燕山西段霧迷山組層序地層格架及古地理演化

郭榮濤

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

0 引言

在前寒武紀(jì)漫長(zhǎng)的地球演變史中，地球動(dòng)力機(jī)制和地表狀況與顯生宙存在巨大差異，并且前寒武紀(jì)地層化石記錄貧乏且保存不好、受后期改造破壞程度較深［1－4］，這些因素給前寒武系的沉積相研究和盆地原型恢復(fù)帶來(lái)許多困難。目前所知，燕山地區(qū)是全球中元古代地層發(fā)育和保存最好的地區(qū)，剖面連續(xù)性強(qiáng)、出露廣泛、頂?shù)捉缇€清晰［5－7］，是研究中元古界的理想地區(qū)。自1934年高振西等在薊縣剖面建立“霧迷山灰?guī)r”以來(lái)，許多地質(zhì)學(xué)家從沉積學(xué)［8－15］、生物地層學(xué)［16－19］、層序地層學(xué)［20－22］角度對(duì)發(fā)育于燕山地區(qū)的霧迷山組進(jìn)行了卓有成效的研究。筆者以系統(tǒng)的野外和室內(nèi)工作為基礎(chǔ)，結(jié)合前人研究成果，對(duì)發(fā)育于燕山西段的霧迷山組巖相單元和沉積體系進(jìn)行了研究，并且建立了層序地層格架柵狀圖，為恢復(fù)燕山地區(qū)的前寒武紀(jì)古地理環(huán)境提供了研究資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

早在20世紀(jì)40年代，蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家沙茨基在研究古地臺(tái)構(gòu)造時(shí)就發(fā)現(xiàn)在古地臺(tái)邊緣常存在“橫向邊緣構(gòu)造”，并將其稱為橫向邊緣拗陷。60年代，沙茨基正式將這種構(gòu)造命名為裂陷槽，指位于地臺(tái)內(nèi)部的兩個(gè)性質(zhì)相同的構(gòu)造帶之間的槽溝型復(fù)雜構(gòu)造［23］。霍夫曼、狄畏、貝克等認(rèn)為裂陷槽是三叉裂谷系中未能充分?jǐn)U展或中途夭折的一支，另外兩支充分發(fā)展擴(kuò)張成寬闊海洋的是地槽［24］。通過系統(tǒng)研究，黃學(xué)光［25］認(rèn)為燕山裂陷槽控制的中、新元古代盆地是歷時(shí)10億a（1 800～800Ma）的罕見長(zhǎng)壽盆地，經(jīng)歷了裂陷海槽向陸表海的轉(zhuǎn)化。

早元古代末期，華北地臺(tái)是呂梁運(yùn)動(dòng)形成的規(guī)模最大、固結(jié)最早的剛性地塊［26－27］。中元古代早期，包括華北地臺(tái)、西伯利亞地臺(tái)在內(nèi)的克拉通大陸開始了大規(guī)模三叉型破裂：北側(cè)兩支發(fā)展成大洋（古亞洲洋），首次成為華北地臺(tái)的北緣邊界；南側(cè)一支成為夭折的裂谷——燕山裂陷槽，形成一個(gè)北東向半地塹式楔形槽地，北西為五臺(tái)古陸，東為山海關(guān)古陸［26，28－30］。長(zhǎng)城紀(jì)常州溝組至大紅峪組沉積期為裂陷槽的發(fā)生發(fā)展階段，大紅峪組沉積期末段裂陷作用逐漸消亡；高于莊組至霧迷山組沉積期為裂陷槽向克拉通盆地轉(zhuǎn)化的過渡階段，總體沉積環(huán)境為陸表海，形成大套以潮坪沉積為主的碳酸鹽巖系；從洪水莊組沉積期開始，全區(qū)進(jìn)入克拉通盆地階段，表現(xiàn)出同升同降特征，抬升時(shí)整體抬升，如鐵嶺上升、芹峪上升、蔚縣上升，沉降時(shí)全區(qū)普遍沉積，巖性和厚度基本相似，表現(xiàn)出穩(wěn)定的地臺(tái)型蓋層沉積特點(diǎn)［30－33］。

研究區(qū)燕山西段是指燕山裂陷槽西部，包括現(xiàn)代的燕山山脈西段和太行山山脈北段，北起赤城附近，西界渾源、繁峙，南以曲陽(yáng)一線為界。

2 巖相及相序特征

霧迷山組的巖相特征在燕山西段沒有明顯變化，整體以碳酸鹽巖為主，陸源碎屑物質(zhì)貧乏，普遍發(fā)育疊層石。這與當(dāng)時(shí)的陸表海沉積環(huán)境有關(guān)，霧迷山組系陸表海碳酸鹽巖潮坪清水沉積產(chǎn)物［9－10］。通過野外露頭觀察和室內(nèi)研究，根據(jù)巖性組合特征和疊層石形態(tài)等沉積構(gòu)造特征，筆者將燕山西段霧迷山組的陸表海沉積環(huán)境進(jìn)一步分為潮下坪、潮間坪、潮上坪、瀉湖4個(gè)相帶（表1）。

燕山西段霧迷山組主要由下列巖相單元組成（圖1）：1）潮下坪高能疊層石白云巖，疊層石類型屬于“Pseudogymnosolen－Conophoton”組合［17－19］，它們構(gòu)成獨(dú)特的厚層塊狀疊層石生物層或巖礁；2）潮下坪高能凝塊石白云巖，該單元以凝塊石為主，發(fā)育少量核形石，屬于潮下高能動(dòng)蕩環(huán)境的產(chǎn)物；3）潮間坪硅化疊層石白云巖，疊層石以微波狀和水平狀為主，發(fā)育沖刷面、交錯(cuò)層理和板刺狀角礫夾層，硅化作用和白云石化作用較強(qiáng)是該巖相單元的主要特征；4）潮間坪含砂泥晶白云巖，?？捎^察到泥裂、硅結(jié)殼、石鹽假晶，硅化作用較強(qiáng)；5）潮上坪泥質(zhì)和砂質(zhì)白云巖，隨著環(huán)境變淺，發(fā)育更多的泥裂、硅結(jié)殼和微喀斯特角礫，硅化作用也進(jìn)一步增強(qiáng)；6）瀉湖相白云質(zhì)泥頁(yè)巖，黏土礦物主要有海泡石、蒙脫石、伊利石、坡縷石、滑石和高嶺石［34］，該巖相單元的主要特征是鈣結(jié)殼和硅結(jié)殼所表征的強(qiáng)烈溶蝕作用；7）紅褐色白云質(zhì)泥頁(yè)巖構(gòu)成的古土壤層，是瀉湖相白云質(zhì)泥頁(yè)巖經(jīng)暴露風(fēng)化形成的，是地層間斷的典型標(biāo)志［35］。

表1 霧迷山組巖相單元及沉積特征Table 1 The lithofacies unit and sedimentary characteristics of the Wumishan Formation

圖1 燕山西段霧迷山組野外露頭照片F(xiàn)ig.1 Field outcrop photos of the wumishan Formation in western Yanshan Mountains

這些巖相單元有序疊加成環(huán)潮坪型米級(jí)旋回［36－37］，不同的沉積環(huán)境形成不同的相序組合。隨著沉積環(huán)境由深變淺，米級(jí)旋回從厚基底型轉(zhuǎn)變?yōu)楸』仔?，組成一個(gè)有規(guī)律的環(huán)境變化譜系。厚基底型米級(jí)旋回下部單元主要由厚層塊狀疊層石白云巖或凝塊石白云巖組成，層厚90～200cm；上部單元以硅化疊層石白云巖為主，層厚10～30cm。薄基底型米級(jí)旋回下部單元以水平狀疊層石白云巖為主，發(fā)育燧石團(tuán)塊和結(jié)核，層厚10～30cm；上部單元由灰黃色泥晶白云巖、泥質(zhì)白云巖和白云質(zhì)泥頁(yè)巖組成，層厚5～10cm。

3 層序地層劃分

王松山等［38］通過40Ar/39Ar－39Ar/38Ar等時(shí)技術(shù)，測(cè)出霧迷山組的頂、底界年齡分別為（1 207±10）Ma和（1 310±20）Ma，形成時(shí)限約100Ma。雖然近年來(lái)通過高精度測(cè)年得出侵入霧迷山組中的輝綠巖床為（1 345±12）Ma和（1 353±14）Ma［39］，但是并沒有明確公布霧迷山組頂、底界線的年齡值，還有待于進(jìn)一步研究。《河北省北京市天津市區(qū)域地質(zhì)志》［40］中把霧迷山組分為4個(gè)段，并進(jìn)行了詳細(xì)描述，對(duì)霧迷山組研究具有非常大的指導(dǎo)意義。但是在河北省興隆縣1∶5萬(wàn)地質(zhì)填圖過程中，梅冥相等［21，41］發(fā)現(xiàn)霧迷山組各段之間缺乏明顯的劃分標(biāo)志，確定界限存在困難，所以根據(jù)二級(jí)旋回所反映的旋回性記錄，把霧迷山組分為6段。

燕山西段霧迷山組巖性組合和巖相序列整體相對(duì)穩(wěn)定，空間差異主要表現(xiàn)為厚度變化和某些地層的缺失。延慶千溝是研究區(qū)霧迷山組發(fā)育最為完整的地區(qū)，所以本次以延慶千溝剖面為例對(duì)燕山西段霧迷山組的層序特征進(jìn)行介紹（圖2）。

以沉積相及其有序疊加形式為基礎(chǔ)，通過對(duì)層序界面的識(shí)別，筆者對(duì)延慶千溝剖面霧迷山組進(jìn)行了層序地層劃分，共識(shí)別出26個(gè)三級(jí)層序，進(jìn)一步歸為6個(gè)二級(jí)層序。這些三級(jí)層序三分性明顯，都由海侵體系域（TST）、早期高水位體系域（EHST）和晚期高水位體系域（LHST）組成，且?guī)r性組合相似，沉積環(huán)境均為向上變淺的潮下坪—潮間坪—潮上坪—瀉湖，形成進(jìn)積序列。

S.1.1—S.2.4：TST和 EHST以潮下至潮間坪相厚基底型米級(jí)旋回為特征，米級(jí)旋回的下部單元由丘狀和微波狀疊層石白云巖組成，局部發(fā)育小柱狀疊層石，單元層厚60～150cm；上部單元由水平狀和微波狀疊層石白云巖組成，疊層石紋層多數(shù)已硅化，單元層厚5～20cm。LHST以潮間至潮上坪相薄基底型米級(jí)旋回為特征，米級(jí)旋回的下部單元主要以水平狀疊層石白云巖為主，單元層厚10～30cm；上部單元由灰黃色泥晶白云巖和泥質(zhì)白云巖組成，單元層厚5～10cm。

S.3.1—S.5.5：TST 和 EHST 以潮下坪至潮間坪相厚基底型米級(jí)旋回為特征，米級(jí)旋回的下部單元由厚層塊狀疊層石白云巖組成，單元層厚80～200cm；上部單元由水平狀和微波狀疊層石白云巖組成，疊層石紋層多數(shù)已硅化，單元層厚5～20cm。厚層塊狀疊層石白云巖中的疊層石形態(tài)向上逐漸由丘狀演變?yōu)橹鶢詈湾F狀，凝塊石白云巖非常發(fā)育，并且單元層明顯變厚，這都指示出該階段的海侵作用和持續(xù)時(shí)間比之前明顯加強(qiáng)。LHST以潮間至潮上坪相薄基底型米級(jí)旋回為特征，米級(jí)旋回的下部單元主要以水平狀疊層石白云巖為主，單元層厚10～30cm；上部單元由灰黃色泥晶白云巖和泥質(zhì)白云巖組成，單元層厚5～10cm。

S.6.1—S.6.5：總體特征與S.1.1—S.2.4非常相似，TST和EHST以厚基底型米級(jí)旋回為特征，米級(jí)旋回的下部單元主要發(fā)育潮下至潮間坪相丘狀和波狀疊層石白云巖，單元層厚80～160cm；上部單元由水平狀和微波狀疊層石白云巖組成，疊層石紋層多數(shù)已硅化，單元層厚5～20cm。LHST以潮間至潮上坪相薄基底型米級(jí)旋回為特征，主要發(fā)育硅化紋層疊層石白云巖、泥質(zhì)泥晶白云巖、白云質(zhì)泥頁(yè)巖組成的韻律層，單元層厚5～10cm。

4 層序地層格架及古地理演化

確定年代－巖石地層格架是地層學(xué)研究的基本內(nèi)容，以巖相和相序?yàn)榛A(chǔ)，可以建立不同級(jí)別的層序地層格架［42］。通過建立層序地層格架，對(duì)層序進(jìn)行大范圍追索和對(duì)比，也是古地理重建的有效途徑之一，尤其對(duì)于地層分辨率普遍較低的前寒武系更是具有重要意義［1－4，43］。

在對(duì)燕山西段延慶千溝、赤城大嶺堡、涿鹿黑山寺、淶水金水口等剖面的詳細(xì)研究和綜合分析前人資料的基礎(chǔ)上，運(yùn)用層序地層學(xué)方法［44－48］，通過對(duì)層序界面進(jìn)行橫向追索，初步分析了霧迷山組的空間分布，建立了層序地層格架柵狀圖，并在一定程度上對(duì)巖相古地理進(jìn)行了恢復(fù)。

圖2 延慶千溝剖面霧迷山組層序劃分Fig.2 Sequence stratigraphic division of the Wumishan Formation in Qiangou section

4.1 霧迷山組第一個(gè)二級(jí)層序S.1

二級(jí)層序S.1相當(dāng)于霧迷山組一段，在研究區(qū)范圍內(nèi)，僅在延慶千溝剖面發(fā)育，可以識(shí)別出3個(gè)三級(jí)層序S.1.1—S.1.3。從延慶千溝剖面向北西至赤城大嶺堡剖面、向南西至懷來(lái)剖面，S.1都存在迅速變薄尖滅現(xiàn)象。這指示出裂陷槽在進(jìn)入過渡階段后，控制沉積盆地的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)仍然不太穩(wěn)定，前一階段的裂陷作用影響還時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，表現(xiàn)為盆地的不均衡沉降、沉積中心與裂陷槽兩側(cè)地層厚度差別巨大；在抬升期，盆地邊緣抬升和間斷表現(xiàn)明顯，而沉降中心則表現(xiàn)不明顯，甚至許多地區(qū)表現(xiàn)為連續(xù)沉積［30］。

4.2 霧迷山組第二個(gè)二級(jí)層序S.2

二級(jí)層序S.2相當(dāng)于霧迷山組二段，在延慶千溝剖面發(fā)育相對(duì)最為完整，可以識(shí)別出4個(gè)三級(jí)層序S.2.1—S.2.4。從延慶剖面向北西至赤城千溝剖面，S.2厚度減薄，并且缺失三級(jí)層序S.2.1。從延慶千溝剖面向西至涿鹿黑山寺剖面，S.2變薄，三級(jí)層序發(fā)育不完全，缺失S.2.1和S.2.2；再向西至陽(yáng)原揣古瞳剖面，S.2整體尖滅。從延慶剖面向西南方向至淶水金水口剖面，S.2逐漸減薄，缺失三級(jí)層序S.2.1；再往西至靈丘石磊剖面，S.2整體尖滅。向南至曲陽(yáng)地區(qū)也完全缺失S.2（圖3a）。

根據(jù)S.2地層格架柵狀圖所顯示的沉積區(qū)域變化，可以在一定程度上恢復(fù)當(dāng)時(shí)的古地理環(huán)境。在S.2形成期間，研究區(qū)的最大沉積區(qū)仍然在北京附近，此處水體最深，沿南西方向逐漸變淺。與霧迷山組第一個(gè)二級(jí)層序S.1形成時(shí)期相比較，整體沉積區(qū)具有較大的繼承性，但是海域面積明顯擴(kuò)大，代表了霧迷山組沉積早期的緩慢海侵過程。北京地區(qū)至赤城、懷來(lái)、淶源、淶水地區(qū)水體較深，為潮間至潮下坪沉積區(qū)，以厚層疊層石白云巖所占比例較大為特征；再向西至宣化、蔚縣、靈丘，向南至曲陽(yáng)、阜平地區(qū)水體變淺，主要是潮間至潮上坪和瀉湖沉積區(qū)，泥質(zhì)白云巖和白云質(zhì)泥頁(yè)巖比較發(fā)育，屬于靠近古陸邊緣的相帶（圖3b）。

4.3 霧迷山組第三個(gè)二級(jí)層序S.3

圖3 S.2地層格架柵狀圖及巖相古地理簡(jiǎn)圖Fig.3 Sequence stratigraphic framework and lithofacies paleogeography map of S.2

二級(jí)層序S.3相當(dāng)于霧迷山組三段，延慶千溝剖面發(fā)育最為完整，可以識(shí)別出4個(gè)三級(jí)層序S.3.1—S.3.4。從延慶千溝剖面向北西至赤城大嶺堡剖面，4個(gè)三級(jí)層序發(fā)育完整，僅厚度稍微變薄，顯示出向北海水變淺幅度不大。從延慶千溝剖面向西至涿鹿黑山寺剖面，雖然4個(gè)三級(jí)層序發(fā)育也相對(duì)完整，但是厚度明顯變小；再向西至陽(yáng)原揣骨瞳鎮(zhèn)剖面，S.3厚度迅速變小，且缺失三級(jí)層序S.3.1；進(jìn)一步向西至望狐剖面，S.3整體尖滅。淶水金水口剖面4個(gè)三級(jí)層序發(fā)育齊全，向西至靈丘石磊剖面迅速變薄為3個(gè)三級(jí)層序S.3.2—S.3.4；進(jìn)一步向西至茶坊子剖面，S.3整體尖滅。從淶水金水口剖面向南西至曲陽(yáng)下河鄉(xiāng)剖面和楊砂侯剖面，S.3逐漸變薄，顯示出沿裂陷槽主軸方向水體向南西方向緩慢變淺的趨勢(shì)（圖4）。

根據(jù)S.3沉積相帶的展布特征可以推測(cè)出，與霧迷山組第二個(gè)二級(jí)層序S.2形成時(shí)期相比較，雖然整體沉積格局具有較大的繼承性，但是海域面積明顯進(jìn)一步擴(kuò)大。深水區(qū)向西達(dá)到宣化、蔚縣、靈丘等地區(qū)，向南達(dá)到阜平、曲陽(yáng)等地區(qū)，為潮下坪和潮間坪沉積環(huán)境，巖性組合以疊層石白云巖地層厚度比例大為主要特征。再向西至陽(yáng)原、渾源、繁峙，向南越過曲陽(yáng)、阜平地區(qū)，水體變淺，主要是潮間至潮上坪和瀉湖沉積環(huán)境，疊層石白云巖地層厚度比例明顯變小，白云質(zhì)泥頁(yè)巖和白云質(zhì)泥巖明顯增多，屬于靠近古陸邊緣的相帶（圖5）。

4.4 霧迷山組第四個(gè)二級(jí)層序S.4

圖4 S.3地層格架柵狀圖Fig.4 Sequence stratigraphic framework of S.3

圖5 S.3的巖相古地理簡(jiǎn)圖Fig.5 Lithofacies paleogeography map of S.3

二級(jí)層序S.4相當(dāng)于霧迷山組四段，延慶千溝剖面是研究區(qū)厚度最大、發(fā)育最為完整的剖面，可以識(shí)別出5個(gè)三級(jí)層序S.4.1—S.4.5。從延慶千溝剖面向北西至赤城大嶺堡剖面，5個(gè)三級(jí)層序發(fā)育齊全，只是厚度稍微變小，顯示向北西水體緩慢變淺趨勢(shì)。從延慶千溝剖面向西至涿鹿黑山寺剖面，雖然三級(jí)層序發(fā)育齊全，但是整體厚度明顯變?。辉傧蛭髦陵?yáng)原揣古瞳剖面，S.4整體尖滅。從延慶千溝剖面向南西至淶水金水口剖面，雖然厚度減小，但是5個(gè)三級(jí)層序發(fā)育齊全；再向西至靈丘石磊剖面，S.4厚度明顯變小，只發(fā)育三級(jí)層序S.4.1；進(jìn)一步向西至繁峙茶坊子剖面，S.4整體尖滅。從延慶千溝剖面向南西至淶水金水口剖面，再向南至曲陽(yáng)下河鄉(xiāng)剖面，雖然第5個(gè)三級(jí)層序S.4.5僅殘留了海侵體系域，但是三級(jí)層序發(fā)育相對(duì)齊全，厚度逐漸減薄，顯示出沿裂陷槽主軸方向水體向南西方向緩慢變淺的趨勢(shì)。

從曲陽(yáng)下河鄉(xiāng)剖面向西至曲陽(yáng)楊砂侯剖面，S.4整體厚度減薄，缺失三級(jí)層序S.4.4和S.4.5；再向西至阜平吳王口剖面，地層缺失更加嚴(yán)重，剖面明顯變??；S.4在繁峙茶坊子剖面整體尖滅（圖6）。

根據(jù)S.4地層格架柵狀圖的空間展布特征可以推測(cè)出，S.4與S.3形成時(shí)期的古地理環(huán)境具有極大的相似性，共同組成了霧迷山組沉積期的最大海侵階段，海域范圍達(dá)到了最大值。深水區(qū)向西達(dá)到宣化、蔚縣、靈丘等地區(qū)，向南達(dá)到阜平、曲陽(yáng)等地區(qū)，為潮下坪和潮間坪沉積環(huán)境，形成地層以疊層石白云巖厚度比例大為主要特征。再向西至陽(yáng)原、渾源、繁峙，向南越過曲陽(yáng)、阜平地區(qū)，水體變淺，主要是潮間至潮上坪和瀉湖沉積環(huán)境，疊層石白云巖地層厚度比例明顯變小，白云質(zhì)泥頁(yè)巖和白云質(zhì)泥巖明顯增多，屬于靠近古陸邊緣的相帶（圖7）。

4.5 霧迷山組第五個(gè)二級(jí)層序S.5

二級(jí)層序S.5相當(dāng)于霧迷山組五段，延慶千溝剖面仍然是研究區(qū)厚度最大、發(fā)育最為完整的剖面，可以識(shí)別出5個(gè)三級(jí)層序S.5.1—S.5.5。從延慶千溝剖面向北西至赤城大嶺堡剖面，5個(gè)三級(jí)層序發(fā)育齊全，只是厚度逐漸變小，顯示向北西方向水體緩慢變淺趨勢(shì)。從延慶千溝剖面向西至涿鹿黑山寺剖面，S.5明顯變薄，且三級(jí)層序發(fā)育不完全，缺失S.5.4和S.5.5；再向西至陽(yáng)原揣古瞳剖面，S.5整體尖滅。從延慶千溝剖面向南西至淶水金水口剖面，雖然厚度減小，但是5個(gè)三級(jí)層序發(fā)育仍然相對(duì)齊全，再向南西至靈丘石磊，向南至曲陽(yáng)地區(qū)，S.5整體尖滅（圖8a）。

根據(jù)二級(jí)層序S.5的層序地層?xùn)艩顖D所表征的沉積相帶空間展布可以推測(cè)出，與霧迷山組第四個(gè)二級(jí)層序S.4形成時(shí)期相比較，雖然整體沉積格局具有較大的繼承性，但是霧迷山組五段在陽(yáng)原、靈丘、阜平、曲陽(yáng)等地區(qū)的整體缺失，說(shuō)明陸表海在S.5沉積期向沉降和沉積中心發(fā)生大規(guī)模收縮。深水區(qū)向西退至涿鹿、淶源，向南退至淶水，為潮下坪和潮間坪沉積環(huán)境，形成的地層以疊層石或凝塊石白云巖所占厚度比例較大為主要特征。向西至蔚縣、靈丘，向南至阜平、曲陽(yáng)等地區(qū)，水體變淺，主要是潮間至潮上坪和瀉湖沉積環(huán)境，疊層石和凝塊石白云巖地層厚度比例明顯變小，白云質(zhì)泥頁(yè)巖和白云質(zhì)泥巖明顯增多，屬于靠近古陸邊緣的相帶（圖8b）。

4.6 霧迷山組第六個(gè)二級(jí)層序S.6

二級(jí)層序S.6相當(dāng)于霧迷山組六段，延慶千溝剖面是研究區(qū)厚度最大、發(fā)育最為完整的剖面，可以識(shí)別出5個(gè)三級(jí)層序S.6.1—S.6.5。研究區(qū)內(nèi)除延慶千溝剖面外，只有北西方向的赤城大嶺堡剖面和南西方向的淶水金水口剖面發(fā)育S.6，并且厚度明顯減小，三級(jí)層序發(fā)育不完全，都缺失S.6.4和S.6.5。從二級(jí)層序S.6的層序地層?xùn)艩顖D可以推測(cè)出，與霧迷山組第五個(gè)二級(jí)層序S.5形成時(shí)期相比較，雖然整體沉積區(qū)具有較大的繼承性，但是海域面積進(jìn)一步明顯縮小，涿鹿黑山寺等地區(qū)都已退出了沉積區(qū)（圖9a）。

圖6 S.4地層格架柵狀圖Fig.6 Sequence stratigraphic framework of S.4

圖7 S.4的巖相古地理簡(jiǎn)圖Fig.7 Lithofacies paleogeography map of S.4

根據(jù)二級(jí)層序S.6的層序地層?xùn)艩顖D所表征的沉積相帶空間展布可以推測(cè)出，與霧迷山組第五個(gè)二級(jí)層序S.5形成時(shí)期相比較，海域在S.6沉積期向沉降和沉積中心再次發(fā)生了明顯收縮。深水區(qū)向西退至懷來(lái)，向南退至淶水，為潮下坪和潮間坪沉積環(huán)境，厚層疊層石白云巖比較發(fā)育。向西至涿鹿，向南至淶源等地區(qū)水體較淺，主要是潮間至潮上坪和瀉湖沉積環(huán)境，白云質(zhì)泥頁(yè)巖和白云質(zhì)泥巖比較發(fā)育，屬于靠近古陸邊緣的相帶（圖9b）。

圖8 S.5地層格架柵狀圖及巖相古地理簡(jiǎn)圖Fig.8 Sequence stratigraphic framework and lithofacies paleogeography map of S.5

圖9 S.6地層格架柵狀圖及巖相古地理簡(jiǎn)圖Fig.9 Sequence stratigraphic framework and lithofacies paleogeography map of S.6

5 結(jié)論

1）霧迷山組沉積期，燕山西段進(jìn)入向克拉通盆地轉(zhuǎn)變的過渡階段，整體為陸表海沉積環(huán)境，地層以環(huán)潮坪型碳酸鹽巖為主，包括潮下坪、潮間坪、潮上坪、瀉湖4個(gè)沉積相帶。

2）延慶千溝剖面是研究區(qū)霧迷山組發(fā)育最為完整的剖面，可以識(shí)別出26個(gè)三級(jí)層序，歸為6個(gè)二級(jí)層序，每個(gè)層序都代表了一個(gè)復(fù)雜有序的海平面升降旋回。這些三級(jí)層序在二級(jí)層序內(nèi)部構(gòu)成有規(guī)律的垂直疊加樣式，即二級(jí)海平面上升期間形成的三級(jí)層序海侵體系域厚度較大，晚期高水位體系域厚度較小，這與二級(jí)海平面下降期間的情況正好相反。

3）霧迷山組一段沉積期間，古海水覆蓋范圍很小，研究區(qū)內(nèi)只有北京周圍為沉積區(qū)；霧迷山組二段沉積期間，發(fā)生海侵，古海水范圍向北覆蓋河北赤城，向南覆蓋淶源、淶水一帶；霧迷山組三段沉積期間，繼續(xù)海侵，古海水覆蓋范圍向西覆蓋蔚縣、靈丘一帶，向南覆蓋曲陽(yáng)；霧迷山組四段沉積期，海域范圍達(dá)到峰值，古海洋分布與霧迷山組三段沉積期極度相似；霧迷山組五段沉積期間，發(fā)生海退，古海岸線向沉降中心發(fā)生大規(guī)模收縮，陽(yáng)原、靈丘、阜平、曲陽(yáng)等地區(qū)退出沉積區(qū)；霧迷山組六段沉積期間，古海水覆蓋范圍達(dá)到最小值，僅河北赤城、涿鹿、淶源以西、淶水以北被海水覆蓋，研究區(qū)的其他地方再一次轉(zhuǎn)變?yōu)榉浅练e區(qū)。

（References）：

［1］Catuneanu O，Martins－Neto M，Eriksson P G.Precambrian Sequence Stratigraphy［J］.Sedimentary Geology，2005，176：67－95.

［2］Catuneanu O.Principles of Sequence Stratigraphy［M］.Amsterdam：Elsevier，2006：327－334.

［3］Eriksson P G，Altermann W，Nelson D R，et al.The Precambrian Earth：Tempos and Events［M］.Amsterdam：Elsevier，2004：1－941.

［4］Eriksson P G，Catuneanu O，Nelson D R，et al.Events in the Precambrian History of the Earth：Challenges in Discriminating Their Global Significance［J］.Marine and Petroleum Geology，2012，33：8－25.

［5］陳晉鑣，張惠民，朱士興，等.薊縣震旦亞界的研究［M］//王曰倫.中國(guó)震旦亞界研究.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1980：56－114.Chen Jinbiao，Zhang Huimin，Zhu Shixing，et al.Research on Sinian Suberatherm of Jixian，Tianjin［M］//Wang Yuelun.Sinian Subratherm in China.Tianjin：Tianjin Science and Technology Press，1980：56－114.

［6］宋天銳，趙震，王長(zhǎng)堯，等.華北元古宙沉積巖［M］.北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，1991：1－201.Song Tianrui，Zhao Zhen，Wang Changyao，et al.Proterozoic Sedimentary Rocks in North China［M］.Beijing：Beijing Science and Technology Press，1991：1－201.

［7］高林志，丁孝忠，龐維華，等.中國(guó)中—新元古代地層年表的修正：鋯石U－Pb年齡對(duì)年代地層的制約［J］.地層學(xué)雜志，2011，35（1）：1－7.Gao Linzhi，Ding Xiaozhong，Pang Weihua，et al.New Geologic Time Scale of Mes－and Neoproterozoic of China and Geochronologic Constraint by SHRIMP Zircon U－Pb Dating［J］.Journal of Stratigraphy，2011，35（1）：1－7.

［8］趙澄林，許元愷，白光勇，等.太行山中北段高于莊—霧迷山組的沉積特征及其相分析［J］.華東石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1977，1（3）：118－138.Zhao Chenglin，Xu Yuankai，Bai Guangyong，et al.Sedimentary Characteristics and Facies Analyses of Gaoyuzhuang Formation and the Wumishan Formation，Middle－North Taihang Mountains［J］.Journal of China University of Petroleum，1977，1（3）：118－138.

［9］周書欣.遼西高于莊組和霧迷山組沉積特征及其相分析［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1979，3（2）：13－26.Zhou Shuxin.Sedimentary Characteristics and Facies Analyses of the Gaoyuzhuang Formation and the Wumishan Formation，Western Liaoning［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，1979，3（2）：13－26.

［10］趙震.一個(gè)陸表海的湖坪沉積模式［J］.沉積學(xué)報(bào)，1988，6（2）：68－76.Zhao Zhen.A Sedimentary Modal of the Tidal Flat of Epicontinental Sea［J］.Acta Sedimentological Sinica，1988，6（2）：68－76.

［11］段吉業(yè)，劉鵬舉.華北燕山裂陷槽中元古代的深水沉積［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2003，33（1）：7－14.Duan Jiye，Liu Pengju.Abysmal and Sub－Abysmal Deposit of Meosoproterozoic in Yanshan Aulocogen，North China［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2003，33（1）：7－14.

［12］孟祥化，葛銘.中朝板塊層序事件演化［M］.北京：科學(xué)出版社，2004：1－483.Meng Xianghua，Ge Ming.Sequence，Events and Evolution of the Sino－Korea Plate［M］.Beijing：Science Press，2004：1－483.

［13］周洪瑞，梅冥相，杜本明，等.天津薊縣霧迷山組高頻旋回沉積特征［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2006，20（2）：209－215.Zhou Hongrui，Mei Mingxiang，Du Benming，et al.Study on the Sedimentary Features of High Frequency Cyclothems of the Wumishan Formation at Jixian，Tianjin［J］.Geoscience，2006，20（2）：209－215.

［14］段冶，段吉業(yè).華北燕山裂陷槽中元古代深水藻類生物沉積及其環(huán)境［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2011，41（增刊1）：154－161.Duan Ye，Duan Jiye.Sub－Abysmal Algal Biosediments and Environmental Analysis of the Mesoproterozoic Yanshan Aulacogen，North China［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2011，41（Sup.1）：154－161.

［15］蘇德辰，孫愛萍.北京永定河谷中元古界霧迷山組軟沉積物變形與古地震發(fā)生頻率［J］.古地理學(xué)報(bào)，2011，13（6）：591－614.Su Dechen，Sun Aiping.Soft－Sediment Deformation and Occurrence Frequency of Palaeoearthquake in the Mesoproterozoic Wumishan Formation，Yongding River Valley，Beijing［J］.Journal of Paleogeography，2011，13（6）：591－614.

［16］曹瑞驥.北京十三陵地區(qū)前寒武紀(jì)霧迷山組疊層石和藻席中的藻類群落［J］.微體古生物學(xué)報(bào)，1984，1（2）：193－202.Cao Ruiji.Fossil Algal Communities Within Stromatolites and Algal Mats from the Precambrian Wumishan Formation in Beijing［J］.Acta Micropaleontologica Sinica，1984，1（2）：193－202.

［17］邢裕盛.中國(guó)的上前寒武系［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989：69－101.Xing Yusheng.Upper Precambrian of China［M］.Beijing：Geological Publishing House，1989：69－101.

［18］杜汝霖.前寒武紀(jì)古生物學(xué)與地史學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1992：68－138.Du Rulin.Precambrian Paleontology and Historical Geology［M］.Beijing：Geological Publishing House，1992：68－138.

［19］朱士興，邢裕盛，張鵬遠(yuǎn)，等.華北地臺(tái)中、上元古界生物地層序列［M］.北京：地質(zhì)出版社，1994：175－208.Zhu Shixing，Xing Yusheng，Zhang Pengyuan，et al.Middle－Late Proterozoic Biostratigraphy in North China［M］.Beijing：Geological Publishing House，1994：175－208.

［20］高林志，章雨旭，王成述，等.天津薊縣中新元古代層序地層初探［J］.中國(guó)區(qū)域地質(zhì)，1996，15（1）：64－74.Gao Linzhi，Zhang Yuxu，Wang Chengshu，et al.Meso－and Neoproterozoic Sequecne Stratigraphy in Jixian［J］.Regional Geology of China，1996，15（1）：64－74.

［21］梅冥相，杜本明，周洪瑞，等.天津薊縣中元古界霧迷山組復(fù)合海平面變化旋回層序的初步研究［J］.巖相古地理，1999，19（5）：12－22.Mei Mingxiang，Du Benming，Zhou Hongrui，et al.A Preliminary Study of the Cyclic Sequences of Composite Sea－Level Changes in the Mesoproterozoic Wumishan Formation in Jixian，Tianjin［J］.Sedimentary Facies and Paleogeography，1999，19（5）：12－22.

［22］梅冥相，周洪瑞，杜本明，等.天津薊縣中新元古代沉積層序的初步研究：前寒武紀(jì)（1 800～600Ma）一級(jí)層序劃分及其與顯生宙的一致性［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2000，20（4）：47－59.Mei Mingxiang，Zhou Hongrui，Du Benming，et al.Meso－and Neoproterozoic Sedimentary Sequences in Jixian，Tianjin，Northern China：Division of the First－Order Sequences of the Cambrian Strata（1 800－600Ma）and Their Correlation with the Phanerozoic Strata［J］.Sedimentary Geology and Tethyan Geology，2000，20（4）：47－59.

［23］夏邦棟.一個(gè)加里東期的裂陷槽：對(duì)浙江早古生代沉積盆地成因類型的新認(rèn)識(shí)［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1986，8（1）：8－21.Xia Bangdong.A Caledonian Aulacogen：A Review for the Genetic Type of Early Paleozoic Sedimentary Basin of the West Part of Zhejiang Province［J］.Experimental Petroleum Geology，1986，8（1）：8－21.

［24］王宜昌.隱伏裂陷槽的識(shí)別［J］.新疆石油地質(zhì)，1999，20（2）：165－174.Wang Yichang.Recognition of Buried Aulacogen［J］.Xinjiang Petroleum Geology，1999，20（2）：165－174.

［25］黃學(xué)光，朱士興，賀玉貞.薊縣中、新元古界剖面層序地層學(xué)研究的幾個(gè)基本問題［J］.前寒武紀(jì)研究進(jìn)展，2001，24（4）：201－221.Huang Xueguang，Zhu Shixing，He Yuzhen.Some Basic Problems in Research on Sequence Stratigraphy of the Meso－and Neoproterozoic Strata in Jixian Area［J］.Progress in Precambrian Research，2001，24（4）：201－221.

［26］白瑾，黃學(xué)光，王惠初，等.中國(guó)前寒武紀(jì)地殼演化［M］.2版.北京：地質(zhì)出版社，1996：1－259.Bai Jin，Huang Xueguang，Wang Huichu，et al.The Precambrian Crustal Evolution of China［M］.2nd ed.Beijing：Geological Publishing House，1996：1－259.

［27］趙澄林，李儒峰，周勁松.華北中新元古界油氣地質(zhì)與沉積學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1997：1－253.Zhao Chenglin，Li Rufeng，Zhou Jinsong.Sedimentary and Petroleum Geology of the Meso－and Neo－Proterozoic in North China［M］.Beijing：Geological Publishing House，1997：1－253.

［28］和政軍，宋天銳，丁孝忠，等.燕山中元古代裂谷早期同沉積斷裂活動(dòng)及其對(duì)事件沉積的影響［J］.古地理學(xué)報(bào)，2000，2（3）：83－91.He Zhengjun，Song Tianrui，Ding Xiaozhong，et al.The Early Sedimentary Faulting of the Mesoproterozoic Yanshan Rift and Its Influence on Event Sedimentation［J］.Journal of Paleogeography，2000，2（3）：83－91.

［29］喬秀夫.中朝板塊元古宙板內(nèi)地震帶與盆地格局［J］.地學(xué)前緣，2002，9（3）：141－149.Qiao Xiufu.Intraplate Seismic Belt and Basin Framework of Sino－Korean Plate in Proterozoic［J］.Earth Science Frontiers，2002，9（3）：141－149.

［30］黃學(xué)光.燕山中、新元古代沉積盆地構(gòu)造演化［J］.地質(zhì)調(diào)查與研究，2006，29（4）：263－270.Huang Xueguang.Tectonic Evolution of the Meso－Neoproterozoic Sedimentary Basin in Yanshan Range［J］.Geological Survey and Research，2006，29（4）：263－270.

［31］王鴻禎，喬秀夫.中國(guó)元古代構(gòu)造單元及邊界性質(zhì)［C］//前寒武紀(jì)地質(zhì)：第3號(hào)：國(guó)際晚前寒武紀(jì)地質(zhì)討論會(huì)論文選集.北京：地質(zhì)出版社，1986：1－14.Wang Hongzhen，Qiao Xiufu.The Proterozoic Tectonic Unit and Boundary Properties of China［C］//Precmbrian Geology：The Third：The Collection of International Late Proterozoic Geology Workshop.Beijing：Geological Publishing House，1986：1－14.

［32］柳永清，劉曉文，李寅，等.新元古代裂陷槽構(gòu)造旋回層序研究：兼論裂陷槽構(gòu)造旋回概念及級(jí)序的劃分［J］.地球?qū)W報(bào)，1997，18（2）：142－149.Liu Yongqing，Liu Xiaowen，Li Yan，et al.Tectonic Cycl ic Sequences in the Mesoproterozoic and Neoproterozoic Aulacogen of Yanshan：A Concept of Aulacogen Tectonic Cycle and Its Hierarchy［J］.Acta Geoscientia Sinica，1997，18（2）：142－149.

［33］喬秀夫，高林志.燕遼裂陷槽中元古代古地震與古地理［J］.古地理學(xué)報(bào)，2007，9（4）：337－352.Qiao Xiufu，Gao Linzhi.Mesoproterozoic Paleoearthquake and Paleogeography in Yan－Liao Aulacogen［J］.Journal of Paleogeography，2007，9（4）：337－352.

［34］黃學(xué)光，賀玉貞，王亞烈.華北海泡石礦：產(chǎn)狀、成因和用途［M］.北京：地質(zhì)出版社，1996：1－96.Huang Xueguang，He Yuzhen，Wang Yalie.Sepiolite Deposit in North China：Occurrence，Genetic and Useness［M］.Beijing：Geological Publishing House，1996：1－96.

［35］梅冥相，高金漢.巖石地層的相分析方法與原理［M］.北京：地質(zhì)出版社，2005：1－285.Mei Mingxiang，Gao Jinhan.Facies－Analysis Method and Principle of Lithostratigraphy［M］.Beijing：Geological Publishing House，2005：1－285.

［36］Goldhammer R K，Dunn P A，Hardie L A.Depositional Cycles，Composite Sea－Level Changes，Cycle Stacking Patterns，and the Hierarchy of Stratigraphic Accumulation［J］.Geol Soc Am Bull，1990，102（5）：535－562.

［37］梅冥相.碳酸鹽巖米級(jí)旋回層序的成因類型及形成機(jī)制［J］.巖相古地理，1993，13（6）：34－43.Mei Mingxiang.Genetic Types and Mechanisms of the Carbonate Rock Meter－Scale Cyclic Sequecne［J］.Sedimentary Facies and Paleogeography，1993，13（6）：34－43.

［38］王松山，桑海清，裘冀，等.薊縣剖面楊莊組、霧迷山組形成年齡的研究［J］.地質(zhì)科學(xué)，1995，30（2）：166－172.Wang Songshan，Sang Haiqing，Qiu Ji，et al.The Forming Ages the Yangzhuang and the Wumishan Formations in Jixian Section，North China［J］.Scientia Geologica Sinica，1995，30（2）：166－172.

［39］Zhang Shuanhong，Zhao Yue，Yang Zhenyu，et al.The 1.35Ga Diabase Sills from the Northern North China Craton：Implications for Break Up of the Columbia（Nuna）Super Continent［J］.Earth and Planetary Sceince Letters，2009，288：588－600.

［40］河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河北省北京市天津市區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989：1－741.Bureau of Geology and Mineral Resources of Hebei Province.Regional Geology of Hebei Province，Beijing Municipality and Tianjin Municipality［M］.Beijing：Geological Publishing House，1989：1－741.

［41］梅冥相，李志忠，白志達(dá)，等.河北興隆中、上元古界旋回層序初步研究［J］.地層學(xué)雜志，1998，22（2）：102－108.Mei Mingxiang，Li Zhizhong，Bai Zhida，et al.Preliminary Study on the Middle and Upper Ptroterozoic Cyclic－Sequences in Xinglong County，Hebei［J］.Jounal of Stratigraphy，1998，22（2）：102－108.

［42］梅冥相，馬永生.從旋回層序的特征論地層記錄的兩種相變面及兩種穿時(shí)性［J］.地層學(xué)雜志，2001，25（2）：150－153.Mei Mingxiang，Ma Yongsheng.On Two Kinds of Facies－Change Surface and Two Kinds of Diachrononism in Stratigraphical Records According to the Natures of Cyclic－Sequecene［J］.Jounal of Stratigraphy，2001，25（2）：150－153.

［43］Eriksson P G，Catuneanu O，Nelson D R，et al.Controls on Precambrian Sea Level Change and Sedimentary Cyclicity［J］.Sediment Geology，2005，176：43－65.

［44］Vail P R，Mitchum R M Jr，Thompson S.Seismic Stratigraphy and Global Changes of Sea Level［J］.AAPG Memoir，1977，26：49－212.

［45］Posamentier H W，Vail P R.Eustatic Controls on Clastic Deposition Ⅱ－Sequence and Systems Tract Models［C］//Wilgus C K，Hastings B S，Kendall C G St，et al.Sea－Level Changes：An Integrated Approach.Oklahoma：Society of Economic Paleontologists and Mineralogists，1988：125－154.

［46］Hunt D，Tucker M E.Stranded Parasequences and the Forced Regressive Wedge Systems Tract：Deposition During Base－Level Fall［J］.Sedimentary Geology，1992，81：1－9.

［47］Embry A F，Johannessen E P.T－R Sequence Stratigraphy，F(xiàn)acies Analysis and Reservoir Distribution in the Uppermost Triassic－Lower Jurassic Succession，Western Sverdrup Basin，Arctic Canada［C］//Vorren T O，Bergsager E，Dahl－Stamnes O A，et al.Arctic Geology and Petroleum Potential.［S.l.］：Norwegian Petroleum Society（NPF），1992：121－146.

［48］Catuneanu O，Bhattacharya J P，Blum M D，et al.Sequence Stratigraphy：Common Ground After Three Decades of Development［J］.First Break，2010，28：21－34.