華北克拉通北緣燕遼裂陷槽中-新元古代地層年代學(xué)研究進(jìn)展

李懷坤 ，張健 ，田輝 ，周紅英 ，相振群 ，劉歡

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局前寒武紀(jì)地質(zhì)研究中心，天津300170；3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局華北科技創(chuàng)新中心，天津300170）

燕遼裂陷槽位于華北克拉通北緣中段的燕山地區(qū)（圖1），該地區(qū)不僅是中國(guó)北方中-新元古界的主要分布區(qū)，而且因?yàn)樵搮^(qū)中-新元古界發(fā)育相對(duì)連續(xù)、變形輕微、保存完好、基本未遭受變質(zhì)作用的改造，被定為我國(guó)長(zhǎng)城系、薊縣系和青白口系地層標(biāo)準(zhǔn)剖面——通常被稱為“薊縣中-新元古界標(biāo)準(zhǔn)剖面”（簡(jiǎn)稱“薊縣剖面”）。作為地層標(biāo)準(zhǔn)剖面，薊縣剖面的地層年代學(xué)一直是地學(xué)界研究的一個(gè)基礎(chǔ)和關(guān)鍵問題。本文對(duì)近十余年來燕遼裂陷槽的中-新元古界年代學(xué)研究新成果進(jìn)行了較系統(tǒng)總結(jié)，對(duì)薊縣剖面地層年代格架予以厘定，為薊縣剖面地層所蘊(yùn)含的中-新元古代地球環(huán)境和生命演化過程研究建立扎實(shí)的地質(zhì)年代框架。

1 元古宙地質(zhì)年代劃分

國(guó)際地層委員會(huì)的專家一直在持續(xù)不斷地研究和修訂前寒武紀(jì)地質(zhì)年代劃分方案，先后提出過很多不同版本的前寒武紀(jì)地質(zhì)年代表[1-9]。在國(guó)際地層委員會(huì)2008年公布的國(guó)際地層表中[10]，元古宙與太古宙的界線為2 500 Ma，與顯生宙的界線為542 Ma；元古宙進(jìn)一步劃分為古元古代、中元古代和新元古代三個(gè)代，相互之間的界線年齡分別為1 600 Ma和1 000 Ma。其中，古元古代又分為四個(gè)紀(jì)，自老到新為成鐵紀(jì)、層侵紀(jì)、造山紀(jì)和固結(jié)紀(jì)，彼此界線年齡為2 300 Ma、2 050 Ma和1 800 Ma；中元古代分為三個(gè)紀(jì)，自老到新為蓋層紀(jì)、延展紀(jì)和狹帶紀(jì)，彼此界線年齡為1 400 Ma和1 200 Ma；新元古代也分為三個(gè)紀(jì)，自老而新為拉伸紀(jì)、成冰紀(jì)和埃迪卡拉紀(jì)，彼此界線年齡分別為850 Ma和635 Ma。前寒武紀(jì)地質(zhì)年代表（地層劃分對(duì)比表）是前寒武紀(jì)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)，是國(guó)際和區(qū)域間前寒武紀(jì)地質(zhì)對(duì)比的基本依據(jù)。

圖1 華北克拉通前寒武紀(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖（據(jù)參考文獻(xiàn)[1,2]）（a）和華北克拉通北緣燕遼裂陷槽中—新元古界分布略圖（b）Fig.1 Precambrian tectonic sketch map of the North China Craton(a)and Sketch map showing the distribution of the Meso-to Neoproterozoic strata in the Yanliao Aulacogen,northern North China Craton(b)注：圖中薊縣城區(qū)北側(cè)NNE向的紅色線段所標(biāo)注的為薊縣標(biāo)準(zhǔn)剖面的位置

2001年中國(guó)地層委員會(huì)基于中國(guó)地層發(fā)育和地質(zhì)演化的特點(diǎn)、根據(jù)第三屆全國(guó)地層會(huì)議決議，以薊縣剖面為標(biāo)準(zhǔn)，將中元古代（界）劃分為長(zhǎng)城紀(jì)（系）和薊縣紀(jì)（系），時(shí)限分別為1 800～1 400 Ma和1 400～1 000 Ma；長(zhǎng)城系自下而上包括常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組和高于莊組；薊縣系包括楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組。薊縣系之上為新元古代青白口系（1 000～800 Ma），自下而上包括下馬嶺組、駱駝嶺組和景兒峪組[11]。值得強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于中元古界的底界年齡，中國(guó)前寒武紀(jì)地層研究學(xué)者的傾向性的意見是選擇1 800 Ma，也就是說，中國(guó)的中元古界包括了國(guó)際地層表中的古元古界上部的固結(jié)系[11，12]。

2 燕遼裂陷槽中-新元古代地層年代學(xué)研究進(jìn)展

薊縣剖面及整個(gè)燕遼裂陷槽中-新元古界的同位素年齡測(cè)定和地質(zhì)年代學(xué)的研究始于二十世紀(jì)50年代末，由前蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)井兒峪組海綠石進(jìn)行了K-Ar年齡測(cè)定（1958）；中國(guó)科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所分別對(duì)井兒峪組、鐵嶺組、大紅峪組的海綠石，大紅峪組、串嶺溝組火山巖及云母進(jìn)行了K-Ar年齡測(cè)定，并首次提出了燕山中-新元古界（震旦地層）的地質(zhì)年表[13]；此后，于榮柄和張學(xué)琪用Pb-Pb法和全巖Rb-Sr法[14]，王松山等用K-Ar法[15]，也都對(duì)燕山地區(qū)中-新元古界的年代地層學(xué)進(jìn)行了研究。但由于受當(dāng)時(shí)測(cè)年方法本身的可靠性不足的限制，現(xiàn)在看來所得的結(jié)果多數(shù)存在問題。

從上世紀(jì)九十年代開始，同位素地質(zhì)測(cè)年理論、技術(shù)和設(shè)備有了突破性進(jìn)展，新建立了單顆粒鋯石U-Pb同位素稀釋熱電離質(zhì)譜法測(cè)年技術(shù)，首次獲得薊縣剖面內(nèi)經(jīng)得起后期反復(fù)檢驗(yàn)的鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)[16]。1992年陸松年根據(jù)當(dāng)時(shí)已有的同位素年齡資料總結(jié)了我國(guó)中-新元古代地質(zhì)年代格架[17]（表1），代表了上世紀(jì)90年代我國(guó)中-新元古代地層年代學(xué)的研究水平。

隨著新的鋯石U-Pb測(cè)年技術(shù)方法的興起，特別是隨著21世紀(jì)初高精度高靈敏度離子探針質(zhì)譜法（SHRIMP）和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法（LA-（MC）-ICP-MS）微區(qū)原位鋯石U-Pb同位素測(cè)年技術(shù)方法在我國(guó)的建立和應(yīng)用，燕遼裂陷槽中-新元古代地質(zhì)年代學(xué)研究取得了一批令人矚目的成果。這些成果的取得，除了得益于前述的同位素測(cè)年技術(shù)的進(jìn)步，也與地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破密不可分。近年來在以碎屑巖和碳酸鹽巖為主的中-新元古代地層中識(shí)別出了一系列火山凝灰?guī)r夾層，層厚主要為厘米級(jí)和毫米級(jí)（極少數(shù)達(dá)到米級(jí)的），多數(shù)已經(jīng)蝕變?yōu)橐砸晾癁橹鞒煞值陌呙搸r，以往通常認(rèn)為它們是泥質(zhì)巖夾層，研究發(fā)現(xiàn)其中含有可以精確定年的巖漿成因鋯石，這為解決沉積地層年代學(xué)問題提供了理想的測(cè)年對(duì)象。

表1 二十世紀(jì)90年代華北中-新元古代地質(zhì)年代格架（據(jù)參考文獻(xiàn)[17]）Tab.1 Meso-to Neoproterozoic geochronologic framework of North China established in the 1990s(after Lu,1992)

以下主要按照成果取得的時(shí)間先后順序，對(duì)主要進(jìn)展予以概述。

（1）大紅峪組火山巖年齡：第一個(gè)被認(rèn)為準(zhǔn)確可靠的薊縣剖面地層年齡數(shù)據(jù)是1991年陸松年和李惠民報(bào)道的薊縣大紅峪組的中部火山熔巖單顆粒鋯石ID-TIMSU-Pb年齡1 625±6 Ma[16]，從而將大紅峪組的上限年齡精確地限定在1 600 Ma左右，該年齡數(shù)據(jù)被認(rèn)為是薊縣剖面的基準(zhǔn)年齡，也被后來的SHRIMP法測(cè)定結(jié)果1 624±9 Ma[18]證實(shí)是準(zhǔn)確可靠的。

（2）團(tuán)山子組火山巖年齡：1995年李懷坤等對(duì)北京平谷大華山團(tuán)山子組的基性火山巖進(jìn)行了單顆粒鋯石ID-TIMSU-Pb同位素年齡測(cè)定，獲得了1 683±67 Ma和1 823±67 Ma兩組U-Pb年齡，認(rèn)為前者代表火山巖形成年齡，后者代表捕獲鋯石年齡，限定了長(zhǎng)城系底界年齡的下限，即應(yīng)新于1 823 Ma[19]。當(dāng)然，現(xiàn)在看來該年齡數(shù)據(jù)的質(zhì)量是不夠好的：誤差偏大，準(zhǔn)確度也不夠高。事實(shí)上，與近年來獲得的串嶺溝組年齡、常州溝組的底界年齡也存在抵觸，詳見后文。2013年張拴宏等利用LA-MC-ICPMS鋯石U-Pb同位素測(cè)年方法獲得團(tuán)山子組上部鉀質(zhì)火山巖的更為精確的年齡1 637±15 Ma[20]。

（3）碎屑鋯石年齡對(duì)長(zhǎng)城系常州溝組底界年齡的制約：北京十三陵常州溝組砂巖的碎屑鋯石SHRIMPU-Pb年齡的最小峰值1 805±25 Ma，明確限定了常州溝組底界年齡要小于1 800 Ma[21]。

（4）下馬嶺組年齡：燕遼裂陷槽中-新元古界的年代學(xué)研究的最具突破性的進(jìn)展是下馬嶺組第三段中的斑脫巖夾層的鋯石U-Pb同位素年齡和下馬嶺組中的輝綠巖床斜鋯石U-Pb同位素年齡的研究成果，即原來一直認(rèn)為是1 000～900 Ma的新元古代早期的下馬嶺組，經(jīng)不同研究者對(duì)不同地區(qū)（北京西山、河北懷來趙家山、河北平泉雙洞剖面等）的斑脫巖鋯石SHRIMP和輝綠巖床斜鋯石TIMSU-Pb年齡測(cè)定，表明下馬嶺組的年齡大致在1 400～1 320 Ma之間，應(yīng)歸屬中元古代延展紀(jì)的早期[22-26]。

（5）鐵嶺組年齡：2010年本文作者等在冀北-遼西地區(qū)的鐵嶺組發(fā)現(xiàn)了鉀質(zhì)斑脫巖，并獲得其鋯石SHRIMPU-Pb年齡（1 437±21 Ma）[25]；2015年又在薊縣剖面大喻山的鐵嶺組與冀北-遼西的相同的層位（鐵嶺組第二段底部白云巖的夾層）也發(fā)現(xiàn)了斑脫巖，并獲得了與冀北-遼西鐵嶺組在誤差范圍內(nèi)一致的年齡數(shù)據(jù)1 439±14 Ma[27]，從而進(jìn)一步明確限定了薊縣群上界的年齡～1 400 Ma。最近，郭文琳等又在薊縣剖面的府君山東北坡的鐵嶺組第二段的底部發(fā)現(xiàn)斑脫巖并測(cè)得了鋯石U-Pb年齡1 442±10 Ma[28]。

（6）高于莊組年齡：2010年本文作者在北京延慶高于莊組張家峪亞組（高于莊組分為四個(gè)亞組，張家峪亞組是自下至上的第三個(gè)亞組）上部發(fā)現(xiàn)了一層1.5 m厚的凝灰?guī)r（這是迄今在燕遼裂陷槽中-新元古界發(fā)現(xiàn)的唯一一層厚度達(dá)到米級(jí)的凝灰?guī)r夾層），并測(cè)得了該凝灰?guī)r中鋯石的SHRIMPU-Pb年齡1 559±12 Ma和LA-MC-ICPMSU-Pb年齡1 560±5 Ma，從而為將薊縣群/長(zhǎng)城群的界線年齡限定為～1 600 Ma提供了新的精確可靠的年齡數(shù)據(jù)支持[29]。2015年本文作者等又在薊縣標(biāo)準(zhǔn)剖面上的高于莊組張家峪亞組的下部發(fā)現(xiàn)了層厚為～10 cm的凝灰?guī)r夾層，測(cè)得了其鋯石LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素年齡1 577±12 Ma[30]；近期，我們又用SHRIMP法進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，獲得了與2015年的LA-MC-ICPMS法基本一致的年齡結(jié)果1 582±12 Ma[31]。北京延慶和天津薊縣兩地所獲得高于莊組張家峪亞組的凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡標(biāo)定了張家峪亞組時(shí)限大概為1 580～1 560 Ma。

（7）串嶺溝組年齡和侵入串嶺溝組的輝綠巖床年齡：在河北省寬城地區(qū)串嶺溝組黑色頁巖中發(fā)現(xiàn)凝灰?guī)r，并測(cè)得了其鋯石SHRIMPU-Pb年齡1 621±12 Ma[32]。但是，該年齡值與其所處層位有點(diǎn)兒不協(xié)調(diào)——偏小，因?yàn)楸壬细泊蠹t峪組火山巖的年齡1 625±6 Ma[16]還小。薊縣剖面串嶺溝組黑色頁巖中的輝綠巖床的鋯石U-Pb年齡1 634±9 Ma[20]和1 620±9 Ma[18]。

（8）霧迷山組年齡：我們?cè)谒E縣剖面霧迷山組第四亞組（閃坡嶺亞組）底部薄層白云巖中發(fā)現(xiàn)了層厚為～5 cm的凝灰?guī)r夾層，在上、下相距～10 m的兩層凝灰?guī)r采集測(cè)年樣品，測(cè)得了SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡1 483±13 Ma和1 487±16 Ma[27]。

（9）常州溝組底界年齡：我們?cè)诒本┟茉瓢l(fā)現(xiàn)了被常州溝組不整合覆蓋的花崗斑巖脈，利用LA-MCICP-MS方法測(cè)得了鋯石U-Pb年齡1 673±10 Ma，精確限定了常州溝組底界年齡為～1 650 Ma，而不是長(zhǎng)期認(rèn)為的1 800 Ma[33]。后來我們對(duì)該花崗斑巖脈進(jìn)一步做了SHRIMP鋯石U-Pb年齡測(cè)定，結(jié)果為1 669± 20 Ma[34]，驗(yàn)證了前述LA-MC-ICP-MS測(cè)定結(jié)果。另外，我們對(duì)薊縣常州溝組之下的遵化雜巖中的麻粒巖樣品進(jìn)行了年代學(xué)研究，測(cè)得了TIMS法磷灰石U-Pb年齡1 666±16 Ma[35]，也可以限定常州溝組底界年齡（亦即燕遼裂陷槽長(zhǎng)城系底界年齡）為～1 650 Ma。密云地區(qū)常州溝組和環(huán)斑花崗巖之間的古風(fēng)化殼的碎屑鋯石U-Pb年齡1 682±20 Ma（SHRIMP）和1 708±6 Ma（LA-MC-ICPMS）[36]也支持我們把長(zhǎng)城系常州溝組的底界年齡從～1 800 Ma上拉到～1 650 Ma的認(rèn)識(shí)。

3 燕遼裂陷槽中-新元古界年代格架厘定

上述年代學(xué)研究的新資料為標(biāo)定燕遼裂陷槽中-新元古界主要巖石單位的時(shí)限提供了精確可靠的年齡依據(jù)，已經(jīng)具備充分可靠的年代學(xué)依據(jù)對(duì)燕遼裂陷槽中-新元古界年代格架進(jìn)行重新厘定（表2）。

3.1 二十世紀(jì)末以前的燕遼裂陷槽中-新元古界年代格架

長(zhǎng)城群曾長(zhǎng)期被定義為包含常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組和高于莊組的一套地層，呈角度不整合于新太古代遵化雜巖之上，是華北克拉通北緣變質(zhì)基底之上的第一個(gè)穩(wěn)定沉積蓋層，其沉積的起始時(shí)間曾長(zhǎng)期被認(rèn)為是～1 800 Ma，對(duì)應(yīng)于國(guó)際地層表中的古元古代末期的固結(jié)系的起始時(shí)間，而其頂界年齡被置于1 400 Ma，對(duì)應(yīng)于國(guó)際地層表中的蓋層系的頂界。也就是說，其時(shí)限為1 800～1 400 Ma[11]。長(zhǎng)城群之上的薊縣群包含高于莊組、楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組，其時(shí)限為1 400～1 000 Ma。最上部的青白口群包含下馬嶺組、駱駝嶺組和景兒峪組，其時(shí)限為1 000～800 Ma（表2）。

3.2 厘定后的燕遼裂陷槽中-新元古界年代格架

（1）長(zhǎng)城群（1 650～1 600 Ma）

厘定后的長(zhǎng)城群自下而上包含常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組和大紅峪組，把原置于長(zhǎng)城群頂部的高于莊組上提到薊縣群的底部（表2）。燕遼裂陷槽中元古界層位最低的地層是長(zhǎng)城群的常州溝組，常州溝組的底界年齡也就是長(zhǎng)城群的底界年齡。如上所述，根據(jù)我們獲得的被常州溝組不整合覆蓋的花崗斑巖脈的鋯石U-Pb年齡[33，34]、被常州溝組不整合覆蓋的新太古代遵化雜巖中的磷灰石U-Pb年齡[35]等，結(jié)合上覆大紅峪組和團(tuán)山子組年齡資料[16，18，20]綜合推斷，長(zhǎng)城群的底界年齡為～1 650 Ma。

1 650 Ma這一底界年齡揭示了長(zhǎng)城群與全球許多古大陸結(jié)晶基底之上的第一套蓋層型沉積序列的底界具有非常好的可比性——特別是西伯利亞[40]、東歐[41]以及印度[42，43]等地塊。這可能暗示：在～1.8Ga前后的哥倫比亞超大陸旋回時(shí)期[44-47]，華北克拉通與上述古大陸之間有著極為密切的親緣關(guān)系。聯(lián)系到在這些古陸上均有早于蓋層沉積而侵位的環(huán)斑花崗巖等AMCG巖套[48]、并基于古地磁方面的研究成果[49]等，似乎可以認(rèn)為：正是因?yàn)樵缦仍诟鐐惐葋喅箨懼杏兄o密的聯(lián)系，超大陸初始裂解也就同時(shí)涉及到了這些地塊，導(dǎo)致它們都在該階段大規(guī)模地出現(xiàn)非造山巖漿活動(dòng)及裂谷型沉積，緊接著發(fā)生大規(guī)模海侵，在各大陸被動(dòng)大陸邊緣沉積了第一套穩(wěn)定型的蓋層沉積。

長(zhǎng)城群頂部地層單元大紅峪組與上覆高于莊組之間為平行不整合接觸關(guān)系。根據(jù)前述大紅峪組火山巖和高于莊組凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡資料[16，18，29-31]，我們可以比較準(zhǔn)確的推斷長(zhǎng)城群的頂界年齡為～1 600 Ma。

綜上所述，燕遼裂陷槽的長(zhǎng)城群的時(shí)限可基本限定在1 650～1 600 Ma，屬于國(guó)際地層表[10，37]中的古元古代末期固結(jié)系頂部的地層。

（2）薊縣群（1 600～1 400 Ma）

厘定后的薊縣群自下而上包括高于莊組、楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組，薊縣群最下部的高于莊組與下伏長(zhǎng)城群最上部的大紅峪組之間為區(qū)域性的平行不整合接觸關(guān)系，但在盆地中央仍有整合接觸的地方，表明高于莊組與大紅峪組之間的沉積間斷不會(huì)很長(zhǎng)。如前所述，近年來先后在鐵嶺組、高于莊組和霧迷山組中發(fā)現(xiàn)凝灰?guī)r（斑脫巖），并測(cè)得了精確可靠的鋯石U-Pb同位素年齡[25，27，29-31]。薊縣群除了楊莊組和洪水莊組兩個(gè)組還沒有獲得可靠的凝灰?guī)r鋯石U-Pb同位素年齡數(shù)據(jù)以外，其他三個(gè)組均有不止一個(gè)精確可靠的凝灰?guī)r（斑脫巖）鋯石U-Pb同位素年齡數(shù)據(jù)。結(jié)合下伏大紅峪組和上覆下馬嶺組火山巖（凝灰?guī)r）鋯石U-Pb年齡資料，我們可以將薊縣群比較精確的限定在1 600～1 400 Ma時(shí)間框架之內(nèi)，相當(dāng)于國(guó)際地層表中的蓋層紀(jì)的地層[10，37]。

表2 華北克北緣北部中-新元古界年代地層格架Tab.2 Chronostratigraphic framework of the Meso-to Neoproterozoic strata on the northern margin of the North China Craton

（3）下馬嶺組、駱駝嶺組和景兒峪組的地層位置

下馬嶺組曾長(zhǎng)期被置于青白口紀(jì)（1 000～800 Ma）初期，即大致是1 000～900 Ma時(shí)期的地層[11]。近年來，獲得了一系列下馬嶺組斑脫巖和侵入其中的輝綠巖床的鋯石/斜鋯石U-Pb年齡[22-26]，從而比較準(zhǔn)確的將下馬嶺組限定在1 400～1 320 Ma時(shí)間范圍內(nèi)。因此，下馬嶺組應(yīng)歸屬于國(guó)際地層表中的“延展系”的下部地層[10，37]。

這樣，原青白口群只剩下駱駝嶺組和井兒峪組，其地層位置是根據(jù)海綠石的K-Ar年齡資料確定的，大致為900～800 Ma，屬于國(guó)際地層表中“拉伸系”的地層。但是，迄今尚沒有在這兩個(gè)組發(fā)現(xiàn)可供精確定年的凝灰?guī)r等測(cè)年對(duì)象，從而也就還沒有獲得可靠的年齡數(shù)據(jù)，因而其年代地層位置就維持放在900～800 Ma——這是不可靠的，需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，在過去十多年來一系列年代學(xué)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，以薊縣剖面為代表的華北北緣燕遼裂陷槽中-新元古界年代地層劃分得到了精確厘定（表2）。長(zhǎng)城群（包含常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組和大紅峪組）的時(shí)限為1 650～1 600 Ma，與西伯利亞[40]、東歐[41]和印度[42,43]等地塊上的克拉通蓋層沉積的起始時(shí)間基本一致；薊縣群（包含高于莊組、楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組）的年代地層位置得到了充分可靠的控制，在整個(gè)燕遼裂陷槽不同地點(diǎn)完全可以對(duì)比，都代表了1 600～1 400 Ma這一階段的沉積記錄，對(duì)應(yīng)于國(guó)際地層表中的蓋層系[10，37]。原屬于青白口群下部的下馬嶺組的時(shí)限被厘定為1 400～1 320 Ma，屬于延展系的下部地層。

研究表明，盡管在薊縣剖面乃至整個(gè)燕遼裂陷槽缺失了早于1 650 Ma以及晚于1 320 Ma（即1 320～900 Ma）的沉積記錄，但薊縣剖面仍然是華北克拉通北緣乃至整個(gè)中國(guó)北方中元古界沉積發(fā)育最為完整、最具有代表性、大部分地層單位已獲高精度年代學(xué)標(biāo)定的地層剖面。換言之，在薊縣剖面或鄰區(qū)的串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組、高于莊組、霧迷山組及鐵嶺組等地層單位均獲得了精確的火山巖鋯石U-Pb同位素年齡，并解決了常州溝組的底界年齡，大大增強(qiáng)了薊縣剖面這一傳統(tǒng)的華北中元古界標(biāo)準(zhǔn)剖面的科學(xué)性，進(jìn)一步鞏固了其在國(guó)內(nèi)外中元古代地層研究特別是系級(jí)地層界線標(biāo)定以及橫向地層對(duì)比方面的標(biāo)準(zhǔn)性地位。

4 存在問題和建議

4.1 中元古代早期長(zhǎng)城系

原長(zhǎng)城系是以薊縣剖面為標(biāo)準(zhǔn)剖面建立的，自下而上包括常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組和大紅峪組（更早期還包括高于莊組），現(xiàn)在看來這套地層的時(shí)限只有短短的～50 Ma（1 650～1 600 Ma），已經(jīng)不再適合單獨(dú)稱之為“長(zhǎng)城系”，因?yàn)樵跁r(shí)限劃分上與中元古代的其他紀(jì)/系極不協(xié)調(diào)（國(guó)際地層表中的紀(jì)/系級(jí)年代地層單位的時(shí)限通常是以2億年為單位[10，37]）。我們認(rèn)為在巖石地層單位上將這套地層可以繼續(xù)稱作“長(zhǎng)城群”，至于年代地層單位“長(zhǎng)城紀(jì)/系”如何定義需要進(jìn)一步研究建立。國(guó)際地層委員會(huì)所劃分的中—新元古界各系的理論時(shí)限大約都為2億年，而此前我國(guó)通用的“長(zhǎng)城系”、“薊縣系”及“青白口系”等單位，其理論時(shí)限則為2～4億年；近期我們所厘定的新的“薊縣系”是2億年，可與國(guó)際地層表中的蓋層系（1 600～1 400 Ma）[10，37]相互對(duì)應(yīng)（表2）。

如果維持長(zhǎng)城系的原有時(shí)限（1 800～1 600 Ma）并保持它與國(guó)際地層系統(tǒng)的固結(jié)系相對(duì)應(yīng)，早于1 650 Ma（即1 800～1 650 Ma）的沉積記錄又到哪里找呢？從目前資料來看，華北克拉通范圍內(nèi)早于1 650 Ma的地層記錄可能包括豫陜裂谷的熊耳群-汝陽群[50-52]和內(nèi)蒙中部渣爾泰山一帶的渣爾泰群[53]等。需要說明的是，雖然有研究者在狼山地區(qū)原定為“渣爾泰群”的地層里獲得了805～817 Ma的火山巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡[54]，但許多學(xué)者[55，56]認(rèn)為，狼山地區(qū)的“渣爾泰群”與該群命名地區(qū)渣爾泰山一帶的渣爾泰群并不相同——這兩處的渣爾泰群的明顯不同的同位素年齡數(shù)據(jù)也印證了它們的顯著差異[53,54]。渣爾泰山地區(qū)的渣爾泰群可能屬于長(zhǎng)城紀(jì)時(shí)間范疇（1 800～1 600 Ma），但其年代格架還缺乏足夠的年齡數(shù)據(jù)的約束；而豫陜裂谷的熊耳群-汝陽群及其他同時(shí)代地層，有越來越多的精確可靠的年齡數(shù)據(jù)證明是1 800～1 600 Ma的地層，是最具可能的長(zhǎng)城系的標(biāo)準(zhǔn)剖面的候選地層。下一步，還需要對(duì)豫陜裂谷的熊耳群-汝陽群及其他同時(shí)代地層開展深入的年代學(xué)研究，建立其精細(xì)的年代格架，為“長(zhǎng)城系”標(biāo)準(zhǔn)剖面的建立提供候選剖面。

“長(zhǎng)城紀(jì)/系”和“長(zhǎng)城群”術(shù)語的使用也是需要進(jìn)一步研究厘定的問題。原來，在燕遼裂陷槽長(zhǎng)城群的地層年代學(xué)未取得前文介紹的一系列進(jìn)展之前，長(zhǎng)城系是以長(zhǎng)城群為基礎(chǔ)建立的，二者時(shí)限是一致的，都是1 800～1 600 Ma；現(xiàn)有資料表明，二者時(shí)限差異巨大，二者不能等同。事實(shí)上，本來作為巖石地層單位的“長(zhǎng)城群”和作為年代地層單位的“長(zhǎng)城系”就不應(yīng)該同名。因此，“長(zhǎng)城紀(jì)/系”和“長(zhǎng)城群”的取舍或重新命名，是需要下一步研究解決的一個(gè)重要問題。

4.2 中元古代晚期待建系

由于下馬嶺組年齡的巨大改變，表明燕遼裂陷槽中元古代中晚期（1 400～1 000 Ma）只在1 400～1 320Ma時(shí)期有沉積記錄（即下馬嶺組），缺失1 320～900 Ma的地層，因此中元古代中晚期系級(jí)年代地層單位需要重新研究建立，即產(chǎn)生了待建系的問題。圍繞中元古代中晚期待建系問題，喬秀夫等曾建議以下馬嶺組為基礎(chǔ)建立“西山系”[57]；我們基于現(xiàn)有資料認(rèn)為晚于下馬嶺組、早于駱駝嶺組-景兒峪組（即1 320 Ma～900 Ma）的地層記錄在華北地區(qū)可能普遍缺失（最起碼，迄今為止尚無可靠年代學(xué)支撐的相關(guān)地層記錄），認(rèn)為下馬嶺組作為華北中元古代中晚期很短暫（1 400～1 320 Ma）的一段地層實(shí)體，不足以支撐系級(jí)年代地層單位的建立[33，34，52]。揚(yáng)子克拉通北緣的神農(nóng)架群[58]及其上覆馬槽園群[59]的年代學(xué)研究進(jìn)展表明，神農(nóng)架群及馬槽園群大體上是1 400～1 000 Ma時(shí)期的沉積記錄，并且是整個(gè)揚(yáng)子和華北克拉通該階段最為發(fā)育、保存相對(duì)最好的地層序列。因此，蘇文博建議以神農(nóng)架群為地層實(shí)體，將1 400～1 000 Ma階段命名為“神農(nóng)紀(jì)（系）”[60]，作為中國(guó)中元古代中晚期的一個(gè)“紀(jì)”級(jí)單位（表2）。2014年全國(guó)地層委員會(huì)頒布的新修編的《中國(guó)地層表》的1 400～1 000 Ma時(shí)段地層的系級(jí)年代地層單位未命名，即為“待建系”[12]。高林志等認(rèn)為滇西昆陽群是1 400～1 000 Ma時(shí)段的地層，并可分為1 400～1 200 Ma和1 200～1 000 Ma兩段，建議以這兩段地層作為實(shí)體建立西山系（1 400～1 200 Ma）和玉溪系（1 200～1 000 Ma）[61]。我們認(rèn)為，無論是華北的下馬嶺組，還是揚(yáng)子的昆陽群和神農(nóng)架群-馬槽園群，目前的研究程度或地層實(shí)體的完整程度（代表性）都還不足以支撐中元古代中晚期系級(jí)年代地層單位的建立，還需要更多深入細(xì)致的研究工作。

4.3 新元古代早期青白口系

在中國(guó)地層表（2014）[12]北方地層柱中的原屬于青白口系的下馬嶺組被下拉至1 400～1 320 Ma，而原青白口系上部的駱駝嶺組和景兒峪組也由于缺少可靠的年代學(xué)依據(jù)而未列出。即使駱駝嶺組和景兒峪組仍然依據(jù)不太可靠的K-Ar年齡（900～800 Ma）繼續(xù)放在青白口系上部，燕遼裂陷槽青白口系地層也是不完整的，況且駱駝嶺組和景兒峪組的沉積時(shí)代確有必要進(jìn)一步研究厘定，存在重新定位的可能性。該問題涉及到燕遼裂陷槽有沒有拉伸系，甚至有沒有新元古代的地層，以及與中國(guó)南方、青藏高原新元古代地層的具體對(duì)比關(guān)系等許多關(guān)鍵問題，因而是需要盡快研究解決的重要基礎(chǔ)地質(zhì)問題。

5 結(jié)語

近十多年來，華北克拉通北緣燕遼裂陷槽中-新元古代地層年代學(xué)研究取得了一系列突破性進(jìn)展：（1）確定了以常州溝組為第一個(gè)組的長(zhǎng)城群的底界年齡～1 650 Ma，比長(zhǎng)期以來認(rèn)為的1 800 Ma年輕了150 Ma；（2）精確限定了薊縣群（自下而上包括高于莊組、楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組）的時(shí)限1 600～1 400 Ma，與國(guó)際地層表中的蓋層系相對(duì)應(yīng)；（3）原劃歸新元古代青白口紀(jì)早期（1 000～900 Ma）的下馬嶺組時(shí)限被標(biāo)定為1 400～1 320 Ma。另一方面，在取得這些突出進(jìn)展的同時(shí)，也還存在幾個(gè)重要問題迫切需要進(jìn)一步研究解決：（1）中元古代早期“長(zhǎng)城系”（1 800～1 600 Ma）年代地層序列的厘定及其標(biāo)準(zhǔn)剖面的建立，華北克拉通南緣的豫-陜裂谷中的熊耳群-汝陽群及其他同時(shí)代地層有望成為長(zhǎng)城系的標(biāo)準(zhǔn)剖面。另外，還有“長(zhǎng)城系”、“長(zhǎng)城群”術(shù)語的取舍的問題，因?yàn)榇嬖谀甏貙訂挝恍g(shù)語“長(zhǎng)城系”和巖石地層單位術(shù)語“長(zhǎng)城群”重名的問題；（2）中元古代中晚期（1 400～1 000 Ma）地層的“待建系”問題，其紀(jì)級(jí)年代地層單位的建立和標(biāo)準(zhǔn)剖面的建立，揚(yáng)子克拉通北緣神農(nóng)架地區(qū)的神農(nóng)架群和馬槽園群可能是“待建系”地層的最好的候選標(biāo)準(zhǔn)剖面；（3）青白口系地層的厘定和標(biāo)準(zhǔn)剖面的研究和建立，迄今為止華北克拉通還沒有具有可靠同位素年齡依據(jù)的青白口紀(jì)（1 000～800 Ma）地層。

致謝：我們的研究工作長(zhǎng)期得到任紀(jì)舜院士、陸松年、劉敦一和王澤九研究員等諸多前輩的鼓勵(lì)、支持和幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的感謝。陸松年研究員一直親自參與、引領(lǐng)我國(guó)中-新元古代地層年代學(xué)的研究，燕遼裂陷槽薊縣中-新元古界標(biāo)準(zhǔn)剖面第一個(gè)公認(rèn)可靠的同位素年齡即由陸松年和李惠民兩位先生早在1991年獲得。2020年6月即將迎來陸松年先生80華誕，謹(jǐn)以此文致敬：祝先生健康長(zhǎng)壽，繼續(xù)指導(dǎo)和引領(lǐng)前寒武地質(zhì)學(xué)研究。