中国陆相侏罗系建阶研究

在2003年工作进展:

（一）中国北方陆相区下、中侏罗统地层建阶研究——下侏罗统“八道湾阶”、“三工河阶”，中侏罗统“西山窑阶”、“头屯河阶”

（一）中国北方陆相区下、中侏罗统地层建阶研究——下侏罗统“八道湾阶”、“三工河阶”，中侏罗统“西山窑阶”、“头屯河阶”
子课题负责：沙金庚、卢辉楠
承担单位：中国科学院南京地质古生物研究所

一、任务提出的依据

　　国际海相侏罗系早已建阶，但非海相地层的建阶工作尚未开始，主要原因一是国外非海相地层发育差；二是非海相地层的划分、定年和对比难度大。中国侏罗纪非海相地层发育齐全，并且出露广泛，地层中化石丰富，是国际非海相侏罗系建阶的最好地区。
　　第三届全国地层会议以来，新一轮“中国区域年代地层（地质年代）表”的编制工作已初步完成，表中尚有许多不成熟的年代地层单位。根据全国地层委员会主持的“中国主要断代地层建阶研究”二级课题分解论证会通过的中国陆相年代地层建阶方案，本课题的研究任务为建立中国北方陆相下、中侏罗统年代地层单元。

　
　

二、研究目的和主要内容
　　中国北方陆相侏罗纪地层分布广泛，沉积类型包括大型内陆盆地如塔里木盆地、准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地等，及各种山间盆地、断陷盆地等，迄今已有近百年的研究历史，许多地区积累了丰富的地层资料。90年代以来，侏罗纪的地层系统进一步完善，并开展了侏罗纪同位素和磁性年代地层学的工作。

　　准噶尔盆地为大型内陆含油气盆地，面积13╳10⁴m²在盆地周边褶皱带上广泛出露晚古生代至新生代地层，其中侏罗系层序齐全，最大沉积厚度超过4000m，下、中侏罗统沉积包括八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组四个地层单元，前人已开展岩石地层、生物地层、地震地层的综合对比工作，并建立起包括双壳类、腹足类、叶肢介、昆虫、大植物、孢粉、介形类、轮藻、鱼类和爬行类等化石门类在内的化石组合或化石带，为陆相侏罗系建阶工作提供了良好基础。

　
　

　　为完善“中国区域年代地层（地质年代）表”中不成熟年代地层单位，本着“抓关键、抓重点”的原则，本项课题将研究确立中国陆相区下、中侏罗统的年代地层单元，即下侏罗统“八道湾阶”、“三工河阶”，中侏罗统“西山窑阶”、“头屯河阶”。

　　课题将选取：

　　（１）新疆乌鲁木齐市郝家沟剖面为“八道湾阶”层型剖面

　　（２）新疆阜康县三工河剖面（三工河组建组剖面）为“三工河阶”层型剖面

　　（３）新疆乌鲁木齐市头屯河剖面（头屯河组建组剖面）为“头屯河阶”层型剖面

　　（４）新疆乌鲁木齐市郝家沟剖面为“西山窑阶”层型剖面

　　同时选取玛纳斯河、克拉玛依、吐鲁番盆地为辅助研究地区。

　　八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组在新疆地区分布较广，沉积厚度大，其岩石地层学特征和古生物化石变化明显。

　　通过系统生物地层学综合研究，补充并完善早、中侏罗世各门类化石组合序列，确定各阶起止界线的岩石地层学和生物化石带的标记，以及与欧洲海相地层阶的对比关系。

三、生物组合特征

●八道湾组生物群组合特征

双壳类：nioU -Margaritifera -Mitilus-My?Ferganoconcha组合
Ferganoconcha,　Unio为主(>50%)，其次为Pseudocardinia,　Mytilus Margaritifera，Tutuella，Sibireconcha，少量Yunnanoconcha，Cuneopsis

昆虫：

陆生昆虫：
Orthophiebia cororata，Mesopanorpa obscura，Protorthophlebia
latipennis，Cupedites minutissimus

水生昆虫：
Hydrobiites curtatus

叶肢介：
Palaeolimnadia guangyuanensis，Euestheria cf. shandanensis，
Euestheria cf. taniiformis

腹足类：
Viviparus sangongheeensis,Viviparus sp.

介形类：
Darwinula sp.

植物：
真蕨类为主，Cladophlebis vulgata, C. hirta, C. cf. gigantea, C. shansiensis；

松柏类：
Pityophyllumsp., Cycadocarpidium erdmanni, C. cf. swabi, Podozamites cf. punctatus；

银杏类：
Phoenicopsis angustifolia, Pseudotorellia sp., Czekanowskia nathorsti, Equisetites grosphodon

孢粉Ostmundacidites - Cerebropollenites - Cycadopites subgranulatus - Protoconiferus 组合
裸子植物花粉占优势：Pinuspollenites, Piceaepollenites, Cycadopites subgranalites, Chasmatosporites, Psophosphaera, Araucariacites；

蕨类植物孢子：
Deltoidospora, Osmundacidites

大孢子：
Aneuletes cucuma, Trileites cf. murrayi

●三工河组生物群组合特征

双壳Pseudocardinia　-Yunnanoconcha　-Unio-Feranoconcha组合
以Ferganoconcha, Pseudocardinia占优势，另有Sibireconcha, Margaritifera, Cuneopsis等

昆虫：
Dzeregia scalpriformis, Lobites granulatus

叶肢介：
Palaeolimnadia grandis, P. chuanbeiensis, P. baitianbaensis, Euestheria cf. taniiformis

腹足类：
Viviparus sangongheeensis, Viviparus sp.

介形类：
Darwinula sp.

植物：
Cladophlebis shandanensis, Coniopteris hymenophylloides, Todites denticulatus, Phoenocopsis angustifolia, Gleichenites nitida

孢粉：
Deltodospora- Cycadopites subgranulatus-Classopollis-Piceites

大孢子：
Aneuletes cucuma, Trileites cf. murrayi

●西山窑组生物群组合特征
　　

双壳类：Pseudocardinia- Ferganoconcha组合
Pseudocardinia繁盛, 常见Ferganoconcha subcentralis, F. sibirica, Unio zhunggarica

昆虫：
Plachutella derupta, Strongylites firmus, S. unitus, Platycrossos levigatus

腹足类：
Viviparus sangongheensis, Gyraulus sp.

植物：
真蕨类为主，Cladophlebis shanxiensis, C. cf. denticulatus, C. cf. vulgarta, C. suluktensis, Coniohymenophylloides, C. bella, C. burejensis, Phoenicopsis angustifolia

孢粉Cyathidites　minor　-Neoraistrickia　-Perinopollenites　-Piceaepollenites组合
Schizosporites, Leiaspaerida, Deltoidospora, Cyathidites ninor, Concentrisporites, Podocarpidites

大孢子：
Paxillitriletes phyllicus, Minerisporites richardsoni, Erlansonisporites sparassis

●头屯河组生物群组合特征

双壳类：Psilunio　-Cuneopsis　-Pseudocardinia组合
Cuneopsis sichuanensis, C. tuyukensis, Psilunio jinyuanensis, P. ovalis,
Ferganoconcha curta, F. elongata, F. subcentralis

叶肢介；
Qaidamestheria sp, Triglypta, manasica, T. tianshanensis, Euestheria sp.

腹足类；
Viviparus qiketaiensis, Pseudomnicola acuta, Amplovalvata suturalis, A. manasensis, Costovalvata antiqua

介形类
Darwinula　-Timiriasevia组合

Darwinula magna, Darwinula sarytimenensis, Timiriasevia mackerroui,
T. gracilis, T. catenularia, T. surrecta

植物：
真蕨类为主，Coniopteris murrayana, C. simplex, Cladophlebis sp., Eoracio lobifolia, Equselites laferales

孢粉Cyathidites　-Klukisporites　-Classopollis　-Concentrisporites组合
常见Schizosporites, Granodiscus, Deltoidospora, Cyathidites, Calamospora,
Classopollis, Concentrisporites

大孢子：
Erlansonisporites sparassis, Trileites sp

轮藻；
Aclistochara abshrica, A. yongpingensis, A. sublaevis, A. bransoni

　　本课题野外工作区域包括新疆准噶尔盆地南缘一线及吐鲁番盆地，工作重点在乌鲁木齐市郝家沟—头屯河剖面和三工河剖面。首先通过八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组建组剖面的详细研究，确立下、中侏罗统四个岩石地层单元的岩石地层学特征，明确起止界线及横向对比关系。
　　课题将进行建阶层型剖面的详细测量及化石采集工作，明确重要生物化石带在层型剖面上的确切位置，明确界线标志面，并探讨中国早—中侏罗世陆相区年代地层单元与欧洲海相区相当地层的对比关系，即“八道湾阶”与赫唐—辛涅缪尔阶、“三工河阶”与普林斯巴赫—托尔阶，“西山窑阶”与阿连—巴柔阶、“头屯河阶”与巴通—卡洛阶的对比关系。

与塔里木盆地西南坳陷、东南坳陷侏罗系的对比

　　塔里木盆地西南坳陷、东南坳陷侏罗系由下至上分为下侏罗统莎里塔什组、康苏组、中侏罗统杨叶组、塔尔尕组和上侏罗统库孜贡苏组。双壳类化石主要产于康苏组、杨叶组、塔尔尕组。
　　康苏组主要产有Unio lucaogouensis, Kija sp.（=Yananoconcha曹正尧等，2001），与本区三工河组可以对比。
　　杨叶组含有两个Kija组合，下部为Kija (=Pseudocardinia) carinata-K. ovalis 组合，以个体大、壳壁厚为特征，与本区的西山窑组可以对比；上部为Kija(=Pseudocardinia)? kweichouensis-K. ? hupehensis 组合，以个体小、壳壁薄为特征，与本区头屯河组下部相当。
　　塔尔尕组下部见Kija (=Pseudocardinia) ? sibirensis, K. ? sp.，可能与本区头屯河组中上部相当。

与吐哈盆地侏罗系的对比

　　土哈盆地侏罗系由下至上分为八道湾组、三工河组、西山窑组、三间房组、七克台组、齐古组和喀拉扎组。
　　双壳类化石仅分布于三间房组和七克台组。其中，三间房组含有Kija (=Pseudocardinia) yumenensis, K. carinata，与本区西山窑组上部相当。七克台组下部产有Kija (=Pseudocardinia) turfanensis, K. ovalis；七克台组上部产有：Lamprotula (Eolamprotula) turfanensis, Cuneopsis tuyukeensis，与本区头屯河组可以对比。

与羌塘—昌都盆地侏罗系的对比
　　东大桥组所含非海相双壳类化石为：Unio yunnanensis, U. sp., Psilunio ovalis, P. lufengensis, P. thailandicus, P. cf. yuanmouensis, Cuneopsis johannishoehmi, C. sichuanensis, Kija (=Pseudocardinia) angulata, K. cf. khadjakalanensis, K. kweichouensis, K. cf. subcentralis, Undulatula (Ancyrunio) cf. yunnanensis, U.(A.) sp., “Unionelloides” cf. globitriangularis, Acuneopsis cf. ovalis等（赵政璋等，2001）；显示与本区头屯河组双壳化石相近面貌。
　　雁石坪群中所含非海相双壳类化石主要为：Pilunio chaoi, Lamprotula (Eolamprotula) abrupticripta, L. (E.) cremeri, Cuneopsis sichuanensis等（杨遵仪等，1988）。

与陕甘宁盆地侏罗系的对比
　　陕甘宁盆地侏罗系由下至上分为富平组、延安组、直罗组和安定组，双壳类化石主要分布于延安组、直罗组和安定组。
　　延安组下部为Margaritifera- Unio –Ferganoconcha组合,与本区阳霞组双壳类化石组合相似。延安组上部和直罗组的双壳类化石组合比较相似，为Ferganoconcha-Kija (=Yananoconcha)组合，相当于本区三工河组双壳类化石组合。
　　安定组为Psilunio-Unio组合，可与本区头屯河组双壳化石对比。

与四川盆地侏罗系的对比
　　四川盆地侏罗系由下至上分为珍珠冲组、自流井组、新田沟组、下沙溪庙组、上沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组。
　　珍珠冲组双壳类化石仅有Kija和Margaritifera (Qiyangia)两个属，Kija 数量较少。这一组合与本区三工河组双壳类化石组合相当。
　　自流井组和新田沟组所含双壳类化石主要有：Cuneopsis, Psilunio, Kija, Margaritifera (Palaeomargaritifera), Modiolus等，与本区西山窑组双壳类化石组合相当。
　　下沙溪庙组和上沙溪庙组主要含有以下双壳类化石：Cuneopsis, Psilunio, Unionelloides, Lamprotula (Eolamprotula), Margaritifera (Palaeomargaritifera), Kija, Unio, Undulatula等，与本区头屯河组双壳类化石组合相当。

中国西部准噶尔盆地、塔里木盆地侏罗纪海泛事件

郝家沟剖面八道湾组上部海相化石Waagenoperna层

　　海相双壳类化石Waagenoperna mytiloides Zhang, W. lilingensis (Zhang), W. pernoformis Zhang, 共生淡水双壳类分子：Unio, Ferganoconcha, Yananooncha, Sibereconcha, Margaritifera, Lanceolaria等。推测沉积环境为泛滥平原，海相生物经某种通道间歇性地进入陆相盆地，这一现象可能与当时全球海平面上升有关。

关于库车坳陷侏罗纪的海泛
　　早侏罗世晚期的阳霞组和中侏罗世晚期的恰克马克组局部层段的换算B值、B/Ga的比值和Sr/Ba的比值已达到海水范畴；
　　阳霞组和恰克马克组中均产海相藻类化石；
　　阳霞组和恰克马克组中均含双壳类化石，这些双壳类化石在我国南方和青藏高原地区时与半咸水相甚至海相侏罗纪化石共存或混存。
　　这些海泛事件的发生时间与全球侏罗纪海平面上升事件的时间基本一致

四、预期成果
　　本课题将完成中国下、中侏罗统陆相年代地层建阶论文，投送《地层学杂志》发表，内容包括阶的名称、层型剖面地点及岩石组合特征、生物组合特征，定义阶的岩石地层学标志、生物地层学标志；并将完成相关化石门类生物地层研究论文。

　　　　

（二）“土城子阶”建阶研究
子课题负责：季强
承担单位：中国地质科学院地质研究所

一、野外工作

　　1、对北票地区胥家沟剖面、狼洞—八九代沟剖面、下府剖面、石砬子—刘家沟剖面、新开岭剖面、蝴蝶沟—大黑山剖面、蒙古营子剖面及土城子组原始命名剖面等进行了观察和研究。
　　2、对凌源地区水泉剖面进行了研究。
　　3、对河北平泉地区黄土梁—柿子沟剖面进行了观察和研究。

二、岩性和化石

　　在冀北—辽西地区土城子组一般分为三段：
　　一段为紫红色、砖红色泥岩、页岩、粉砂岩及砂岩，产叶肢介Pseudograpta murchisoniae, Ps. orbita, Ps. jonesi, Monilestheria oblonga, M. jinlingsiensis, Mesolimnadia jinlingsiensis; 植物Pagiophyllum spp.;孢粉Classopollis(80%)。
　　二段为紫红色、砖红色砾岩和砂砾岩。
　　三段为灰红色、灰色、杂色砂岩、砂砾岩和泥岩，产植物Leptostrobus marginatum, Pityolepis larixiformis, Elatides leptolepis等。

三、放射性同位素测年

　　1. 辽西义县组含鸟地层（凝灰岩）中的锆石，12个点的离子探针平均年龄值为125.2±2.2Ma; 长石激光微区⁴⁰Ar/³⁹Ar等时线年龄为127.4 ±1.3Ma。
　　2. 辽西义县下底家沟一带粗面岩黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为163.7Ma。
　　3. 冀北张家口火山岩K-Ar年龄为136Ma，锆石的年龄值还没有结果。　　4. 内蒙宁城道虎沟化石层上部的粗面岩黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为163Ma, 流
纹岩锆石离子探针年龄为164.6Ma(U-Pb), 侵入地层中的花岗岩黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为162Ma。

　

　

四、几点认识

　　1、在张家口组与蓝旗组之间存在大约28Ma 的时间跨度；
　　2、土城子组为快速沉积的产物，不可能代表28Ma中的全部沉积；
　　3、在张家口组与土城子组之间存在一个很大的间断，土城子组只代表晚侏罗世早期的沉积；
　　4、迄今为止，在冀北—辽西地区没有找到土城子组—张家口组或大北沟组的连续剖面，土城子阶的顶界难以确定。

五、建议
　　从这几年的工作情况来看，建立大北沟阶的条件已经成熟，下一阶段应着手启动该项研究，在没有发现新剖面的情况下，可以用大北沟阶的底界来作为土城子阶的顶界。