冀北承德盆地杏石口组沉积特征及时代讨论

陈海燕，张运强，刘蓓蓓，彭芊芃

（河北省区域地质矿产调查研究所，廊坊 065000）

冀北承德盆地杏石口组沉积特征及时代讨论

陈海燕，张运强，刘蓓蓓，彭芊芃

（河北省区域地质矿产调查研究所，廊坊 065000）

河北省杏石口组次层型的武厂剖面存在下部层位发育不齐全、构造破坏严重且有后期脉岩侵入等诸多不利因素。为此，该文对承德县上谷娘娘庙杏石口组地层剖面进行了重新观测，将其进一步细分为两个岩性段：一段以粗碎屑沉积为主，岩性主要为砾岩夹少量砂岩透镜体；二段主体为一套细碎屑沉积，岩性为砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩（局部发育1～2层煤线）。在系统总结古生物特征、孢粉组合及同位素年龄数据等资料基础上，认为杏石口组的沉积时限为晚三叠世。

沉积特征；时代；杏石口组；承德盆地

0 引言

杏石口组为杨杰首次提出［1］，原意指北京西山双泉组之上、窑坡组之下的玄武岩流及其下的含化石沉积层，并随后将其命名为杏石口亚统［2］，后经北京矿业学院改称杏石口组。河北区测队在燕山地区进行1∶20万区调时，对该套地层曾使用“宝珠洞组”一名。而后，河北区调二队在研究燕山地区中生代地层时引入杏石口组一名，泛指冀北地区中三叠世二马营组之上、南大岭组之下的沉积地层［3］。在冀北主要分布于承德盆地的承德县下板城—平泉围场沟一带，滦平大石棚和怀来县下花园一带亦有少量分布。长期以来，杏石口组以其在中生代构造转化、盆地演化等方面的重要地位，受到广大地质学者的关注，并取得了一系列成果。尽管前人对杏石口组的岩性组合类型、古生物、盆地演化历史及充填序列等特征进行了研究，但对其沉积特征、时代归属一直存在不同看法，影响了该组的区域横向对比，同时也制约了本区大地构造演化的进一步研究。笔者通过对承德县上谷一带杏石口组地层剖面的重新观测，详细描述了该剖面杏石口组的沉积特征；在系统总结分析杏石口组古生物化石、同位素测年资料的基础上，提出了对其时代归属的综合认识。

1 地质概况

研究区位于华北陆块北缘燕山板内造山带东段，中生代期间经历了多次构造变形，形成了不同期次、不同性质的盆地［4-5］。其中三叠纪挠曲盆地的发育为承德盆地的早期发育阶段，盆地呈近EW向分布于承德县正北沟、下板城、武厂、上谷、平泉围场沟村一带（图1），盆地基底由西向东依次变新，西部承德县—上谷平行不整合于奥陶纪地层之上，东部平泉杨树岭一带则整合于晚二叠世石千峰组之上。三叠纪盆地由老到新共沉积了刘家沟组、和尚沟组、二马营组和杏石口组，总体为一套陆相红色碎屑岩建造。尽管受到强烈构造破坏，局部地段原始轮廓的恢复较为困难，但承德盆地是发育和保存三叠纪地层最好的地区之一。而晚三叠世杏石口组的形成与区域上著名的“印支运动”密切相关，因此受到了广大地质学者的格外关注［6-8］。长期以来，由于受后期构造破坏及地表露头不连续等诸多不利因素影响，对承德盆地杏石口组的研究存在划分标志不统一、横向展布规律不清晰和缺乏沉积环境详细分析等方面问题。本文在详细的实测剖面与露头观察描述基础上，将其细分为两个岩性段（一段和二段），阐述了各自的岩性组合特征，进一步讨论了承德盆地杏石口组的横向展布规律。

图1 承德县一带地质简图（据1∶20万平泉幅修编）Fig．1 Simplified geologicalmap of Chengde County（after 1∶200 000 Pingquan sheet）

2 沉积特征

2.1 代表性剖面

本区杏石口组以承德县武厂—上谷一带发育最为齐全，露头连续。原作为本省次层型的武厂剖面存在构造活动破坏、后期脉岩侵入、下部层位发育不齐全及底界不明确等诸多不利因素，故笔者选取并重新修测了承德上谷杏石口组剖面（图2）。

图2 承德盆地杏石口组柱状对比图Fig．2 Histogram of stratigraphic correlation for the Xingshikou Formation in Chengde basin

该剖面顶底清楚，岩性标志明显，厚705.59 m，是区域上具有代表性的剖面，现将其特征描述如下：

上覆南大岭组黄绿色玄武安山岩

下伏地层：二马营组灰紫色薄层细砂岩和紫红色厚层含钙质结核泥岩组成韵律

上述剖面岩石组合特征表明，该剖面岩性出露齐全，岩性段划分标识清楚。其中一段以粗碎屑沉积为主，岩性主要为砾岩夹少量砂岩透镜体，代表了山前快速堆积的冲积扇相沉积特征；二段主体为一套细碎屑沉积，岩性为砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩（局部发育1～2层煤线），为河流相沉积。

2.2 横向展布规律

本次调查发现承德盆地中杏石口组横向变化较大，自东向西呈现逐渐变薄的趋势。东部平泉县围场沟一带出露厚度最大达1 710 m，上谷娘娘庙一带厚度为764 m，干沟门剖面厚度718 m，西部的武厂剖面厚610 m，而正北沟剖面仅厚448 m。另外，本区杏石口组上部的砂岩及粉砂岩等细碎屑沉积物亦显示出自东向西逐渐减薄以至尖灭的变化特征，平泉围场沟—干沟门一带普遍发育河流相的细碎屑沉积，包含有1～2层煤线，而盆地西部的下板城—正北沟一带缺失该层位沉积物（图2）。

3 时代讨论

自河北区调二队［3］研究燕山地区中生界时引用“杏石口组”一名以来，冀北燕山地区杏石口组时代归属多参照北京西山该组古生物组合特征与煤系一起归入早侏罗世、中侏罗世或早中侏罗世，后由于京西地区杏石口组先后采到以Danaeopsis—Cladophlebis为代表的植物真蕨类植物化石，将其时代重新界定为晚三叠世。长期以来，由于过多参照京西杏石口组时代归属，而忽视本区特有古生物化石组合特征，导致对本区杏石口组沉积时代的认识争论不休。现将古生物化石依据、同位素数据列述如下。

3.1 古生物化石依据

3.1.1 古植物化石

本区承德县磨石沟门、高家沟北及平泉县围场沟等地采到丰富的植物化石［4］。其中主要分子含Cladophlebis cf.denticuiata、C.cf.williamsoni、C. sp.、Neocalamites cf.carrerei、N.sp.、Equisetites cf. sarrani、Podozamites lanceolatus、P.latior、P.sp.、Annulariopsis cf.A.inopinata、Asterothecaszeiana、Pityophyllum longifolium、Cycadocarpidium sp.、Swedenborgia cryptomerioides及Taeniopteris sp.，计有10属15种，植物群落为燕辽-吉南混生植物小区的主要成员，以蕨类植物占优势，裸子植物次之；与延长植物群相同或可比较的较多，有7种首次见于本植物群，其中有不少分子诸如Asterothecaszeiana、Neocalamites cf.carrerei、N.sp.、Cladophlebis cf.williamsoni、C.denticuiata、C.sp.、Podozamites lanceolatus、P.latior及Swedenborgia cryptomerioides等仅限于或主要见于晚三叠世，因此本植物群的生存时代应为晚三叠世。此外，1∶25万承德市幅修测在承德县上谷娘娘庙剖面杏石口组下部产植物化石Neocalamites carrerei（Zeiller）、Cladophlebis denticulata Brongniart及Ginkgoites sp.，植物组合也显示为晚三叠世面貌［9］。

3.1.2 孢粉组合

据米家榕等［7］在本区平泉县围场沟杏石口组上段（相当于上文的杏石口组二段）采到了大量的植物孢粉，该孢粉组合带特征为裸子植物花粉含量略高于蕨类植物孢子，主要分子中蕨类植物孢子有Dictyophyllidites（11%）、Annulispora（10%）、Apiculatisporis（5. 2%）、Lycopodiacidites（4%）、Asseretospora（2.3%）及Osmundacidites（1.8%）属，经常出现的种有Dictyophyllidites harrisii、D.mortoni、Annulispora folliculasa、Apiculatisporis spiniger、A.parvispinosus、A.globosus及Lycopodiacidites cerebriformis；其次有Asseretospora（2.3%）、Osmundacidites（1.8%）、Marattisporites（3%）属等。主要分子中裸子植物花粉有Cycadopites（21.5%）、Chasmatosporites、Huabeisporites、Verrumonocolpites、Protoconiferus、Piceites、Alisporites、Pinuspollenites、Podocarpidites、Taeniaesporites、Chordasporites、Succinctisporites、Accinctisporites、Microcachryidites及Psophosphaera等属。上述孢粉组合中有不少是全球各地三叠纪、尤其是晚三叠世的重要分子。而且组合中占优势的蕨类植物孢子Dictyophyllidites harrisii、D.mortoni、Annulispora folliculasa及较多的Lycopodiacidites cerebriformis、Asseretospora gyrate、Apiculatisporis globosus、Marattisporites scabratus、Sterisporites perforates均为晚三叠世的重要分子，少量出现的Aratrisporites是三叠纪的标志属，广泛分布于全球三叠纪地层中。

3.1.3 动物化石

本区承德县上谷一带杏石口组及上覆南大岭组产叶肢介，据米家榕等［7］及孙跃武等［6］在上谷剖面上曾连续采到叶肢介动物群化石，其中杏石口组发现了常见于晚三叠世诺利期的Euestheria minuta动物群的叶肢介化石；而其上覆地层南大岭组沉凝灰岩中则出现了早侏罗世叶肢介动物群的重要分子Palaeolimnadia baitianbaensis。上述两个不同时代面貌的叶肢介动物群化石出现在同一剖面上，不仅为地层划分提供了依据，而且也印证了杏石口组时代应为晚三叠世。此外承德县上谷剖面杏石口组中产Ferganoconcha curta-Modiolusweiyuanensis双壳类化石，其中Modiolusweiyuanensis具有晚三叠世化石的基本面貌特征。

3.2 同位素年龄数据

刘健等［8］通过对承德县下板城一带杏石口组一段底部砾石之间的中粗粒砂质充填物的碎屑锆石测年结果统计分析表明：其中最年轻的2颗碎屑锆石的加权平均年龄为（197±6）Ma，认为其沉积时代应为早侏罗世。

综上所述，冀北地区承德盆地杏石口组含有丰富的以蕨类植物占优势的晚三叠世植物群落，孢粉组合特征也显示了晚三叠世的面貌，叶肢介与双壳类动物化石也具有明显的晚三叠世动物群落特征；虽然来自2颗最年轻碎屑锆石的加权平均年龄属于早侏罗世，但由于碎屑锆石的统计数据存在多解性，所以笔者认为用极少量的早侏罗世碎屑锆石年龄来限定杏石口组沉积时代下限的途径还需重新审视。而且在整个地质历史中，古生物的演化具有不可逆的特点，因此古生物化石在界定地层沉积时代方面具有更高的可信度。综上所述，本文认为杏石口组的沉积时代应属晚三叠世。

4 结论

承德上谷杏石口组剖面顶底齐全，岩性发育完整，受构造改造影响微弱，岩性段划分标识清楚，代表了区域上杏石口组的典型岩性特征。其中一段以粗碎屑沉积为主，岩性主要为砾岩夹少量砂岩透镜体，代表了山前快速堆积的冲积扇相沉积特征；二段主体为一套细碎屑沉积，岩性为砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩（局部发育1～2层煤线），为河流相沉积。综合古植物化石、孢粉组合、古动物化石及最新的同位素年龄数据等资料依据，认为本区杏石口组的沉积时限置于晚三叠世为宜。

［1］ 杨杰.北平西山几个地质系统的年代［J］.地质论评，1947，12（3-4）：197-204.

［2］ 杨杰.北京西山髫髻山统以前的酸性火山岩［J］.地质论评，1957，17（2）：161-179.

［3］ 河北省地质局第二区域地质测量大队.华北中生代地层和近期玄武岩专题会议地质资料汇编（上册）［M］.石家庄：河北省地质局，1975.

［4］ 河北省地质矿产局.河北省北京市天津市区域地质志［M］.北京：地质出版社，1989：186-187.

［5］ 河北省地质矿产局.河北省岩石地层［M］.武汉：中国地质大学出版社，1996：76-77.

［6］ 孙跃武，刘鹏举，冯君.河北承德上谷早侏罗世南大岭组植物化石［J］.长春地质学院学报，1996，26（1）：9-16.

［7］ 米家榕，张川波，孙春林，等.中国环太平洋带北段晚三叠世地层古生物及古地理［M］.北京：科学出版社，1993.

［8］ 刘健，赵越，柳小明，等.燕山褶断带下板城盆地杏石口组沉积特征及其构造意义［J］.岩石学报，2007，23（3）：639-654.

［9］ 河北省地质调查院.1∶25 000承德市幅区域地质调查报告［R］.石家庄：河北省地质调查院，2000.

Sedimentary Characteristics and Stratigraphic Age of Xingshikou Formation in Chengde Basin of Northern Hebei

CHEN Hai-yan，ZHANG Yun-qiang，LIU Bei-bei，PENG Qian-peng（Hebei Institute of Regional Geology and Mineral Resources Survey，Langfang 065000，China）

TheWuchang section is used as a hypostratotype for the Xingshikou Formation in Hebeiprovincewithin the limits of discontinuous stratigraphic sequence，complicated structure，and dyke intrusion of later stage.To reevaluate the Xingshifou Formation，the Niangniangmiao section which can be divided into two lithologic members in Shanggu town of Chengde County is surveyed.The lowermember is coarse clastic sedimentwith gravel and interbedded sandstone lens，and the uppermember is fine clastic sedimentwith sandstone，siltstone，siltymudstone and occasional one or two layer coal seams.The stratigraphic age of the Xingshikou Formationmight be formed in Late Triassic according to paleontology assemblages，pollen assemblages and isotopic data.

sedimentary characteristic；age；Xingshikou Formation；Chengde basin

P534.51

：A

：2095-8706（2015）08-0031-04

（责任编辑：常艳）

2015-09-11；

2015-10-31。

中国地质调查局“河北省1∶5万新杖子、承德幅区域地质矿产调查（编号：1212011220486）”项目资助。

陈海燕（1983—），女，硕士，工程师，主要从事区域地质矿产调查与研究工作。Email：chenhaiyanok＠163.com。