华北吕梁地区汉高山群和小两岭组的地层时代——火山岩锆石U-Pb年龄的约束

王彦斌, 宋 彪, 王 浩, 焦永艳, 任留东, 杨崇辉, 何碧竹, 彭 阳, 姚宇凯

(1. 中国地质科学院 地质研究所 北京离子探针中心， 北京 100037； 2. 中国地质科学院 地质研究所， 北京 100037； 3. 山西省地质调查院， 山西 太原 030006)

华北克拉通由基底和盖层组成，是世界上最古老的克拉通之一。中元古代，吕梁山区方山县汉高山一带沉积了以河湖相沉积为主、夹火山岩的汉高山群，角度不整合于古元古代界河口岩群之上，被寒武系角度不整合覆盖。作为在结晶基底上的盖层沉积，汉高山群代表华北地台裂解、克拉通内裂陷槽中的盖层充填。与汉高山群相当的小两岭组地层的年代学研究已有很长历史： 乔秀夫等 (1983) 获得其全岩Rb-Sr等时线年龄为1 786±56 Ma，徐勇航等 (2007) 利用LA-ICP-MS测得一粒锆石的207Pb/206Pb年龄为1 779±20 Ma，乔秀夫等 (2014) 使用SHRIMP测得的锆石U-Pb年龄为1 778±20 Ma， Yang 等(2019) 采用Cameca 1280测得其中流纹岩锆石207Pb/206Pb年龄加权平均值为1 776±6 Ma，这几个年龄在误差范围内一致。不少研究者认为汉高山群与小两岭组是同时代的地质体 (山西省地质矿产局， 1989；乔秀夫等， 1985； 武铁山， 1997； 乔秀夫等， 2014)， 但汉高山群一直未获得确切的同位素年龄， 只是依据其与小两岭组构成吕梁复背斜的两翼、二者处于同一层位而推定了其年龄(山西省地质矿产局， 1989)， 这直接影响了对华北克拉通演化历史及Nuna超大陆聚散的认识。因此， 本研究选取汉高山群中安山岩和小两岭组中火山岩为研究对象， 使用SHRIMP测得的锆石U-Pb年龄来限定汉高山群及小两岭组的地层时代， 以便与华北克拉通南部熊耳群进行对比， 探讨中元古界底界界线年龄， 为揭示吕梁地区元古宙的构造演化历史、华北克拉通演化及Nuna超大陆裂解盆地的演化提供同位素年代学约束。

1 地质背景

汉高山群位于吕梁山西侧(临县东南的汉高山， 距太原市120 km)， 与小两岭组构成吕梁复背斜的两翼， 二者为同一层位(图1a， 山西省地质矿产局， 1989)。汉高山群最早由Norin (1924)研究并命名 (汉高山统)， 当时是指吕梁市临县东部的汉高山一带出露面积约5 km2的元古宙陆相地层序列， 又划分为下部砾岩质砂岩(河成层)、页岩和上部砂岩(风成层)3个次级地层单元， 另外还有由几层被凝灰岩隔开的杏仁状辉绿岩组成的辉绿岩层 (Norin, 1924)。汉高山群为不整合于界河口群贺家湾岩组白云母片岩变质岩系之上、寒武系之下的一套未经区域变质的、以陆源碎屑岩和火山岩为主的地层(图1a、1b、图2a、图3)。临县刘家沟汉高山群层型剖面 (图2a、图3) 地层层序显示为一套河流相粗碎屑岩， 近500 m厚， 自下而上， 第1组 (Pt2h1) 为紫红色-灰黄色砾岩、灰黄色含砾砂岩、紫红色砂质页岩和页岩， 显示从崩塌角砾岩-泥石流砾岩-冲积扇砾岩 (广泛发育的砾岩中， 砾石成分复杂、分选差， 具冲积扇特征)、砂岩-冲积扇中段的河流漫流粉砂、细砂岩-扇前湖相紫红色页岩的沉积序列； 第2组 (Pt2h2) 为黄色砾岩， 夹灰紫色、黄绿色页岩， 长石砂岩及砾岩和砂岩互层组成， 其中可见辉绿岩墙侵入； 第3组 (Pt2h3) 为灰黄色砾岩、白色石英砂岩与紫红色页岩， 顶部夹有暗绿色杏仁状和块状安山岩组成， 与小两岭组火山岩可对比。第2、3组为山区辫状河沉积， 是一个典型的裂陷盆地快速充填序列。详细的沉积学、古河流动力学、盆地分析研究结果表明汉高山群属于山间盆地内河流相及冲积扇相沉积 (图2、图3， 黄德志， 1990； 乔秀夫等， 2014)。汉高山群与其上的寒武纪“霍山砂岩”等为不整合接触。

出露于太原市娄烦县白家滩东的小两岭组主要为一套火山岩建造， 以火山岩为主， 夹有厚度不等的砾岩、砂岩及页岩。在白家滩沿公路出露的沉积岩层仅厚20 m， 但沿走向可增厚至35 m(图4)， 呈角度不整合覆盖在吕梁群白家滩花岗片麻岩之上， 其上被寒武系霍山组不整合覆盖(图1a、1c、图2b、图4)。由西向东的剖面显示其与下伏白家滩花岗片麻岩角度不整合， 自下而上由黑色玄武岩、英安岩、玄武安山岩、安山岩、英安流纹岩、流纹岩、玄武安山岩组成。在太原市以北的关口-杨家井-山根底一带的钻孔中也发现有相应时期的火山岩分布(前人称关口火山岩)。按磁异常推断该火山岩呈NNE-SSW向展布， 长8 km， 宽2.5 km， 面积约20 km2。其下、中部主要由粗玄岩、安山玄武岩组成 (山西省地质调查院， 2020)(3)山西省地质调查院. 2020. 山西省区域地质志.。

吕梁山的界河口群与吕梁群变质岩系构成地台基底， 汉高山群和小两岭组为地台的最底部盖层。小两岭组分布于吕梁复背斜东翼， 火山岩成分变化较大， 呈双峰式的特征， 主要由玄武岩-安山岩和流纹岩-英安岩组成。汉高山群位于吕梁复背斜西翼， 是一套残留盆地沉积为主的地层， 在剖面顶部夹有薄层安山岩。

2 样品描述

2.1 汉高山群安山岩

汉高山群安山岩样品(08H-03)采自山西省吕梁市临县刘家沟(N37°52′， E111°00′)(图2a、图3)。露头新鲜面呈暗绿色， 多氧化为紫色、紫红色， 多发育杏仁状构造， 厚11.8 m。上部为灰红色、灰白色砾岩， 厚约14 m， 在华家塔沟一带安山岩之上见有灰白色石英砂岩与紫色页岩互层， 即成层产于下部砾岩和上部紫红色页岩之间(图2a、图3)， 地层产状210°∠30°。安山岩具斑状结构， 隐晶或玻晶交织结构。斑晶主要是斜长石(5%左右)， 定向不明显， 还有少量石英和绿泥石化黑云母； 基质中有玻璃质(50%～55%)、斜长石(25%～30%)、方解石(10%～15%)和磁铁矿(1%～2%)以及杏仁体(约5%， 成分为方解石、玉髓、石英、绿泥石等) (图5)。样品锆石为浅黄色透明， 锆石晶体呈长柱状-短柱状， 长宽比多约为2， 长轴一般为100～150 μm， 阴极发光图像(图6)显示发育明显的板状分带， 具有典型岩浆锆石特征 (Williams, 1998)。

2.2 小两岭组安山岩

小两岭组样品采自山西省太原市娄烦县白家滩火山岩剖面(图2b)。该剖面小两岭组总体南北走向， 向东倾斜， 被寒武系角度不整合覆盖， 厚493 m。样品08B-12采自剖面顶部 (距寒武系霍山组仅3 m左右)， 为安山岩 (N37°56′， E111°58′)； 剖面中部样品08B-11为英安岩， 08B-10 为安山岩。

样品08B-12(安山岩)呈紫红色， 具斑状结构，杏仁状构造。斑晶主要矿物成分是斜长石(1%)， 可见帘石化、方解石化和闪石化， 局部可见斜长石残留。基质主要有斜长石(30%～38%)、玻璃质(45%)、方解石(10%)、磁铁矿(1%～2%)及杏仁体(约5%， 成分为方解石、玉髓、石英等 )(图5)， 可见铁氧化物(黑色)和斜长石定向-半定向组成交织结构。锆石晶体透明、浅黄色， 呈长柱状-短柱状， 长宽比多为1～2， 长轴一般为100～180 μm， 阴极发光图像显示锆石发育明显的板状分带， 具典型岩浆结晶锆石的特征 (图6)。

样品08B-10(安山岩)具斑状结构， 杏仁状构造， 块状构造， 主要由斜长石、黑云母、玻璃质和少量杏仁体组成 (图5)。斑晶主要是斜长石， 见绢云母化、碳酸盐化， 有少量绿泥石化黑云母。样品中锆石为浅黄色透明， 晶体呈长柱状， 长宽比多为2， 长轴一般为150 μm， 阴极发光图像显示发育明显的板状分带， 具典型岩浆结晶锆石的特征 (图6)。

样品08B-11(英安岩)， 紫红色， 斑状结构， 杏仁状构造。斑晶主要是斜长石(5%～10%)， 有少量石英和绿泥石化黑云母。基质主要为斜长石和石英 (图5) 。锆石晶体透明， 浅黄色， 呈长柱状-短柱状， 长宽比多为1～2， 长轴一般为100～150 μm， 阴极发光图像显示发育明显的振荡环带和板状分带， 具典型岩浆结晶锆石的特征 (图6)。

3 锆石SHRIMP U-Pb同位素测定方法

4 锆石U-Pb同位素测定结果

锆石U-Pb同位素测定结果列于表1， U-Pb谐和图见图7。汉高山群中安山岩(08H-03)中锆石测得9个数据， 其年龄不谐和度都小于6%，U含量为50×10-6～310×10-6， Th含量为33×10-6～466×10-6， Th/U值为0.69～1.55(表1)。分析点1的207Pb/206Pb年龄为2 192±15 Ma， 为捕获锆石， 其余8个分析点的207Pb/206Pb年龄加权平均值为1 769±9 Ma， MSWD=0.71(图7a)。

小两岭组中安山岩(08B-12)中的锆石测得21个数据， 除分析点1.1、1.2、20.1不谐和度分别为-8%、-9%、10%外， 其余分析点的不谐和度都不大于7%(表1、图7d)。20.1分析点的U含量为401×10-6， 其余20个分析点锆石的U含量为17×10-6～120×10-6， Th含量为12×10-6～232×10-6， Th/U值为0.41～1.20， 分析点17.1的207Pb/206Pb年龄为2 376±9 Ma， 为捕获基底锆石。因锆石U含量很低， 特别是参与加权平均计算的19个分析点的U含量仅为 17×10-6～51×10-6， 且其206Pb/238U年龄与207Pb/206Pb年龄基本相同， 而207Pb/206Pb年龄变化范围和误差很大， 故采用其206Pb/238U年龄加权平均值1 778±20 Ma， MSWD=1.4。

对小两岭组中英安岩(08B-11)测定了15粒岩浆结晶锆石 (图7c)。该样品按锆石特征和年龄可分两种， 一种是反映该样品锆石结晶年龄的锆石， 即分析点7.1、11.1、12.1、14.1， 其U含量为45×10-6～1 345×10-6， Th含量53×10-6～894×10-6， Th/U值为0.69～1.25，207Pb/206Pb加权平均年龄值为1 773±19 Ma， MSWD=1.8； 另一种是捕获的年龄较老的基底锆石(其余的11个分析点)。15个分析点的不谐和度为-7%～0(表1、图7)。捕获的基底锆石207Pb/206Pb年龄值变化范围2 462～1 813 Ma， 反映基底特征， 如10.1分析点为2 462±5 Ma (不谐和度2%)， 9.1和15.1分别为2 141±8 Ma和2 153±8 Ma (不谐和度分别为2%和4%)， 4个捕获锆石分析点(分析点2.1、6.1、8.1、13.1)的207Pb/206Pb年龄加权平均值为2 065±33 Ma， MSWD=3.3。

小两岭组中安山岩(08B-10)中锆石， 测定了16粒岩浆结晶锆石 (图7b、表1)， 其U含量为18×10-6～43×10-6， Th含量为14×10-6～51×10-6， Th/U值为0.78～1.33。5.1的207Pb/206Pb年龄值为1 911±53 Ma， 可能为继承锆石，其余15个分析点的207Pb/206Pb年龄加权平均值为1 792±18 Ma， MSWD=0.99。

表1 汉高山群和小两岭组火山岩中锆石SHRIMP U-Pb同位素数据

续表1 Continued Table 1

5 讨论

5.1 汉高山群指示的盆地性质

华北克拉通于1 800 Ma克拉通化后， 板内裂解， 吕梁山的汉高山群和小两岭组所在区域为吕梁裂陷槽(乔秀夫等， 1985， 2014)， 汉高山裂陷盆地裂解的沉积地层纪录了该过程。

汉高山裂陷盆地是一个南北长3 500 m、宽约1 500 m的残留盆地(乔秀夫等， 2014)。盆地东部沿同沉积断裂为崩塌石块堆积与泥石流。崩塌石块大者可达1～2 m， 砾石为界河口群的片麻岩、变粒岩、石英岩等， 代表裂解初期堆积。由东向西依次为冲积扇河流、漫流至扇前湖泊(Pt2h1)， 是一个自东向西展布的冲积扇-湖泊体系。随着裂解的发生， 安山岩喷发， 盆地裂解作用继续， 北部相继裂开， 发育自北东向南西流动的辫状河(Pt2h3)， 古流向为210°～245°。整个盆地底是一个向南倾斜的古地形， 河流动力学参数计算表明其为高流态山区辫状河， 汉高山古河平均流速0.86～2 m/s， 平均水面坡度为0.008 3～0.023， 流量48.7 m3/s(黄德志， 1990； 乔秀夫等， 2014)。

5.2 汉高山群及相当层位的全球对比

华北地块的吕梁-豫西三叉裂陷槽中的汉高山群和熊耳群是1 800～1 600 Ma华北克拉通裂解期的地层。汉高山群是吕梁裂陷盆地的产物， 其下部以陆相碎屑岩为主， 上部以中基性火山岩为主。熊耳群同时也是裂陷槽阶段的产物， 由火山-沉积建造组成， 角度不整合覆盖于古元古代变质岩之上。底部大古石组为一套以紫红、黄绿色含砾砂岩-长石石英砂岩-砂质、粉砂质泥(页)岩组合， 显示其为裂谷初始裂开阶段河湖相沉积； 许山组为一套辉石安山岩-安山岩组合； 鸡蛋坪组为英安质流纹岩-流纹岩组合； 马家河组亦为辉石安山岩-安山岩多韵律火山岩组合， 间断期均发育砂岩、页岩或凝灰岩， 中偏基性熔岩中可见枕状、绳状构造， 总体以陆相为主， 间夹海侵层 (山西省地质矿产局， 1989)。近年研究认为熊耳群形成于大陆边缘三岔裂谷环境 (Zhaoetal., 2002, 2004； 赵太平等， 2015)，熊耳群底部大古石组河流和湖泊相粗至细碎屑沉积以及地球化学特征均指示它们发育于被动大陆边缘裂谷构造背景(徐勇航等， 2008)。吕梁-豫西三叉裂陷槽的岩组是典型的盖层沉积， 不变形、不变质， 属于国际地层委员会“盖层系”定义的范畴。

扬子地块该时期陆内裂谷初始沉积时代和上述的华北克拉通最早沉积盖层比较稍晚。 扬子地块西南缘的大红山群(云南大红山地区)底部老厂河组以砂岩沉积为主， 其中的砾岩可能为河道滞留砾石成因， 其中斜长角闪岩的锆石U-Pb谐和线与不一致线的上交点年龄1 722±19 Ma和所夹1 711±4 Ma的薄层火山岩(Zhao and Zhou, 2011； 杨红等， 2012)限定大红山群下部的沉积时限大致为1 722 Ma。云南东川武定地区东川群和四川会理南部的通安组以碎屑岩至碳酸盐岩并夹少量凝灰岩沉积序列为主， 东川群底部粗粒砂屑岩指示其沉积相以碎屑流为主的冲积扇末端为特征， 通安组一段的砂板岩等指示其形成于冲积扇-滨海相。东川群下部凝灰岩锆石U-Pb年龄为1 742 ±13 Ma (Zhaoetal., 2010)，通安组下部凝灰岩的锆石U-Pb年龄为1 744±14 Ma (耿元生等， 2017)， 表明大红山群、东川群和通安组是扬子地块西南缘裂谷盆地于1 750 Ma裂解期的岩组(Zhaoetal., 2010; 耿元生等， 2019； Luetal., 2020)。

从全球角度看， Nuna 超大陆在1 800 Ma形成后， 这一时期克拉通化后的盖层的沉积特征对比具有全球意义。从Nuna超大陆裂解事件角度分析， 世界各主要大陆从～1.80 Ga已开始形成具有相当规模的裂谷盆地、凹陷盆地 (Payneetal., 2009； 耿元生等， 2019)，大部分古地理重建模型中劳亚古陆被认为在近中央的位置 (Rogers and Santosh, 2002; Zhaoetal., 2002; Zhangetal., 2012; Pisarevskyetal., 2014; Pehrssonetal., 2016)。劳伦古陆西南部的美国西南部Mojave省的Vishnu沉积盆地主要由浊积岩和不成熟的碎屑岩组成， 沉积时代为1.79～1.74 Ga (Hollandetal., 2018)。劳伦西北部的 Wernecke-Hornby Bay-Athabasca 盆地底部由河流相沉积的陆源碎屑岩组成， 沉积序列从底部以硅质碎屑及碳酸盐岩为主的沉积颗粒物向上逐渐变细， 记录了裂谷活动的持续， 盆地沉积逐渐由河流相、滨海向浅海相转变 (Keransetal., 1981)。盆地的伸展指示的起始沉积多在1 750～1 740 Ma (Rainbirdetal., 2006, 2007; Rainbird and Davis, 2007; Furlanettoetal., 2016; Verbaasetal., 2018)。澳大利亚北部克拉通发育1 790～1 740 Ma 的Leichhardt盆地， 底部为含砾砂岩， 向上为发育交错层理(cross-and trough-bedding)的石英岩和长石砂岩的河流相至浅海相环境， 下部夹玄武岩层， Argylla组酸性火山岩年龄为1 760～1 780 Ma (Jacksonetal., 2000; Southgateetal., 2000； Neumannetal., 2006, 2009； Betts and Giles, 2006； Bettsetal., 2008, 2016; Gibsonetal., 2012, 2018, 2020; Withnall & Hutton, 2013)。南美巴西圣弗兰西斯科 (São Francisco) 克拉通以圣弗兰西斯科盆地的下部序列河流相砾岩和风成砂岩为主， 其中的火山岩年龄为1 775±3～1 724±5 Ma (Turpinetal., 1988; Danderferetal., 2009, 2015; Lobatoetal., 2015)， 指示该盆地伸展起始时代为1.77 Ga (Alkmim and Martins-Neto, 2012)。非洲刚果克拉通的Chela群由厚约600 m的海相砂岩与酸性火山岩、页岩、砾岩和少量碳酸盐岩夹层组成，Chela群中部基性-酸性火山岩年龄1 790±17 Ma指示其沉积时代 (Mccourtetal., 2004)。由上可见相似的裂谷沉积在扬子陆块、劳伦大陆西北部、澳大利亚北部、南美巴西圣弗兰西斯科 (São Francisco) 克拉通、非洲刚果克拉通及西伯利亚克拉通都可以对比， 显示同时期由 Columbia (Naun) 超大陆初始裂解引起的陆内裂谷沉积地层的全球陆块的同时性 (王伟等， 2019)。从1.8～1.7 Ga盆地的发育看， 该阶段全球性的重要地质事件是在Nuna超大陆基础上陆内初始裂解形成一系列的盆地 (耿元生等， 2019)。

5.3 汉高山群作为中元古界底界年龄的地质意义

本研究获得的年龄数据说明汉高山群和小两岭组的形成时代约为1 780 Ma， 再结合已有的小两岭组和熊耳群的年龄报道(乔秀夫等， 1983， 2014； 赵太平， 2004； 徐永航等， 2007， 2008； Yangetal., 2019)， 指示汉高山群、小两岭组和熊耳群的形成时代为1 780 Ma， 其年龄的重要意义值得深入探究。

目前国际地层委员会将中元古界底界年龄定为1 600 Ma (Gradsteinetal., 2004)， 1 800～1 600 Ma的Statherian(固结系)为古元古界最顶部的一个系， 以克拉通化为特征， 1 600～1 400 Ma的Calymmian(盖层系)是中元古界最底部的系， 指地台的盖层 (Gradsteinetal.， 2004; Van Kranendonk, 2012 )。国际亚洲地质图的中元古界采用1 650 Ma为底界(任纪舜等， 2013)，但国际地层委员会新的全球前寒武纪地质年代表划分建议方案则把17.8亿年作为古/中元古代界限年龄 (Van Kranendonk, 2012; Gradsteinetal., 2012)。Van Kranendonk等(2008)、Van Kranendonk(2012)指出当前国际地层表中古元古代与中元古代的界限年龄1 600 Ma不能反映标志Nuna超大陆形成的重要地质事件年龄 (Oggetal., 2008)。实际上， Gradstein 等 (2004) 就提出可用Nuna超大陆形成的地质标志时代作为中元古界底界年龄， 即1 800 Ma。2012 年国际地层委员会推出了全球地质年代建议表(The Geological Time Scale 2012, Gradsteinetal., 2012)， 该方案以全球关键事件为基础, 以Nuna超大陆的形成重大地质事件为标志， 海相硫化物沉积首次出现， 把中元古底界年龄由早先的1 600 Ma下拉到了1 780 Ma (Van Kranendonk, 2012; 苏文博， 2014)。我国的古元古代与中元古代的分界在实际工作中一直采用1 800 Ma， 而非国际地层划分方案中的1 600 Ma(王鸿祯， 1986， 1999； 陆松年， 1992； Wang Hongzhen and Mo Xuanxue, 1995; Wang Hongzhenetal., 1997; Van Kranendonk, 2012; 王泽九等， 2014)。 2021年， 国际地层委员会正式公布的国际地层年代表， 仍将1 600 Ma作为中元古界的底界年龄 (http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2021-07.pdf)， 而在我国是把中元古代底界年龄置于1 800 Ma (王泽九等， 2014)。 显然， 我国应用的地层年表标准与国际地层年代表不一致， 易造成中外学者在学术交流上的不便(赵太平等， 2015)。

吕梁运动是华北克拉通结晶基底最终形成的标志性构造-热事件， 我国地质学家根据吕梁运动结束时间， 将古/中元古代的时间界限置于18亿年 (赵太平等， 2019)。吕梁山的汉高山群及小两岭组火山岩与同期的岩墙群及熊耳群形成于同一构造环境， 即华北克拉通基底形成后， 初始裂解形成熊耳群底部大古石组和汉高山群底部的河流相沉积， 之后火山喷溢， 在华北克拉通南缘形成巨厚的熊耳群火山岩， 在吕梁山形成汉高山群、小两岭组和关口等火山岩 (图8)， 并与熊耳群一样， 形成于吕梁-豫西三叉裂陷槽中。

全球年代地层单位是以其底界年龄来厘定的， 显生宙全球年代地层单位是通过全球界线层型剖面和层型点(GSSP)厘定的， 而前寒武系年龄界线则采用绝对年龄作为全球标准地层年龄(GSSA)(Gradsteinetal.， 2004)。

图9概括总结华北地台1 800～1 400 Ma的地层记录、重要年龄值与盆地构造类型 (乔秀夫等， 2014)。右侧的年龄值中， 1 800 Ma为汉高山群、小两岭组、熊耳群的底界年龄 (乔秀夫等， 1983， 2014； 赵太平等， 2004； 徐勇航等， 2007； Yangetal., 2019)； 1 750 Ma(赵太平等， 2004)为熊耳群顶界年龄， 暂时被当作小两岭组与汉高山群顶界的年龄。

高林志等(2014)把1 700 Ma作为燕山地区(传统的称为蓟县剖面)长城系的底界年龄； 李怀坤等(2011)则提出该时限应为1 650 Ma。1 800～1 600 Ma是华北克拉通基底固结后的裂解期 (翟明国等， 2014)， 1 800 Ma是华北克拉通岩浆活动频繁裂陷槽开始接受沉积时期， 华北克拉通中南部形成了熊耳群、汉高山群和小两岭组的沉积与火山建造， 时代上与上部的长城-蓟县系之间没有明显的构造运动， 可视作连续的地台盖层沉积。

依据上述原则， 且前寒武系年代地层界线要以全球关键事件为基础， Nuna超大陆的聚合完成可以作为古元古代的结束， 而中元古代的开始以Nuna超大陆的初始裂解为标志。1 800 Ma后华北形成基本稳定的华北克拉通， 接受了基本连续的沉积。这样的话， 华北克拉通中元古代以沉积为主的建造应包括熊耳群(以及类似的汉高山群、小两岭组)和长城-蓟县系， 因此， 选取汉高山群、熊耳群、小两岭组作为中元古界的底界是较合理的(乔秀夫等， 2014)， 1 800 Ma则可作为中元古代的底界年龄。中国前寒武纪界长期坚持的中元古界底界年龄1 800 Ma与Nuna超大陆聚合事件吻合， 符合国际地层委员会选取规范。本研究的结论可供地质调查参考， 可为相关项目如地质编图中确定前寒武纪编图单元与界线提供年龄依据， 也可为讨论华北克拉通演化提供年代学基础。

6 结论

(1) 汉高山群中安山岩的锆石U-Pb年龄为1 769±9 Ma， 限定了汉高山群的时代约为1 770 Ma。小两岭组火山岩剖面顶部 (距寒武系霍山组仅3 m左右) 获得的1 778±20 Ma锆石U-Pb年龄、剖面中部获得的锆石U-Pb年龄1 773±19 Ma与1 792±18 Ma， 限定了小两岭组的时代为1 792～1 773 Ma。在汉高山群顶部火山岩首次获得1 769±9 Ma年龄值， 证实了其与小两岭组火山岩同时代。

(2) 依据本文新的年代学研究结果， 汉高山群和小两岭组底界置于1 800 Ma是合理的， 且与已有地质纪录相吻合。1 800 Ma是Nuna超大陆的聚汇期， 汉高山群和小两岭组在年代地层中的位置表明是Nuna超大陆聚合即克拉通化后的初始盖层， 也是目前全球已有年龄纪录的最低层位的盖层。从吕梁山区南至中条山、陕豫地区， 由汉高山群、小两岭组与晋南熊耳群组成一个巨型三岔裂谷， 它是地球赐予华北地台的独有礼物。

(3) 汉高山群时代的研究可为全国地层委员会确定中元古界底界年龄提供界线层型剖面。

致谢乔秀夫研究员2008年 3月带领并指导笔者开展汉高山群和小两岭组的地质研究， 2015年6月和2018年10月的野外工作还得到余卓颖等的帮助， 论文撰写中， 刘福来研究员提供了良好建议， 审稿人和编辑对本文做了认真的审阅并提出了很好的修改意见， 在此一并向大家表示感谢。

谨以此文祝贺沈其韩院士百岁寿诞。