浅析华北板块中元古代_古生代构造格局及其演化

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蓟县运动起初是指造成燕山地区早寒武世昌平 组与新元古代景儿峪组之间小角度不整合的构造运 动, 长期以来, 多将其视为限于燕山沉降带内的重 要构造事件。现在若从华北板块全域来审视, 它实 为引发板块构造格局发生重大转变的一次运动。从 表 1 中可以看出, 板块北部从浑江 ) 本溪 ) 唐山东 西向, 东部大连 ( 金州) ) 复州 ) 浑江南北向, 新 元古代层序的发育均呈阶梯状序列。燕山地区蓟县 运动面之下层序缺失最大, 承德 ) 平泉一线景儿峪 组几乎剥蚀殆尽, 其他地区多与唐山一带相近, 缺 失景儿峪组之上的层序。从板块全域来看, 它是一 个典型的不整合, 其层序的缺失从多到少依次为平
2 沉积-生物- 构造古地理分析
211 沉积- 构造古地理 21111 中、新元古代
对于中、新元古代燕山裂陷槽的沉积相, 前人 多认为以滨浅 海相为主体[ 1] 。作者新近对河 北平
泉的小哈巴气沟、王杖子、小南沟及双洞等地剖面 的观察研究 ¹ 认为, 其中中元古界有大量浅海深水 ( 大于 150 m ) 至半深海 ( 大于 200 m) 沉积, 滨海 相沉积所占份额不大。高于庄组除独有深水薄层硅 质岩、含硅质页岩外, 有大量非补偿碳酸盐岩溶解 相的多种瘤状灰岩及浊积岩。铁岭组中上部有含锰 页岩、页岩及瘤状灰岩; 杨庄组下部有瘤状灰岩及 浊积岩; 雾迷山组也有深水浊积岩。尤其中元古代 地震事件沉积频繁出现º , 层位从团山子组 ) 景儿 峪组呈现多期地震活跃期, 在高于庄期、铁岭期为 其高峰期。这揭示了燕山裂陷槽为一典型裂陷 ) 沉 降盆地。至新元古代, 则以滨浅海相沉积为主体。
第 16 卷 第 4 期 2002 年 12 月
现代地质 GE OS C I EN C E
Vol. 16 No . 4 Dec. 2002
浅析华北板块中元古代 ) 古生代构造格局及其演化
段吉业, 刘鹏举, 夏德馨
( 吉林大学 地球科学学院, 吉林 长春 130061)
摘要: 通过对区域地层层 序特征、 沉积- 生物- 构造古 地理 的综合 分析, 提 出华 北板 块经历 了 中、新元古代边缘裂陷阶段和古生代全 域性差 异升降阶 段两大 构造演 化阶段。 其中, 前者 可
新生代构造演化的探索。
启了东部新元古代的大规模裂陷 ) 沉降活动。该运
1 区域地层层序发育特征的分析
动完成了裂陷 ) 沉降中心从西部向东部的转移。如 果审视一下华北 板块的各地区, 显示东部的 辽南
111 中、新元古代地层
群、金县群与西部的长城群、蓟县群, 从未在同一
吕梁运动出现的第一个夷平面标志着华北板块 地区上、下叠置发育过。而青白口群的长龙山组、
时空的地层体, 是华北板块中、新元古代唯一覆盖 全域的面式沉积。这一原本早应探究的重要信息长
期未引起关注, 现在看来, 这正是芹峪运动而引发 的构造转换完成的标志, 即西部沉降由盛转衰继而 隆升, 东部由长期隆升转入大规模沉降, 两者交替
转换临界期而出现了西薄东厚、岩相与层序一致的 面式沉积地层体。
多年的观察与思考, 试从区域地层层序的发育特征 合[ 1] 。从表 1 可以清楚地看出它并非仅限于燕山沉
与沉积- 生物- 构造古地理的分析入手, 探讨其构造 降带, 而是 一次全域性重大构 造事件与构造 转换
演化的主线。这一讨论也将有助于对华北板块中、 期, 它结束了西部中元古代的裂陷 ) 沉降活动, 开
秦皇岛运动长期被认为导致典型的平 行不整 合。从表 2 看出, 秦皇岛地区残留层序最少, 仅存 下马家沟组底部约 20 余 m; 其次为平泉, 缺失上 马家沟组上部; 唐山 ) 本溪 ) 浑江一线, 上马家沟 组之上可能还残留很薄的阁庄组; 而在本溪 ) 复州 湾 ) 新泰出现大致南北向阶梯状层序, 北部残留最 少。这揭示了秦皇岛运动在北部隆升早、剥蚀大, 运动是由北向南推进的, 形成了全域性小角度区域 不整合。而全域本溪组铁、铝质沉积层广布, 标志 着这期构造转换的最后完成。此后, 晚古生代进入 短暂沉降, 但很快便转为缓慢隆升, 即由海陆交互 相沉积转变为陆相沉积。
进一步划分为中元古代强裂陷亚阶段及新 元古代 弱裂陷 亚阶段; 后 者可进 一步划分 为早古 生 代弱差异升降亚阶段和晚古生代强差异 升降亚 阶段。其间 发生了 3 次划 时代的 构造运 动, 即 芹峪运动、蓟县运动和秦皇岛运动, 这些 运动均影 响板块 全域, 成 为划分 板块构造 演化阶 段 的标志。每次构造转换后均出现特征 鲜明、近 乎覆盖全 域的同 期、近同 期的沉 积标志 层。分
收稿日期: 2002- 03- 22 作者简介: 段吉业, 男, 教授, 1936 年出生, 古生物学与地层学专业, 长期从事古生物学、地层学及古地理学的研究工作。
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现代地质
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界群 Pz
新 元 古 界
青 白 口 群
蓟 县 群 中 元 古 界长 城 群
燕山 昌平组
景儿峪组 长龙山组 下马岭组 铁岭组 洪水庄组 雾迷山组 杨庄组 高于庄组 大红峪组 团山子组 串岭沟组 常州沟组
析表明, 华北板块在中元古代至古生代长达1 500 Ma 间, 似乎从未 经历过 大规模的 水平挤 压 运动, 即没有与毗邻大板块有过大规 模的碰 撞与对 接, 而是长 期独自 发展, 漂 移、徘徊于 赤 道两侧低纬度区或在中低纬度区。
关键词: 华北板块; 中、新元古代; 古生代; 古地理; 构造演化
吉、辽、徐淮地区新元古代沉降带, 主要以滨 浅海 ) 浅海深水相为主。深水沉积相目前仅见于马 家屯组及兴民村组。震积岩见于南芬组、甘井子组
) 十三里台组及兴民村组, 地震活跃期以营城子期 及兴民村期为显著[ 14] , 从未发现有火山活动迹象。 这表明其裂陷活动的强度较燕山裂陷槽弱得多。
最重大的沉积- 构造古地理的变化是在中、新 元古代之交的裂陷 ) 沉降中心, 完成了从西部向东 部的转移。
列[ 1~ 10] 。虽然对各学科的研究共识颇多[ 2] , 但研 代, 东部地区开 始了大规模的 沉降, 接受了 永宁
究者对其构造演化主旋律的论述与勾画却都相当粗 群、细河群、辽南群及金县群的沉积。芹峪运动造
略, 看不清来龙去脉。本文根据新近的资料和作者 成了燕山地区下马岭组与铁岭组之间的低角度不整
桥头组 南芬组 钓鱼 台 组
?
细 河淮 群南

炬山组 新兴组 蓝陵组 曹店组
古元古界 ( 基底)
峪组与南芬组从薄到厚, 岩相岩性非常一致, 同为 紫红色、蓝灰色泥晶灰岩互层。这一鲜明的特征, 对确认两者为同一地层体提供了一个令人信服的证
据。新元古代早期西部的下马岭组为滨浅海相砂泥 质沉积, 同期, 在东部的复州沉积的永宁群为以砂 砾岩为主体的快速堆积, 浑江流域的白房子组也是 如此, 仅其厚度就要比永宁群的厚度小。随着裂陷 ) 沉降中心的东移, 西部青白口群上部两组与东部 细河群两组间成为岩相岩性一致、彼此相连的同一
/ 秦皇岛运动0, 是作者鉴于华北板块全域下 ) 中奥陶统与上石炭统之间的间断而提出的。学术界
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长期未给这一间断面冠名, 有人还以宜昌上升来代 指[ 13] , 故建议用秦皇岛运动称之。这一运动不仅 间断时限巨大, 而且在板块构造演化上具有划时代 的意义。运动前后沉积- 构造古地理格局发生了重 大变化, 结束了早古生代同步沉积、弱差异升降阶 段, 开始 了 强 差异 升 降, 并 向 陆 相 沉 积 快 速 转 变。
地层系统 组 ( 群)
石 千峰 组 上石盒子组 下石盒子组 山西组 太原组 本溪组
北部
南部
平泉
唐山 秦皇岛 本溪
浑江
大连
新泰
邯郸
石千 峰 组 上石盒子组 下石盒子组 山西组 太原组 本溪组
八陡组
马 家
峰峰组
阁庄组
沟 群
上马家沟组
下马家沟组
上马家沟组 下马家沟组
三山子组 亮甲山组 冶里组 凤山组 长山组 崮山组 张夏组 徐庄组 毛庄组 馒头组
的刚性基底 ( 板块本体) 已经形成。中元古代早期 景儿峪组与细河 群的钓鱼台组、南芬组间层 位对
华北板块中部出现了燕山、吕梁、豫西等裂陷槽。 应、岩相相同, 是东、西部连接与对比的纽带。这
限于篇幅, 本文仅代表性地讨论燕山裂陷槽。
一共识认知了中国前寒武纪非变质地层层序研究上
中元古代燕山裂陷槽沉积了巨厚的长城群与蓟 的重 大 进 展[ 1] 。它 们 不 仅 东、西 相 邻, 而 且 景 儿
八道江组 万隆组
甘井子组 南关岭组 长岭子组
崔家 屯 组 马家 屯 组 十三里台组 营城 子 组
甘井 子 组
南关 岭 组
长岭 子 组
金 县 群
徐 淮 群
辽 南 群
史家组
魏集组 张渠组 九顶山组 倪园组 赵圩组
贾园组
桥头组 南芬组 钓鱼台组
?
桥头组 南芬组 钓鱼台组 白房子组
桥头组 南芬组 钓鱼台组 永宁群
代的漫长时期, 是中国唯一且世界上少见的以 / 稳 古代原始沉积尚难以确定。但据新元古代沉积基底
定0 著称的古板块。前人对其研究的时间较长, 探 也是太古界 ) 古元古界的观点来看, 似乎可能有一
索层 面 较深, 可 列 为中 国 大区 域 地 质研 究 的 前 定或相当厚的中 元古代的原始沉 积。进入新 元古
112 古生代地层 从表 2 可见, 蓟县运动形成的剥蚀夷平面, 导
致华北板块全域缺失寒武纪初期沉积。最早的寒武 纪沉积均出现于东部, 即浑江流域的黑沟组、水洞 组, 大连的葛屯组、大林子组, 以及徐淮地区的金 山寨组与沟后组。它们不仅分布局限, 彼此间岩相 差异也较大, 表明沉积初期环境的多变。而寒武纪 最早的全域性沉积始于碱厂期, 即东北南部的碱厂 组、燕山地区的昌平组、鲁西的五山组及徐淮的猴 家山组等[ 12] 。它们之间的沉积相虽有差异, 却均 以出现含沥青质的灰岩为其鲜明共有的特征, 标志 着蓟县运动进行的构造转换彻底完成。在此后的寒 武纪 ) 奥陶纪, 华北板块进入稳定同步沉降、内有 弱差异升降的面式沉积阶段。
三山子组
亮甲山组 冶里组 凤山组 长山组 崮山组 张夏组 徐庄组 毛庄组 馒头组
三山子组
碱厂组
昌平组
碱厂组
五山组 昌平组
黑沟子组 水洞组
黑沟子组 大林子组 ?
水洞组葛屯组
泉 ) 唐山 ) 本溪 ) 浑江 ) 复州 ) 大连, 大连金州仅 缺失金县群上部的兴民村组之上的层位。这揭示了 蓟县运动由西向东 ( 伴有由北向南) 依次推进的隆 升过程。应指出上述新元古界呈阶梯状的层序, 其 剥蚀厚度由北向南依次由大变小。蓟县运动大规模 活动时期必远晚于景儿峪组沉积时期, 据分析, 很 可能在金县群沉 积之前。因此, 辽南的大连 上升 ( 葛屯组与兴民村组间不整合) 与徐淮地区的榄杆 运动 ( 金山寨组与望山组间不整合) [ 11, 12] 有关, 实 为蓟县运动的最后一幕。此后板块全域升出海面, 进入一个新的隆升 ) 剥蚀夷平期。它不仅标志着东 部新元古代裂陷槽活动的结束, 也标志着板块全域 裂陷阶段的结束。由此可见, 蓟县运动完成了板块 构造演化史上两大阶段的转变, 即由中、新元古代 裂陷 ) 沉降、非全域似盖层沉积阶段, 转化为早古 生代全域同步沉降、稳定的面式盖层沉降阶段。
中图分类号: P534
文献标识码: A
文章编号: 1000- 8527( 2002) 04- 0331- 08
0引言
县群。芹峪运动后, 新元古代又沉积了青白口群。 而中元古代在东部 ( 吉、辽、徐淮) 广大地区则长
自吕梁运动以来, 华北板块在中元古代至古生 期处于隆升 ) 剥蚀期, 因无地层记录, 是否有中元
表 1 华北板块中、新元古代地层对比
Table 1 Meso- Newproterozoic stratigraphic correlation of the North China Plate
北部 本溪
浑江
复州湾
南部 大连 ( 金州)
苏、皖北部
碱厂组
黑沟组
碱厂组
葛屯组
金山寨组
兴民 村 组
望山组
康家组
第4期









石 炭 系
上 统
中 统



Байду номын сангаас


上 统





下 统
段吉业等: 浅析华北板块中元古代 ) 古生代构造格局 及其演化
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表 2 华北板块东部古生代地层对比 Table 2 Palaeozoic stratigraphic correlation of the east North China Plate
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