地区区域地层表在新安渑池小区和嵩山箕山小区馒头组之下列为朱砂洞组，其岩性为：下部灰黄等色含燧石团块板状灰岩，中部豹皮状灰岩，上部灰色厚层燧石团块灰岩，只包括张伯声的b、c两段[32]。1997年河南省岩石地层一书再将朱砂洞组顶界下移到豹皮状灰岩之顶[27]。笔者根据张伯声、张尔道等重点观察朱砂洞组的河南登封唐庄关口剖面的完整层序(刘印环等提供)[33]，朱砂洞组包括粉红色泥云岩组合和豹斑灰岩组合(表9)。下伏的肉红色石英砂岩组合和上覆的燧石团块灰岩组合都证明其与鲁中序列中的砖红土黄色泥云岩白云岩组合和豹斑灰岩组合相当，其间缺失了大古油栉虫灰岩组合、瘤灰岩组合和肝紫色页岩组合。这3个组合不仅在鲁中南而且在苏皖北部的徐淮分区都普遍发育，但在河南省内至今未见。尤其是作为昌平组标志的大古油栉虫灰岩组合在河南陕西等省的缺失证明这些地区当时有过沉积间断，笔者2002年将其命名为豫陕上升[34]。再者剖面底部的肉红色石英砂岩组合自1962年辛集含磷组命名以来就作为含磷碎屑岩的上部而割裂出去，其实它在鲁苏皖三省和嵩山箕山小区与其上的砖红粉红色地层几乎是形影不离而不属于含磷岩系。

表9 河南登封唐庄关口剖面特征岩性组合划分[22]

山东省在临沂李官余粮村剖面(表4)岩石地层馒头组之下划分出与河南省不同定义的朱砂洞组，包括大古油栉虫灰岩组合、瘤灰岩组合、肝紫色页岩组合、豹斑灰岩组合、燧石条带团块灰岩组合和薄层泥质灰岩组合，它上覆的3个组合(上肝紫色页岩组合、黄灰色灰岩组合和紫红色页岩组合)表现其与岩石地层馒头组的充分衔接，又弥补了河南省朱砂洞组缺失的3个组合(大古油栉虫灰岩组合、瘤灰岩组合和肝紫色页岩组合)，又能使昌平组顶部的燧石条带团块灰岩组合和薄层泥质灰岩组合完善起来，是大古油栉虫灰岩底部到岩石地层馒头组最完善的地层剖面，笔者建议山东省将其命名为余粮村组(由山东省地层清理时命名的余粮村页岩扩大含义并升格为组)。

6.猴家山组：源于徐嘉炜1956年创名于安徽淮南山王猴家大山的猴家山统，包括石灰质砾岩、含磷岩系和钙质页岩夹硅质灰岩3部分[35]。1958年将这三部分分别命名为凤台砾岩、雨台山页岩和白鹤山层，其中雨台山页岩较含磷岩系扩大为包括霍邱地区含磷岩系之下的大段页岩。1979年张文堂等在研究大区南缘含磷层时将雨台山页岩上部的含磷岩系与其上的白鹤山层合称猴家山组，仍归寒武系，下部的大段页岩与凤台砾岩合称凤台组，归上前寒武系。此后安徽省一直坚持猴家山组的这一定义。笔者根据安徽地层志中该剖面的完整层序(表10)，张文堂定义猴家山组包括磷砾岩砂灰岩组合和砖红灰黄色泥云岩白云岩组合[36]。前者是鲁中序列中仅限于大区南缘安徽、河南、陕西到宁夏贺兰山，后者则与鲁中序列中的砖红土黄色泥云岩白云岩组合一致，唯一不同的是淮南霍邱一带缺失肉红色石英砂岩组合，因为它具有穿时性。

表10 安徽淮南山王猴家大山剖面特征岩性组合划分[13]

7.雨台山组：安徽省将雨台山页岩中的含磷岩系归入猴家山组后仍称其下的大段页岩为雨台山组，仍与凤台组一起归寒武系[13]。另外，周本和等1984年定义的雨台山组包括含磷岩系及其下的所有砾岩和页岩[37]。笔者1986年根据岩性和含矿性(磷和膏盐)不同将含磷岩系从猴家山组中分出并建立雨台山组，成为大区下寒武统最底部的组[8]。在安徽霍邱马店雨台山剖面(表11)上雨台山组像在猴家大山剖面上一样为磷砾岩砂灰岩组合。

表11 安徽霍邱马店雨台山剖面特征岩性组合划分[8]

8.辛集组：源于河南省地质局地质研究所在一篇地层研究报告(油印稿)中创名于鲁山辛集的辛集含磷组，指震旦纪罗圈冰碛层之上朱砂洞组之下的含磷碎屑岩，自1962年创名以来从无变化[22,32]。根据刘印环等提供河南鲁山辛集石膏矿剖面完整层序(表12)，辛集组位于剖面底部，包括磷砾岩含磷细砂岩组合和紫红色砂岩组合，前者与安徽淮南山王猴家大山剖面和霍邱马店雨台山剖面的磷砾岩砂灰岩组合相当，后者与登封唐庄关口剖面底部的和鲁中序列底部的肉红色石英砂岩组合相一致。

9.碱厂组：系张文堂50多年前参观原长春地质学院标本陈列室时看到几块采自辽宁本溪碱厂的标本产出Megapalaeolenus,按标本产地建立的地层单位，后来辽宁省区测队在碱厂镇小黄沟和后大坡采到同种化石并在小黄沟丈量到一条完整的下寒武统剖面，后被辽宁省区域地层表收录成为碱厂组的层型[38]。根据该剖面的完整层序(表13，原1层岩性与基底桥头组一致而回归基底，以上各层依序降号排列)，1～7层的碱厂组划分为大古油栉虫灰岩组合、灰色黄绿色页岩灰岩组合和燧石条带灰岩组合。显然，除中部组合岩性有所不同外，顶底组合都与昌平组相同。更有意义的是，燧石条带灰岩组合以上的薄层泥质灰岩组合、紫色页岩组合、黄灰色灰岩组合、鲜红色页岩组合、褐紫色云母页岩组合和灰绿色砂岩页岩组合与鲁中序列的上部7个组合极为相像，这正是笔者赞同郯庐断裂带在寒武纪以后发生过左行平移的基本依据[39]。

表12 河南鲁山平集石膏矿剖面特征岩性组合划分[22]

10.李官组：梁宗伟1980年在讨论鲁中南地区五山组(1959年北京地质学院在山东省开展1/20万临沂沂水等幅区域地质调查时命名)时因命名地点(沂水杨庄五山)与代表性剖面(临沂李官余粮村)不一致而根据剖面所在乡镇改为李官组[40]。与此同时，根据五山组中部肝紫色页岩之下黄绿色泥灰岩中采到Redlichiachinensis将其顶界下移至产大古油栉虫厚层灰岩之顶，即沧浪铺阶与龙王庙阶之间的生物地层界限。山东省岩石地层一书因岩石地层划分的需要将李官组顶界再次下移到大古油栉虫灰岩组合之底，使其只包括肉红色石英砂岩组合、砖红灰黄色云泥岩组合这2个以红色为特征的组合(表14)。

11.色麻沟组：即内蒙古区测一队四分队1994年创名于乌拉特前旗色麻沟西的色麻沟组，指张夏期老孤山组之下的一套碎屑岩夹灰岩，被内蒙古岩石地层一书采纳[16]。根据该书提供的剖面分层描述(表14)可划分为灰白色石英砂岩组合和紫红黄绿色砂岩页岩组合，与山西沁源仁道村剖面的红白色石英砂岩组合和暗紫紫红色砂岩页岩组合一致，只是中间缺失了紫红色页岩组合，而且岩层的红色明显偏弱，推测与前者所在吕梁高地坡度较大有关。总而言之，色麻沟剖面和宁夏陶思沟剖面一样都应划分为霍山组和馒头组。

表13 辽宁本溪碱厂小黄沟剖面特征岩性组合划分[10]

表14 内蒙古乌拉特前明安色麻沟剖面特征岩性组合划分[16]

通过本节对引用地层单位特征岩性组合划分的讨论，①使大区特征岩性组合由鲁中序列的13个增至14个(鲁中序列加安徽淮南霍邱一线的磷砾岩砂灰岩组合)；另外还有3个因岩性变化而导致的变异型组合，包括由瘤灰岩组合、肝紫色页岩组合和狭义豹斑灰岩组合相变而致昌平组豹斑灰岩组合和碱厂组灰色黄绿色页岩灰岩组合，以及由馒头组下部3个组合相变而成的红白色石英砂岩组合(霍山组)。②可供选择的地层单位由12个变为10个，即：项目办推荐该文正式厘定的馒头组、霍山组、昌平组、朱砂洞组、山东省定义朱砂洞组本文新命名的余粮村组、猴家山组、笔者定义雨台山组、辛集组、碱厂组和李官组。其中霍山组只存在于张家口—石家庄—洛阳弧线以西的晋陕宁蒙地层区内，弧线以东的冀辽鲁豫地层区内的9个地层单位是建立大区岩石地层单位序列需要重点研究的对象。

3 大区下寒武统统一岩石地层单位序列的建立

刘群等1994年讨论大区下寒武统时总结的“两灰两红”沉积格局，笔者认为同样适用于本文讨论的下寒武统[41]。用建立的特征岩性组合来说就是：下灰色层：磷砾岩砂灰岩组合；下红色层：肉红色石英砂岩组合和砖红土黄色泥云岩白云岩组合；上灰色层：大古油栉虫灰岩组合到薄层泥质灰岩组合；上红(紫)色层：紫色紫红色页岩组合到灰紫色砂岩页岩组合。

了解各颜色层包含的特征岩性组合后，再把包含该特征岩性组合的地层单位找出并加以对比，便可找到最符合所含特征岩性组合的地层单位是该颜色层的最佳地层单位。

下灰色层(磷砾岩砂灰岩组合)：地层单位有猴家山组(磷砾岩砂灰岩组合和砖红灰黄色泥云岩白云岩组合)；雨台山组(磷砾岩砂灰岩组合)；辛集组(磷砾岩含磷细砂岩组合和紫红色砂岩组合)，显然雨台山组是最佳选择。刘群等和大区项目办选择的辛集组及猴家山组因在磷砾岩砂灰岩组合之上还有属于红色层的紫红色砂岩组合或砖红灰黄色泥云岩白云岩组合而双双落选。

下红色层(肉红色石英砂岩组合和砖红土黄色泥云岩白云岩组合)：包含该二组合或其中一个的地层单位有朱砂洞组(红色膏溶灰岩角砾岩组合)、猴家山组(砖红灰黄色泥云岩白云岩组合，肉红色石英砂岩组合自然缺失)、辛集组(紫红色砂岩组合)和李官组(肉红色石英砂岩组合和砖红黄灰色云泥岩组合)，其中只有李官组符合选择条件，刘群等和大区项目办选定的朱砂洞组因缺失肉红色石英砂岩组合(被划归辛集组)而落选。猴家山组落选虽不因为肉红色石英砂岩组合缺失，但它还有磷砾岩砂灰岩组合同样不满足选择条件。

上灰色层(大古油栉虫灰岩组合到薄层泥质灰岩组合)：包含这6个组合或其一部分的地层单位有昌平组(大古油栉虫灰岩组合到燧石团块白云岩组合，未见顶)、朱砂洞组(豹斑灰岩组合，以下3组合缺失)、余粮村组(大古油栉虫灰岩组合到薄层泥质灰岩组合)和碱厂组(大古油栉虫灰岩组合到燧石条带灰岩组合)。显然最符合选择条件的是余粮村组。刘群等选定的碱厂组缺少顶部薄层泥质灰岩组合；大区项目办推荐的昌平组，不但缺少顶部的薄层泥质灰岩组合，而且燧石团块白云岩组合也遭到剥蚀。

上红(紫)色层(紫色紫红色页岩组合到灰紫色砂岩页岩组合)：大区项目办推荐本文正式厘定的岩石地层馒头组是上红(紫)色层唯一的地层单位。

因此大区下寒武统的岩石地层单位序列为：雨台山组—李官组—余粮村组—馒头组。

这些地层单位的正副层型为：

1.雨台山组[8，35]

正层型：安徽霍邱马店雨台山剖面1～2层，磷砾岩砂灰岩组合。

副层型：河南鲁山辛集石膏矿剖面1～2层，磷砾岩含磷细粒岩组合。

2.李官组[11，40，42]

正层型：山东临沂李官余粮村剖面1～4层，肉红色石英砂岩组合和砖红黄灰色云泥岩组合。

副A层型：河南登封唐庄关口剖面1～5层，肉红色石英砂岩组合和粉红色云泥岩组合。

副B层型：河南鲁山辛集石膏矿剖面3～6层，紫红色砂岩组合和红色膏溶灰岩角砾岩组合。

副C层型：安徽淮南山王猴家大山剖面2～4层，砖红灰黄色泥云岩白云岩组合(肉红色石英砂岩组合自然缺失)。

3.余粮村组[11，42]

正层型，山东临沂李官余粮村剖面5～21层，大古油栉虫灰岩组合到薄层泥质灰岩组合。

副A层型：辽宁本溪碱厂小黄沟剖面1～9层，大古油栉虫灰岩组合到薄层泥质灰岩组合。其中瘤灰岩组合、肝紫色页岩组合和豹斑灰岩组合相变为灰色黄绿色页岩灰岩组合。

副B层型：北京昌平龙山剖面1～9层，大古油栉虫灰岩组合到燧石团块白云岩组合(未见顶，其间的3个组合相变为豹斑灰岩组合)。

4.馒头组[4，7]

正层型：山东长清张夏馒头山剖面9～32层，紫红灰紫色云泥岩页岩组合到灰紫紫灰色砂岩页岩组合。

副A层型：山东沂水诸葛七沟剖面24～47层，紫色紫红色页岩组合到灰紫色砂岩页岩组合。

副B层型：北京门头沟下苇甸剖面2～24层，砖红色泥岩组合到灰紫色粉砂岩页岩组合。

4 余粮村组和馒头组分段的建议

因余粮村组和馒头组厚度较大，特征岩性组合较多，建议将其细分为段，具体意见是：

余粮村组：底部的大古油栉虫灰岩组合自成一段：龙山段(本文)；下中部的瘤灰岩组合、肝紫色页岩组合和豹斑灰岩组合以及由其相变而成的广义豹斑灰岩组合和灰色黄绿色页岩灰岩组合：西王庄段(本文)；上部的燧石条带团块灰岩组合和薄层泥质灰岩组合：丁家庄段[11，42]。

馒头组：下部的紫色紫红色页岩组合、紫灰色灰岩组合和砖红紫红色云泥岩组合合称石店段(张增奇等1994；山东省地质矿产局1997；本文)；上部的暗紫色云母页岩组合和灰紫色砂岩页岩组合合称毛徐庄段(本文)。

综上所述，大区下寒武统岩石地层的组段划分及其与特征岩性组合和三叶虫化石带的对应关系如表15所示。

表15 岩石地层组段划分与特征岩性组合和三叶虫化石带的对应关系

5 结语

(1)本文是通过划分特征岩性组合对比碳酸盐与陆源碎屑混合沉积地层并进行岩石地层划分的初步尝试，所得岩石地层单位序列与前人不同是因为大区东南部的鲁苏皖三角地带是大区下寒武统发育最全最连续的地区，外围的河南和北京等地沉积间断的存在已是公认的不争事实。

(2)为了说明问题，文中引用了多条由兄弟单位同行们丈量的实测剖面，尽管形成时间有早有晚，分层尺度有大有小，描述术语难求一致，但都是客观对象的真实反映，笔者值此向诸位同行表示衷心的感谢。

致谢：该文承蒙张增奇、张成基审阅，并提出宝贵意见，上官义宁同志在成文过程中，付出大量心血，笔者对3位专家的辛勤劳动表示由衷谢意。

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CombinationContrastofCharacteristicLithologyandDivissionofLitnologicStratigraphicUnitsinLowerCambrianinStratigraphicRegioninNorthernChina

LIU Dezheng

(No.248 Geological Brigade of Shandong Provincial Nuclear Industry, Shandong Qingdao 266041, China)

Based on the contrast between characteristic lithology combination in lower Cambrian in stratigraphic region in North China and characteristic lithology combination sequences in Luzhong area, according to the sedimentary framework named as “two gray and two red”, continuous succession of lithostragraphic units have been established as follows: Yutaishan formation— Liguan formation—Yuliangcun formation—Mantou formation. The bottom layers of Huoshan formation in Shanxi province and other areas in western Shanxi province and Mantou formation are quite the same.

Characteristic Lithology combination; lithologic stratigraphic unit; sequence; lower Cambrian; stratigraphic region in Northern China

2017-05-21；

2017-08-01；

陶卫卫

刘德正(1939—)，男，河南洛阳人，高级工程师，长期从事铀、金矿床成矿规律研究工作；E-mail:plhlgsg@163.com

P534.41

A

刘德正.华北地层大区下寒武统特征岩性组合对比与岩石地层划分[J].山东国土资源，2018,34(1)：1-16.LIU Dezheng.Combination Contrast of Characteristic Lithology and Divission of Litnologic Stratigraphic Units in Lower Cambrian in Stratigraphic Region in Northern China[J].Shandong Land and Resources, 2018,34(1)：1-16.