辽西北票地区义县组地层层序与化石层位

第10卷第4期地质与资源Vol.10N o.4 2001年12月GEOLOGY AND RESOURCES Dec1,2001

#基础地质#

文章编号:1671-1947(2001)04-0193-06

辽西北票地区义县组地层层序与化石层位

丁秋红1,2,张立东1,2,郭胜哲1,

张长捷1,彭艳东1,2,贾斌1,2,陈树旺1,2,邢得和1,3

(1.沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110033;

2.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110004;

3.吉林大学,吉林长春130026)

摘要:辽西北票地区义县组是一套中生代火山-沉积地层.义县组火山活动具有明显的旋回性特征,主要由下部

基性)中基性火山喷发-沉积旋回和上部酸性、偏碱性火山活动旋回组成.具体可划分6个岩性段,自下而上分别

为底砾岩段,基性、中基性火山岩段,湖相沉积岩段,酸性、偏碱性火山岩段,上部基性火山岩段和顶部砾岩段.

义县组底砾岩段和基性、中基性火山岩段的沉凝灰岩中产有丰富的以鹦鹉嘴龙为主的古脊椎动物化石.湖相沉积岩

段含有大量热河生物群化石,包括著名的中华龙鸟、孔子鸟和辽宁古果等珍稀化石,该层位记录了侏罗-白垩纪界

限附近重大的生物演化事件.

关键词:辽宁西部;义县组;地层层序;化石层位

文献标识码:A中图分类号:P53415;Q91116

辽西是我国中生代陆相地层发育地区之一,自20世纪初美国地质学家葛利普(Grubau)提出热河系和热河动物群(Jehol Fauna)以来,辽西热河群和热河生物群(Jehol Biota)就一直是中外地质学家和古生物学家研究的热点之一.近几年来,在辽西北票四合屯-尖山沟一带的义县组中部发现了大量的以圣贤孔子鸟(Conf uciusor nis sanctus)为代表的早期鸟类、爬行动物小型兽脚类恐龙/原始中华龙鸟0 (Sinosaurop teryx p rima)和/弯齿树翼龙0(Den-dr orhy nchus curv identatus)以及早期哺乳动物/五尖张和兽0(Zhanghetherium quinquesp idens)和早期被子植物/辽宁古果0(A rchaef r uctus liaoningensis)等化石.这些众多门类动、植物化石的发现,极大地丰富了热河生物群的内容,同时也使热河生物群更加引起世人瞩目.但是,热河生物群的时代归属、义县组地层的划分对比及其时代问题一直是长期以来争论不休的问题.这些具有重要科学研究价值的珍稀化石赋存层位如何?其地层划分对比的依据是什么?为了

收稿日期:2001-11-14.张哲编辑.

基金项目:中国地质调查局/K51E014004(北票市)等四幅1B5万区域地质调查0项目(编号J411112)阶段性研究成果.查清区内岩石、地层、古生物和构造格架特征,查明热河生物群的地质生存环境及进行相关地层的对比,中国地调局在该区开展了1B5万区域地质调查项目.

野外工作期间,对辽西北票市上园镇四合屯及其周边地区义县组进行了详细的野外地质调查和地质填图工作,观察记录了许多新的有重要意义的地质现象,详细测制了义县组的剖面,系统采集了四合屯义县组沉积层中的古生物化石(剖面及化石点位置见图1),分析了义县组的火山作用和火山活动规律,建立了义县组的地层层序,并对该区义县组火山-沉积作用旋回特别是对义县组的地层层序的划分提出了一些新认识[1].在此基础上,本文进一步对义县组的沉积层,特别是古生物化石的赋存层位进行了详细研究和系统总结.对义县组地层层序及其化石赋存层位的研究,有助于了解当时生物的生存环境和爬行动物的灭绝原因,有助于确定义县组的地质时代,进而解决辽西地区侏罗系-白垩系的界限问题.

1地层层序与地层对比

111主要地层问题

本区长期以来存在的主要问题就是/热河群0

图1辽西北票地区义县组地层剖面及化石点位置

Fig11Sketch map showing the stratigraphic section and fossil localities of Yix ian for mation in Beipiao,W estern L iao ning

1)剖面位置及编号(section locality and number);2)化石点位置(fos sil locality);P1)四合屯剖面(Sihetun section);P2)新开岭-四合屯剖面(Xinkailing-Sihetun section);P3)炭窑子屯-跑达沟剖面(T anyaozitun-Paodagou section);P4)大虎掌沟剖面(Dahuzhanggou section);P5)王家屯

剖面(W angji atun section);P

6)金家沟剖面(J i n j iagou section);P

8

)万佛堂剖面(Wanfotang secti on);P

9

)黄半吉沟剖面(Huangbanjigou section);

P1-1)李八郎沟剖面(L i bal anggou secti on);P2-1)大北沟剖面(Dabeigou section);P6-1)上园剖面(S hangyuan section)

及其生物群的划分、对比和时代归属问题,特别是广义义县组中许多零星分布的沉积夹层的赋存层位问题.长期以来被人们广泛使用的沉积层有:/尖山含化石沉积岩夹层0、/上园含化石沉积岩夹层0、/大康堡含化石沉积岩夹层0和/金刚山含化石沉积岩夹层0[2];/刀把子层0(相当于尖山沟、金家沟等层)、/砖城子层0(相当于上园、大康堡、李家沟、河夹心等层)、/黄花山层0[3].近几年来,一些研究者认为广义的义县组应该解体,将广义义县组下部的以火山岩及火山-沉积碎屑岩为主,并含珍稀动、植物化石的这套地层,即大体相当于长期使用的/尖山含化石沉积岩夹层0[2]及其下部的火山岩段及砂砾岩段,与义县组分开,重新建立/四合屯组0[4]、或/炒米甸子组0[5]、/尖山沟组0[6].从上述不同的划分意见中可以看出,问题的关键是义县组火山活动旋回的划分,以及不同地点出露的沉积层的对比问题.

112义县组的划分

由于义县期火山活动具多期或多旋回性,义县组的火山岩、火山机构和沉积夹层也具多样性,再加上后期构造活动的改造,使区内义县组的划分对比复杂化.因此,对义县组的认识过程是一个由点到面、逐渐深化的过程.到目前为此,通过新一轮1B5万区域地质填图,可以认为已经逐渐认识了义县组的本来面貌.本次岩石地层划分、对比,主要是根据火山活动的旋回性、每一旋回形成的特色岩石组合及旋回间歇期的特色沉积-爆发相岩石、沉凝灰岩层[7],将义县组划分为6个岩性段,自下而上特征如下.

11211一段(底砾岩段)

与下伏土城子组呈微角度或角度不整合接触.厚度015~30m.由底部向上,凝灰质成分较多,常出现凝灰质砂岩、粉砂质凝灰岩和砂质泥岩夹层(S1).在水泉沟里,该段的砂质泥岩中发现有鹦鹉嘴龙骨骼化石.

11212二段(基性-中基性火山岩段)

包括第1期熔岩至第4期熔岩之间,所有爆发-沉积相、爆发相和溢流相的岩石组合.自下而上具体岩石特征为:

(1)下部灰黑色聚斑状橄榄玄武岩,上部灰黄色气孔、杏仁状玄武安山岩,代表第1期火山活动的溢流相岩石,仅见于新开岭一带.

(2)黄绿色薄层状含砾中粗粒岩屑沉凝灰岩,灰黄色、灰粉色粉砂质疑灰岩,局部夹薄层状岩屑杂砂岩(S2).主体岩石含有大量凝灰物质,代表第2期火山活动的爆发-沉积相产物.厚度一般为2~5m,最厚达18m,并产鹦鹉嘴龙化石.

(3)灰色)灰黑色致密块状辉石橄榄玄武岩,与紫灰色)紫红色气孔、杏仁状安山质集块岩和安山岩互层,代表第2期火山活动的爆发相及溢流相岩石,

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