华北古陆西南缘中新元古代的构造沉积史
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发布时间：2022-04-24 09:24
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时间：2023-10-09 08:52
Pettijohn（1972）、Crook（1974）、Bhatia（1983）和Conide（19）都特别强调构造作用对沉积作用的制约意义。构造作用不仅控制沉积区沉积实体的有无与多寡，而且也控制沉积区沉积实体的形态与来源以及来源的方向与性质。所以，构造沉积区就是指具特定构造背景、特殊物质组合、其位置在地质历史中可能发生过迁移的沉积区域。现在空间并列的构造沉积区之间可以没有必然的成因上的联系（舒良树，1995）。基于这一思想，根据本区不同构造背景，可划出龙首山陆缘区、河西走廊区、中祁连区、南祁连区以及柴达木北缘区，而北祁连区是由不同构造沉积区产物混合的地区，属缝合带，不单独列出。现将华北板块西南缘的龙首山区中、新元古代构造沉积史叙述如下：
一、长城纪，龙首山区处于地表隆起的伸展机制条件下，属被动陆缘
《甘肃省区域地质志》（1982）未曾提及这一地区有长城系。俞伯达（1997）将华北板块西南缘及邻区的长城系划分如表3-3，从表中可看出，龙首山陆缘区缺失长城纪沉积。杨雨等人（1997）进一步肯定了这一观点。
王崇礼（1995）、张本旗（1995）等曾将墩子沟群（JxD）之底部的复成分砾岩（底砾岩）置于长城系。张本旗（1995）在砾岩层中采得Polyporata,microporosa,Lignum,nema-toideum，以此作为长城系的古生物证据，但是，这些微古植物作为一个“系”存在的证据，无论是在数量还是生物组合方面均不充分，况且将其作为长城系典型分子也不合适，因为上述微古植物在其他时代地层也有存在，如寒武系就见有上述微古植物分子。
表3-3 华北板块西南缘及邻区长城系划分
据俞伯达，1997，有修改。
汤中立、李文渊（1995）也曾将藏布台—青井子一带的基性火山岩部分定为长城系，依据是藏布台超基性岩的Sm-Nd等时线年龄为1511Ma，其围岩应早于此年龄而划属长城系。现在看来，围岩本身没有可靠的时代依据，仅仅根据超基性岩体的同位素年龄，厘定围岩属长城系并不确切。
金川超基性岩体Sm-Nd内部等时线年龄为1508±31Ma，结合上述藏布台超基性岩的时代，说明龙首山地区金川及外围岩体形成时期为长城纪。在此阶段，局部幔源岩浆作用引起地壳上穹（裂谷作用之前断裂拱曲）。
华北古陆西南缘龙首山地区上部属穹隆剥蚀区，而深部则孕育着强烈的地幔熔融活动，表面上的平静掩盖着深部的不平静。从构造演化阶段来看，此时正处于龙首山蓟县纪裂谷的酝酿期。
二、蓟县纪，龙首山区进入了又一个伸展期
在上述龙首山地区上穹作用下，蓟县纪伊始，本区地壳变薄，进入了以龙首山岩群为基底的新的裂谷阶段，该裂谷属主动式裂谷，在裂谷沉积物—墩子沟群中，原甘肃地质矿产局区测一队（1968）发现了大量的Conophyton型叠层石，它是蓟县纪常见特征分子，另在底部板岩中测得全岩Rb-Sr等时线年龄为（1261±21）Ma，墩子沟群中辉绿岩脉具裂谷火山岩的特点（图2-5、6中的Ⅳ、Ⅴ号曲线），特别是微量元素配分图中，裂谷火山作用所具有的大隆起特征十分明显。墩子沟群主要分布于（自东向西）红崖山、墩子沟、三岔沟、银硐沟、大沟井、石井口及独峰顶西南等地。
墩子沟群下部以碎屑岩为主，属裂谷磨拉石，实际上就是上文所述的张本旗所定之长城纪变砾岩，石英岩、变石英砂岩。砾石呈叠瓦状排列，从下到上，粒度变细。发育有交错层，但以水平层理为主，具韵律层，砾石磨圆度高，层位变化不大，比较稳定。砾石成分为龙首山岩群剥蚀之产物，以石英岩为主，次见片麻岩、片岩及花岗岩，砾径一般2～20mm，大者可达30cm。砂岩主要为紫红色、灰白色长石石英砂岩及粗砂岩，具准稳定型复陆屑建造特点。银硐沟一带下部为青灰色中厚层变长石石英细砂岩，上部为灰黑色薄层状含碳质板岩，未见底；石井口一带为青灰色中厚层细粒变石英砂岩，灰色薄层石英黑云千枚岩，片岩，由下到上，显示泥质增多的特点，与龙首山岩群为角度不整合。在独峰顶西南部，为变长石砂岩及石英砾岩，与龙首山岩群也为角度不整合。墩子沟群东部厚493m，中部厚265m，西部石井口为40m，最西部厚仅1m左右，几近尖灭，显示了该裂谷自东向西逐渐裂开的特点。
墩子沟群中部主要由碳酸盐岩组成，具裂陷海特点。在红崖山一带，自下而上为：灰白、浅褐色中厚层硅质灰岩，灰、灰黑色层状灰岩；在墩子沟为灰、灰白色中厚层状硅质灰岩；银硐沟下部为砂质白云岩，上部为青灰色、灰色薄层结晶白云岩；西部石井口为灰白色厚层白云岩。东部厚917m，墩子沟大于1301m，银硐沟大于550m，石井口为88m，仍具东厚西薄的特点，在独峰顶西南趋于尖灭。
墩子沟群上部主要为泥砂质岩石，岩性为暗绿—灰绿色薄层状粉砂质绿泥绢云千枚岩，厚38～9m。
上述岩石建造序列清晰地反映了龙首山蓟县纪裂谷从裂开到鼎盛又到闭合的演化过程，下部沉积序列相当于裂谷的初始阶段，属河流相产物，中部的碳酸盐岩建造及叠层石的出现，反映其处于潮间带（白云岩）或处于浅海陆棚环境（灰岩），表明裂谷已具裂陷海性质，且有辉绿岩脉穿插，这种辉绿岩脉前已述及具裂谷基性岩之特点；在藏布台等地可能有基性火山分布。上部岩石建造则反映了裂谷近于闭合的特点。从上所述，可看出龙首山区蓟县纪经历了裂谷“开”与“合”的完整旋回。
蓟县纪龙首山裂谷闭合之后，本区又进入新的隆起期，缺失青白口系，这次隆起结束之后，震旦纪本区又进入了新的被动陆缘沉积阶段。
三、新元古代震旦纪沉积特点
震旦纪本区的沉积特点有两个，其一为冰水沉积发育，其二是有含磷沉积，它们共同组成了韩母山群（ZH）。
韩母山群下部冰川沉积部分称之为烧火筒沟组（Zs），它平行不整合于墩子沟群之上，主要岩性为灰绿，紫红色冰碛砾岩，冰碛含砾千枚岩，含砾粉砂质板岩，具体剖面如下：
上覆地层 草大坂组 砾状磷质岩
——平行不整合——
烧火筒沟组 总厚度472.3～511.4m
10.砾岩 0.3～5.4m
9.含碳石英千枚岩 3.0～5.0m
8.石英千枚岩 10.0～20.0m
7.绢云石英千枚岩 120.0m
6.含碳绢云千枚岩 5.0m
5.白云岩 1.0m
3～4.冰碛含砾绢云千枚岩 56.0～78.0m
2.绿泥绢云千枚岩 203.0m
1.冰碛砾岩 74.0m
——平行不整合——
下伏地层 墩子沟群 灰绿色薄层粉砂质千枚岩
上述剖面中的块状底碛岩成分十分复杂，大小悬殊，砾径一般为1～4cm，大者可达1m。形态多样，常见棱角状，混杂无序，不显层理，钙质胶结，杂基支撑，有的角砾具刨蚀痕迹；层状冰水沉积岩具层理或层纹构造，夹白云岩。二者形成底碛与滨海冰筏海洋相交替出现的相序（杨雨，1997）。早期震旦末期，冰期结束，气候转暖，在上述冰水沉积之上连续沉积了碳酸盐岩（草大坂组Zc），岩性为：灰—暗灰色及黄灰色灰岩，具薄—中厚层状及块状构造，夹泥质条带，也可见鲕状及角砾状构造，底部有的地段含磷矿层，一般认为含磷是温暖气候条件下较稳定的浅海盆地的沉积特征。绢云千枚岩中含微古植物，它们是中元古的延续分子，主要有Leiopsophosphaera solida,L.minor,Laminarites antiquissimus,Taeniatum simplex,Polyporata microporata,Synsphaeridium conglutinatum,Leiofusa bicornuta等，其中Poly-porata,Laminarites,Leiopsophosphaera及Leiofusa在塔里木板块及扬子板块上也有分布。千枚岩Rb-Sr全岩等时线年龄为（593±39）Ma，说明这套地层形成于震旦晚期。
四、小结
中新元古代，龙首山地区在长城纪时由于地幔上穹作用，处于隆起状态，蓟县纪发生裂谷作用，形成了复陆屑－碳酸盐岩为主的准稳定型沉积，并伴有火山作用及辉绿岩脉穿插，青白口纪本区裂谷闭合之后又发生隆起，到震旦纪受全球气候变冷的影响，在*边缘形成了海洋型冰川沉积，晚期出现含磷层位及浅海相碳酸盐沉积，总体上，自中元古以来，本区具被动陆缘性质，无论是裂谷建造还是含磷沉积，均表明了这一点。
