鄂尔多斯盆地中新元古界地层分布及演化特征

鄂尔多斯盆地中新元古界地层分布及演化特征
摘要：完善中国华北新元古代地层划分方案，建立华北南缘中新元古代地层格架，使其成为国际地层对比的参考标准，是中国地质学家的追求。

华北典型的中
新元古代剖面是北京—蓟县一带的长城、蓟县和青白口系，缺少可与华南对比的
南华和震旦系。

本文试图通过地层分布、岩石组合、岩石学、碎屑矿物（锆石和
榍石）U-Pb定年等研究手段限制鄂尔多斯盆地南缘新元古代地层沉积年代，并对华北南缘中新元古代地层的形成环境进行分析推测，最终为鄂尔多斯盆地南缘中
新元古代地层格架划分提供方案。

1引言
由于陕西洛南出露比较连续、完整且含有杂砾岩层的新元古代地层，因此本文将对它进
行系统分析结合碎屑岩进行地层分布、岩石组合、岩石学特征等研究，对其中的沉积同生独
居石和磷钇矿定年，从而限制其沉积时代，确定其分布规律和组合特征，建立华北南缘新元
古代地层格架，为完善华北克拉通新元古代地层划分方案提供依据。

2地层沉积特征
鄂尔多斯地块南部边缘的中元古代沉积地层出露完整，分布范围广，本章围绕地块南缘，选取了三条剖面进行野外观察、实测，分别是洛南县巡检剖面、黄龙铺-太白岔剖面、私家沟
剖面，野外观察实测工作主要为沉积地层沉积一构造特征观察，沉积相划分。

2.1巡检司剖面
2.1.1沉积层序特征
洛南县巡检镇剖面位于向斜的北翼，长城系超覆在太华岩群之上。

高山河组地层沉积表
现为陆相向海相过渡。

岩性组合主要为中粒砂岩、砾岩、细粒砂岩、泥岩夹粉细砂岩、砂泥
岩互层。

高山河组底部发育一套厚约0．1m砾岩，再向上，可见石英砂岩中小型交错层理，
薄层杂砂岩呈波状起伏，推测其为三角洲平原决口扇。

再向上可见，砂岩底部磨圆较好的泥砾，结合粒径大小推测为前三角洲相。

随后，在岩层中发育羽状交错层理，表明受到潮汐作
用的影响，可能为滨岸相。

综上所述，沉积相整体表现为陆相向海相过渡，由三角洲过渡为
滨岸、浅滩、泻湖、滨岸，水深先增大后减小。

此外，部分地区的深色泥岩或板岩中含有机质，是良好的生油层。

2.1.2地层年代
Zhu et al.（2011）对豫西卢氏北部高山河组下部砂岩中碎屑锆石进行U-Pb年代学研究，最小年龄峰为1.85 Ga，指示高山河组的沉积是从1.85 Ga之后开始的。

与研究区同属熊耳断
裂的灵宝县官道口群（胡国辉等，2013），地层中碎屑锆石207pb／206Pb年龄多分布于1700-2400Ma左右，因此研究区蓟县系地层年龄应该不会早于1600Ma。

2.2黄龙铺—太白岔剖面
2.2.1沉积层序特征
分布于洛南石门地区的太古宙太华群之上的沉积盖层呈一个轴向近东西向，向西封闭的
向斜，由长城系、蓟县系、新元古界和寒武系组成。

向斜北翼从黄龙铺村到张湾村分布着长
城系熊耳群—寒武系辛集组，地层出露连续完整，上下接触界线清楚，是“小秦岭元古宙剖面”立碑处，因此选择它的部分剖面为重点观测对象。

黄龙铺村南处，长城系熊耳群与高山河组
间接触为角度不整合关系。

岩性为长城系熊耳群深灰色板岩（变质火山岩）与高山河群底部
的浅灰色块状层中粗粒石英砂岩。

鳖盖子和二道河村之间，为长城系高山河群鳖盖子组石英
砂岩夹泥岩，高山河群浅紫色中薄层石英砂岩夹薄层泥岩，砂岩中发育交错层理和波痕，推
测沉积相为滨岸沉积。

黄龙铺—太白岔熊耳群到蓟县系冯家湾组总体沉积相为滨海海滩—台
地潮坪。

2.2.2地层年代
多位学者对熊耳群火山岩及同期岩墙或次火山岩开展了年代学研究，获得锆石或斜锆石
U-Pb 年龄为 1.78~1.75 Ga（赵太平等，1998，2007；Peng et al.，2005，2008；Peng，2015；He et al.，2009，2010；Cui et al.，2011，2013；Wang et al.，2010），认为 1.78~1.75Ga 为火
山岩的形成年龄。

该套地层形成于长城系熊耳群之后，罗圈组之前，地层沉积时间推测为
1.78Ga~ 1.1Ga
2.3私家沟剖面
2.3.1沉积层序特征
私家沟位于张湾村南部，洛南石门地区向西封闭的向斜转折端附近。

该处冯家湾组之上
缺少石北沟组，罗圈组与下伏冯家湾组为超覆不整合关。

由于该处存在罗圈组的完整剖面，
可观察到罗圈组的地层组合并且上下地层界线清楚，故通过该剖面研究新元古界罗圈组的沉
积特征。

罗圈组顶部为紫红色钙质泥岩（风化壳），与上覆寒武系辛集组含磷砂岩为平行不
整合接触。

罗圈组自下而上为纹层状泥质钙镁质胶结的杂砾岩、含砾板岩、板岩、白云岩、
砂岩和板岩互层。

结合野外观察和镜下鉴定，砾石成分多为白云岩和硅质岩，少量石英岩。

砾石分选较差，大小角砾混杂，砾石磨圆很差，以棱角状和次棱角状为主。

从分选磨圆看，
其结构成熟度较低。

并且钙镁质泥质的纹层围绕砾石沉积，因此推测该杂砾岩为冰碛岩。

可
指示气候变暖、冰川溶解的古环境。

2.3.2地层年代
经对杂砾岩的初步研究，从下部采得两个样品做碎屑锆石分析，得出最年轻的碎屑锆石
为1.1Ga，指示罗圈组最大沉积时代小于1.1 Ga，根据上下地层关系，推测形成时代为新元古代。

3沉积演化特征
鄂尔多斯盆地早期沉积盖层演化，沉积环境总体都以海相为主，尤其是中元古代长城纪、蓟县纪均为海相沉积环境，其中长城纪以陆源碎屑的海相沉积环境为主，至蓟县纪则进入内
源的海相碳酸盐岩沉积环境。

青白口纪—南华纪则由于整体构造抬升，缺失相应的沉积地层，虽然其时整体抬升为陆，但却缺失陆相沉积地层。

至新元古代末期的震旦纪，鄂尔多斯本部
基本承继了青白口纪—南华纪的构造面貌，但其沉积的环境特征却十分明显，即以冰川沉积
的冰碛岩为特征，南缘秦岭的震旦系罗圈组，则形成砾石小、并具冰川纹泥结构的冰碛岩，
可能主要形成于靠近陆地冰盖的滨海沉积环境。

各大沉积期之间存在的区域性角度不整合，
以及青白口纪—南华纪长期处于隆升剥蚀的状态，说明当时的构造演化可能以整体隆升和沉
降为主，缺乏横向的构造分异。

4结论
鄂尔多斯盆地南缘熊耳群早已确定为1.80-1.75Ga，根据结合罗圈组底部冰碛砾岩碎屑锆石U-Pb年龄分析，大致限制其形成时代为新元古代。

分布于鄂尔多斯盆地南缘陕西洛南等
地区的新元古界含有的冰碛砾岩为典型震旦系出露的地区，为前寒武纪最晚的沉积。