一、概 述
蓟县中、新元古界地层剖面,自1934年高振西教授等发现并研究以来,长期为中外地质学界所瞩目。它于1984年被列为我国第一个国家级地质自然保护区——蓟县中、新元古界地层剖面自然保护区。这条珍贵天然地质剖面,自然出露极好,几乎全部裸露,植被、土壤覆盖很少,地层出露连续,顶底界面清晰。剖面地层划分为长城系、蓟县系和青白口系,是华北陆块十九至八亿年前的地质演化及其重大地质事件的见证(周怀忠,2019)。天津蓟县中、新元古界国家级自然保护区卫星遥感影像图
(天津蓟县中上元古界国家级自然保护区总体规划(2021-2030年),2021)
燕山地区中、新元古界分布略图
(朱士兴等,2005)
中、新元古界地层标准剖面展布蓟州区城北,城区至黄崖关公路以东,始于县境东北端的常州村,沿东北至西南方向层层叠复,直至临近县城的府君山,南北长约24公里,东西平均宽约350米,总面积8.4平方公里。蓟县中、新元古界地层剖面地处蓟州区的北部山区,属于燕山山脉东段南麓,构造上为马兰峪背斜的西南翼。天津市蓟州区在元古代处于燕辽裂陷带内裂陷最为强烈的地带,期间沉积了岩性复杂的巨厚地层序列(史书婷,2020)。该地质剖面以地层齐全、出露连续、保存完好、顶底清楚、构造简单、变质极浅、古生物化石丰富等得天独厚之特色闻名于世,成为中国北方元古界的标准剖面所在地。地层总厚9197米,由老至新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位,包括11组105层。上覆地层为下寒武统府君山组,分布在老鸹顶等地;下伏地层为太古宇迁西群,分布于常州沟等处。
天津蓟县地质简图
(史书婷,2020)
天津蓟县地质略图
(黎仲燕,2022)
长城系华北北部沉积构造示意图
(据温献德等,1997)
二、地层剖面
以蓟县剖面为代表的燕山地区长城系,自下而上包括由常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组5个组,总厚4283m,时限约为1800—1400Ma,主要为一套浅海碎屑岩和碳酸盐岩组合,分布范围广(朱士兴等,2005;陈贤等,2014)。天津蓟县剖面的地层划分简图
(史书婷,2020)
中元古界最底部的常州沟组含砾砂岩地层角度不整合覆盖在太古宇迁西群变质岩系之上,该不整合面代表的地层间断大于700Ma。常州沟组一段含较多不稳定组分的含细砾粗砂岩地层,属于海侵初期的近岸潮汐砂滩沉积(钟炎等,2011)。长城系顶部的高于庄组与其上覆的蓟县系杨庄组之间的沉积间断,在沉积盆地边缘的冀东滦县桃园剖面最为清楚。该处杨庄组底部有两层底砾岩,各厚2—3m,其中砾石磨圆度良好,成分以片麻岩和火山岩为主,砾径最大达40cm。该底砾岩代表的沉积间断,称为“滦县上升”(陈晋镳等,1980)。但在蓟县等古盆地内的许多地区这一间断往往看不清楚,甚至在高于庄组与杨庄组之间有过度渐变现象,因此总体上为局部假整合接触(朱士兴等,2005)。蓟县元古界综合地层柱状图
(史书婷,2020)
华北克拉通燕辽裂谷中-上元古界地层柱状图
(管树巍等,2017)
近期研究表明,常州沟组作为长城群的第一个组,其底界年龄~1650 Ma,比以往认识的1800 Ma要年轻150 Ma;精确标定蓟县群(自下而上包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组)的时限1600~1400Ma,与国际地层表的盖层系相对应;下马岭组时限为1400~1320 Ma,而不是原来划归的新元古代青白口纪早期(1000~900 Ma)(李怀坤等,2020)。华北克拉通中、新元古代裂谷盆地代表剖面图
(赵文智等,2019)
大红峪组底部不整合面,是早期裂谷盆地演化为被动大陆边缘的记录,属于裂解不整合面性质。高于庄组底部和杨庄组底部的不整合面,是海平面变化造成被动大陆边缘内部高地沉积间断和海岸超覆沉积的结果。铁岭组顶部不整合面,可能与弧后环境发生挤压抬升有关,下马岭组沉积后的抬升可能是相邻大陆地块碰撞作用的产物(曲永强等,2010)。华北地块北缘中、新元古界层序、不整合面位置及构造环境解释
(曲永强等,2010)
华北克北缘北部中、新元古界年代地层格架
(李怀坤等,2020)
三、地质演化历史
吕梁运动后,华北板块北缘张裂形成近北东向展布的燕辽裂陷槽,其裂陷作用主要表现在中元古代早期。燕辽裂陷槽的演化发展经历了大陆裂谷—坳拉槽阶段,并未过渡到洋盆阶段便克拉通化,是一发育不完全的裂谷(陈贤等,2014)。华北地台基底固结时间为1800Ma,固结后即进入伸展裂解作用时期,首先是山西吕梁山区、晋南中条山、豫西熊耳山区裂解发展成三叉裂陷槽。国际地层委员会将中元古界底界年龄定为1600Ma,1600Ma~1400Ma为盖层系,表示全球地台盖层形成时期。1600Ma为高于庄组底界年龄,即长城系与蓟县系的界线年龄,代表燕山-太行山裂陷槽闭合的年龄,也是华北地台始自1800Ma伸展裂解作用的最终结束时期。1600Ma是新的陆表海盆地发展的起始时间,是重要的华北地台构造转换的时期(乔秀夫等,2014)。华北、扬子和塔里木克拉通中、新元古代裂谷和裂陷分布
(管树巍等,2017)
华北、扬子和塔里木克拉通中、新元古代古构造简图
(赵文智等,2018)
在鄂尔多斯盆地内部的长城系呈明显堑、垒相间的裂陷沉积特征,裂陷槽北东向展布,有多个分支,内部长城系由南西向北东方向减薄直至缺失。但蓟县系则无裂陷沉积特征,仅分布在盆地西部及南部,厚度由盆缘向盆内逐渐减薄(赵文智等,2019)
(限于篇幅,参考文献略。本文来源不同资料,相关数据难免不一致,仅供学术交流参考,版权归原出版方)
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