辽宁省岩石地层太原组地质年代的确定

2015-04-22 04:50王海鹏
地质与资源 2015年4期
关键词:腕足本溪灰岩

王海鹏

辽宁省地质勘查院,辽宁大连 116100

辽宁省岩石地层太原组地质年代的确定

王海鹏

辽宁省地质勘查院,辽宁大连 116100

通过对辽宁省3个地层小区(太子河、大连、辽西)的太原组岩性、生物面貌、上下接触关系的调查,认为辽宁省境内的岩石地层太原组的地质年代在各地是不同的.在太子河地区(包括东部浑江流域的桓仁地区)太原组的年代是晚石炭世,不穿时到其他时代;而大连地区和辽西地区的太原组的年代为晚石炭世-早二叠世,是具明显穿时性的岩石地层.

岩石地层;太原组;地质年代;穿时性;辽宁省

0 前言

翁文灏、Grabau(1922)创名太原系,创名地点为山西省太原市西山.原始含义“代表华北晚古生代含煤地层下部”.赵亚曾(1926)认为本溪附近(太子河地区)无太原系,复州-金州地区(大连地层小区)有太原系.野田光雄(1938)在本溪煤矿西黄旗沟创名黄旗统,相当于太原系的一部分,王钰等(1954)称黄旗群,其中包括黄旗砂岩和黄旗灰岩,时代为晚石炭世.潘广(1959)将黄旗统改称太原统;辽宁区调队(1965~1989)改称太原组,时代为晚石炭世.上述所论及的系、统、群、组等均为岩石地层和生物地层合为一体的名称.

从1991年开始,全国地层多重划分、对比研究项目(简称全国地层清理项目)开展以来,《辽宁省岩石地层》[1]、1∶5万、1∶25万地质调查均采用岩石地层太原组一名.在辽宁省境内一律用太原组,以CP t表示,以奥陶系之上的地层从出现第一层灰岩开始,到灰岩结束,即定义为岩石地层太原组.这种划分方案并以CP t表示与太原组建组的山西省岩石地层太原组是基本一致的,仅山西省岩石地层该组的下部有1~10 m的碎屑岩(即辽宁省岩石地层本溪组的新洞沟段).这种照搬的方案尚未考虑到山西省岩石地层太原组顶部有斜道灰岩、东大窑灰岩的psendosehwagerina顶峰带(富集带)的存在,该带在国内外均是二叠纪的类化石代表,因此山西省太原组以CP t表示是合理的(即穿时地层),其上山西组本应以P1s表示,但山西省岩石地层以CP s表示尚欠考虑.辽宁省岩石地层的山西组也以CP s表示.《辽宁省岩石地层》及1∶5万、1∶25万地质调查均涉及到太原组、山西组.其地质工作照搬了《山西省岩石地层》的观点是不科学的,如再不纠正,必然会以讹传讹.因此,笔者将辽宁省岩石地层太原组的实际材料进行研究和整理,并对其划分及上下接触关系、地质年代进行讨论和确定.

1 辽宁省岩石地层太原组剖面介绍

辽宁省华北型石炭—二叠纪地层分区,分为太子河、大连、辽西3个地层小区.

1.1 辽东地层分区太子河小区该小区包含浑江流域桓仁县暖河子地区、葡萄架岭地区.

1)本溪市牛毛岭太原组剖面

本溪牛毛岭太原组剖面为次层型性剖面❶据辽阳幅1∶20万资料(1975)、辽宁省岩石地层资料(1979),略加修改.,太原组为剖面中的14~23层(图1).

上覆地层:山西组中粒石英砂岩

整合接触

太原组59.8 m

23.黄灰色砂质页岩3.8 m

22.黑色灰岩透镜体(牛毛岭灰岩),富产Fusulinella schwagerinoides (Deprat),Fusulina cylindrical(Fischer),F.quasicylindricaLee?,Boultonia cf.willsi Lee,Eoschubertella sp.Ozawai0.4 m

21.灰、青、黄色页岩,夹薄煤层,产腹足类化石甚多7.2 m

20.灰白色结晶灰岩(本溪灰岩),含海百合茎类化石甚多,产珊瑚:Lithostrotion kaipingense Grabau,Multethecopora penchiensisYoh, Chaetetes sp.;腕足类:Spirifer sp.;科:Fusulinella bocki Moller,F.pseudobocki(Lee et Chen),Fusulina konnoi(Ozawa),F.pseudokonnoisp.nov.,F.pankouensis(Lee),Fusiella paradoxaLee et Chen,Eoschubertellaspp.nov.,Ozawainella sp.,Taitzeholla taitzehoensisSheng 10.4 m

19.黄色及青色砂岩,夹页岩层,产腹足类化石甚多.14.0 m

18.上部黄铁矿化,黑色,下部淡红色结晶灰岩(小峪灰岩),产珊瑚:Alveolies tangshanenseGrabau,LithostrotionkaipingenseGrabau,Chaetetessp.;腕足类:Reticularia sp.,Productus sp.,Choristites mosquensisFischer;科:上部有Pseudostaffella sphaeroidea(Moller),Fusulina sp.,Ozawainella angulata(Colani),下部有Fusulina konnoi(Ozawa),F.teilhardi Lee,Taitzehoella taitzehoensisSheng,Fusulina psendokonnoi sp.nov.F.pankouensis(Lee)3.0 m

17.黄色钙质页岩,上部含少数带状泥质灰岩13.6 m

16.深灰色灰岩(上部蚂蚁灰岩),产腕足类:Choristites mosquensis?Fischer,Dielasmasp.;科:Fusulinella bocki Moller,Fusulina loncolataLee et Chen,F.sp.1.7 m

15.黄色钙质页岩4.8 m

14.淡灰色灰岩,露头呈块状(下部蚂蚁灰岩),富产腕足类:Choristites,Munella,Martinia,Camarphoria,Athyris,Squamularia,Dielasma,Pustula等属;科:Pseudostaffella ozawai(Lee et Chen),Fusulinella pseudobocki Lee et Chen,Fusulina schellwieni(Staff),Eoschubertella obscura(Lee et Chen),Ozawainella cf.angulata(Colani),Taitzehoella taitzehoensisSheng 0.9 m

整合接触

下伏地层:本溪组黄色砂质页岩、砂岩.

本组所夹的灰岩各地变化较大,有的地方仅见3~4层,各层厚度也有变化.本组岩性变化见表1.几层重要的灰岩简介如下.

上、下蚂蚁灰岩为赵亚曾(1926)创名,始称蚂蚁灰岩,命名地点为本溪市西北6 km的蚂蚁村沟.牛毛岭剖面下部的二层灰色灰岩,下层厚为0.88 m,上层厚为1.7 m,中间为4.8 m的黄色砂质页岩所隔.下层为浅灰色,富含泥质;上层深灰色,致密而脆为标志,含化石Fusulina schellwieni等.

小峪灰岩为赵亚曾(1926)创名,创名地点为本溪市北顺山子小峪沟.灰色厚层,含化石Fusulina konnoi,珊瑚化石Lithostrotion kaipingense,腕足化石Choristites mosquensis等.

本溪石灰岩也为赵亚曾创名,创名地点为本溪北牛毛岭.范国清(1994)曾改名为彩北石灰岩层,辽宁省岩石地层用之.笔者认为改名无充分理由,本文仍沿用本溪石灰岩.灰岩为浅灰色,厚层状,含丰富的、珊瑚及腕足化石,如Fusulinella bocki,Lithostrotion kaipingense等.

牛毛岭石灰岩为盛金章(1951)年创名,创名地点为本溪市北牛毛岭,为本组最高层位石灰岩,灰岩黑色、坚硬,厚约0.35 m.含丰富的化石Fusuline cylindrica等.分布范围较窄,局部地段尖灭.

图1 本溪牛毛岭上石炭统太原组(C2t)剖面Fig.1 The profile of the upper Carboniferous Taiyuan formation in Niumaoling,Benxi City

表1 太子河地区太原组岩性变化表Table 1 The lithological change of Taiyuan formation in Taizihe area

小市石灰岩为盛金章(1958)命名,命名地点为本溪县小市二道沟,其特征为紫色质坚而富泥质,产化石Eosthffella subsolana.一致被认为层位最低一层灰岩,具体的厚度和位置不祥.范国清(1990)改称二道沟灰岩,理由不充分,本文仍沿用小市石灰岩.

本组厚度以本溪县太平沟处为最厚,可达200余米,由东向西逐渐有变薄的趋势.

2)桓仁县于家堡子-暖河子太原组剖面(图2)❶据辽宁1∶5万平顶山等四幅区调(2012),略加修改..

图2 桓仁县于家堡子-暖河子上石炭统太原组(C2t)实测地层剖面Fig.2 The measured profile of the Upper Carboniferous Yujiapuzi-Nuanhezi Taiyuan formation in Huanren

上覆:山西组(C2P1ŝ)灰色页岩,偶见钙质结核.

整合接触

太原组(C2t)32.03 m

12.浅灰色中厚层生物碎屑灰岩,产Crinoidea sp.et gen.indet Dictyclostus sp.等化石0.5 m

11.灰色粉砂质页岩2 m

10.浅灰色中厚层燧石结核含生物碎屑泥晶灰岩,产Crinoidea sp.et gen. indet化石0.5 m

9.灰色粉砂质页岩,产Cordaitessp.化石1 m

8.灰白色薄—中厚层铁质胶结细粒石英砂岩,发育泥裂构造1.5 m

7.灰绿色粉砂质页岩9.5 m

6.黄绿色页岩8.5 m

5.浅灰色中厚层生物碎屑灰岩,见腕足化石碎片,产Choristites sp., Chaetetes sp.,Dictyclostus sp.等化石1 m

4.黄绿色页岩1.50 m

3.黄绿色薄层铁质胶结含粉砂细粒石英杂砂岩2.01 m

2.黄绿色粉砂质页岩3.35 m

1.浅灰色中厚层燧石条带及结核含生物碎屑泥晶灰岩,富含腕足化石碎片,产Choristites sp.,Crinoidea sp.et gen.indet化石0.67 m

整合接触

下伏:本溪组(C2b)黄绿色页岩.

在本地区横向剖面的对比(图3)中可以看出,该组在桓仁县暖河子煤矿一带厚度较薄,仅为32.03 m,未见煤层;而在牛心台厚度较大,为160.79 m;东凤镇较牛心台稍薄,变为117.8 m.另该组岩性较稳定,在桓仁县于家堡子-暖河剖面的顶部以灰岩为主,偶夹石英砂岩;而在牛心台则沉积大量石英砂岩;在东凤镇则出现了煤层.

该组在桓仁地区的灰岩中富含生物化石,且主要为海相动物,主要有海百合茎、珊瑚、及牙形刺等化石,尤其是本次发现了牙形刺化石.代表分子有:Arachnastraea sp.,Ivanouia sp.,Idiognothodus delicates, Hindeodellasp.,Eostaffellasubsobana,Fusulina,Fusulinella.与此共生的腕足类有Choristitessp.,Dictyoclostussp.等.

图3 太原组在测区及邻区横向变化对比柱状图Fig.3 The lateral variation contrast of Taiyuan formation in the survey and adjacent area

1.2 辽东地层分区大连地层小区

1)金州后石南山太原组剖面(图4)❶据金州、大魏家镇1∶5万幅资料(1988),略加修改..

图4 金州后石南山本溪组、太原组Fig.4 The Benxi and Taiyuan formations in Nanshan of Houshi, Jinzhou District

上覆地层:马家沟组(O2m)浅灰色中厚层白云岩

断层

太原组>108.97 m

36.黄绿色含粉砂质泥岩3.86 m

34.黄绿色粉砂质泥岩2.16 m

32.黄绿色黏土质岩屑石英粉砂岩2.98 m

31.深灰色中厚层含燧石结核生物屑泥晶灰岩0.74 m

30.黄绿色含灰质结核泥岩2.37 m

28.黄绿色粉砂、黏土质岩屑杂砂岩0.77 m

27.紫色薄层含细砂铁质云母质岩屑粉砂岩3.86 m

26.浅灰色中厚层含黏土质泥晶灰岩3.09 m

25.紫色含泥砾黏土岩夹燧石结核灰岩2.87 m

24.黄绿色薄层黏土质含云母石英杂砂岩3.59 m

23.紫色钙质泥晶灰岩3.59 m

22.紫色铁质细粒岩屑砂岩0.88 m

20.灰色巨厚层含燧石条带生物屑泥晶灰岩24.31 m

19.灰色巨厚层砂屑泥晶灰岩7.78 m

18.浅灰色中厚层—厚层含燧石条带砂屑泥晶白云质灰岩4.86 m

16.紫红色含黏土质泥晶灰岩1.94 m

14.黄绿色、紫色钙屑粉砂岩3.89 m

vozhgalicaSafonova,Fusiella sp.,Pseudostaffellasp.2.92 m

平行不整合

下伏地层:本溪组黄绿色薄层粉砂质页岩

2)瓦房店复州湾丁屯太原组剖面❷据复州湾等四幅1∶5万区调资料(1977).

山西组(P1ŝ)仅分布于瓦房店复州湾地区,主要岩性为灰黑色钙质泥岩、铝土质泥岩、粉砂岩、薄层铝土岩及煤线等.

次层型剖面为瓦房店复州湾镇丁屯剖面(引用长兴岛等四幅1∶25万地质资料)(图5).

图5 复州湾镇丁屯山西组剖面Fig.5 The profile of Shanxi formation in Dingtun, Fuzhouwan Town

山西组44.12 m

10.灰黑色薄—中层硅质细粒石英砂岩3.63 m

9.灰色薄层铝土质泥岩夹砂质铁质岩12.24 m

8.黑色煤层0.45 m

7.灰色薄层铝土质泥岩偶夹薄层砂岩5.44 m

6.黑色硅质岩夹灰黑色薄层硅化粉晶灰岩及硅化粉砂岩,产大量海百合茎、腕足类碎片等,见苔藓虫化石Polypora sp.10.32 m

5.灰色薄层铝土岩0.96 m

4.浅灰色铝土质页岩及泥岩4.97 m

3.灰黑色薄层硅质岩0.77 m

2.灰黑色页岩,产海百合茎、腕足类化石碎片0.56 m

1.灰黑色薄层钙质泥岩,产腕足类Chonetes carbonifera,Astartellasp.等4.78 m

整合接触

下伏地层:太原组深灰色薄—中层泥质泥晶灰岩

1.3 燕辽地层分区辽西地层小区

太原组(C2P1t)主要岩性为砂岩与页岩互层,夹泥灰岩和煤层,与下伏的本溪组为整合接触或平行不整合接触.厚5.1~14.1 m.

次层型剖面为凌源老虎沟剖面❶据锦西幅1∶20万区域地质调查报告资料、建平幅1∶25万区域地质调查资料(2003),略加修改.,见图6中6~8层.

上覆地层:山西组

整合接触

太原组14.1 m

8.灰黄色薄层泥灰岩夹页岩5.3 m

7.灰黑色页岩夹煤层3.3 m

6.灰绿色薄层细砂岩夹页岩,产Nearopteris pseadovata Gothan et Sze, Lipidodendron oculus felis(Abbado)Zeiller 5.5 m

整合接触

下伏地层:本溪组灰黑色页岩夹细砂岩

在葫芦岛南票沙锅屯采到植物化石Neuropteris sp.,Sphenophyllum sp.,S.cf.verticillatum(Schloth.),Taeniopteris sp.,Pecopteris sp.,Stigmaria sp.在朝阳石灰窑子采到植物化石Pecopteris sp.,P.cyatea Brongniart.Nearopterissp.,TaeniopterisnystroemiiHalle.

中国地层典石炭系记述葫芦岛杨杖子榆树屯黑色角岩化页岩中产海相化石,腕足类Chonetes cf.latesinuata Schellwien,Prodactussp.,Dictyoclostus taiyuanfuensis(Grabau),D.cf.gruenwaldti(Krotov), Schewienella sp.,Streptorphynchus kayseri Schellwien;瓣鳃类Sangusinolites cf.olseniGrabau;苔藓虫Fenestellasp.

辽宁省岩石地层[1]认为辽西地区太原组尖灭,而未说明尖灭的原因.辽宁省地质矿产调查院(2003)建平幅、锦州幅1∶25万地质报告按辽宁省岩石地层的观点编写,均无太原组存在.本文根据海相化石腕足存在的事实及泥灰岩的标志,尤其是参阅杨树岭、郭杖子幅1∶5万的地质调查报告(2000)资料,即在辽宁凌源与河北平泉县交界的杨树岭幅内有太原组,厚约29 m,而将凌源幅1∶20万凌源老虎沟剖面的6~8层、建平幅1∶25万老虎沟剖面的5~7层(原划入山西组)定为太原组.

2 生物地层

图6 凌源老虎沟本溪组、太原组剖面Fig.6 The profile of Benxi and Taiyuan formations in Laohugou,Lingyuan

盛金章(1958)系统地研究了辽宁省太子河流域的“本溪组”(现岩石地层太原组)类化石,划分两个化石带,5个亚带.自上而下为Fusulina-Fusulinella带和Eostaffella subsolana带.

Fusulina-Fusulinella带分为Fusulina cylindriea-Fusulina quasicylindrica亚带,对应的地层为牛毛岭灰岩;Fusulina provecta亚带,对应的地层为本溪灰岩;Pseudostaffella sphaeroidea亚带,对应的地层为小峪灰岩;Fusalina konnoi亚带,对应的地层为上部蚂蚁灰岩;Fusnlina schellwieni亚带,对应的地层为下蚂蚁灰岩.

Eostaffella subsolana带对应的地层为小市灰岩.

范氏的划法过于简化,且缺少对应岩石地层的说明.

2.1.1Profusulinella parva-Eostaffella subsolana共存延限带

该带的主要共生分子为Eosatffella quasiampla,E.intermedia,Profusulinellaovata,P.rhomboides,P.wangyui等.

该共存延限带所含属种均显示比较原始、低级,旋壁构造一般为三层式,无透明层.

该带在大连地层小区最丰富,多出现在太原组的中、下部.在太子河小区仅报道出现在小市灰岩中,具体的小市灰岩存在的位置至今难以确定,因此无法与岩石地层对应.

2.1.2Fusulina-Fusulinella组合带

该带对应的岩石地层为太原组中上部.以Fusulina,Fusulinella二属的不同种为主要代表,所含的属种旋壁构造主要以具透明层的四层式居多,其形态为标准的纺锤形,即所谓的纺锤虫名称来源.该组合下分二个组合亚带.

1)Fusulina schellwieni-Fusulinella bocki组合亚带(辽宁省岩石地层的Fusulinella provecta,本文改为F.bocki).

该组合亚带对应的岩石地层为太原组的蚂蚁灰岩、小峪灰岩、本溪灰岩.除亚带的化石外,与之共存的主要有:Ozawainella angulata,Taitzehoella taitzehoensis,Fusulinellapseudobocki,Fsusulinalanceolata,F.pseudokonnoi,F.pankouensis等.腕足为Choristites mosquensis.珊瑚为Lithostrotion kaipingense.牙形刺Idioganthodus sinuatus,I.carrgatus,I.magnificus等.

2)Fusulina cylindrica-F.quasicylindrica组合亚带

该亚带对应的岩石地层为太原组的牛毛岭灰岩.除带化石外,共生的属种有Fusulina ulitinensis,F.nytvica,F.quasicylindricavar.compacta,F.yangi等.

2.1.3Pseudoschwagerina延限带

该延限带对应的岩石地层为太原组,仅分布于大连地层小区,即赋存于太原组丁屯灰岩中.该带主要分子有Pseudoschwagerinamoller,Rugsofusulina taiyuanensis,R.cf.varita,R.praeovia,Quasifusulinacf.cayeuxi等.与之共生的有珊瑚Caniniacf.mapingensis,Bothrophyllumsp.,腕足Choristites wutzensis等.

在大连小区Profusulinella parva-Eostaffella subsolana共存延限带与Fusulina-Fusuliella组合带中的成分,出现上下混生现象,即前者在太子河地区仅出现在太原组下部,而在大连地区出现在太原组中部,甚至在上部也有出现.这个现象表明石炭纪海水由东北向西南侵入,即由太子河地区向大连地区侵入,将太子河地区类繁衍到大连地区,海水在大连地区时间较长,沉积物较厚,如三棱山灰岩可达35~60 m,其后又沉积了丁屯灰岩,并出现了Pseudoschwagerina延限带的生物地层.

据范国卿[2]报道,在大连地区的Pseudoschwagerina延限带内发现了Triticites simplex,具体层位不明,若建立像山西省的太原组的Triticites顶峰带,目前尚有困难.

2.2 腕足

辽宁省石炭—二叠纪腕足类十分丰富,综合王敏成(1985)辽宁腕足动物化石在地层上的分布及辽宁省岩石地层[1]、范国卿[2]东北地区南部石炭纪地层与生物群的资料,组建如下生物地层.

2.2.1Linoproductus tenuistriatus-Avonia Yaungiana组合带.

该带相当于辽宁省岩石地层的Linoproductus tenuistriatus-Ovatia cf.tenuistriata组合带.主要成分除构成化石带的分子外,尚有Schizophoria resupinata, Ovatia kongjiabaoensis,Linoproductus minor等.该组合带对应的地层为太原组下部,与Eostaffella subsoana延限带共存.

2.2.2Choristites mosquensis延限带

该延限带源于赵亚曾(1926)华北地层区腕足类的研究.与其共生分子有Choristites sowerbyi, Brachythyrina strangwaysi,Martinia manchuricus等.对应的岩石地层为太原组蚂蚁灰岩和小峪灰岩.

2.2.3Dictyoclostus taiyanfuensis-Chonetes uralicus组合带

该带主要出现在大连地区,据范国卿[2]报道在复州湾石炭系剖面太原组上部(丁屯灰岩)有Dictyoclstus taiyanfuensis,与类Pseudoschwagrina延限带共生.本文综合金州后石南山剖面35层的资料,应加入Chonetes uralicas作为组合,其成分除化石组合外,尚有戟贝超科的Chonetes大量出现,以C.uralicus为主,故组建此组合带.对应的岩石地层为太原组中的丁屯灰岩.

除大连地区有该组合带生物地层,辽西地区的杨家杖子榆树屯也有记述Dictyoclostus taiyanfuensis,表明辽西区有此生物地层,但具体对应的岩石地层尚不明确.

2.3 珊瑚

据王钰等(1954)资料,太原组本溪灰岩中含有Lithostrotion kaipingense,Multithecopora penchiensis, Chatetes penchiensis;在小峪灰岩中含Alveolitestangshanense,Lithostrotion kaipingense,Chaetites sp.等,其中Lithostrotion kaipingense层位稳定,是否建带有待今后研究.

辽宁省地质局区调队❶桓仁幅1∶20万区域报告及地质图、矿产图.1975.(1973~1975)在本溪县草河掌石炭纪地层内采到Bradyphyllamsp.,?Diphphyllumsp.郭胜哲(1980)描述了Diphyphyllum Chaohezhangense,表明该化石确实存在.但是,由于无具体的剖面,层位难以确认,暂无法建立生物地层.

2.4 牙形刺

辽宁省石炭纪牙形刺生物地层自上而下为如下组合.

2.4.1Idioganthodussinuatus-I.Crrngtus-Declinognathodus lateralis组合

该组合为尚冠雄、汪曾荫(1988)建立.主要成分除组合的属种外,与其共生的还有Adetognathus lautus等.其主要代表分子为美国宾夕法尼亚系最下部一个组莫洛组上段的重要化石,也见于我国新疆昆仑山北坡的卡岛拉依组;在甘肃见于清远组上部.该组合与Eostaffella等化石共生.对应的岩石地层为太原组下部.

2.4.2Idiognathodusmagnificus-I.lcaviformis-Neognathodus roundyi组合

该组合由尚冠雄、汪曾荫(1988)建立,包括Idiognathodus imcurvus,I.magnificus,Hindeodella sp., Prioniodussp.等.与Fusulina-Fusulinella组合带共生.对应的岩石地层为太原组中部.

2.4.3Streptona elegantulus-S.oppletus组合带

该组合带主要成分除组合带名单外,尚有S.wabaunsensis等.与化石Pseudoschwagerina延限带共生,对应的岩石地层为太原组上部.

2.5 植物

Neuropteris ovata-Lepidodendron posthumii组合带

该带系李星学(1963)创建的“早期华夏植物群”的一部分.主要分子有:Lepidodendron posthumii,L. acutangtum,L.oculus-felis,L.nanpiaoensis,Neuropteris ovata,N.pseudovata,Stigmaria ficoides等.

该组合带的植物有如下特征:鳞木目繁盛,梭鳞木、猫眼鳞木叶座较大,多为纵菱形,叶座和叶痕形状相同,大小相近,如南票鳞木,为华夏植物区所特有;齿叶属(Tingia)开始出现,该属为华夏植物群的典型代表之一;楔叶属大量繁盛,叶片大都呈楔形,不分裂或浅裂;蕨纲类的植物大量出现,栉羊齿属开始繁盛,小羽片较小,与羽轴几乎垂直;科达纲相当发育,种类虽不多,但均为高大乔木,是造煤植物之一.该带发育于辽宁省的3个小区,对应的岩石地层为太原组.

3 岩石地层太原组的年代确定

岩石地层单位是以岩石的岩性特征为基础建立的,太原组的定义就是以奥陶系之上出现灰岩开始,直到最后一层灰岩结束,中间可夹砂岩、页岩、煤层(煤线)为岩性特征建立的岩石单位.沉积环境为海陆交互相,生物化石丰富,已建立了多个生物地层单位,根据生物化石显示随地质时间推移而进化演变,即生物演化具不可逆性.这种演变在地层记录中是不重复的,生物地层单位就是有相对地质年龄的价值,因此,太原组的地质年龄就应该依靠它包括的生物地层单位来确定.

辽宁省岩石地层太原组中,下部的地质年代公认是晚石炭世(国际的Moscovian、Kazimovian、Gzhelian,中国的达拉期、逍遥期),而顶部(部分为上部)的地质年代值得研究和确认.

太子河地层小区太原组内的灰岩层数公认的最多为5层,一般为4层,少者为2层.最顶部的一层灰岩为牛毛岭灰岩,所含的、牙形刺、腕足等化石均为石炭纪的化石,尚未具有二叠纪的化石成分,而缺少的灰岩层均缺少牛毛岭灰岩.因此,应当确认太子河地层小区(含浑江西部地区)的太原组的时代为晚石炭世,在该地区不穿时至二叠纪,应该以C2t表示,不应该以C2P1t表示,其上的地层山西组应以C2P1s表示.

大连地层小区的太原组内的灰岩层数多达15层,其中最顶部一层灰岩早有命名,即丁屯灰岩,其中国际公认二叠纪的化石Psendochwagerina非常发育.该化石的富集带可与太原组建组的山西省太原组剖面的东大窑灰岩内的Psendochwagerina顶峰带(富集带)对比,即丁屯灰岩和东大窑灰岩对比.范国清[2]在金州后石南山剖面的35层灰岩下部采到Triticites simplex,产化石的层位相当山西太原组上部的斜道灰岩,Triticites也是公认的二叠纪化石.因此,笔者确认大连地层小区的太原组上部丁屯灰岩的地质年代为早二叠世(国际的Asselian,中国的紫松期),即大连地层小区的太原组地质年代为二叠纪早期,即太原组是穿时地层,应当以C2P1t表示,而其上的地层山西组自然应以P1s表示.燕辽地层分区辽西地层小区的太原组内灰岩极少,所列剖面仅有一层泥灰岩,根据中国地层典石炭系(1965,尹赞勋主编)在葫芦岛杨杖子榆树屯太原组内采到大量的海相化石,其中有腕足类、瓣鳃类、苔藓类,后二者在二叠纪极发育,其中瓣鳃类Sangusinolites(血石蛤)在内蒙古早二叠世哲思群内很发育;腕足类Dictyclostns taiyuanfuensis在山西省二叠纪山西组内发育.根据生物化石判定辽西的太原组有一部分地层的地质年代为二叠纪早期.因此,辽西地层小区的太原组的地质年代为晚石炭世—早二叠世,以C2P1t表示,其上的山西组以P1s表示.

通过对辽宁省岩石地层太原组地质年代的确定,其结论是有的地方是穿时的(指地质年代“纪”),即大连地层小区和辽西地层小区太原组是穿时的;有的地方是不穿时的,即太子河地区小区的太原组的地质年代仅为石炭纪.关于地层穿时和不穿时的概念,应当理解为平行存在,不能单一存在.而辽宁省岩石地层太原组(山西组也一样)在以往的资料中全为穿时地层,这是不正确的,应当按照实际情况,即本文所论述的观点进行纠正.在地质调查工作中应遵循这一原则,在地质划分、对比、沉积岩石学与古地理研究工作中也应遵循这一原则.

本文在编写过程中得到王敏成老师的帮助,在此深表谢意.

[1]杨欣德,李星云.辽宁省岩石地层——全国地层多重划分对比研究(21)[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.

[2]陈为公,范国清.辽东半岛南部的石炭-二叠系界线[J].辽宁地质, 2000(3):213—218.

DETERMINATION OF THE GEOLOGICAL AGE OF LITHOSTRATIGRAPHIC TAIYUAN FORMATION IN LIAONING PROVINCE

WANG Hai-peng

Liaoning Institute of Geological Exploration,Dalian 116100,Liaoning Province,China

With survey on lithology,paleontology and contact relationship of the Taiyuan Formation in three stratigraphic areas,namely Taizihe,Dalian and Western Liaoning,the author thinks that the geological ages of lithostratigraphic Taiyuan Formation vary from place to place in Liaoning Province.The age of Taiyuan Formation in Taizihe area is the Late Carboniferous,without diachronism;whereas that in Dalian and Western Liaoning,is the Late Carboniferous-Early Permian, with apparent diachroneity.

lithostratigraphy;TaiyuanFormation;geologicalage;diachronism;LiaoningProvince

1671-1947(2015)04-0287-08

P534

A

2014-09-20;

2015-03-28.编辑:张哲.

王海鹏(1972—),男,高级工程师,从事区域地质与矿产调查、空间数据库及项目管理工作,通信地址辽宁省大连市金州区五一路10号,E-mail//dlwanghaipeng@163.com

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