目前尚无证据证明中国华北克拉通中元古界下马岭组和“新元古界”龙山组之间存在超3亿多年 “大型不整合”
image: (a) 燕辽地区中-“新”元古代地层及时代; (b) 区域地质简图和研究区位置; (c) 研究区位置放大及剖面名称与来源. 由东至西分别为: 1, 河北秦皇岛柳江剖面(滕志宏和孙勇, 1999; 徐述腾, 2015); 2, 河北唐山赵庄剖面(陈秉麟, 1981); 3, 河北宽 城(实测); 4, 天津蓟县剖面(田树信等, 1990); 5, 北京密云(实测); 6, 北京昌平龙山剖面(齐永安等, 1999; 张琴等, 2020); 7, 北京西山剖面(乔秀夫, 1976; 张驰等, 2017); 8, 河北怀来赵家山(和梁家庄)剖面(实测); 9, 河北宣化下花园剖面(宋春青和张振春, 1983) view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《中国科学：地球科学》杂志发表了中国地质科学院地质研究所旷红伟教授、彭楠博士和柳永清研究员等的研究成果，该研究团队基于龙山组和下马岭组过渡段沉积层序及其连续性、碎屑锆石年龄谱系、地化指标等多学科证据认为, 华北克拉通中元古界下马岭组与上覆龙山组之间可能不存在3亿多年的“大型沉积间断”或“大型不整合”, 下马岭组与龙山组-景儿峪组同为中元古代晚期连续沉积地层，并在此基础上, 恢复了华北燕辽地区下马岭组-龙山组-景儿峪组沉积时期的古地理。
野外地质记录表明龙山组底部含砾砂岩不具有底砾岩属性, 下马岭组和龙山组均由浅海环境下厚度及个数不等的粗细砂岩/泥岩正旋回沉积组成, 由下往上发育浅海-滨岸-潮坪等组成的连续碎屑岩沉积序列, 说明下马岭组-龙山组为连续过渡沉积, 其间可能并不存在超长时间的沉积间断或不整合界面。
龙山组和景儿峪组最年轻碎屑锆石年龄峰值均老于16亿年, 缺乏前龙山组火山-岩浆事件的物源信息, 与下伏中元古界沉积岩碎屑锆石年龄谱系表现出高度一致性, 说明它们和下伏中元古界具有共同物源特征, 从而指示龙山组沉积时, 与之直接接触的下伏下马岭组及以下地层非龙山组物源。
从下马岭组顶部到龙山组下部δ7Li呈上升趋 势, Li含量降低; CIA等系列风化指数降低, K2O/Al2O3降低, Na2O/Al2O3升高, FeO/Fe2O3呈变低趋势; Li/Al、V/Cr、V(V+Ni)界面上下仅有轻微增大或变小; 而Ce/Ce*呈正异常, Eu/Eu*呈负异常, Rb/Sr和Al/Si明显变小, U/Th变大, 进一步证实下马岭组与龙山组间不存在风化壳, 且表现出大陆风化强度逐渐减弱特征。
尽管下马岭组与龙山组之间的大型不整合是否存在还需要更多、更确切的多学科证据, 特别是年代学数据支持, 但目前该“大型不整合”未能得到盆地演化与沉积充填、沉积与构造环境及地球化学等证据的支持. 故此, 本研究建议暂将龙山组和景儿峪组视为与下马岭组的整合、连续沉积产物, 共同置于待建系上部. 本研究也为进一步揭示华北克拉通中元古代晚期的演化过程乃至全球晚中元古代古地理、古环境和古构造演化提供了新证据。
研究详情请见原文：
旷红伟, 彭楠, 柳永清, 王玉冲, 崔明明, 陈骁帅, 乔大伟, 祁柯宁. 2023. 华北克拉通下马岭组与龙山组之间存在大型不整合吗? 中国科学: 地球 科学, 53(5): 948–972, https://doi.org/10.1360/SSTe-2022-0213