華北地層大區(qū)下寒武統(tǒng)特征巖性組合對(duì)比與巖石地層劃分

劉德正

(山東省核工業(yè)二四八地質(zhì)大隊(duì)，山東 青島 266041)

地質(zhì)與礦產(chǎn)

華北地層大區(qū)下寒武統(tǒng)特征巖性組合對(duì)比與巖石地層劃分

劉德正

(山東省核工業(yè)二四八地質(zhì)大隊(duì)，山東 青島 266041)

根據(jù)華北地層大區(qū)下寒武統(tǒng)引用地層單位的特征巖性組合構(gòu)成及其與魯中特征巖性組合序列的對(duì)比，按照“兩灰兩紅”的沉積格局，建立完整連續(xù)的巖石地層單位序列：雨臺(tái)山組—李官組—余糧村組—饅頭組。山西及以西各地的霍山組與饅頭組的底部層位相當(dāng)。

特征巖性組合；巖石地層單位；序列；下寒武統(tǒng)；華北地層大區(qū)

0 引言

華北地層大區(qū)(以下簡稱大區(qū))張夏組之下的下寒武統(tǒng)(少部分延至中統(tǒng))是典型的碳酸鹽與陸源碎屑混合沉積地層，以巖性的復(fù)雜多變和巖性層的頻繁交替而著稱[1]?，F(xiàn)已查明，它在除內(nèi)蒙古伊克昭盟高地和晉西呂梁高地以外的整個(gè)大區(qū)都有沉積[2-3]。自美國學(xué)者維理士等1907年在山東濟(jì)南萊蕪一帶創(chuàng)建饅頭頁巖以來，其他學(xué)者又陸續(xù)命名了霍山砂巖，昌平灰?guī)r，胡魯斯臺(tái)層，朱砂洞灰?guī)r系，饅頭統(tǒng)、毛莊統(tǒng)、徐莊統(tǒng)、石橋統(tǒng)、當(dāng)十統(tǒng)、猴家山統(tǒng)、“五山組”、府君山組、關(guān)口砂礫巖、搬倒井灰?guī)r、辛集含磷組、堿廠組、老莊戶組、蘇峪口組、五道淌組、黑溝組、李官組、水洞組等，因它們大都命名于不同地點(diǎn)，之間的關(guān)系多不十分清楚。例如昌平灰?guī)r與饅頭頁巖之間，孫云鑄1957年在寒武紀(jì)下界問題一文中主要依據(jù)饅頭頁巖下部黃灰色薄層灰?guī)r中產(chǎn)Redlichiachinensis,昌平灰?guī)r底部產(chǎn)Redlichiasp.，曾斷言昌平灰?guī)r是饅頭頁巖的灰?guī)r相，即與盧衍豪等三分饅頭頁巖而建立的饅頭統(tǒng)相當(dāng)，直到項(xiàng)禮文等1964年在昌平灰?guī)r底部化石層中采獲滇東滄浪鋪期帶化石Palaeolenus(后改為Megapalaeolenus)才確認(rèn)它是饅頭統(tǒng)之下新的地層單位[4-6]。

20世紀(jì)90年代，前地礦部立項(xiàng)開展全國性以清理巖石地層單位為重點(diǎn)的地層多重劃分對(duì)比研究，大區(qū)項(xiàng)目辦多次召集有關(guān)省(區(qū)、市)區(qū)測隊(duì)研究各地提出的巖石地層單位序列方案并最終形成大區(qū)的統(tǒng)一方案和各分區(qū)的劃分對(duì)比表[7]。

對(duì)下寒武統(tǒng)來說，總的方案是饅頭組之下北帶的昌平組對(duì)應(yīng)南帶的辛集組+朱砂洞組；具體到各分區(qū)：燕遼分區(qū)饅頭組之下是昌平組，二者之間有沉積間斷(筆者1986年在討論遼西老莊戶剖面時(shí)命名該沉積間斷為燕遼上升[8])。遼東、魯西、徐淮、豫陜和西緣分區(qū)饅頭組之下是朱砂洞組+辛集組；鄂爾多斯、陰山和山西分區(qū)饅頭組之下是霍山組，因后者具穿時(shí)性導(dǎo)致饅頭組厚薄不一。

筆者坦言，盡管在南帶不存在昌平組這一點(diǎn)有不同認(rèn)識(shí)外，項(xiàng)目辦方案中堅(jiān)持饅頭組的頁巖含義，確認(rèn)北帶普遍存在沉積間斷以及盡量壓縮地層單位數(shù)量(5個(gè))的努力必須予以充分肯定。然而各地實(shí)際采用的方案與此有明顯差距。

(1)引入了更多的地層單位，包括吉林省的水洞組；遼寧省的大林子組、葛屯組和堿廠組；山東省的李官組；江蘇省的猴家山組；安徽省的鳳臺(tái)組、雨臺(tái)山組和猴家山組；甘肅省的雨臺(tái)山組；寧夏自治區(qū)的陶思溝組和胡魯斯臺(tái)組；內(nèi)蒙古自治區(qū)的色麻溝組等[9-16]。其中堿廠組、李官組、猴家山組、雨臺(tái)山組、陶思溝組、胡魯斯臺(tái)組和色麻溝組有三葉蟲化石證據(jù)為寒武紀(jì)地層單位，安徽的鳳臺(tái)組和屬雨臺(tái)山頁巖下部大段頁巖的雨臺(tái)山組已被張文堂等認(rèn)定為上前寒武系，吉林的水洞組和歸入昌平組的黑溝組以及遼寧的大林子組和葛屯組與它們有諸多相近之處，目前以暫歸上前寒武統(tǒng)為宜[17-18]。甘肅的雨臺(tái)山組指平?jīng)龃笈_(tái)子剖面底部紫紅灰白色石英砂巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，與安徽雨臺(tái)山頁巖無共同之處，根據(jù)剖面處于伊克昭盟高地西南傾伏端分析以對(duì)比為霍山砂巖更為貼切。

(2)各地饅頭組的底界很不一致。首先，燕遼分區(qū)的北京、天津、河北、遼西和吉東南選擇的是沉積間斷面之上紫紅色角礫泥巖的底界，其上饅頭組基本上由紫色紫紅色頁巖泥巖組成[19-21]。山東臨沂李官余糧村剖面饅頭組底界與此相近，但下伏層沒有沉積間斷[11]。山東饅頭山剖面上饅頭組底界明顯偏低，位于燧石條帶團(tuán)塊灰質(zhì)白云巖之頂。河南省饅頭組下界更低，因?yàn)樗麄儼阎焐岸唇M上界劃在云斑(豹皮狀)灰?guī)r與燧石團(tuán)塊灰?guī)r之間[22]。更有甚者，江蘇和安徽兩省把饅頭組下界下移到豹皮狀灰?guī)r之下肝紫色頁巖之底，比河南省再低數(shù)十米[12-13]?？磥泶髤^(qū)南帶有關(guān)省基本上沒有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，只有山東余糧村剖面饅頭組底界與北帶各地的同一界線相一致。

(3)昌平組，北帶燕遼分區(qū)各省市和吉林省在饅頭組之下列出昌平組，南帶只有江蘇安徽兩省列出。但是，對(duì)照張文佑創(chuàng)立昌平灰?guī)r時(shí)列出的剖面(產(chǎn)Redlichia暗色灰?guī)r；鮞狀和礫巖狀灰?guī)r；含燧石厚層暗灰?guī)r)[23]，用現(xiàn)代術(shù)語就是大古油櫛蟲灰?guī)r，豹斑灰?guī)r和燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r，最關(guān)鍵的是底部大古油櫛蟲灰?guī)r和頂部的燧石團(tuán)塊灰?guī)r；如此看來遼東的堿廠組和山東定義的朱砂洞組都是昌平組，即使創(chuàng)名朱砂洞組的河南省也有豹斑灰?guī)r和燧石團(tuán)塊灰?guī)r，只不過不存在大古油櫛蟲灰?guī)r而應(yīng)當(dāng)稱之為不完整的昌平組。因此筆者認(rèn)為大區(qū)南帶普遍存在昌平組或者與昌平組同含義的地層。

(4)朱砂洞組，大區(qū)項(xiàng)目辦推薦方案中的朱砂洞組應(yīng)該是最初含義的朱砂洞組(饅頭紫色和肝紅色頁巖之下的大套灰?guī)r)，即張伯聲劃分的abcd四段。如今的朱砂洞組已退縮到c段的中部，加之底部a段的石英砂礫巖已被辛集組占用，相鄰魯蘇皖三省無法采用如此定義的朱砂洞組，因此想在南帶推廣最初定義的朱砂洞組已無可能。

另外，大區(qū)項(xiàng)目辦方案中北帶昌平組與南帶辛集組底界相對(duì)應(yīng)并不恰當(dāng)，因?yàn)榍罢咚a(chǎn)Megapalaeolenus屬滄浪鋪期頂部帶化石，后者所產(chǎn)Hsuaspis屬滄浪鋪中期，二者之間隔了一段磚紅、肉紅等色的泥云巖和砂巖，總厚數(shù)十米甚至上百米，張文堂等早就將他們分別歸屬于上下2個(gè)地層單位：昌平組和猴家山組。

上述種種使筆者深信：主要原因是因?yàn)榇蠹覍?duì)這套地層缺乏統(tǒng)一的地層對(duì)比劃分標(biāo)準(zhǔn)。筆者根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來的特征巖性組合對(duì)比法有助于建立連續(xù)完整的巖石地層單位序列。以下各節(jié)將系統(tǒng)予以論述。

1 魯中下寒武統(tǒng)特征巖性組合序列的建立

20世紀(jì)70年代末，筆者等在實(shí)施山東沂水沂源地區(qū)(以下簡稱魯中)震旦下寒武鈾礦成礦規(guī)律與遠(yuǎn)景預(yù)測項(xiàng)目時(shí)在研究區(qū)內(nèi)實(shí)測了28條下寒武統(tǒng)剖面，有一條延伸到張夏組。后又對(duì)省內(nèi)的代表性剖面對(duì)照復(fù)測以加深對(duì)研究區(qū)地層特征的認(rèn)識(shí)。通過反復(fù)丈量剖面認(rèn)識(shí)到：盡管這套地層十分復(fù)雜，但總有一些在顏色、巖性、組構(gòu)、含有物、化石等方面有突出特點(diǎn)的巖層例如肝紫色頁巖、暗紫色云母頁巖、磚紅色云泥巖(原鮮紅色易碎頁巖)、肉紅色石英砂巖、紫灰色海綠石微細(xì)粒砂巖、豹斑(豹皮狀)灰?guī)r、瘤(疙瘩狀)灰?guī)r、大古油櫛蟲灰?guī)r、燧石條帶團(tuán)狀(結(jié)核)灰?guī)r等，稱之為特征巖性層，它們與相伴、相夾的巖層一起構(gòu)成特征巖性組合。隨著特征巖性層不斷發(fā)掘，最終形成連續(xù)完整的特征巖性組合序列(以下簡稱魯中序列)，具體如表1、表2所示。

表1 山東沂水諸葛七溝剖面特征巖性組合劃分

表2 山東沂源韓旺西王莊剖面特征巖性組合劃分

1.肉紅色石英砂巖組合：肉紅、灰棕、灰褐等色，以中細(xì)粒石英砂巖為主，下部常含細(xì)礫，有時(shí)含燧石團(tuán)塊，具大型緩斜層理，具穿時(shí)性，部分剖面缺失。

2.磚紅土黃色泥云巖白云巖組合：以磚紅色泥云巖為主，常夾土黃色白云巖，多具石鹽晶痕，偶夾燧石條帶。沉積范圍較局限。

3.大古油櫛蟲灰?guī)r組合：常為深灰色，中厚層狀，有時(shí)含瀝青質(zhì)并呈灰黑色，錘擊有臭味，偶含燧石團(tuán)塊。富含Megapalaeolenus，Redlichia等。研究區(qū)內(nèi)分布普遍，向西到沂源東里一帶，向東直達(dá)郯廬斷裂主斷面(莒縣斷裂)。

4.瘤灰?guī)r組合：以綠灰色瘤灰?guī)r為特征，常伴泥灰?guī)r和泥質(zhì)頁巖，沂水七溝以北幾乎全為瘤灰?guī)r。沂源西王莊一帶常夾豹斑灰?guī)r。產(chǎn)Redlichia或由其頰刺組成生物碎屑灰?guī)r。

5.肝紫色頁巖組合：肝紫、紫褐色泥質(zhì)頁巖為主，常夾生物碎屑灰?guī)r薄層。產(chǎn)Redlichiachinensis等。頂部常呈紫紅色，沂源西王莊東山以西相變?yōu)橐员呋規(guī)r為主的灰?guī)r。

6.豹斑灰?guī)r組合：以深灰色豹斑灰?guī)r為主，常夾生物碎屑灰?guī)r，但完整化石少見。

7.燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合：深灰色厚層灰?guī)r中含燧石條帶或團(tuán)塊，有時(shí)夾白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖，走向上燧石條帶灰?guī)r與燧石團(tuán)塊灰?guī)r常相間出現(xiàn)。

8.薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合：呈黃灰或綠灰色，以薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r或泥灰?guī)r為主，常夾黃綠色頁巖，底部常有一層紫紅色云泥巖，常產(chǎn)Redlichia等。

9.紫色紫紅色頁巖組合：以紫色頁巖為主，頂部有時(shí)呈紫紅色，常夾生物碎屑灰?guī)r薄層但完整化石少見。

10.紫灰色灰?guī)r組合：普通灰?guī)r與鮞?；?guī)r相間出現(xiàn)，有時(shí)全由鮞?；?guī)r組成，時(shí)夾生物碎屑灰?guī)r，三葉蟲除Redlichia外，Qiaotouaspis等褶頰蟲亦可見及。

11.磚紅紫紅色云泥巖頁巖組合：以磚紅色云泥巖為主，下部時(shí)夾紫紅色頁巖，生物碎屑與完整化石都很少見，有泥灰?guī)r透鏡體時(shí)偶爾見及。

12.暗紫色云母頁巖組合：以暗紫色云母片粉砂質(zhì)頁巖為主，常夾鮞?；?guī)r和生物碎屑灰?guī)r薄層，富產(chǎn)Shantungaspis，Yaojiayuella等，底部生物碎屑灰?guī)r中產(chǎn)Qiaotouaspis等。

13.灰紫色砂巖頁巖組合：以灰紫色頁巖和紫灰色海綠石微細(xì)粒砂巖為特征，夾多層鮞?；?guī)r和生物碎屑灰?guī)r，富產(chǎn)三葉蟲構(gòu)成Bailiella,Poriagraulos,Sunaspis,Hsuchuangia帶。

以上13個(gè)組合中，燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合以上的7個(gè)組合在整個(gè)魯西分區(qū)穩(wěn)定分布；中部大古油櫛蟲灰?guī)r組合以上的4個(gè)組合在昌邑—沂源—微山以東的魯中南地區(qū)都有沉積；底部的兩個(gè)組合局限于安丘—臺(tái)兒莊的古海盆北東向槽地分布。

魯中序列雖然缺少大區(qū)南緣才有的磷礫巖砂灰?guī)r組合，但其厚度已占大區(qū)下寒武統(tǒng)厚度幾乎全部，在以后各節(jié)中還要反復(fù)提及。

表3 山東長清張夏饅頭山剖面特征巖性組合劃分[11]

2 引用地層單位特征巖性組合劃分與分析

其目的是通過各地層單位特征巖性組合的劃分弄清楚其在下寒武統(tǒng)地層柱中的位置與其之間的先后順序，為建立連續(xù)完整的大區(qū)巖石地層單位序列創(chuàng)造條件。

1.饅頭組：源于維理士等1907年創(chuàng)名于山東長清張夏饅頭山的饅頭層(頁巖)。盧衍豪等1953年重新進(jìn)行剖面分層和三葉蟲化石帶研究并將其細(xì)分為饅頭統(tǒng)、毛莊統(tǒng)和徐莊統(tǒng)，從此成為大區(qū)下寒武統(tǒng)上部的生物地層層型[4]。1986年山東省地礦局綜合研究隊(duì)專題組對(duì)剖面再次細(xì)測，糾正了前人在巖石定名和厚度計(jì)算上存在的不足，后被山東省區(qū)域地質(zhì)志收錄[24]。筆者根據(jù)該剖面特征巖性層的垂向分布將其劃分為7個(gè)特征巖性組合，自下而上為：燧石條帶團(tuán)塊灰質(zhì)白云巖組合、薄層泥云巖灰?guī)r組合、紫紅灰紫色云泥巖頁巖組合、灰紫褐灰色泥質(zhì)白云巖組合、磚紅紫紅色云泥巖組合、暗紫紫紅色云母頁巖組合和灰紫紫灰色砂巖頁巖組合(表3)。

顯而易見，除灰?guī)r的白云質(zhì)明顯增多外，與魯中序列的上部7個(gè)組合幾乎一模一樣。值得注意的是，前2個(gè)組合以灰?guī)r或灰質(zhì)白云巖為主，后5個(gè)組合則以頁巖和云泥巖占主導(dǎo)地位；兩者之間，即薄層泥云巖灰?guī)r組合與紫紅灰紫色云泥巖組合之間應(yīng)當(dāng)是巖石地層饅頭組的下界，界限上方是厚達(dá)10m的灰紫色含粉砂云泥巖。為進(jìn)一步確認(rèn)這一界限的合理性，筆者又對(duì)臨沂李官余糧村剖面同樣進(jìn)行特征巖性組合劃分(表4)，與饅頭山剖面薄層泥云巖灰?guī)r組合對(duì)應(yīng)的薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合上方是厚達(dá)15.5m的上肝紫色頁巖，其在組合序列中的位置證明山東省將這一界面定為饅頭組與朱砂洞組的分界是正確的。由于山東省對(duì)饅頭山剖面巖石地層饅頭組的下界明顯偏低，建議在適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)予以改正。

表4 山東臨沂李官余糧村剖面特征巖性組合劃分[11]

2.霍山組：源于日本學(xué)者山根新次1924年,創(chuàng)名于晉中霍山地區(qū)的霍山砂巖，指角度不整合于太古代片麻巖系之上，產(chǎn)三葉蟲化石寒武系之下的一套“紅白色石英砂巖”，當(dāng)時(shí)定為震旦系。多年來對(duì)其時(shí)代有寒武系和前寒武系2種認(rèn)識(shí)，直到1980年張守信提出“當(dāng)?shù)睾湎档撞看r(shí)的巖石地層單位”后被多數(shù)人贊同[25]。根據(jù)山西省區(qū)域地層表列舉霍山砂巖剖面集中分布于沁源、洪洞、靜樂、原平一帶，屬于呂梁高地及其北東傾伏端東南坡，厚度以沁源為中心向兩端逐漸變薄[26]。筆者根據(jù)該書霍山砂巖厚度最大的沁源魚兒泉仁道村剖面，按共有層對(duì)接近鄰沁源王和豬窩鋪寒武系剖面，組成一條直達(dá)張夏組的完整剖面(表5)，自下而上劃分為紅白色石英砂巖組合、紫紅色頁巖組合和暗紫紫紅色砂巖頁巖組合，結(jié)合上組合中產(chǎn)Poriagraulos、Sunaspis和中組合中產(chǎn)Eosoptychoparia分析，它們與山東饅頭山剖面最上部的2個(gè)組合(灰紫紫灰色砂巖頁巖組合和暗紫紫紅色云母頁巖組合)相當(dāng)，下部的紅白色石英砂巖組合在饅頭山剖面上雖然無相應(yīng)組合，但其空間上與山東張夏剖面中的饅頭組下部3個(gè)組合(淺褐黃色薄層泥云巖灰?guī)r組合、紫紅灰紫色云泥巖頁巖組合、灰紫褐灰色泥質(zhì)白云巖組合)相對(duì)應(yīng)，二者同為饅頭組的初始部位，不過因所處古地理位置(距呂梁高地遠(yuǎn)近不同)而巖性上有差異，因此可以確認(rèn)紅白色石英砂巖組合的霍山組與饅頭組下部層位相當(dāng)。

現(xiàn)已查明，山西呂梁地區(qū)無朱砂洞組沉積，它只存在于南部的中條山地區(qū)。

表5 山西沁源魚兒泉仁道村剖面特征巖性組合劃分

3.昌平組：源于張文佑1935年創(chuàng)名于現(xiàn)北京昌平龍山的昌平灰?guī)r，因在景兒峪灰?guī)r上部采獲寒武紀(jì)三葉蟲化石而分出[23]，雖然項(xiàng)禮文等1964年在化石層中采到Megapalaeolenus證明其層位比盧衍豪等的饅頭統(tǒng)要低，但二者如何銜接并不十分清楚，好在北京市區(qū)域地質(zhì)志引用市地礦局下古生界專題組重測的龍山剖面，不僅在頂部灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了燧石團(tuán)塊，而且找到它的直接上覆層(紫紅色角礫質(zhì)泥巖)為解決這一問題提供了依據(jù)[27]。

根據(jù)該剖面分層描述(表6)，昌平組分為大古油櫛蟲灰?guī)r組合，豹斑灰?guī)r組合和燧石團(tuán)塊白云巖組合，與魯中地區(qū)西王莊剖面中部的3個(gè)組合完全相當(dāng)。因西王莊剖面東山豹斑灰?guī)r組合恢復(fù)為瘤灰?guī)r組合，肝紫色頁巖組合和狹義的豹斑灰?guī)r組合，與魯中序列中大古油櫛蟲灰?guī)r組合到燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合的5個(gè)組合完全相當(dāng)。為查明昌平灰?guī)r上覆紫紅色角礫質(zhì)泥巖在地層柱中的確切位置，選擇同為北京市區(qū)域地質(zhì)志收錄的門頭溝下葦?shù)槠拭?表7)進(jìn)行特征巖性組合劃分，顯然，北京市巖石地層一書劃分的饅頭組包括燧石條帶白云巖組合、磚紅色泥巖組合、灰黃色白云巖組合、紫紅色泥巖頁巖組合、紫紅色含云母粉砂質(zhì)泥巖組合和灰綠灰紫色粉砂巖頁巖組合。

表6 北京昌平龍山剖面特征巖性組合劃分[19]

表7 北京門頭溝下葦?shù)槠拭嫣卣鲙r性組合劃分[19]

將下葦?shù)槠拭媾c龍山剖面加以對(duì)比可以看出，下葦?shù)槠拭骛z頭組1層土黃色含燧石條帶角礫狀含砂白云巖應(yīng)當(dāng)與龍山剖面昌平組頂部9層淺灰色含燧石團(tuán)塊灰質(zhì)白云巖相對(duì)比，下葦?shù)槠拭骛z頭組應(yīng)當(dāng)從2層土黃、紫紅色泥質(zhì)角礫巖開始，龍山剖面10層紫紅色角礫質(zhì)泥巖同樣是饅頭組的起始層。這樣一來，北京地區(qū)的饅頭組包括磚紅色泥巖組合以上的5個(gè)組合，與山東饅頭山剖面上部的5個(gè)組合可以相互對(duì)比，燕遼上升沉積間斷面上開始沉積的層位就是現(xiàn)定義饅頭組底部層位。對(duì)比下葦?shù)槠拭婧蜕綎|饅頭山剖面還可以確定：北京乃至整個(gè)燕遼分區(qū)，昌平灰?guī)r與巖石地層饅頭組之間缺失了薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合全部和燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合的一部分，對(duì)此在建立巖石地層單位序列時(shí)必須予以充分注意。

4.陶思溝組和胡魯斯臺(tái)組：二組均源于杜恒儉1950年創(chuàng)名于寧夏賀蘭山北段胡魯斯臺(tái)陶思溝的胡魯斯臺(tái)層，指震旦紀(jì)石英巖之上并被石炭紀(jì)煤系掩蓋的寒武紀(jì)地層[28]。盧衍豪1954年根據(jù)李星學(xué)等采自同一剖面三葉蟲化石的鑒定結(jié)果確定其時(shí)代為早中寒武世[29]。1976年周志強(qiáng)等劃分為毛莊組和徐莊組[30]。1997年寧夏自治區(qū)巖石地層一節(jié)分別命名為陶思溝組和胡魯斯臺(tái)組[15]。筆者根據(jù)張文堂援引寧夏地礦局區(qū)測三分隊(duì)實(shí)測的剖面分層(表8)劃分為灰白色白云巖石英砂巖組合和灰綠紫紅色砂巖頁巖組合，與山西沁源仁道村剖面的紅白色石英砂巖組合和暗紫紫紅色砂巖頁巖組合可以對(duì)比，同樣都可劃分為霍山組和饅頭組。

表8 寧夏石咀山陶思溝剖面特征巖性組合劃分[15]

5.朱砂洞組：源于馮景蘭、張伯聲1952年創(chuàng)名于現(xiàn)河南平頂山市西南朱砂洞山的朱砂洞石灰?guī)r系，時(shí)代定為震旦紀(jì)。因當(dāng)?shù)馗采w較多，張伯聲在嵩山地區(qū)測到連續(xù)剖面并細(xì)分為:a(石英砂礫巖),b(薄層白云質(zhì)灰?guī)r),c(具不規(guī)則條帶厚層狀灰?guī)r)和d(泥灰?guī)r夾紫色頁巖)4段。1954年張爾道在d段灰?guī)r中采到三葉蟲化石，遂將該段劃歸饅頭頁巖[31]。1974年中南地區(qū)區(qū)域地層表在新安澠池小區(qū)和嵩山箕山小區(qū)饅頭組之下列為朱砂洞組，其巖性為：下部灰黃等色含燧石團(tuán)塊板狀灰?guī)r，中部豹皮狀灰?guī)r，上部灰色厚層燧石團(tuán)塊灰?guī)r，只包括張伯聲的b、c兩段[32]。1997年河南省巖石地層一書再將朱砂洞組頂界下移到豹皮狀灰?guī)r之頂[27]。筆者根據(jù)張伯聲、張爾道等重點(diǎn)觀察朱砂洞組的河南登封唐莊關(guān)口剖面的完整層序(劉印環(huán)等提供)[33]，朱砂洞組包括粉紅色泥云巖組合和豹斑灰?guī)r組合(表9)。下伏的肉紅色石英砂巖組合和上覆的燧石團(tuán)塊灰?guī)r組合都證明其與魯中序列中的磚紅土黃色泥云巖白云巖組合和豹斑灰?guī)r組合相當(dāng)，其間缺失了大古油櫛蟲灰?guī)r組合、瘤灰?guī)r組合和肝紫色頁巖組合。這3個(gè)組合不僅在魯中南而且在蘇皖北部的徐淮分區(qū)都普遍發(fā)育，但在河南省內(nèi)至今未見。尤其是作為昌平組標(biāo)志的大古油櫛蟲灰?guī)r組合在河南陜西等省的缺失證明這些地區(qū)當(dāng)時(shí)有過沉積間斷，筆者2002年將其命名為豫陜上升[34]。再者剖面底部的肉紅色石英砂巖組合自1962年辛集含磷組命名以來就作為含磷碎屑巖的上部而割裂出去，其實(shí)它在魯蘇皖三省和嵩山箕山小區(qū)與其上的磚紅粉紅色地層幾乎是形影不離而不屬于含磷巖系。

表9 河南登封唐莊關(guān)口剖面特征巖性組合劃分[22]

山東省在臨沂李官余糧村剖面(表4)巖石地層饅頭組之下劃分出與河南省不同定義的朱砂洞組，包括大古油櫛蟲灰?guī)r組合、瘤灰?guī)r組合、肝紫色頁巖組合、豹斑灰?guī)r組合、燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合和薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合，它上覆的3個(gè)組合(上肝紫色頁巖組合、黃灰色灰?guī)r組合和紫紅色頁巖組合)表現(xiàn)其與巖石地層饅頭組的充分銜接，又彌補(bǔ)了河南省朱砂洞組缺失的3個(gè)組合(大古油櫛蟲灰?guī)r組合、瘤灰?guī)r組合和肝紫色頁巖組合)，又能使昌平組頂部的燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合和薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合完善起來，是大古油櫛蟲灰?guī)r底部到巖石地層饅頭組最完善的地層剖面，筆者建議山東省將其命名為余糧村組(由山東省地層清理時(shí)命名的余糧村頁巖擴(kuò)大含義并升格為組)。

6.猴家山組：源于徐嘉煒1956年創(chuàng)名于安徽淮南山王猴家大山的猴家山統(tǒng)，包括石灰質(zhì)礫巖、含磷巖系和鈣質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)灰?guī)r3部分[35]。1958年將這三部分分別命名為鳳臺(tái)礫巖、雨臺(tái)山頁巖和白鶴山層，其中雨臺(tái)山頁巖較含磷巖系擴(kuò)大為包括霍邱地區(qū)含磷巖系之下的大段頁巖。1979年張文堂等在研究大區(qū)南緣含磷層時(shí)將雨臺(tái)山頁巖上部的含磷巖系與其上的白鶴山層合稱猴家山組，仍歸寒武系，下部的大段頁巖與鳳臺(tái)礫巖合稱鳳臺(tái)組，歸上前寒武系。此后安徽省一直堅(jiān)持猴家山組的這一定義。筆者根據(jù)安徽地層志中該剖面的完整層序(表10)，張文堂定義猴家山組包括磷礫巖砂灰?guī)r組合和磚紅灰黃色泥云巖白云巖組合[36]。前者是魯中序列中僅限于大區(qū)南緣安徽、河南、陜西到寧夏賀蘭山，后者則與魯中序列中的磚紅土黃色泥云巖白云巖組合一致，唯一不同的是淮南霍邱一帶缺失肉紅色石英砂巖組合，因?yàn)樗哂写r(shí)性。

表10 安徽淮南山王猴家大山剖面特征巖性組合劃分[13]

7.雨臺(tái)山組：安徽省將雨臺(tái)山頁巖中的含磷巖系歸入猴家山組后仍稱其下的大段頁巖為雨臺(tái)山組，仍與鳳臺(tái)組一起歸寒武系[13]。另外，周本和等1984年定義的雨臺(tái)山組包括含磷巖系及其下的所有礫巖和頁巖[37]。筆者1986年根據(jù)巖性和含礦性(磷和膏鹽)不同將含磷巖系從猴家山組中分出并建立雨臺(tái)山組，成為大區(qū)下寒武統(tǒng)最底部的組[8]。在安徽霍邱馬店雨臺(tái)山剖面(表11)上雨臺(tái)山組像在猴家大山剖面上一樣為磷礫巖砂灰?guī)r組合。

表11 安徽霍邱馬店雨臺(tái)山剖面特征巖性組合劃分[8]

8.辛集組：源于河南省地質(zhì)局地質(zhì)研究所在一篇地層研究報(bào)告(油印稿)中創(chuàng)名于魯山辛集的辛集含磷組，指震旦紀(jì)羅圈冰磧層之上朱砂洞組之下的含磷碎屑巖，自1962年創(chuàng)名以來從無變化[22,32]。根據(jù)劉印環(huán)等提供河南魯山辛集石膏礦剖面完整層序(表12)，辛集組位于剖面底部，包括磷礫巖含磷細(xì)砂巖組合和紫紅色砂巖組合，前者與安徽淮南山王猴家大山剖面和霍邱馬店雨臺(tái)山剖面的磷礫巖砂灰?guī)r組合相當(dāng)，后者與登封唐莊關(guān)口剖面底部的和魯中序列底部的肉紅色石英砂巖組合相一致。

9.堿廠組：系張文堂50多年前參觀原長春地質(zhì)學(xué)院標(biāo)本陳列室時(shí)看到幾塊采自遼寧本溪堿廠的標(biāo)本產(chǎn)出Megapalaeolenus,按標(biāo)本產(chǎn)地建立的地層單位，后來遼寧省區(qū)測隊(duì)在堿廠鎮(zhèn)小黃溝和后大坡采到同種化石并在小黃溝丈量到一條完整的下寒武統(tǒng)剖面，后被遼寧省區(qū)域地層表收錄成為堿廠組的層型[38]。根據(jù)該剖面的完整層序(表13，原1層巖性與基底橋頭組一致而回歸基底，以上各層依序降號(hào)排列)，1～7層的堿廠組劃分為大古油櫛蟲灰?guī)r組合、灰色黃綠色頁巖灰?guī)r組合和燧石條帶灰?guī)r組合。顯然，除中部組合巖性有所不同外，頂?shù)捉M合都與昌平組相同。更有意義的是，燧石條帶灰?guī)r組合以上的薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合、紫色頁巖組合、黃灰色灰?guī)r組合、鮮紅色頁巖組合、褐紫色云母頁巖組合和灰綠色砂巖頁巖組合與魯中序列的上部7個(gè)組合極為相像，這正是筆者贊同郯廬斷裂帶在寒武紀(jì)以后發(fā)生過左行平移的基本依據(jù)[39]。

表12 河南魯山平集石膏礦剖面特征巖性組合劃分[22]

10.李官組：梁宗偉1980年在討論魯中南地區(qū)五山組(1959年北京地質(zhì)學(xué)院在山東省開展1/20萬臨沂沂水等幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)命名)時(shí)因命名地點(diǎn)(沂水楊莊五山)與代表性剖面(臨沂李官余糧村)不一致而根據(jù)剖面所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)改為李官組[40]。與此同時(shí)，根據(jù)五山組中部肝紫色頁巖之下黃綠色泥灰?guī)r中采到Redlichiachinensis將其頂界下移至產(chǎn)大古油櫛蟲厚層灰?guī)r之頂，即滄浪鋪階與龍王廟階之間的生物地層界限。山東省巖石地層一書因巖石地層劃分的需要將李官組頂界再次下移到大古油櫛蟲灰?guī)r組合之底，使其只包括肉紅色石英砂巖組合、磚紅灰黃色云泥巖組合這2個(gè)以紅色為特征的組合(表14)。

11.色麻溝組：即內(nèi)蒙古區(qū)測一隊(duì)四分隊(duì)1994年創(chuàng)名于烏拉特前旗色麻溝西的色麻溝組，指張夏期老孤山組之下的一套碎屑巖夾灰?guī)r，被內(nèi)蒙古巖石地層一書采納[16]。根據(jù)該書提供的剖面分層描述(表14)可劃分為灰白色石英砂巖組合和紫紅黃綠色砂巖頁巖組合，與山西沁源仁道村剖面的紅白色石英砂巖組合和暗紫紫紅色砂巖頁巖組合一致，只是中間缺失了紫紅色頁巖組合，而且?guī)r層的紅色明顯偏弱，推測與前者所在呂梁高地坡度較大有關(guān)?？偠灾?，色麻溝剖面和寧夏陶思溝剖面一樣都應(yīng)劃分為霍山組和饅頭組。

表13 遼寧本溪堿廠小黃溝剖面特征巖性組合劃分[10]

表14 內(nèi)蒙古烏拉特前明安色麻溝剖面特征巖性組合劃分[16]

通過本節(jié)對(duì)引用地層單位特征巖性組合劃分的討論，①使大區(qū)特征巖性組合由魯中序列的13個(gè)增至14個(gè)(魯中序列加安徽淮南霍邱一線的磷礫巖砂灰?guī)r組合)；另外還有3個(gè)因巖性變化而導(dǎo)致的變異型組合，包括由瘤灰?guī)r組合、肝紫色頁巖組合和狹義豹斑灰?guī)r組合相變而致昌平組豹斑灰?guī)r組合和堿廠組灰色黃綠色頁巖灰?guī)r組合，以及由饅頭組下部3個(gè)組合相變而成的紅白色石英砂巖組合(霍山組)。②可供選擇的地層單位由12個(gè)變?yōu)?0個(gè)，即：項(xiàng)目辦推薦該文正式厘定的饅頭組、霍山組、昌平組、朱砂洞組、山東省定義朱砂洞組本文新命名的余糧村組、猴家山組、筆者定義雨臺(tái)山組、辛集組、堿廠組和李官組。其中霍山組只存在于張家口—石家莊—洛陽弧線以西的晉陜寧蒙地層區(qū)內(nèi)，弧線以東的冀遼魯豫地層區(qū)內(nèi)的9個(gè)地層單位是建立大區(qū)巖石地層單位序列需要重點(diǎn)研究的對(duì)象。

3 大區(qū)下寒武統(tǒng)統(tǒng)一巖石地層單位序列的建立

劉群等1994年討論大區(qū)下寒武統(tǒng)時(shí)總結(jié)的“兩灰兩紅”沉積格局，筆者認(rèn)為同樣適用于本文討論的下寒武統(tǒng)[41]。用建立的特征巖性組合來說就是：下灰色層：磷礫巖砂灰?guī)r組合；下紅色層：肉紅色石英砂巖組合和磚紅土黃色泥云巖白云巖組合；上灰色層：大古油櫛蟲灰?guī)r組合到薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合；上紅(紫)色層：紫色紫紅色頁巖組合到灰紫色砂巖頁巖組合。

了解各顏色層包含的特征巖性組合后，再把包含該特征巖性組合的地層單位找出并加以對(duì)比，便可找到最符合所含特征巖性組合的地層單位是該顏色層的最佳地層單位。

下灰色層(磷礫巖砂灰?guī)r組合)：地層單位有猴家山組(磷礫巖砂灰?guī)r組合和磚紅灰黃色泥云巖白云巖組合)；雨臺(tái)山組(磷礫巖砂灰?guī)r組合)；辛集組(磷礫巖含磷細(xì)砂巖組合和紫紅色砂巖組合)，顯然雨臺(tái)山組是最佳選擇。劉群等和大區(qū)項(xiàng)目辦選擇的辛集組及猴家山組因在磷礫巖砂灰?guī)r組合之上還有屬于紅色層的紫紅色砂巖組合或磚紅灰黃色泥云巖白云巖組合而雙雙落選。

下紅色層(肉紅色石英砂巖組合和磚紅土黃色泥云巖白云巖組合)：包含該二組合或其中一個(gè)的地層單位有朱砂洞組(紅色膏溶灰?guī)r角礫巖組合)、猴家山組(磚紅灰黃色泥云巖白云巖組合，肉紅色石英砂巖組合自然缺失)、辛集組(紫紅色砂巖組合)和李官組(肉紅色石英砂巖組合和磚紅黃灰色云泥巖組合)，其中只有李官組符合選擇條件，劉群等和大區(qū)項(xiàng)目辦選定的朱砂洞組因缺失肉紅色石英砂巖組合(被劃歸辛集組)而落選。猴家山組落選雖不因?yàn)槿饧t色石英砂巖組合缺失，但它還有磷礫巖砂灰?guī)r組合同樣不滿足選擇條件。

上灰色層(大古油櫛蟲灰?guī)r組合到薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合)：包含這6個(gè)組合或其一部分的地層單位有昌平組(大古油櫛蟲灰?guī)r組合到燧石團(tuán)塊白云巖組合，未見頂)、朱砂洞組(豹斑灰?guī)r組合，以下3組合缺失)、余糧村組(大古油櫛蟲灰?guī)r組合到薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合)和堿廠組(大古油櫛蟲灰?guī)r組合到燧石條帶灰?guī)r組合)。顯然最符合選擇條件的是余糧村組。劉群等選定的堿廠組缺少頂部薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合；大區(qū)項(xiàng)目辦推薦的昌平組，不但缺少頂部的薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合，而且燧石團(tuán)塊白云巖組合也遭到剝蝕。

上紅(紫)色層(紫色紫紅色頁巖組合到灰紫色砂巖頁巖組合)：大區(qū)項(xiàng)目辦推薦本文正式厘定的巖石地層饅頭組是上紅(紫)色層唯一的地層單位。

因此大區(qū)下寒武統(tǒng)的巖石地層單位序列為：雨臺(tái)山組—李官組—余糧村組—饅頭組。

這些地層單位的正副層型為：

1.雨臺(tái)山組[8，35]

正層型：安徽霍邱馬店雨臺(tái)山剖面1～2層，磷礫巖砂灰?guī)r組合。

副層型：河南魯山辛集石膏礦剖面1～2層，磷礫巖含磷細(xì)粒巖組合。

2.李官組[11，40，42]

正層型：山東臨沂李官余糧村剖面1～4層，肉紅色石英砂巖組合和磚紅黃灰色云泥巖組合。

副A層型：河南登封唐莊關(guān)口剖面1～5層，肉紅色石英砂巖組合和粉紅色云泥巖組合。

副B層型：河南魯山辛集石膏礦剖面3～6層，紫紅色砂巖組合和紅色膏溶灰?guī)r角礫巖組合。

副C層型：安徽淮南山王猴家大山剖面2～4層，磚紅灰黃色泥云巖白云巖組合(肉紅色石英砂巖組合自然缺失)。

3.余糧村組[11，42]

正層型，山東臨沂李官余糧村剖面5～21層，大古油櫛蟲灰?guī)r組合到薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合。

副A層型：遼寧本溪堿廠小黃溝剖面1～9層，大古油櫛蟲灰?guī)r組合到薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合。其中瘤灰?guī)r組合、肝紫色頁巖組合和豹斑灰?guī)r組合相變?yōu)榛疑S綠色頁巖灰?guī)r組合。

副B層型：北京昌平龍山剖面1～9層，大古油櫛蟲灰?guī)r組合到燧石團(tuán)塊白云巖組合(未見頂，其間的3個(gè)組合相變?yōu)楸呋規(guī)r組合)。

4.饅頭組[4，7]

正層型：山東長清張夏饅頭山剖面9～32層，紫紅灰紫色云泥巖頁巖組合到灰紫紫灰色砂巖頁巖組合。

副A層型：山東沂水諸葛七溝剖面24～47層，紫色紫紅色頁巖組合到灰紫色砂巖頁巖組合。

副B層型：北京門頭溝下葦?shù)槠拭?～24層，磚紅色泥巖組合到灰紫色粉砂巖頁巖組合。

4 余糧村組和饅頭組分段的建議

因余糧村組和饅頭組厚度較大，特征巖性組合較多，建議將其細(xì)分為段，具體意見是：

余糧村組：底部的大古油櫛蟲灰?guī)r組合自成一段：龍山段(本文)；下中部的瘤灰?guī)r組合、肝紫色頁巖組合和豹斑灰?guī)r組合以及由其相變而成的廣義豹斑灰?guī)r組合和灰色黃綠色頁巖灰?guī)r組合：西王莊段(本文)；上部的燧石條帶團(tuán)塊灰?guī)r組合和薄層泥質(zhì)灰?guī)r組合：丁家莊段[11，42]。

饅頭組：下部的紫色紫紅色頁巖組合、紫灰色灰?guī)r組合和磚紅紫紅色云泥巖組合合稱石店段(張?jiān)銎娴?994；山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局1997；本文)；上部的暗紫色云母頁巖組合和灰紫色砂巖頁巖組合合稱毛徐莊段(本文)。

綜上所述，大區(qū)下寒武統(tǒng)巖石地層的組段劃分及其與特征巖性組合和三葉蟲化石帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表15所示。

表15 巖石地層組段劃分與特征巖性組合和三葉蟲化石帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5 結(jié)語

(1)本文是通過劃分特征巖性組合對(duì)比碳酸鹽與陸源碎屑混合沉積地層并進(jìn)行巖石地層劃分的初步嘗試，所得巖石地層單位序列與前人不同是因?yàn)榇髤^(qū)東南部的魯蘇皖三角地帶是大區(qū)下寒武統(tǒng)發(fā)育最全最連續(xù)的地區(qū)，外圍的河南和北京等地沉積間斷的存在已是公認(rèn)的不爭事實(shí)。

(2)為了說明問題，文中引用了多條由兄弟單位同行們丈量的實(shí)測剖面，盡管形成時(shí)間有早有晚，分層尺度有大有小，描述術(shù)語難求一致，但都是客觀對(duì)象的真實(shí)反映，筆者值此向諸位同行表示衷心的感謝。

致謝：該文承蒙張?jiān)銎?、張成基審閱，并提出寶貴意見，上官義寧同志在成文過程中，付出大量心血，筆者對(duì)3位專家的辛勤勞動(dòng)表示由衷謝意。

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CombinationContrastofCharacteristicLithologyandDivissionofLitnologicStratigraphicUnitsinLowerCambrianinStratigraphicRegioninNorthernChina

LIU Dezheng

(No.248 Geological Brigade of Shandong Provincial Nuclear Industry, Shandong Qingdao 266041, China)

Based on the contrast between characteristic lithology combination in lower Cambrian in stratigraphic region in North China and characteristic lithology combination sequences in Luzhong area, according to the sedimentary framework named as “two gray and two red”, continuous succession of lithostragraphic units have been established as follows: Yutaishan formation— Liguan formation—Yuliangcun formation—Mantou formation. The bottom layers of Huoshan formation in Shanxi province and other areas in western Shanxi province and Mantou formation are quite the same.

Characteristic Lithology combination; lithologic stratigraphic unit; sequence; lower Cambrian; stratigraphic region in Northern China

2017-05-21；

2017-08-01；

陶衛(wèi)衛(wèi)

劉德正(1939—)，男，河南洛陽人，高級(jí)工程師，長期從事鈾、金礦床成礦規(guī)律研究工作；E-mail:plhlgsg@163.com

P534.41

A

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