我国早前寒武纪地层研究进展、问题和建议

主要介绍自1996年以来我国早前寒武纪地层研究的新进展、存在问题和今后工作的建议。新进展主要包括三个方面:正确认识早前寒武纪地层研究的复杂性和工作难度;在学术思想和工作方法方面取得的新进展;在研究具体的早前寒武纪地层中取得新进展。在了解存在问题的基础上,提出今后工作的8点建议。

我国前寒武纪地质研究进展与展望

前寒武纪地质学是现代地球科学中最活跃的学科之一。我国前寒武纪地质研究有着良好的条件和优良的传统,前寒武纪岩石在中国大陆上有广泛的分布,保存了从3800Ma到543Ma较完整的岩石、地层和生物形成与演化的历史记录,并蕴藏了丰富的矿产资源。简要回顾了近百年来我国前寒武纪研究的历史,取得的丰硕成果及巨大进展。概述了中国前寒武纪时期的大陆,特别是太古宙华北克拉通地壳演化的特殊性和复杂性,与世界其他地区的克拉通进行了对比。指出前寒武纪地质学在研究地球科学中仍然处于重要的位置,尤其是研究前寒武纪超大陆汇聚与裂解及前寒武纪成矿区带的划分已成为当今世界研究的热点。在此基础上,提出了对我国21世纪前寒武纪地质学的工作设想和展望。

冀东朱杖子群定年新证据

青龙河绿岩带的层状岩系由双山子群和朱杖子群变质地层组成,分布在北自青龙县黄杖子、经双山子到南部庙岭一带。多数地质工作者认为双山子群的时代为新太古代,但对朱杖子群的时代归属则意见不一,至今尚未获得统一的认识。朱杖子群为浊积岩建造,由下部以变质砾岩为主的张家沟组和上部以黑云变粒岩等岩石的木孛罗台组所组成。区内广泛分布花岗斑岩脉,断续延伸十余千米,岩脉最宽处达300—400m,岩脉明显穿切朱杖子群木孛罗台组黑云变粒岩。花岗斑岩主要由钾长石、石英、更长石及黑云母组成。对花岗斑岩样品进行TI MS法锆石U-Pb同位素年龄测定,获得(2492±8)Ma年龄数据。说明被侵入的朱杖子群形成年龄应大于此数据,结合下伏的双山子群的年龄数值,朱杖子群形成在2641Ma(或2793Ma)—2492Ma之间,属新太古代而不是古元古代。同时获得青龙河绿岩带最晚期的浅成侵入岩的确切年龄和青龙河绿岩带一个较完整的太古宙花岗质岩石系列演化和成矿作用的年代格架。

蓟县铁岭组底部硅质褐铁矿屑砂岩的地质意义

华北蓟县系上部洪水庄组和铁岭组之间长期以来一直被认为是整合接触。近期在蓟县小岭子剖面发现洪水庄组顶部发育铁质风化壳,铁岭组底部有硅质褐铁矿屑砂岩,从而证明洪水庄组与铁岭组之间存在一次强烈的风化剥蚀,二者之间是假整合接触关系。

河南灵宝朱阳下寒武统辛集组软体动物群的发现

河南灵宝朱阳地区下寒武统辛集组中新发现的小壳动物化石包括软体动物群的软舌螺、单板类、双壳类和腹足类以及海绵骨针和齿形类。该动物群可与安徽淮南雨台山组、河南确山、叶县、宝丰及陕西洛南辛集组动物群对比,时代属早寒武世中期,与澳大利亚新南威尔士早寒武世中期软体动物群属同一生物地理区。软体动物有可能在中国云南开始出现,并迅速迁移至扬子浅海各地,后经某种渠道迁移到华北地台南缘,演化成新的动物群。

全球下奥陶统-中奥陶统界线层型候选剖面——宜昌黄花场剖面研究新进展

湖北宜昌黄花场剖面是我国奥陶系大湾阶的界线层型剖面,高精度生物地层以及岩石、层序地层和碳同位素地球化学的综合研究表明,该剖面完全符合关于建立全球下奥陶统-中奥陶统界线(即奥陶系第三个尚待正式命名的阶)界线层型剖面和点位(GSSP)的条件。建议以该剖面牙形石Baltoniodus?triangularis的首现层位,作为划分全球下奥陶统-中奥陶统界线的GSSP。所建议的GSSP交通方便,位于距宜昌市北北东22km的公路旁,地层出露完美无缺,界线生物层位于大湾组下段SHod-16层底部,距大湾组底部10.57m;界线上下发育了B.?triangu-laris的完整演化序列,并伴生有极好的Baltoniodus、Trapezognathus、Periodon和Microzarkodina等牙形石属种演化序列来作为佐证;界线之上0.2m所出现的世界广布的Microzarkodina abellum可作为划分此界线的辅助标志。界线生物层位于低位海侵序列之中,界线之下0.6m处所显示的从高位到低位的层序转换面和碳同位素最大偏移,与全球此时所发生低位事件密切相关,可作为识别该界线的物理和化学标志。所建议的界线生物层与笔石Azygograptus suecicus生物带上下组合之间的界线接近,与几丁虫Belonechitinacf.henryi生物带底界几乎一致,因此,所建议的界线易于在全球,无论浅水碳酸盐相、还是深水笔石相,识别和进行精确对比。同样的生物组合序列和层序及碳同位素异常亦在黄花场剖面之北5km的陈家河(即大坪)剖面得到了验证.

中国上石炭统达拉阶

达拉阶一名最初见于项礼文等(1980)的文章,阶名源自同名岩石地层单位———达拉组,典型剖面位于贵州省盘县县城以东约30km的达拉村。岩性主要为浅灰色厚层至块状结晶灰岩及生物碎屑灰岩,夹少量黑灰色灰岩团块,厚115.71m。底界以化石Profusulinella priscoidea或P.parva的始现为标志,顶界止于化石Mon-tiparus weiningica带之底。达拉阶包含6个带,自下而上依次为:Profusulinella priscoidea-P.parva带、Pro-fusulinella aljutovica-Taitzehoella taitzehoensis extensa带、Fusulinella obesa-F.eopulchra带、Fusulina lanceola-ta-Fusulinella vozhgalensis带、Fusulina pakhrensis-Pseudostaffella paradoxa带及Fusulina cylindrica-F.quasifusulinoides带。牙形刺仅在中上部找到,自下而上划分为Idiognathodus podolskensis带和Streptognatho-dus cancellosus带。层型剖面的达拉阶应与国际地层表中的巴什基尔阶上部和莫斯科阶相当。

西藏北部申扎地区德日昂玛—下拉山石炭二叠系生物地层划分

吉林地质调查院在西藏北部申扎地区进行地质调查时,对石炭纪—二叠纪地层进行了详细研究,自下而上划分为永珠组、拉嘎组、昂杰组、下拉组和木纠错组,并进行了生物地层划分,在永珠组建立了Gnathodus girtyi-Gnathodus texanus牙形剌组合、Goniatites菊石带、Choristites-Spirigerella腕足组合和Trigonatretacf.paucicos-tulata-Elivella baschkirica腕足组合;昂杰组建立了Spiriferella-Costiferina腕足组合;下拉组建立了Ipciphyl-lum-Waagenophyllum-Wentzelellites珊瑚组合、Dielasma millepunctatum-Psudoantiquatonia mutabilis腕足组合和Neoschwagerina带。

泛华北区石炭系、二叠系内部的重要地质演化转折

对华北地台及邻近区域内重要露头及钻井剖面的石炭系及二叠系展开新一轮系统研究,发现在这一套地层中存在两个重要的地质演化过程转折,即下石炭统、上石炭统之间及中二叠统、上二叠统之间(相当于华北新分层系统上石盒子组与平顶山组之间)存在两个地质演化过程转折。后一转折更为显著:转折面之下,气候背景干热化特征突出,沉积序列呈显著水退趋势,盆地萎缩,石膏质或红色泥质岩系发育,层系沉积缺失或剥蚀缺失现象严重,特化生物类型发育;转折面之上,气候背景呈现降温趋势,沉积序列呈显著水进趋势,盆地覆盖范围急剧扩展,沉积层系在区域上呈大规模超覆,与强烈引张断陷活动相关的砂砾岩发育,暗色泥质岩层系随之出现,特化生物类型迅速衰退。从地球表层系统演化及盆地发育角度考虑,后一转折面在地史占有更为突出的地位,应受到充分关注。

下三叠统殷坑阶和巢湖阶及其界线研究

系统介绍层型剖面殷坑阶和巢湖阶的定义和地层特征,并重点讨论了两阶之间的界线,即巢湖阶的底界。巢湖阶的底界层型位于近期提出的全球印度阶?奥伦尼克阶界线层型候选剖面———安徽巢湖平顶山西坡剖面上,界线定义为以牙形石Neospathodus waageni的首现点作为第一标志,菊石Flemingites-Euflemingites带底界作为参考标志。在巢湖剖面上,该界线位于三叠纪第2个正向磁极性带上部、三叠纪碳同位素曲线第1次正向漂移峰值附近;在岩石地层系统中,它位于殷坑组中上部位。简要概述了该界线地层的国际和国内对比的主要标志性化石。

大兴安岭北部地区晚侏罗世—早白垩世地层划分有关问题的讨论

根据地层分布、岩石组合、古生物特征,对近几年在大兴安岭北部地区完成的区域地质调查图幅中存在的晚侏罗世—早白垩世火山岩地层划分混乱的问题进行了整理、提出了新的划分意见:将光华组修订为大兴安岭北部含Eosestheria动物群的大套酸性火山岩,时代为早白垩世;含有Nestoria动物群的大套酸性火山岩为上侏罗统白音高老组;两大套酸性火山岩之间超覆于其他老地层之上的含Eosestheria动物群的中酸性火山岩为下白垩统龙江组;龙江组底部的不整合是该区侏罗系与白垩系的界线。

四合屯珍稀化石层的时代———Ar/Ar和SHRIMPU/Pb年龄新证据

运用Ar/Ar和锆石SHRI MP原位U/Pb定年技术对含孔子鸟、中华龙鸟等化石的四合屯珍稀化石层及其上、下层火山岩进行了系统的同位素年龄测定。位于化石层下部的火山岩给出了126.13±0.40Ma的Ar/Ar年龄,这一年龄对珍稀化石层给出了时代下限限定。含珍稀化石沉积层中次火山岩的Ar/Ar年龄为122.1±2.6Ma,证明了四合屯珍稀化石层时代不可能晚于122.1±2.6Ma。与化石层同层位的沉凝灰岩中火山成因锆石的U/Pb测年结果得到了125.2±2.2Ma的年龄,该年龄对四合屯珍稀化石层给出了最接近的时代下限限制。综合分析我们及国内外同行的同位素年龄数据,虽然仍然不能准确确定含孔子鸟、中华龙鸟等化石的四合屯珍稀化石层的时代,但可以将其时代范围限制在125.2Ma—122.1Ma之间。

南雄盆地白垩纪—古近纪地层研究进展

简要介绍近年来南雄盆地地层研究的主要进展。在始兴陆源浈水组及南雄城南上湖组坪岭段发现窃蛋龙类,后者还见鸭咀龙类;界址、水口、下坪及始兴斜谭等地大凤组产大量以圆形蛋类为主的蛋化石;南雄盆地西区南雄群中发现叶肢介、昆虫、鲎虫、有孔虫等;初步查明阶齿兽在地层中的分布,在大塘剖面其首次出现距上湖组底界约60m,最高层位见于浓山组;利用测定蛋壳的稳定同位素和铱元素富集异常探讨恐龙绝灭;白垩系-古近系界线划分目前存在4种意见:1)划在上湖组近底部(根据恐龙绝灭),2)坪岭段/下惠段之间(根据介形虫),3)坪岭段上部(根据阶齿兽,腹足类)和4)浈水组中上部(根据孢粉)。

东昆仑万宝沟岩群古近纪孢粉化石的新发现

万宝沟岩群是东昆仑造山带一套构造—沉积混杂堆积地层,由外来系统和基质系统两部分组成。以往根据外来岩块中的叠层石等将该岩群的时代定为前寒武纪的蓟县纪—青白口纪。最近在该岩群的基质系统中分析出22属(未定种)与15种古近纪渐新世孢粉化石,这一重要发现为厘定该岩群的地质时代、进一步确定该岩群的混杂堆积地层性质和阐述东昆仑造山带形成演化机制等方面具有重要的地质意义。

长江三角洲(江南)地区第四纪海侵层的划分及时代归属

依据多年积累的钻孔剖面、微体生物化石、孢子花粉、古地磁和14C测年等资料综合分析研究,本区第四系有5个主要海侵层,从老到新为第Ⅴ海侵层(宝山海侵)、第Ⅳ海侵层(嘉定海侵)、第Ⅲ海侵层(昆山海侵)和第Ⅱ海侵层(氵鬲湖海侵)、第Ⅰ海侵层(镇江海侵),其时代分别为早更新亚世中期(1.8—2.0Ma B.P.)、中更新亚世早期(0.78—0.45Ma B.P.)、晚更新亚世早期(126—70Ka B.P.)、晚更新亚世晚期(40—20Ka B.P.)、全新世(始于10Ka B.P.)。

珠江三角洲江村ZK2钻孔沉积物粒度的环境意义

运用MALVERN公司2000型粒度仪对珠江三角洲地区的江村ZK2钻孔作粒度分析,江村钻孔按粒度的偏态值可划分为两个河相与海相或湖泊沼泽相的沉积交替过程,同时与粒度参数、年代数据以及前人所做的孢粉等证据相结合,大致看出研究区气候变化的4个千年尺度的气候波动:第一阶段为较长时间的冷干期,该段时间约为20—10.7kaB.P.;第二阶段为回暖期,时间大致在10.7—7.5kaB.P.,总体比较湿润;第三阶段为升温期,该时期约在7.5—5kaB.P.之间,在此期间各有一次干湿交替;第四阶段为降温期,时间大约出现在5kaB.P.至今,这是一个波动性较大的时期,也各有一次干湿交替。

核测井的特殊功能及其资料在区域地质调查和地层学研究中的应用——地层学研究方法的增新

简介酸性火山事件岩层的产状特征,及其在地层学和地质调查中的意义。着重介绍此类岩层中放射性元素和K含量较高的特点,论述它在自然伽马测井和放射性测量中,具有独到的功能。目前用昂贵的岩矿测试方法,已发现很多火山事件岩层,可能有些尚未被发现。因经费所限,无法进一步研究,用现有的大量核测井资料进行研究,所需经费很少。尤其是对哑地层和用古生物地层学方法,研究划分和对比,长期存在争议的地层,用等时标志层及其核测井资料,进行微细高分辨岩层对比,解决上述问题,指导地质调查和地层学研究。最后略述当前火成岩和超高压变质岩地层研究中核测井的应用。

《地层学杂志》征稿简则