华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代学研究进展
2020-08-07李怀坤张健田辉周红英相振群刘欢
李怀坤 ,张健 ,田辉 ,周红英 ,相振群 ,刘欢
(1.中国地质调查局天津地质调查中心,天津300170;2.中国地质调查局前寒武纪地质研究中心,天津300170;3.中国地质调查局华北科技创新中心,天津300170)
燕辽裂陷槽位于华北克拉通北缘中段的燕山地区(图1),该地区不仅是中国北方中-新元古界的主要分布区,而且因为该区中-新元古界发育相对连续、变形轻微、保存完好、基本未遭受变质作用的改造,被定为我国长城系、蓟县系和青白口系地层标准剖面——通常被称为“蓟县中-新元古界标准剖面”(简称“蓟县剖面”)。作为地层标准剖面,蓟县剖面的地层年代学一直是地学界研究的一个基础和关键问题。本文对近十余年来燕辽裂陷槽的中-新元古界年代学研究新成果进行了较系统总结,对蓟县剖面地层年代格架予以厘定,为蓟县剖面地层所蕴含的中-新元古代地球环境和生命演化过程研究建立扎实的地质年代框架。
1 元古宙地质年代划分
国际地层委员会的专家一直在持续不断地研究和修订前寒武纪地质年代划分方案,先后提出过很多不同版本的前寒武纪地质年代表[1-9]。在国际地层委员会2008年公布的国际地层表中[10],元古宙与太古宙的界线为2 500 Ma,与显生宙的界线为542 Ma;元古宙进一步划分为古元古代、中元古代和新元古代三个代,相互之间的界线年龄分别为1 600 Ma和1 000 Ma。其中,古元古代又分为四个纪,自老到新为成铁纪、层侵纪、造山纪和固结纪,彼此界线年龄为2 300 Ma、2 050 Ma和1 800 Ma;中元古代分为三个纪,自老到新为盖层纪、延展纪和狭带纪,彼此界线年龄为1 400 Ma和1 200 Ma;新元古代也分为三个纪,自老而新为拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪,彼此界线年龄分别为850 Ma和635 Ma。前寒武纪地质年代表(地层划分对比表)是前寒武纪地质研究的基础,是国际和区域间前寒武纪地质对比的基本依据。
图1 华北克拉通前寒武纪构造简图(据参考文献[1,2])(a)和华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中—新元古界分布略图(b)Fig.1 Precambrian tectonic sketch map of the North China Craton(a)and Sketch map showing the distribution of the Meso-to Neoproterozoic strata in the Yanliao Aulacogen,northern North China Craton(b)注:图中蓟县城区北侧NNE向的红色线段所标注的为蓟县标准剖面的位置
2001年中国地层委员会基于中国地层发育和地质演化的特点、根据第三届全国地层会议决议,以蓟县剖面为标准,将中元古代(界)划分为长城纪(系)和蓟县纪(系),时限分别为1 800~1 400 Ma和1 400~1 000 Ma;长城系自下而上包括常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组;蓟县系包括杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组。蓟县系之上为新元古代青白口系(1 000~800 Ma),自下而上包括下马岭组、骆驼岭组和景儿峪组[11]。值得强调的是,对于中元古界的底界年龄,中国前寒武纪地层研究学者的倾向性的意见是选择1 800 Ma,也就是说,中国的中元古界包括了国际地层表中的古元古界上部的固结系[11,12]。
2 燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代学研究进展
蓟县剖面及整个燕辽裂陷槽中-新元古界的同位素年龄测定和地质年代学的研究始于二十世纪50年代末,由前苏联学者对井儿峪组海绿石进行了K-Ar年龄测定(1958);中国科学院贵阳地球化学研究所分别对井儿峪组、铁岭组、大红峪组的海绿石,大红峪组、串岭沟组火山岩及云母进行了K-Ar年龄测定,并首次提出了燕山中-新元古界(震旦地层)的地质年表[13];此后,于荣柄和张学琪用Pb-Pb法和全岩Rb-Sr法[14],王松山等用K-Ar法[15],也都对燕山地区中-新元古界的年代地层学进行了研究。但由于受当时测年方法本身的可靠性不足的限制,现在看来所得的结果多数存在问题。
从上世纪九十年代开始,同位素地质测年理论、技术和设备有了突破性进展,新建立了单颗粒锆石U-Pb同位素稀释热电离质谱法测年技术,首次获得蓟县剖面内经得起后期反复检验的锆石U-Pb年龄数据[16]。1992年陆松年根据当时已有的同位素年龄资料总结了我国中-新元古代地质年代格架[17](表1),代表了上世纪90年代我国中-新元古代地层年代学的研究水平。
随着新的锆石U-Pb测年技术方法的兴起,特别是随着21世纪初高精度高灵敏度离子探针质谱法(SHRIMP)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-(MC)-ICP-MS)微区原位锆石U-Pb同位素测年技术方法在我国的建立和应用,燕辽裂陷槽中-新元古代地质年代学研究取得了一批令人瞩目的成果。这些成果的取得,除了得益于前述的同位素测年技术的进步,也与地质认识的突破密不可分。近年来在以碎屑岩和碳酸盐岩为主的中-新元古代地层中识别出了一系列火山凝灰岩夹层,层厚主要为厘米级和毫米级(极少数达到米级的),多数已经蚀变为以伊利石为主成分的斑脱岩,以往通常认为它们是泥质岩夹层,研究发现其中含有可以精确定年的岩浆成因锆石,这为解决沉积地层年代学问题提供了理想的测年对象。
表1 二十世纪90年代华北中-新元古代地质年代格架(据参考文献[17])Tab.1 Meso-to Neoproterozoic geochronologic framework of North China established in the 1990s(after Lu,1992)
以下主要按照成果取得的时间先后顺序,对主要进展予以概述。
(1)大红峪组火山岩年龄:第一个被认为准确可靠的蓟县剖面地层年龄数据是1991年陆松年和李惠民报道的蓟县大红峪组的中部火山熔岩单颗粒锆石ID-TIMSU-Pb年龄1 625±6 Ma[16],从而将大红峪组的上限年龄精确地限定在1 600 Ma左右,该年龄数据被认为是蓟县剖面的基准年龄,也被后来的SHRIMP法测定结果1 624±9 Ma[18]证实是准确可靠的。
(2)团山子组火山岩年龄:1995年李怀坤等对北京平谷大华山团山子组的基性火山岩进行了单颗粒锆石ID-TIMSU-Pb同位素年龄测定,获得了1 683±67 Ma和1 823±67 Ma两组U-Pb年龄,认为前者代表火山岩形成年龄,后者代表捕获锆石年龄,限定了长城系底界年龄的下限,即应新于1 823 Ma[19]。当然,现在看来该年龄数据的质量是不够好的:误差偏大,准确度也不够高。事实上,与近年来获得的串岭沟组年龄、常州沟组的底界年龄也存在抵触,详见后文。2013年张拴宏等利用LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素测年方法获得团山子组上部钾质火山岩的更为精确的年龄1 637±15 Ma[20]。
(3)碎屑锆石年龄对长城系常州沟组底界年龄的制约:北京十三陵常州沟组砂岩的碎屑锆石SHRIMPU-Pb年龄的最小峰值1 805±25 Ma,明确限定了常州沟组底界年龄要小于1 800 Ma[21]。
(4)下马岭组年龄:燕辽裂陷槽中-新元古界的年代学研究的最具突破性的进展是下马岭组第三段中的斑脱岩夹层的锆石U-Pb同位素年龄和下马岭组中的辉绿岩床斜锆石U-Pb同位素年龄的研究成果,即原来一直认为是1 000~900 Ma的新元古代早期的下马岭组,经不同研究者对不同地区(北京西山、河北怀来赵家山、河北平泉双洞剖面等)的斑脱岩锆石SHRIMP和辉绿岩床斜锆石TIMSU-Pb年龄测定,表明下马岭组的年龄大致在1 400~1 320 Ma之间,应归属中元古代延展纪的早期[22-26]。
(5)铁岭组年龄:2010年本文作者等在冀北-辽西地区的铁岭组发现了钾质斑脱岩,并获得其锆石SHRIMPU-Pb年龄(1 437±21 Ma)[25];2015年又在蓟县剖面大喻山的铁岭组与冀北-辽西的相同的层位(铁岭组第二段底部白云岩的夹层)也发现了斑脱岩,并获得了与冀北-辽西铁岭组在误差范围内一致的年龄数据1 439±14 Ma[27],从而进一步明确限定了蓟县群上界的年龄~1 400 Ma。最近,郭文琳等又在蓟县剖面的府君山东北坡的铁岭组第二段的底部发现斑脱岩并测得了锆石U-Pb年龄1 442±10 Ma[28]。
(6)高于庄组年龄:2010年本文作者在北京延庆高于庄组张家峪亚组(高于庄组分为四个亚组,张家峪亚组是自下至上的第三个亚组)上部发现了一层1.5 m厚的凝灰岩(这是迄今在燕辽裂陷槽中-新元古界发现的唯一一层厚度达到米级的凝灰岩夹层),并测得了该凝灰岩中锆石的SHRIMPU-Pb年龄1 559±12 Ma和LA-MC-ICPMSU-Pb年龄1 560±5 Ma,从而为将蓟县群/长城群的界线年龄限定为~1 600 Ma提供了新的精确可靠的年龄数据支持[29]。2015年本文作者等又在蓟县标准剖面上的高于庄组张家峪亚组的下部发现了层厚为~10 cm的凝灰岩夹层,测得了其锆石LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素年龄1 577±12 Ma[30];近期,我们又用SHRIMP法进行重复测定,获得了与2015年的LA-MC-ICPMS法基本一致的年龄结果1 582±12 Ma[31]。北京延庆和天津蓟县两地所获得高于庄组张家峪亚组的凝灰岩锆石U-Pb年龄标定了张家峪亚组时限大概为1 580~1 560 Ma。
(7)串岭沟组年龄和侵入串岭沟组的辉绿岩床年龄:在河北省宽城地区串岭沟组黑色页岩中发现凝灰岩,并测得了其锆石SHRIMPU-Pb年龄1 621±12 Ma[32]。但是,该年龄值与其所处层位有点儿不协调——偏小,因为比上覆大红峪组火山岩的年龄1 625±6 Ma[16]还小。蓟县剖面串岭沟组黑色页岩中的辉绿岩床的锆石U-Pb年龄1 634±9 Ma[20]和1 620±9 Ma[18]。
(8)雾迷山组年龄:我们在蓟县剖面雾迷山组第四亚组(闪坡岭亚组)底部薄层白云岩中发现了层厚为~5 cm的凝灰岩夹层,在上、下相距~10 m的两层凝灰岩采集测年样品,测得了SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄1 483±13 Ma和1 487±16 Ma[27]。
(9)常州沟组底界年龄:我们在北京密云发现了被常州沟组不整合覆盖的花岗斑岩脉,利用LA-MCICP-MS方法测得了锆石U-Pb年龄1 673±10 Ma,精确限定了常州沟组底界年龄为~1 650 Ma,而不是长期认为的1 800 Ma[33]。后来我们对该花岗斑岩脉进一步做了SHRIMP锆石U-Pb年龄测定,结果为1 669± 20 Ma[34],验证了前述LA-MC-ICP-MS测定结果。另外,我们对蓟县常州沟组之下的遵化杂岩中的麻粒岩样品进行了年代学研究,测得了TIMS法磷灰石U-Pb年龄1 666±16 Ma[35],也可以限定常州沟组底界年龄(亦即燕辽裂陷槽长城系底界年龄)为~1 650 Ma。密云地区常州沟组和环斑花岗岩之间的古风化壳的碎屑锆石U-Pb年龄1 682±20 Ma(SHRIMP)和1 708±6 Ma(LA-MC-ICPMS)[36]也支持我们把长城系常州沟组的底界年龄从~1 800 Ma上拉到~1 650 Ma的认识。
3 燕辽裂陷槽中-新元古界年代格架厘定
上述年代学研究的新资料为标定燕辽裂陷槽中-新元古界主要岩石单位的时限提供了精确可靠的年龄依据,已经具备充分可靠的年代学依据对燕辽裂陷槽中-新元古界年代格架进行重新厘定(表2)。
3.1 二十世纪末以前的燕辽裂陷槽中-新元古界年代格架
长城群曾长期被定义为包含常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组的一套地层,呈角度不整合于新太古代遵化杂岩之上,是华北克拉通北缘变质基底之上的第一个稳定沉积盖层,其沉积的起始时间曾长期被认为是~1 800 Ma,对应于国际地层表中的古元古代末期的固结系的起始时间,而其顶界年龄被置于1 400 Ma,对应于国际地层表中的盖层系的顶界。也就是说,其时限为1 800~1 400 Ma[11]。长城群之上的蓟县群包含高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组,其时限为1 400~1 000 Ma。最上部的青白口群包含下马岭组、骆驼岭组和景儿峪组,其时限为1 000~800 Ma(表2)。
3.2 厘定后的燕辽裂陷槽中-新元古界年代格架
(1)长城群(1 650~1 600 Ma)
厘定后的长城群自下而上包含常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组,把原置于长城群顶部的高于庄组上提到蓟县群的底部(表2)。燕辽裂陷槽中元古界层位最低的地层是长城群的常州沟组,常州沟组的底界年龄也就是长城群的底界年龄。如上所述,根据我们获得的被常州沟组不整合覆盖的花岗斑岩脉的锆石U-Pb年龄[33,34]、被常州沟组不整合覆盖的新太古代遵化杂岩中的磷灰石U-Pb年龄[35]等,结合上覆大红峪组和团山子组年龄资料[16,18,20]综合推断,长城群的底界年龄为~1 650 Ma。
1 650 Ma这一底界年龄揭示了长城群与全球许多古大陆结晶基底之上的第一套盖层型沉积序列的底界具有非常好的可比性——特别是西伯利亚[40]、东欧[41]以及印度[42,43]等地块。这可能暗示:在~1.8Ga前后的哥伦比亚超大陆旋回时期[44-47],华北克拉通与上述古大陆之间有着极为密切的亲缘关系。联系到在这些古陆上均有早于盖层沉积而侵位的环斑花岗岩等AMCG岩套[48]、并基于古地磁方面的研究成果[49]等,似乎可以认为:正是因为早先在哥伦比亚超大陆中有着紧密的联系,超大陆初始裂解也就同时涉及到了这些地块,导致它们都在该阶段大规模地出现非造山岩浆活动及裂谷型沉积,紧接着发生大规模海侵,在各大陆被动大陆边缘沉积了第一套稳定型的盖层沉积。
长城群顶部地层单元大红峪组与上覆高于庄组之间为平行不整合接触关系。根据前述大红峪组火山岩和高于庄组凝灰岩锆石U-Pb年龄资料[16,18,29-31],我们可以比较准确的推断长城群的顶界年龄为~1 600 Ma。
综上所述,燕辽裂陷槽的长城群的时限可基本限定在1 650~1 600 Ma,属于国际地层表[10,37]中的古元古代末期固结系顶部的地层。
(2)蓟县群(1 600~1 400 Ma)
厘定后的蓟县群自下而上包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组,蓟县群最下部的高于庄组与下伏长城群最上部的大红峪组之间为区域性的平行不整合接触关系,但在盆地中央仍有整合接触的地方,表明高于庄组与大红峪组之间的沉积间断不会很长。如前所述,近年来先后在铁岭组、高于庄组和雾迷山组中发现凝灰岩(斑脱岩),并测得了精确可靠的锆石U-Pb同位素年龄[25,27,29-31]。蓟县群除了杨庄组和洪水庄组两个组还没有获得可靠的凝灰岩锆石U-Pb同位素年龄数据以外,其他三个组均有不止一个精确可靠的凝灰岩(斑脱岩)锆石U-Pb同位素年龄数据。结合下伏大红峪组和上覆下马岭组火山岩(凝灰岩)锆石U-Pb年龄资料,我们可以将蓟县群比较精确的限定在1 600~1 400 Ma时间框架之内,相当于国际地层表中的盖层纪的地层[10,37]。
表2 华北克北缘北部中-新元古界年代地层格架Tab.2 Chronostratigraphic framework of the Meso-to Neoproterozoic strata on the northern margin of the North China Craton
(3)下马岭组、骆驼岭组和景儿峪组的地层位置
下马岭组曾长期被置于青白口纪(1 000~800 Ma)初期,即大致是1 000~900 Ma时期的地层[11]。近年来,获得了一系列下马岭组斑脱岩和侵入其中的辉绿岩床的锆石/斜锆石U-Pb年龄[22-26],从而比较准确的将下马岭组限定在1 400~1 320 Ma时间范围内。因此,下马岭组应归属于国际地层表中的“延展系”的下部地层[10,37]。
这样,原青白口群只剩下骆驼岭组和井儿峪组,其地层位置是根据海绿石的K-Ar年龄资料确定的,大致为900~800 Ma,属于国际地层表中“拉伸系”的地层。但是,迄今尚没有在这两个组发现可供精确定年的凝灰岩等测年对象,从而也就还没有获得可靠的年龄数据,因而其年代地层位置就维持放在900~800 Ma——这是不可靠的,需要进一步研究。
综上所述,在过去十多年来一系列年代学研究进展的基础上,以蓟县剖面为代表的华北北缘燕辽裂陷槽中-新元古界年代地层划分得到了精确厘定(表2)。长城群(包含常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组)的时限为1 650~1 600 Ma,与西伯利亚[40]、东欧[41]和印度[42,43]等地块上的克拉通盖层沉积的起始时间基本一致;蓟县群(包含高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组)的年代地层位置得到了充分可靠的控制,在整个燕辽裂陷槽不同地点完全可以对比,都代表了1 600~1 400 Ma这一阶段的沉积记录,对应于国际地层表中的盖层系[10,37]。原属于青白口群下部的下马岭组的时限被厘定为1 400~1 320 Ma,属于延展系的下部地层。
研究表明,尽管在蓟县剖面乃至整个燕辽裂陷槽缺失了早于1 650 Ma以及晚于1 320 Ma(即1 320~900 Ma)的沉积记录,但蓟县剖面仍然是华北克拉通北缘乃至整个中国北方中元古界沉积发育最为完整、最具有代表性、大部分地层单位已获高精度年代学标定的地层剖面。换言之,在蓟县剖面或邻区的串岭沟组、团山子组、大红峪组、高于庄组、雾迷山组及铁岭组等地层单位均获得了精确的火山岩锆石U-Pb同位素年龄,并解决了常州沟组的底界年龄,大大增强了蓟县剖面这一传统的华北中元古界标准剖面的科学性,进一步巩固了其在国内外中元古代地层研究特别是系级地层界线标定以及横向地层对比方面的标准性地位。
4 存在问题和建议
4.1 中元古代早期长城系
原长城系是以蓟县剖面为标准剖面建立的,自下而上包括常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组(更早期还包括高于庄组),现在看来这套地层的时限只有短短的~50 Ma(1 650~1 600 Ma),已经不再适合单独称之为“长城系”,因为在时限划分上与中元古代的其他纪/系极不协调(国际地层表中的纪/系级年代地层单位的时限通常是以2亿年为单位[10,37])。我们认为在岩石地层单位上将这套地层可以继续称作“长城群”,至于年代地层单位“长城纪/系”如何定义需要进一步研究建立。国际地层委员会所划分的中—新元古界各系的理论时限大约都为2亿年,而此前我国通用的“长城系”、“蓟县系”及“青白口系”等单位,其理论时限则为2~4亿年;近期我们所厘定的新的“蓟县系”是2亿年,可与国际地层表中的盖层系(1 600~1 400 Ma)[10,37]相互对应(表2)。
如果维持长城系的原有时限(1 800~1 600 Ma)并保持它与国际地层系统的固结系相对应,早于1 650 Ma(即1 800~1 650 Ma)的沉积记录又到哪里找呢?从目前资料来看,华北克拉通范围内早于1 650 Ma的地层记录可能包括豫陕裂谷的熊耳群-汝阳群[50-52]和内蒙中部渣尔泰山一带的渣尔泰群[53]等。需要说明的是,虽然有研究者在狼山地区原定为“渣尔泰群”的地层里获得了805~817 Ma的火山岩锆石SHRIMPU-Pb年龄[54],但许多学者[55,56]认为,狼山地区的“渣尔泰群”与该群命名地区渣尔泰山一带的渣尔泰群并不相同——这两处的渣尔泰群的明显不同的同位素年龄数据也印证了它们的显著差异[53,54]。渣尔泰山地区的渣尔泰群可能属于长城纪时间范畴(1 800~1 600 Ma),但其年代格架还缺乏足够的年龄数据的约束;而豫陕裂谷的熊耳群-汝阳群及其他同时代地层,有越来越多的精确可靠的年龄数据证明是1 800~1 600 Ma的地层,是最具可能的长城系的标准剖面的候选地层。下一步,还需要对豫陕裂谷的熊耳群-汝阳群及其他同时代地层开展深入的年代学研究,建立其精细的年代格架,为“长城系”标准剖面的建立提供候选剖面。
“长城纪/系”和“长城群”术语的使用也是需要进一步研究厘定的问题。原来,在燕辽裂陷槽长城群的地层年代学未取得前文介绍的一系列进展之前,长城系是以长城群为基础建立的,二者时限是一致的,都是1 800~1 600 Ma;现有资料表明,二者时限差异巨大,二者不能等同。事实上,本来作为岩石地层单位的“长城群”和作为年代地层单位的“长城系”就不应该同名。因此,“长城纪/系”和“长城群”的取舍或重新命名,是需要下一步研究解决的一个重要问题。
4.2 中元古代晚期待建系
由于下马岭组年龄的巨大改变,表明燕辽裂陷槽中元古代中晚期(1 400~1 000 Ma)只在1 400~1 320Ma时期有沉积记录(即下马岭组),缺失1 320~900 Ma的地层,因此中元古代中晚期系级年代地层单位需要重新研究建立,即产生了待建系的问题。围绕中元古代中晚期待建系问题,乔秀夫等曾建议以下马岭组为基础建立“西山系”[57];我们基于现有资料认为晚于下马岭组、早于骆驼岭组-景儿峪组(即1 320 Ma~900 Ma)的地层记录在华北地区可能普遍缺失(最起码,迄今为止尚无可靠年代学支撑的相关地层记录),认为下马岭组作为华北中元古代中晚期很短暂(1 400~1 320 Ma)的一段地层实体,不足以支撑系级年代地层单位的建立[33,34,52]。扬子克拉通北缘的神农架群[58]及其上覆马槽园群[59]的年代学研究进展表明,神农架群及马槽园群大体上是1 400~1 000 Ma时期的沉积记录,并且是整个扬子和华北克拉通该阶段最为发育、保存相对最好的地层序列。因此,苏文博建议以神农架群为地层实体,将1 400~1 000 Ma阶段命名为“神农纪(系)”[60],作为中国中元古代中晚期的一个“纪”级单位(表2)。2014年全国地层委员会颁布的新修编的《中国地层表》的1 400~1 000 Ma时段地层的系级年代地层单位未命名,即为“待建系”[12]。高林志等认为滇西昆阳群是1 400~1 000 Ma时段的地层,并可分为1 400~1 200 Ma和1 200~1 000 Ma两段,建议以这两段地层作为实体建立西山系(1 400~1 200 Ma)和玉溪系(1 200~1 000 Ma)[61]。我们认为,无论是华北的下马岭组,还是扬子的昆阳群和神农架群-马槽园群,目前的研究程度或地层实体的完整程度(代表性)都还不足以支撑中元古代中晚期系级年代地层单位的建立,还需要更多深入细致的研究工作。
4.3 新元古代早期青白口系
在中国地层表(2014)[12]北方地层柱中的原属于青白口系的下马岭组被下拉至1 400~1 320 Ma,而原青白口系上部的骆驼岭组和景儿峪组也由于缺少可靠的年代学依据而未列出。即使骆驼岭组和景儿峪组仍然依据不太可靠的K-Ar年龄(900~800 Ma)继续放在青白口系上部,燕辽裂陷槽青白口系地层也是不完整的,况且骆驼岭组和景儿峪组的沉积时代确有必要进一步研究厘定,存在重新定位的可能性。该问题涉及到燕辽裂陷槽有没有拉伸系,甚至有没有新元古代的地层,以及与中国南方、青藏高原新元古代地层的具体对比关系等许多关键问题,因而是需要尽快研究解决的重要基础地质问题。
5 结语
近十多年来,华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代学研究取得了一系列突破性进展:(1)确定了以常州沟组为第一个组的长城群的底界年龄~1 650 Ma,比长期以来认为的1 800 Ma年轻了150 Ma;(2)精确限定了蓟县群(自下而上包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组)的时限1 600~1 400 Ma,与国际地层表中的盖层系相对应;(3)原划归新元古代青白口纪早期(1 000~900 Ma)的下马岭组时限被标定为1 400~1 320 Ma。另一方面,在取得这些突出进展的同时,也还存在几个重要问题迫切需要进一步研究解决:(1)中元古代早期“长城系”(1 800~1 600 Ma)年代地层序列的厘定及其标准剖面的建立,华北克拉通南缘的豫-陕裂谷中的熊耳群-汝阳群及其他同时代地层有望成为长城系的标准剖面。另外,还有“长城系”、“长城群”术语的取舍的问题,因为存在年代地层单位术语“长城系”和岩石地层单位术语“长城群”重名的问题;(2)中元古代中晚期(1 400~1 000 Ma)地层的“待建系”问题,其纪级年代地层单位的建立和标准剖面的建立,扬子克拉通北缘神农架地区的神农架群和马槽园群可能是“待建系”地层的最好的候选标准剖面;(3)青白口系地层的厘定和标准剖面的研究和建立,迄今为止华北克拉通还没有具有可靠同位素年龄依据的青白口纪(1 000~800 Ma)地层。
致谢:我们的研究工作长期得到任纪舜院士、陆松年、刘敦一和王泽九研究员等诸多前辈的鼓励、支持和帮助,在此一并致以诚挚的感谢。陆松年研究员一直亲自参与、引领我国中-新元古代地层年代学的研究,燕辽裂陷槽蓟县中-新元古界标准剖面第一个公认可靠的同位素年龄即由陆松年和李惠民两位先生早在1991年获得。2020年6月即将迎来陆松年先生80华诞,谨以此文致敬:祝先生健康长寿,继续指导和引领前寒武地质学研究。