孟繁松
(武汉地质矿产研究所,武汉 430205)
中国南方海、陆相白垩系研究进展
孟繁松
(武汉地质矿产研究所,武汉 430205)
自21世纪以来,中国南方海、陆相白垩系研究有显著进展。依据我国南方大地构造环境和白垩系发育特点,将其白垩系划分为5个地层区和8个地层分区;文中在分析全球年代与生物地层研究进展的基础上,对我国南方海、陆相白垩纪年代地层划分、底界界线层型及陆相白垩系上/下统的界线作了扼要介绍,并指出我国西南特提斯区海相侏罗系/白垩系界线研究已接近国际水平。
研究进展;海、陆相白垩系;年代地层;生物标志;中国南方
中国南方系指昆仑山-巴颜喀拉山-秦岭-大别山一线以南的广大地区。本区白垩系沉积类型比较复杂,大致可分为陆相沉积和海相沉积两大基本沉积类型。陆相沉积广泛分布于四川、江汉、衡阳、南雄、南宁、北部湾等大、中型沉积盆地和一些小型的山间盆地群,而海相沉积主要见于西藏中-南部及云南西缘和台湾西部及东北缘。前者地层分布面积较大,发育完整,后者分布范围较为狭窄。
我国南方白垩系研究起始于上世纪20年代,早年的研究仅结合地质考察或矿产资源调查进行,其研究的广度和深度都很有限。上世纪50年代以后,随着各种比例尺地质调查填图和石油、煤等沉积矿产的普查与勘探工作的广泛开展,极大地推动了中国白垩系的研究并取得了突破性的进展。这一时期查明了各大、中型沉积盆地白垩系的发育特征和分布规律,建立了各地层区白垩纪地层层序与对比关系,尤其在我国东南部火山岩发育地区,建立了比较完整的白垩纪火山-沉积岩系地层层序。同时,各门类化石的研究取得了系统的成果,基本建立了叶肢介、介形类、双壳类、爬行类、孢粉、植物等生物组合带序列。在海相白垩系研究方面,也取得了可喜的成果。通过对青藏高原的区域地质调查、科学考查等,以国际海相分层为标准,建立了我国南方海相白垩系层序及海生生物组合带序列[1-3]。同时,同位素年龄测定和磁性地层学研究也取得了一批可信的数据[4]。
自2000年以来,全国地层委员会[5-6]以我国东北地区陆相白垩系的划分对比为基础,将我国陆相白垩系分为2统12阶,并确立了各阶的定义标准和与国际海相标准分层初步的对比关系。至此,我国白垩系年代地层划分逐步走向规范化,与国际接轨的距离日益缩小。近年来,我国南方白垩系研究又取得了新的进展。广大地质工作者[7-9]对以往白垩系研究比较粗略的合肥盆地东北缘、北羌塘乌兰乌拉尔湖、云南澜沧江以西的山间盆地等地的白垩系作了详细划分,进一步完善了南雄盆地、广东河源盆地、海南岛等地的白垩纪地层系统,证实了浙江白垩系永康群、天台群、衢江群的层位关系大致为同期异相沉积。同时,我国西南特提斯区海相侏罗系/白垩系界线的研究已接近国际水平[1-3]。
地层区的划分应能反应区域间岩石地层发育的总体特征,而地层特征和沉积变化取决于地壳的活动性、古地理和古气候条件以及古生物变化等诸多方面因素的影响,其中构造环境起着控制作用。古生代以来,中国大地构造在空间上发展成三大构造域:即古亚洲构造域,滨太平洋构造域和特提斯-喜马拉雅构造域[10]。古生代阶段,主要是古亚洲构造域的形成,而白垩纪时期我国主要处于滨太平洋和特提斯-喜马拉雅构造域控制之下。滨太平洋构造域分内外两带,其中外带大部重迭于中国东部较老的、但时代不同的构造单元之上,造成总体呈NE-NNE向的隆起和凹陷、强烈的地台盖层褶皱、断裂以及大量的火山岩和大规模的花岗岩,形成一系列大小不一的陆相沉积盆地;而特提斯-喜马拉雅构造域是我国海相白垩系发育区,它大体沿山脉走向呈带状分布,该构造域的发展给原来的古亚洲构造域以十分强烈的影响,其中最明显的是昆仑、祁连等老褶皱带的大规模纵向线状隆起[10]。这些构造域、构造线和断裂带走向都是划分白垩纪地层区或地层分区界线的重要依据。本文考虑上述构造并结合我国南方白垩系发育和分布特点,将我国南方白垩系划分为5个地层区,8个地层分区(图1)[11]。
本区位于扬子地层区西侧。南以班公湖-怒江一线与冈底斯-腾冲地层分区相邻,东以龙门山-三江口-大理-哀牢山-腾条江一线与扬子地层区分界。喀喇昆仑山地区发育白垩系下统上部至上统灰、红色灰岩夹砂泥岩,局部含膏的海相沉积,含特提斯型化石群。巴颜喀拉地区发育次稳定-非稳定型碎屑岩、火山岩为主夹碳酸盐岩沉积,沿断裂带有蛇绿岩分布。在玛多-马尔康地区零星分布紫红色粗碎屑岩含煤地层,局部夹石膏层。羌塘-昌都-思茅地区发育以陆相为主夹海陆交互相稳定型碎屑岩及泥质碳酸盐岩建造,白垩系下统含爬行类、双壳类、叶肢介、轮藻化石群,上统含以Porochara anluensis为代表的轮藻化石群。在拉竹龙地区含火山岩。在昌都-察雅地区为一套紫红色河湖相稳定型粗碎屑岩及泥质岩建造,下部含早白垩世脊椎动物化石群,上部含晚白垩世蜥脚类,鸭嘴龙类化石群。德钦西南部地区发育下统海陆交互相紫红色碎屑岩夹灰绿色泥岩。
本区西与昆仑-滇西地层区相邻,南东以凭祥-横县-梧州-洼远-定南-东乡-江山-绍兴一线与东南地层区分界。白垩系主要为具NNE向分布的断坳盆地沉积,东部地区含火山岩系。本区可分为4个地层分区。康滇地层分区(Ⅱ1):白垩系小型断陷盆地沉积,沉积物为紫红、杂色砂泥岩,下部夹含铜页岩,上部夹石膏层。上扬子地层分区(Ⅱ2):本系主要为一套凹陷盆地沉积,仅川西雅安地区发育较全,下部为紫红色砂泥岩,上部夹泥灰岩,石膏及钙芒硝;川北、川中地区仅有白垩系下统出露,为一套紫红夹灰色砂泥岩湖相沉积。中扬子地层分区(Ⅱ3):本系为大、中型凹陷盆地及小型山间盆地沉积,是重要的含膏盐地层。下扬子-诸广地层分区(Ⅱ4):本系为一套断陷盆地沉积。在苏浙皖地区下部为火山碎屑岩-中性火山喷发岩系,中部为中酸性至碱性火山岩夹沉积岩,上部为滨湖相杂色砂泥岩含石膏、芒硝、岩盐等;在南雄盆地仅有晚白垩世的沉积。
本区位于我国的东南部,包括浙江东部、广西东部和福建、广东、海南等省(区)的广大区域。西段为红色碎屑岩夹中酸性火山岩;中段下部为红色碎屑岩夹石膏或泥灰岩、油页岩;东段早期火山岩发育。本区可分为2个地层分区。武夷山-云开地层分区(Ⅲ1):在云开地区白垩系为一套红色碎屑岩夹中酸性火山岩;东江地区下部为基性-中性火山岩、火山碎屑岩,中部为粗碎屑岩含砂岩、酸性火山岩及红色细碎屑岩夹泥灰岩、石膏,缺失上部地层;武夷山地区为一套陆相碎屑岩夹安山岩、英安岩、流纹岩,局部夹玄武岩。沿海地层分区(Ⅲ2):本系为一套火山喷发-沉积岩系及独特的酸 (中酸)性粒状斑熔岩,晚期为正常河湖相红色碎屑岩。
本区位于我国西南部,北与昆仑-滇西地层区相接,南以喜马拉雅山与印度地层区为邻。本区海相白垩系以喜马拉雅山系一带发育最为齐全,以正常陆棚碎屑岩、灰岩为主,属稳定型沉积;雅鲁藏布江一带是一套由暗色碎屑岩、硅质岩、中基性火山岩组成的复理石沉积,属不稳定类型;拉萨以北下部以滨、浅海碎屑沉积为主,夹陆相碎屑岩层,局部夹火山岩层,上部以红色陆相沉积岩为主。本区分为两个地层分区:冈底斯-腾冲地层分区(Ⅳ1);喜马拉雅地层分区(Ⅳ2)。
图1 中国白垩纪地层区划图Fig.1 Stratigraphic regionalization of Cretaceous System in South China
在台湾西部云林-北港-澎湖等地,白垩系下统为一套灰白、灰色砂岩、粉砂岩、页岩及薄层灰岩,夹玄武岩,含颗石藻化石。东部发育一套石英云母片岩、千枚岩,含沟鞭藻化石。
全球白垩系年代地层系统以欧洲海相地层为依据,已建立2统12阶的划分方案[5],即白垩系下统贝利阿斯阶(Berriasian)、凡兰吟阶(Valanginian)、欧特里夫阶(Hauterivian)、巴雷姆阶(Barremian)、阿普特阶(Aptian)和阿尔布阶(Albian);上统塞诺曼阶(Cenomanian)、土仑阶(Turonian)、康尼亚克阶(Coniacian)、三冬阶(Santonian)、坎潘阶(Companian)和马斯特里赫特阶(Maastrichtian)。近些年来,全球白垩系年代地层系统划分取得了重要的进展。国际地层委员会白垩系分会所创立的白垩系12个阶底界的全球界线层型剖面和点(GSSP),除贝利阿斯阶和阿尔布阶底界的事件标志尚未确立外,其余10个阶均达成一致的意见。其中阿普特阶的底界由磁性地层极性带定义,凡兰吟阶、欧特里夫阶、巴雷姆阶、塞诺曼阶、土仑阶、康尼亚克阶、三冬阶和坎潘阶以单一生物事件的首现为标志,而马斯特里赫特阶则根据多项生物事件的综合标准来确定。截止2008年底,白垩系已有马斯特里赫特阶、土仑阶和赛诺曼阶的底界被批准为全球界线层型剖面和点(GSSP)的金釘子(表1)。
关于白垩系底阶划分,一直是显生宙所有系级界线研究中最棘手的问题之一。由于全球侏罗系/白垩系界线附近处于持续的大海退期,这不仅加剧了欧亚大陆沉积盆地的沉积分异,而且造成动、植物群的区域性分异更加明显,从而使晚侏罗世最晚期和早白垩世最早期的生物群和地层对比更加困难。
划分侏罗系/白垩系的界线,在区域选择和界线定义方面存在的问题较多。早年争论的焦点是贝利阿斯阶的存在与否及其时代归属问题。目前倾向于该界线层型(GSSP)置于特提斯大区的提塘阶和贝利阿斯阶之间,即将贝利阿斯阶归入下白垩统;同时,两系之间的界线定义应尽可能考虑特提斯区和北方区的对比关系。有关贝利阿斯阶底界的事件标志迄今亦尚未定论。就其生物事件标志而言,不同学者所采用的化石类型标志不同,有的学者建议以菊石Berriasella jacobi的首现层位来定义[13]。在加拿大西卑诗省,通过双壳类布氏蛤(Buchia)的研究,用Buchia unschensis带与B.volgensis带的界线来识别北方地区的侏罗系/白垩系界线[14]。在西伯利亚,利用有孔虫划分这个界线起了重要的作用,该地区建立了提塘期的Ammodiscus veteranus-Evolutinella volossatovi组合带和贝利阿斯期的Trochammina rosaceaformis层,并与国际标准菊石带进行了对比[15]。近些年来,国际上对该界线点位的确定进一步取得了共识,尽管不同化石门类具有各自的识别标志,但菊石带仍然是比较公认的划分标准。2002年IUGS早白垩世菊石工作组第一次国际会议再次明确了以菊石Berriasella jacobi的首现层
位作为白垩系底界的生物标准。
表1 白垩纪各阶全球界线层型剖面和层型点(GSSP)的确定状态[12]Table 1 Status of defining Global Stratotype Sections and Points(GSSP)among stagies in Cretaceous
至于白垩系底界的同位素年龄,迄今意见分歧仍然较大,不少学者支持125Ma,130Ma,或135Ma作为白垩系底界年龄的方案,而《国际年代地层表》中所列的白垩系底界年龄为145.5Ma。由此看来,白垩系底界同位素年龄值的确定有待进一步探讨[16]。
3.1.1 中国南方陆相白垩纪年代地层划分
自2000年以来全国地层委员会[5]首次将中国陆相白垩系建立2统12个阶,即下统义县阶、九佛堂阶、沙海阶、阜新阶、孙家湾阶和泉头阶等6个阶,上统青山口阶、姚家阶、嫩江阶、四方台阶、明水阶和富饶阶等6个阶,并对各阶的命名、层型剖面、生物标志、岩性特点、底界年龄等作了定义性说明,从而为我国不同地层区地层的划分和对比,进而与国际白垩系研究接轨,提供了重要的依据。近几年来,又对富饶阶、嫩江阶、青山口阶、义县阶的界线层型剖面进行了专题研究,取得了很大的进展。我国南方陆相白垩纪年代地层划分也采用此方案。现将白垩系各阶定义的基本内容自下而上简述如下:
下白垩统:
义县阶
以辽宁省义县马神庙-宋八户之间剖面为层型,而以河北省滦平县火斗山乡张家沟剖面为选层型[17]。张家沟剖面义县阶自上而下包括西瓜园组和大店子组,而大店子组可分为4个岩性段,其中一段上部为灰绿色粉砂质泥岩夹中-细粒砂岩和含砾粗砂岩;中部为灰、灰黑色页岩夹灰绿色泥岩和透镜状细粒砂岩;下部为灰绿色泥岩夹透镜状中-细粒砂岩、钙质泥岩透镜体,近底部(剖面第9层)含介形类Cypridea stenolonga,Yanshanina postiruncata等,与下伏大北沟组呈整合接触,以上介形类Cypridea stenolonga是英国南部C.stenolonga带的特征分子,其时代属早白垩世贝利阿斯期。据此,义县阶底界以Cypridea stenolonga的首现为标志[17]。
九佛堂阶
层型剖面位于辽宁省喀左县九佛堂村。岩性为灰、灰绿色粉砂质页岩夹黄、灰白、灰黑色粉砂岩、页岩、泥灰岩、油页岩及砂岩,厚近1000m。本阶含叶肢介,上部为Yanjiestheria fuxinensis带,下部Yanjiestheria jiufutangensis带。九佛堂阶底阶以Yanjiestheria的首现为生物标志[6]。
沙海阶
暂以辽宁省阜新市郊宫官营子附近的钻孔剖面为层型剖面。岩性一般分为上部灰黑、灰绿色泥页岩段,中部含煤段,下部砂砾岩段,厚500~700m。本阶以双壳类手取蚬(Tetoria)的出现为标志[6]。
阜新阶
层型剖面位于辽宁省阜新市郊露天煤矿处[6]。岩性以灰白色砂砾岩为主,夹深灰色泥页岩、炭质页岩和煤层,厚522~1236m。本阶含植物化石Acanthopteris gothani,Onychiopsis elongata等;孢粉上部为Deltoidospora-Cicatricosporites-Appendicisporites组合带,下部为Pilosisporites-Appendicisporites-Triporoletes组合带;介形类为Cypridea(C.)tumidiuscula-Pinnocypridea dictyodroma-Mantelliana papulosa组合带。迄今阜新阶及其底界的生物事件标志尚难确定。
孙家湾阶
以辽宁省阜新市郊宫官营子-上生木营子剖面为层型剖面,但此剖面达不到阶的定义标准。岩性以紫红、灰紫色夹灰黄色砾岩为主,夹紫红、灰色泥岩,厚379~1803m。本阶双壳类丰富,重要分子有Nipponoraia yanjiensis,Sphaerium yanbianense,Viviparus onogoensis,Lioplacodes cholnokyi,Valvata(Cincinna)fuxinensis,Physa obtusiconica等,并以双壳类Nipponoraia yanjiensis的出现作为孙家湾阶的生物标志。
泉头阶
以辽宁省昌图县泉头往北松辽盆地的钻孔剖面为层型剖面[6]。岩性为棕红、暗紫红色泥岩与紫灰灰绿、灰白色砂岩互层,局部夹绿、灰黑色泥岩及凝灰岩,厚可达千米以上。本阶含孢粉,上部为Schizaeoisporites-Quantonenpollenites-Tricolporopollenites组合带;下部为Trilobosporites-Cyathidites-Tricolporopollenites组合带,其中被子植物花粉有Polysporites,Tricolporopollenites,Tricolpites等,并以被子植物花粉的首现作为泉头阶底界标志。
上白垩统:
青山口阶
以吉林省大安县西北小地窝棚大4#钻孔剖面为层型[6],而以吉林省农安县青山口乡李家坨子和后金钩地表露头剖面为次层型[17]。层型剖面岩性为灰、青灰、灰黑、黑色泥岩、页岩及粉砂质泥岩,夹数层油页岩,厚614m。本阶介形类最为丰富,上部为Cypridea anda-Triangulicypris fusiformis组合带,中部Limnocypridea inflata-Sunliavia tumada组合带和Cypridea dekhoinensis-Limnocypridea copiosa组合带,下部Triangulicypris torsuosus-T.torsuosus var. nata组合带。这个阶有机碳稳定同位素的测试结果,其底界碳稳定同位素表现为负向偏移。青山口阶的底界以介形类Cypridea elliptica的消失和Triangulicypris torsuosus的出现为生物标志,以碳稳定同位素负向偏移为化学标志[17]。
姚家阶
以吉林省扶余市大三井子12号钻孔剖面为层型剖面[6]。岩性主要为棕红、砖红、褐红色泥岩与灰绿色泥岩、粉砂岩互层,厚200余米。本阶含孢粉,中上部为Taurocasporites-Gothanipollis组合带,下部Tricolpites-Cyathidites组合带。姚家阶及其底界的生物标志有待进一步研究。
嫩江阶
以黑龙江省肇州县光荣乡郑德福屯北25号钻孔剖面为层型,而以黑龙江省嘉荫县永安村附近的永安村组、太平林场组露头剖面为次层型[18]。层型剖面岩性自上而下分为五段。其中一段主要为灰黑色泥页岩、泥岩夹粉砂质泥岩,上部夹油页岩。本阶叶肢介自上而下分为4个带:上部Mesolimnadiopsis anguanensis带;中下部Calestherites sertus带和Euestherites bifurcatus带;下部Halysestheria yui带。嫩江阶底界以俞氏链叶肢介Halysestheria yui的首现层位为标志。
四方台阶
以黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县库3号钻孔剖面为层型剖面[6],岩性以褐红、灰绿色粉砂质泥岩、粉砂岩为主,在盆地中心底部为棕红、灰绿色泥岩,与下伏地层整合接触。四方台阶以介形类Talicypridea amoena的大量出现为标志,但其底界的生物标志尚难定论。
明水阶
以黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县库3号钻孔剖面为层型[6],岩性上部为灰、灰白色砂岩与杂色泥岩互层,夹钙质砂砾岩;下部由灰绿、棕红色砂岩、砂质泥岩与灰黑色泥岩组成。本阶孢粉上部为以Ulmoideipites为主的被子植物花粉组合带,下部为Aquilapollenites-Mencicorpus组合带,并以鹰粉属Aquilapollenites的大量出现作为明水阶的生物标志。
富饶阶
暂以黑龙江省嘉荫县乌云镇(原富饶乡)西南端水文钻孔富饶组下段剖面和乌云镇白头山富饶组剖面为层型[19]。前者富饶组岩性以灰、灰绿、灰黄色粉砂岩、细砂岩、含砾砂岩及褐色泥岩为主,偶夹砾岩,厚54~100m,含鹰粉Aquilapollenites-脊榆粉Ulmoideipites孢粉组合带,时代属马斯特里赫特期;后者富饶组上段上部1-3层为灰绿、黄绿色细砂岩夹中砂岩,顶部为黄绿色流纹质晶屑凝灰岩,厚大于7.5m,含千屈菜粉Lythraites、北方粉Borealipollis和别特帕克达拉粉Betpakdalina等晚白垩世的典型分子,并有四叶鹰粉Aquilapollenites quadrilobus和明水鹰粉A.mingshuiensis等马斯特里赫特期早期的常见分子出现。本阶暂以鹰粉Aquilapollenites-脊榆粉Ulmoideipites组合带为标志。
3.1.2 中国南方陆相侏罗系/白垩系的界线
中国南方陆相侏罗系/白垩系的分界问题,长期以来各方观点不一。近十几年来,广大地质工作者在这方面做了大量的工作,取得了实质性的进展。如上扬子地层分区的四川盆地,这条界线放在上侏罗统蓬莱镇组与下白垩统苍溪组之间;滇中地区把这条界线放在妥甸组与高峰寺组之间,已为广大地质工作者所接受[20]。下扬子及东南沿海地区、浙江建德群及其相当岩群归入早白垩世,也取得了基本一致的认识。但我国南方陆相侏罗系/白垩系界线的确切划分,同样牵涉到中国北方义县组的时代归属问题。
义县组的下伏地层大北沟组的化石,以尼斯托叶肢介群(Nestoria)和滦平介-始副金星介-达尔文介(Luanpingella-Eoparacypris-Darwinulla)组合带为特征[20]。据此,大北沟组的时代归入晚侏罗世已无太大争议。但义县组的时代,一直主要有晚侏罗世、早白垩世、晚侏罗世-早白垩世三种意见[21-23],而且始终与热河生物群的时代归属问题联系在一起。众所周知,热河生物群的形成和发展阶段被认为是确定陆相侏罗系/白垩系分界的重要依据之一[24]。关于热河生物群的研究,自上世纪以来,大多以义县组和九佛堂组的化石内容为依据,曾将其分为“早期热河生物群”(大北沟期)、“中期热河生物群”(义县期)和“晚期热河生物群”(九佛堂期)三个发展阶段,并认为东亚陆相侏罗系/白垩系的界线应放在中期(义县期)与晚期热河生物群(九佛堂期)之间比较适合[24]。
田树刚等[17]深入研究了冀北滦平盆地张家沟剖面,该剖面自下而上包括上侏罗统大北沟组和下白垩统大店子组、西瓜园组及九佛堂组,各组之间均为连续沉积。其中大北沟组的化石尽管出现了在热河生物群中繁盛的昆虫Ephemeropsis trisetalis及狼鳍鱼类中的Peipiaosteus pani等先驱分子,但没有热河生物群的特征分子如东方叶肢介Eosestheria、狼鳍鱼Lycoptera、女星介Cypridea、原白鲟Protopsephurus和中华弓鳍鱼Sinamia等的发现。因此,他们认为大北沟期的化石只代表热河生物群形成前的化石组合,不应属于“热河生物群”,可称之“前热河生物群”。在义县期早期(大店子组)中,热河生物群的特征分子东方叶肢介和女星介先后出现,只是相对分异差、数量少、特征原始。热河生物群最典型分子狼鳍鱼Lycoptera在本阶段早期即已出现;介形类以Cypridea出现和Yanshanina的繁盛为特征;叶肢介以Eosestheria群的出 现为特色 ; 昆虫除Ephemeropsis trisetalis外,还有Coptoclava longipoda,Mesotendipes gregaria等;此外,鹦鹉嘴龙Psittacosaurussp.、中村蚌Nakamunariacf.subrotunta、球蚬Sphaerium jeholense和前贝加尔螺Probaicalia vitimensis等都已出现。因此,此期(大店子组)的化石面貌才标志着热河生物群的形成,称为“早期热河生物群”阶段。而义县期晚期(西瓜园组或义县组)和九佛堂期(九佛堂组)的化石则分别属于“中期热河生物群”和“晚期热河生物群”阶段[17]。
从以上分析可以看出,自义县期早期(大店子组)开始,曾发生一次重大的多门类生物辐射演化事件,不少新生物开始形成,并上延至九佛堂组或更高层位,这表明大店子组底部是早期热河生物群形成的底部界线,即以此作为白垩纪的开始。同时,在大店子组底部介形类Cypridea stenolonga亚带中,Cypridea granulosa大量发育,该种是英国南部C. granulosa带的特征分子,时代属早白垩世Berriasian期,也有力地支持了上述的结论。由此看来,陆相侏罗系/白垩系的界线置于大北沟组与大店子组之间是适合的,并以介形类Cypridea stenolonga始现为标志作为白垩系的底界,而界线层型剖面和点位(GSSP)确定在张家沟下营村剖面第9层之底[17]。同时,也表明辽西义县组的层位大致相当于冀北滦平盆地的西瓜园组或仅为义县阶的上部,在辽西可能缺失相当于冀北大店子组的沉积。
3.1.3 陆相白垩系上/下统的界线
白垩系上、下两统,见于我国长江流域以南的广大地区。两统之间的界线以上扬子地层分区滇中为例[26],界线之下的普昌河组为紫红色泥岩夹杂色泥灰岩及砂岩条带,厚210~1311m。所含化石有双壳类Peregrinoconcha和Diversitrigonioides chuxiongensis等,显示了原始类三角蚌群的特征;叶肢介以Orthestheriopsis为主,介形类为Cypridea(C.)dayaoensis,C.(Ulwellia)minevensis等;轮藻为Flabellochara xiangyunensis,Nodosoclavator puchangheensis等,上述各门类化石均指示早白垩世中晚期的时代色彩。界线之上的马头山组为紫红色砂泥岩夹砾岩,厚115~550m,与下伏普昌河组为假整合接触。该组双壳类为TNP蚌群;叶肢介有Nemestheria yunnanensis, Halysestheria guangtongensis等,它们与松辽盆地青山口组叶肢介动物群可以对比;介形虫为Cypridea (C.)anguticaudata,C.(Morinina)monosulcata,Ziziphocypris simakovi等,这一介形类组合出现了大量的新生分子,并见有白垩纪晚期特有的具双槽的女星介;轮藻Porochara oblonga,Pseudolatochara shuangbaiensis,Charites sadleri等,它们主要见于晚白垩世,与普昌河组轮藻组合截然不同。据此,马头山组时代为晚白垩世比较妥当,故滇中地区白垩系上/下统的界线置于马头山组与普昌河组之间[20]。
中扬子地层分区白垩系上/下统界线,即界线之下的神王山组下部为紫红色砾岩、含砾砂岩,向上过渡为砂岩和泥岩,上部为黄绿、灰绿色泥岩,厚200~1360m。孢粉以Schizaeoisporites-Classopollis-Exesipollenites组合带为代表,含少量三沟型被子植物花粉;介形类为Cypridea squalida,Triangulicypris torsuosus,Lycopterocyprismulitfera等。上述化石与松辽盆地登楼库组和泉头组的化石组合大体可以对比,时代为阿普特期-阿尔布期。界线之上的戴家坪组为紫红色砂岩,含砾砂岩,粉砂岩和泥岩,厚600~2500m,与下伏神王山组为连续沉积。含轮藻Porocharaanluensis,LatocharacurtulaGyrogona hubeiensis,Peckichara paomagangensis等,它们为我国南方晚白垩世的重要分子。下部产介形类Cyprideacf.spongvosa,Lycopterocypris cuneata,Mongolianella elongata等,这些介形类仅见于松辽盆地松花江群下部。孢粉以Schizaeoisporites及Classopollis为主,被子植物花粉较下伏神王山组明显增加,达7.4%,反映了晚白垩世的特征。因此,本区白垩系上/下统的界线应置于载家坪组与神王山组之间[20]。
同属中扬子地层分区的江汉平原西缘地区,界线之下的石门组和五龙组为一个大旋回,含以Cicatricosisporites-Concavissimisporites-Exesipollenites-Classopollis为代表和以Wulongspora-Zhonghuapollis-Tricolpites为代表的两个孢粉组合带,时代为早白垩世中-晚期,与衡阳盆地东井组和神王山组大体相当。界线之上的罗镜滩组、红花套组和跑马岗组为另一大旋回,在盆地东部相当罗镜滩组和红花套组的地层中含Porochara auluensis,Maedlerisphaera jiadianensis等轮藻化石,时代为晚白垩世,与载家坪组大体可以对比。由此看来,江汉平原白垩系上/下统的界线应放在罗镜滩组与五龙组之间[20]。
中国南方海相白垩纪地层发育比较完整,但分布范围比较局限,目前尚不具备以“国际地层指南”(1994)为标准的建阶条件,仍采用国际上通用的2统12阶划分方案(见表1)。但我国地层工作者以国际标准分层和我国海相白垩系发育最为完整的喜马拉雅地区的分层和生物组合带为标准,初步建立了我国各地层区或分区的海相白垩系地层层序,并建立起详细的有孔虫、双壳类等多门类的生物组合序列及与大区间、洲际间的对比关系[1-3]。
3.2.1 海相白垩系的底界
我国西南地区海相侏罗系/白垩系的界线剖面以喜马拉雅地层分区聂拉木古错剖面为代表,它是东亚地区已知发育最为完整的、连续海相沉积的侏罗系/白垩系界线剖面[25]。界线之下的门卡墩组为一套深灰色页岩和粉砂岩沉积,含丰富的菊石化石,由老至新可划分为4个化石组合带:Aulacosphinctoides infundbulum-Virgatosphinctes组合带;Aulocosphinctes parvulus-Uhligites kraffti组合带;Virgatosphinctes-Haplophylloceras pinque组合带和Blanfordiceras-Haplophylloceras strigile组合带[26]。根据上述化石组合带特征,门卡墩组的时代为晚侏罗世牛津期-提塘期。界线之上的古错组一段为灰、灰黑、黄绿色砂质页岩、结核页岩,夹砂岩及石英砂岩层,厚265m。含Berriasella jacobi菊石带,主要分子有B.jacobi,B.oppeli,B.awrouse,Himalayitescortazari,Corongocerasxizangensis,Spiticeras uegreli等[25]。从上述菊石可以看出,侏罗纪提塘期的代表分子在这个组一段消失,取而代之是新生分子Berriasella jacobi的出现。根据国际地层划分标准,以B.jacobi菊石带的首现为标志来确定白垩系的底界。
门卡墩组和古错组之间夹有一层灰白色厚层石英砂岩。前人的工作或将其置于门卡墩组顶部,或归于古错组的底部,成为有争议的侏罗系/白垩系界线过渡层。史晓颖[27]建议本区侏罗系/白垩系的分界位置放在古错组一段底部砂岩之顶。
3.2.2 海相白垩系上/下统的界线
海相白垩系上/下统的界线剖面以藏南岗巴县白垩系剖面为代表[28],该地白垩系岗巴群自下而上分为东山组、察且拉组和岗巴村口组。界线之下的察且拉组上部为黄灰色中厚层状粉砂质灰岩与粉砂岩互层,产菊石Mortonicerassp.,Anisocerassp.等,有 孔 虫 Globigerinelloideseaglefordensis,G. benionensis,Hedbergella planispira,Ticinella roberti, Gyroidina excrta,Gyroidinoides primitive,Lenticulina warregoensis等,时代为早白垩世阿尔布期。界线之上的岗巴村口组下部(相当于冷青热组)以黑色页岩为主夹薄层灰岩,底部与察且拉组呈整合接触,产菊石Calycoceras newboldi,Acanthocerassp.等,有孔虫Rotolipora appenninica,Praeglobotruncana stephani,Hedbergella planispira,Globigerinelloides eaglefordensis,Dorothia sphaeroidalis,Gyroidina excerta,Lenticalina franki,Gyroidinoides primitive, Anomalina solis等。其中菊石Calycoceras newboldi为晚白垩世赛诺曼期的特征分子,这里海相上白垩统的底界以此种菊石的始现为标志,即海相白垩系上/下统的界线划在岗巴村口组与察且拉组之间。
比对与分划层地重多纪垩白相陆方南国中2表a i n h C t h o u S i n y s t e m S s u r e t a c e o C t a l e n t i n c o n e t h o f t i o n c o r r e l a d a n n i s i o i v di c h t r a t i g r a p S 2 l e a b T
表3 中国南方海相白垩纪多重地层划分与对比Table 3 Stratigraphic division and correlation ofmarine Cretaceous System in South China
[1]万晓樵.西藏白垩纪浮游有孔虫化石带[A],见:青藏高原地质文集(18)[C].北京∶地质出版社,1987,112-121.
[2]文世宣,沙金庚,章柄高,等.海相白垩系[A].中国地层研究二十年(1979-1999)[C].合肥∶中国科学技术大学出版社, 2000,315-327.
[3]Sha JG.Cretaceous stratigraphy of northeast China∶nonmarine and marine correlation [J].Cretaceous Reseach, 2007,28∶146-170.
[4]石 和,黄思静,孙治雷.西藏定日贡扎上白垩统锶同位素曲线及年代地层划分[J].地层学杂志,2006,30(1)∶21-25.
[5]全国地层委员会.中国地层指南及中国地层指南说明书[M].北京∶地质出版社,2001,1-59.
[6]全国地层委员会.中国区域年代地层(地质年代)表说明书[M].北京∶地质出版社,2002,1-72
[7]赵 兵,伊海生,林金辉,等.北羌塘乌兰乌拉湖地区白垩纪岩石地层及沉积环境[J].地质通报,2002,21(11)∶749-755.
[8]段彦学.云南澜沧江以西的白垩系[J].云南地质,2001,20 (2)∶144-153.
[9]符国祥,符策锐,汪迎平.海南岛乐东盆地白垩系研究新进展[J].地层学杂志,2001,25(1)∶63-68.
[10]黄汲清,任纪舜,姜春发,等.中国大地构造基本轮廓[J].地质学报,1977,(2)∶11-135.
[11]郝诒纯,苏德英,余静贤,等.中国地层典∶白垩系[M].北京∶地质出版社,2000,1-124.
[12]Gradstein FM,Ogg JG,Smith A G etal..A new geologic time scale with special reference to Precambrian and Neogene[J].Episodes,2004,27(2)∶83-100.
[13]Allemenn W,Grun W,Wiedmann J.Colloque sur la limite Jurassique-Cretace[J].Memoirs du Bureau du Recherches Geologiques etMineres,1975,86∶396.
[14]Jeletzky JA.Jurassic/Cretaceous boundary beds of western and arctic Canada and the problem of the Thitinian-Berriasian stages in the Boreal Realm [J].Geological Association of Canada Special Paper,1984,27∶175-255.
[15]Podobina V,Tatyanin G.Upper Jurasic foraminiferal zones and position of the Jurassic-Cretaceous boundary in western Siberia[J].GeoResearch Forum,2000,6∶183-194.
[16]王启飞,陈丕基.白垩纪年代地层学研究简述[J].地层学杂志,2005,29(2)∶114-123.
[17]田树刚,庞其清,李佩贤,等.中国陆相下白垩统义县阶及其界线层型综合研究报告[A],见∶王泽九,黄枝高.中国主要断代地层建阶研究报告(2001-2005)[C].北京∶地质出版社,2008,81-96.
[18]李 罡,陈丕基,万晓樵,等.嫩江阶底界层型剖面研究[J].地层学杂志,2004,28(4)∶297-299.
[19]陈丕基,万晓樵,曹 流,等.中国陆相白垩系富饶阶研究进展[A].见∶王泽九,黄枝高.中国主要断代地层建阶研究报告(2001-2005)[C].北京∶地质出版社,2008,65-73.
[20]张振来,李旭兵.白垩系.见∶汪啸风,陈孝红.中国各地质时代地层划分与对比[M].北京∶地质出版社,2004,437-486.
[21]陈丕基.陆相白垩系[A],见∶中国地层研究二十年(1979-1999)[C].合肥∶中国科学技术大学出版社,2000,329-345.
[22]汪筱林,王元青,张江永,等.热河群脊椎动物新发现及中国北方非海相侏罗系-白垩系界线[A],见∶第三届全国地层会议论文集[C].北京∶地质出版社,2000,252-259.
[23]王五力,张 宏,张立君,等.土城子阶、义县阶——标准地层剖面及其地层古生物、构造-火山作用[M].北京∶地质出版社,2004,1-514.
[24]陈丕基,施泽龙,叶 宁,等.松花江生物群与东北白垩系地层序列.古生物学报,1998,37(3)∶380-385.
[25]刘桂芳.西藏聂拉木古错地区晚侏罗世-早白垩世菊石群[A],见∶喜马拉雅岩石圈构造演化--西藏古生物论文集[C].北京∶地质出版社,1988,1-60.
[26]万晓樵,史晓颖.西藏聂拉木地区海相侏罗纪地层[A],见∶第三届全国地层会议论文集编委会 [C].北京:地质出版社,2000,215-220.
[27]史晓颖.藏南珠峰地区侏罗纪晚期至白垩纪早期层序地层序列及沉积环境演化[A],见∶第三届全国地层会议文集[C].北京∶地质出版社,2000,260-264.
[28]徐钰林,万晓樵,苟宗海,等.西藏侏罗、白垩、第三纪生物地层[M].武汉∶中国地质大学出版社,1990.
Progress of the Marine and Continental Cretaceous Studies in South China
Meng Fan-Song
(Wuhan Institute of Geology and Mineral Resources,Wuhan 430223,China)
The progress in studiesofmarine and continentalCretaceousof South China since 21 centuries is summarizedin this paper.Cretaceous System of South China can be subdividedinto 5 strata districts and 8 Stratigraphic areas based on the different tectonic environment and stratigraphic features.Chronostratigraphic classification and bottom boundary stratotype ofmarine and continental Cretaceous of South China,and the boundary between Upper and Lower continental Cretaceous are briefly introduced,which are integral part of progressofglobalChrono-and Bio-stratigraphic research.Theauthor considered that the SouthwestChinaand TethysRegionmarine Jurassic/Cretaceousboundary study isnear the international level.
progress;marine and continental Cretaceous;chronostratigraphy;biological criteria;South China
P534.53
A
1007-3701(2012)01-001-11
2011-04-11;
2011-05-20
孟繁松(1938—),男,研究员,从事地层古生物研究工作,E-mail:wsm fs2009@163.com.