王海鵬
遼寧省地質勘查院,遼寧大連 116100
遼寧省巖石地層太原組地質年代的確定
王海鵬
遼寧省地質勘查院,遼寧大連 116100
通過對遼寧省3個地層小區(太子河、大連、遼西)的太原組巖性、生物面貌、上下接觸關系的調查,認為遼寧省境內的巖石地層太原組的地質年代在各地是不同的.在太子河地區(包括東部渾江流域的桓仁地區)太原組的年代是晚石炭世,不穿時到其他時代;而大連地區和遼西地區的太原組的年代為晚石炭世-早二疊世,是具明顯穿時性的巖石地層.
巖石地層;太原組;地質年代;穿時性;遼寧省
翁文灝、Grabau(1922)創名太原系,創名地點為山西省太原市西山.原始含義“代表華北晚古生代含煤地層下部”.趙亞曾(1926)認為本溪附近(太子河地區)無太原系,復州-金州地區(大連地層小區)有太原系.野田光雄(1938)在本溪煤礦西黃旗溝創名黃旗統,相當于太原系的一部分,王鈺等(1954)稱黃旗群,其中包括黃旗砂巖和黃旗灰巖,時代為晚石炭世.潘廣(1959)將黃旗統改稱太原統;遼寧區調隊(1965~1989)改稱太原組,時代為晚石炭世.上述所論及的系、統、群、組等均為巖石地層和生物地層合為一體的名稱.
從1991年開始,全國地層多重劃分、對比研究項目(簡稱全國地層清理項目)開展以來,《遼寧省巖石地層》[1]、1∶5萬、1∶25萬地質調查均采用巖石地層太原組一名.在遼寧省境內一律用太原組,以CP t表示,以奧陶系之上的地層從出現第一層灰巖開始,到灰巖結束,即定義為巖石地層太原組.這種劃分方案并以CP t表示與太原組建組的山西省巖石地層太原組是基本一致的,僅山西省巖石地層該組的下部有1~10 m的碎屑巖(即遼寧省巖石地層本溪組的新洞溝段).這種照搬的方案尚未考慮到山西省巖石地層太原組頂部有斜道灰巖、東大窯灰巖的psendosehwagerina頂峰帶(富集帶)的存在,該帶在國內外均是二疊紀的類化石代表,因此山西省太原組以CP t表示是合理的(即穿時地層),其上山西組本應以P1s表示,但山西省巖石地層以CP s表示尚欠考慮.遼寧省巖石地層的山西組也以CP s表示.《遼寧省巖石地層》及1∶5萬、1∶25萬地質調查均涉及到太原組、山西組.其地質工作照搬了《山西省巖石地層》的觀點是不科學的,如再不糾正,必然會以訛傳訛.因此,筆者將遼寧省巖石地層太原組的實際材料進行研究和整理,并對其劃分及上下接觸關系、地質年代進行討論和確定.
遼寧省華北型石炭—二疊紀地層分區,分為太子河、大連、遼西3個地層小區.
1.1 遼東地層分區太子河小區該小區包含渾江流域桓仁縣暖河子地區、葡萄架嶺地區.
1)本溪市牛毛嶺太原組剖面
本溪牛毛嶺太原組剖面為次層型性剖面?據遼陽幅1∶20萬資料(1975)、遼寧省巖石地層資料(1979),略加修改.,太原組為剖面中的14~23層(圖1).
上覆地層:山西組中粒石英砂巖
整合接觸
太原組59.8 m
23.黃灰色砂質頁巖3.8 m
22.黑色灰巖透鏡體(牛毛嶺灰巖),富產Fusulinella schwagerinoides (Deprat),Fusulina cylindrical(Fischer),F.quasicylindricaLee?,Boultonia cf.willsi Lee,Eoschubertella sp.Ozawai0.4 m
21.灰、青、黃色頁巖,夾薄煤層,產腹足類化石甚多7.2 m
20.灰白色結晶灰巖(本溪灰巖),含海百合莖類化石甚多,產珊瑚:Lithostrotion kaipingense Grabau,Multethecopora penchiensisYoh, Chaetetes sp.;腕足類: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.黃色及青色砂巖,夾頁巖層,產腹足類化石甚多.14.0 m
18.上部黃鐵礦化,黑色,下部淡紅色結晶灰巖(小峪灰巖),產珊瑚:Alveolies tangshanenseGrabau,LithostrotionkaipingenseGrabau,Chaetetessp.;腕足類: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.黃色鈣質頁巖,上部含少數帶狀泥質灰巖13.6 m
16.深灰色灰巖(上部螞蟻灰巖),產腕足類:Choristites mosquensis?Fischer,Dielasmasp.;科:Fusulinella bocki Moller,Fusulina loncolataLee et Chen,F.sp.1.7 m
15.黃色鈣質頁巖4.8 m
14.淡灰色灰巖,露頭呈塊狀(下部螞蟻灰巖),富產腕足類:Choristites,Munella,Martinia,Camarphoria,Athyris,Squamularia,Dielasma,Pustula等屬;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
整合接觸
下伏地層:本溪組黃色砂質頁巖、砂巖.
本組所夾的灰巖各地變化較大,有的地方僅見3~4層,各層厚度也有變化.本組巖性變化見表1.幾層重要的灰巖簡介如下.
上、下螞蟻灰巖為趙亞曾(1926)創名,始稱螞蟻灰巖,命名地點為本溪市西北6 km的螞蟻村溝.牛毛嶺剖面下部的二層灰色灰巖,下層厚為0.88 m,上層厚為1.7 m,中間為4.8 m的黃色砂質頁巖所隔.下層為淺灰色,富含泥質;上層深灰色,致密而脆為標志,含化石Fusulina schellwieni等.
小峪灰巖為趙亞曾(1926)創名,創名地點為本溪市北順山子小峪溝.灰色厚層,含化石Fusulina konnoi,珊瑚化石Lithostrotion kaipingense,腕足化石Choristites mosquensis等.
本溪石灰巖也為趙亞曾創名,創名地點為本溪北牛毛嶺.范國清(1994)曾改名為彩北石灰巖層,遼寧省巖石地層用之.筆者認為改名無充分理由,本文仍沿用本溪石灰巖.灰巖為淺灰色,厚層狀,含豐富的、珊瑚及腕足化石,如Fusulinella bocki,Lithostrotion kaipingense等.
牛毛嶺石灰巖為盛金章(1951)年創名,創名地點為本溪市北牛毛嶺,為本組最高層位石灰巖,灰巖黑色、堅硬,厚約0.35 m.含豐富的化石Fusuline cylindrica等.分布范圍較窄,局部地段尖滅.

圖1 本溪牛毛嶺上石炭統太原組(C2t)剖面Fig.1 The profile of the upper Carboniferous Taiyuan formation in Niumaoling,Benxi City

表1 太子河地區太原組巖性變化表Table 1 The lithological change of Taiyuan formation in Taizihe area
小市石灰巖為盛金章(1958)命名,命名地點為本溪縣小市二道溝,其特征為紫色質堅而富泥質,產化石Eosthffella subsolana.一致被認為層位最低一層灰巖,具體的厚度和位置不祥.范國清(1990)改稱二道溝灰巖,理由不充分,本文仍沿用小市石灰巖.
本組厚度以本溪縣太平溝處為最厚,可達200余米,由東向西逐漸有變薄的趨勢.
2)桓仁縣于家堡子-暖河子太原組剖面(圖2)?據遼寧1∶5萬平頂山等四幅區調(2012),略加修改..

圖2 桓仁縣于家堡子-暖河子上石炭統太原組(C2t)實測地層剖面Fig.2 The measured profile of the Upper Carboniferous Yujiapuzi-Nuanhezi Taiyuan formation in Huanren
上覆:山西組(C2P1?)灰色頁巖,偶見鈣質結核.
整合接觸
太原組(C2t)32.03 m
12.淺灰色中厚層生物碎屑灰巖,產Crinoidea sp.et gen.indet Dictyclostus sp.等化石0.5 m
11.灰色粉砂質頁巖2 m
10.淺灰色中厚層燧石結核含生物碎屑泥晶灰巖,產Crinoidea sp.et gen. indet化石0.5 m
9.灰色粉砂質頁巖,產Cordaitessp.化石1 m
8.灰白色薄—中厚層鐵質膠結細粒石英砂巖,發育泥裂構造1.5 m
7.灰綠色粉砂質頁巖9.5 m
6.黃綠色頁巖8.5 m
5.淺灰色中厚層生物碎屑灰巖,見腕足化石碎片,產Choristites sp., Chaetetes sp.,Dictyclostus sp.等化石1 m
4.黃綠色頁巖1.50 m
3.黃綠色薄層鐵質膠結含粉砂細粒石英雜砂巖2.01 m
2.黃綠色粉砂質頁巖3.35 m
1.淺灰色中厚層燧石條帶及結核含生物碎屑泥晶灰巖,富含腕足化石碎片,產Choristites sp.,Crinoidea sp.et gen.indet化石0.67 m
整合接觸
下伏:本溪組(C2b)黃綠色頁巖.
在本地區橫向剖面的對比(圖3)中可以看出,該組在桓仁縣暖河子煤礦一帶厚度較薄,僅為32.03 m,未見煤層;而在牛心臺厚度較大,為160.79 m;東鳳鎮較牛心臺稍薄,變為117.8 m.另該組巖性較穩定,在桓仁縣于家堡子-暖河剖面的頂部以灰巖為主,偶夾石英砂巖;而在牛心臺則沉積大量石英砂巖;在東鳳鎮則出現了煤層.
該組在桓仁地區的灰巖中富含生物化石,且主要為海相動物,主要有海百合莖、珊瑚、及牙形刺等化石,尤其是本次發現了牙形刺化石.代表分子有:Arachnastraea sp.,Ivanouia sp.,Idiognothodus delicates, Hindeodellasp.,Eostaffellasubsobana,Fusulina,Fusulinella.與此共生的腕足類有Choristitessp.,Dictyoclostussp.等.

圖3 太原組在測區及鄰區橫向變化對比柱狀圖Fig.3 The lateral variation contrast of Taiyuan formation in the survey and adjacent area
1.2 遼東地層分區大連地層小區
1)金州后石南山太原組剖面(圖4)?據金州、大魏家鎮1∶5萬幅資料(1988),略加修改..

圖4 金州后石南山本溪組、太原組Fig.4 The Benxi and Taiyuan formations in Nanshan of Houshi, Jinzhou District
上覆地層:馬家溝組(O2m)淺灰色中厚層白云巖
斷層
太原組>108.97 m
36.黃綠色含粉砂質泥巖3.86 m
34.黃綠色粉砂質泥巖2.16 m
32.黃綠色黏土質巖屑石英粉砂巖2.98 m
31.深灰色中厚層含燧石結核生物屑泥晶灰巖0.74 m
30.黃綠色含灰質結核泥巖2.37 m
28.黃綠色粉砂、黏土質巖屑雜砂巖0.77 m
27.紫色薄層含細砂鐵質云母質巖屑粉砂巖3.86 m
26.淺灰色中厚層含黏土質泥晶灰巖3.09 m
25.紫色含泥礫黏土巖夾燧石結核灰巖2.87 m
24.黃綠色薄層黏土質含云母石英雜砂巖3.59 m
23.紫色鈣質泥晶灰巖3.59 m
22.紫色鐵質細粒巖屑砂巖0.88 m
20.灰色巨厚層含燧石條帶生物屑泥晶灰巖24.31 m
19.灰色巨厚層砂屑泥晶灰巖7.78 m
18.淺灰色中厚層—厚層含燧石條帶砂屑泥晶白云質灰巖4.86 m
16.紫紅色含黏土質泥晶灰巖1.94 m
14.黃綠色、紫色鈣屑粉砂巖3.89 m
vozhgalicaSafonova,Fusiella sp.,Pseudostaffellasp.2.92 m
平行不整合
下伏地層:本溪組黃綠色薄層粉砂質頁巖
2)瓦房店復州灣丁屯太原組剖面?據復州灣等四幅1∶5萬區調資料(1977).
山西組(P1?)僅分布于瓦房店復州灣地區,主要巖性為灰黑色鈣質泥巖、鋁土質泥巖、粉砂巖、薄層鋁土巖及煤線等.
次層型剖面為瓦房店復州灣鎮丁屯剖面(引用長興島等四幅1∶25萬地質資料)(圖5).

圖5 復州灣鎮丁屯山西組剖面Fig.5 The profile of Shanxi formation in Dingtun, Fuzhouwan Town
山西組44.12 m
10.灰黑色薄—中層硅質細粒石英砂巖3.63 m
9.灰色薄層鋁土質泥巖夾砂質鐵質巖12.24 m
8.黑色煤層0.45 m
7.灰色薄層鋁土質泥巖偶夾薄層砂巖5.44 m
6.黑色硅質巖夾灰黑色薄層硅化粉晶灰巖及硅化粉砂巖,產大量海百合莖、腕足類碎片等,見苔蘚蟲化石Polypora sp.10.32 m
5.灰色薄層鋁土巖0.96 m
4.淺灰色鋁土質頁巖及泥巖4.97 m
3.灰黑色薄層硅質巖0.77 m
2.灰黑色頁巖,產海百合莖、腕足類化石碎片0.56 m
1.灰黑色薄層鈣質泥巖,產腕足類Chonetes carbonifera,Astartellasp.等4.78 m
整合接觸
下伏地層:太原組深灰色薄—中層泥質泥晶灰巖
1.3 燕遼地層分區遼西地層小區
太原組(C2P1t)主要巖性為砂巖與頁巖互層,夾泥灰巖和煤層,與下伏的本溪組為整合接觸或平行不整合接觸.厚5.1~14.1 m.
次層型剖面為凌源老虎溝剖面?據錦西幅1∶20萬區域地質調查報告資料、建平幅1∶25萬區域地質調查資料(2003),略加修改.,見圖6中6~8層.
上覆地層:山西組
整合接觸
太原組14.1 m
8.灰黃色薄層泥灰巖夾頁巖5.3 m
7.灰黑色頁巖夾煤層3.3 m
6.灰綠色薄層細砂巖夾頁巖,產Nearopteris pseadovata Gothan et Sze, Lipidodendron oculus felis(Abbado)Zeiller 5.5 m
整合接觸
下伏地層:本溪組灰黑色頁巖夾細砂巖
在葫蘆島南票沙鍋屯采到植物化石Neuropteris sp.,Sphenophyllum sp.,S.cf.verticillatum(Schloth.),Taeniopteris sp.,Pecopteris sp.,Stigmaria sp.在朝陽石灰窯子采到植物化石Pecopteris sp.,P.cyatea Brongniart.Nearopterissp.,TaeniopterisnystroemiiHalle.
中國地層典石炭系記述葫蘆島楊杖子榆樹屯黑色角巖化頁巖中產海相化石,腕足類Chonetes cf.latesinuata Schellwien,Prodactussp.,Dictyoclostus taiyuanfuensis(Grabau),D.cf.gruenwaldti(Krotov), Schewienella sp.,Streptorphynchus kayseri Schellwien;瓣鰓類Sangusinolites cf.olseniGrabau;苔蘚蟲Fenestellasp.
遼寧省巖石地層[1]認為遼西地區太原組尖滅,而未說明尖滅的原因.遼寧省地質礦產調查院(2003)建平幅、錦州幅1∶25萬地質報告按遼寧省巖石地層的觀點編寫,均無太原組存在.本文根據海相化石腕足存在的事實及泥灰巖的標志,尤其是參閱楊樹嶺、郭杖子幅1∶5萬的地質調查報告(2000)資料,即在遼寧凌源與河北平泉縣交界的楊樹嶺幅內有太原組,厚約29 m,而將凌源幅1∶20萬凌源老虎溝剖面的6~8層、建平幅1∶25萬老虎溝剖面的5~7層(原劃入山西組)定為太原組.

圖6 凌源老虎溝本溪組、太原組剖面Fig.6 The profile of Benxi and Taiyuan formations in Laohugou,Lingyuan
盛金章(1958)系統地研究了遼寧省太子河流域的“本溪組”(現巖石地層太原組)類化石,劃分兩個化石帶,5個亞帶.自上而下為Fusulina-Fusulinella帶和Eostaffella subsolana帶.
Fusulina-Fusulinella帶分為Fusulina cylindriea-Fusulina quasicylindrica亞帶,對應的地層為牛毛嶺灰巖;Fusulina provecta亞帶,對應的地層為本溪灰巖;Pseudostaffella sphaeroidea亞帶,對應的地層為小峪灰巖;Fusalina konnoi亞帶,對應的地層為上部螞蟻灰巖;Fusnlina schellwieni亞帶,對應的地層為下螞蟻灰巖.
Eostaffella subsolana帶對應的地層為小市灰巖.
范氏的劃法過于簡化,且缺少對應巖石地層的說明.
2.1.1Profusulinella parva-Eostaffella subsolana共存延限帶
該帶的主要共生分子為Eosatffella quasiampla,E.intermedia,Profusulinellaovata,P.rhomboides,P.wangyui等.
該共存延限帶所含屬種均顯示比較原始、低級,旋壁構造一般為三層式,無透明層.
該帶在大連地層小區最豐富,多出現在太原組的中、下部.在太子河小區僅報道出現在小市灰巖中,具體的小市灰巖存在的位置至今難以確定,因此無法與巖石地層對應.
2.1.2Fusulina-Fusulinella組合帶
該帶對應的巖石地層為太原組中上部.以Fusulina,Fusulinella二屬的不同種為主要代表,所含的屬種旋壁構造主要以具透明層的四層式居多,其形態為標準的紡錘形,即所謂的紡錘蟲名稱來源.該組合下分二個組合亞帶.
1)Fusulina schellwieni-Fusulinella bocki組合亞帶(遼寧省巖石地層的Fusulinella provecta,本文改為F.bocki).
該組合亞帶對應的巖石地層為太原組的螞蟻灰巖、小峪灰巖、本溪灰巖.除亞帶的化石外,與之共存的主要有:Ozawainella angulata,Taitzehoella taitzehoensis,Fusulinellapseudobocki,Fsusulinalanceolata,F.pseudokonnoi,F.pankouensis等.腕足為Choristites mosquensis.珊瑚為Lithostrotion kaipingense.牙形刺Idioganthodus sinuatus,I.carrgatus,I.magnificus等.
2)Fusulina cylindrica-F.quasicylindrica組合亞帶
該亞帶對應的巖石地層為太原組的牛毛嶺灰巖.除帶化石外,共生的屬種有Fusulina ulitinensis,F.nytvica,F.quasicylindricavar.compacta,F.yangi等.
2.1.3Pseudoschwagerina延限帶
該延限帶對應的巖石地層為太原組,僅分布于大連地層小區,即賦存于太原組丁屯灰巖中.該帶主要分子有Pseudoschwagerinamoller,Rugsofusulina taiyuanensis,R.cf.varita,R.praeovia,Quasifusulinacf.cayeuxi等.與之共生的有珊瑚Caniniacf.mapingensis,Bothrophyllumsp.,腕足Choristites wutzensis等.
在大連小區Profusulinella parva-Eostaffella subsolana共存延限帶與Fusulina-Fusuliella組合帶中的成分,出現上下混生現象,即前者在太子河地區僅出現在太原組下部,而在大連地區出現在太原組中部,甚至在上部也有出現.這個現象表明石炭紀海水由東北向西南侵入,即由太子河地區向大連地區侵入,將太子河地區類繁衍到大連地區,海水在大連地區時間較長,沉積物較厚,如三棱山灰巖可達35~60 m,其后又沉積了丁屯灰巖,并出現了Pseudoschwagerina延限帶的生物地層.
據范國卿[2]報道,在大連地區的Pseudoschwagerina延限帶內發現了Triticites simplex,具體層位不明,若建立像山西省的太原組的Triticites頂峰帶,目前尚有困難.
2.2 腕足
遼寧省石炭—二疊紀腕足類十分豐富,綜合王敏成(1985)遼寧腕足動物化石在地層上的分布及遼寧省巖石地層[1]、范國卿[2]東北地區南部石炭紀地層與生物群的資料,組建如下生物地層.
2.2.1Linoproductus tenuistriatus-Avonia Yaungiana組合帶.
該帶相當于遼寧省巖石地層的Linoproductus tenuistriatus-Ovatia cf.tenuistriata組合帶.主要成分除構成化石帶的分子外,尚有Schizophoria resupinata, Ovatia kongjiabaoensis,Linoproductus minor等.該組合帶對應的地層為太原組下部,與Eostaffella subsoana延限帶共存.
2.2.2Choristites mosquensis延限帶
該延限帶源于趙亞曾(1926)華北地層區腕足類的研究.與其共生分子有Choristites sowerbyi, Brachythyrina strangwaysi,Martinia manchuricus等.對應的巖石地層為太原組螞蟻灰巖和小峪灰巖.
2.2.3Dictyoclostus taiyanfuensis-Chonetes uralicus組合帶
該帶主要出現在大連地區,據范國卿[2]報道在復州灣石炭系剖面太原組上部(丁屯灰巖)有Dictyoclstus taiyanfuensis,與類Pseudoschwagrina延限帶共生.本文綜合金州后石南山剖面35層的資料,應加入Chonetes uralicas作為組合,其成分除化石組合外,尚有戟貝超科的Chonetes大量出現,以C.uralicus為主,故組建此組合帶.對應的巖石地層為太原組中的丁屯灰巖.
除大連地區有該組合帶生物地層,遼西地區的楊家杖子榆樹屯也有記述Dictyoclostus taiyanfuensis,表明遼西區有此生物地層,但具體對應的巖石地層尚不明確.
2.3 珊瑚
據王鈺等(1954)資料,太原組本溪灰巖中含有Lithostrotion kaipingense,Multithecopora penchiensis, Chatetes penchiensis;在小峪灰巖中含Alveolitestangshanense,Lithostrotion kaipingense,Chaetites sp.等,其中Lithostrotion kaipingense層位穩定,是否建帶有待今后研究.
遼寧省地質局區調隊?桓仁幅1∶20萬區域報告及地質圖、礦產圖.1975.(1973~1975)在本溪縣草河掌石炭紀地層內采到Bradyphyllamsp.,?Diphphyllumsp.郭勝哲(1980)描述了Diphyphyllum Chaohezhangense,表明該化石確實存在.但是,由于無具體的剖面,層位難以確認,暫無法建立生物地層.
2.4 牙形刺
遼寧省石炭紀牙形刺生物地層自上而下為如下組合.
2.4.1Idioganthodussinuatus-I.Crrngtus-Declinognathodus lateralis組合
該組合為尚冠雄、汪曾蔭(1988)建立.主要成分除組合的屬種外,與其共生的還有Adetognathus lautus等.其主要代表分子為美國賓夕法尼亞系最下部一個組莫洛組上段的重要化石,也見于我國新疆昆侖山北坡的卡島拉依組;在甘肅見于清遠組上部.該組合與Eostaffella等化石共生.對應的巖石地層為太原組下部.
2.4.2Idiognathodusmagnificus-I.lcaviformis-Neognathodus roundyi組合
該組合由尚冠雄、汪曾蔭(1988)建立,包括Idiognathodus imcurvus,I.magnificus,Hindeodella sp., Prioniodussp.等.與Fusulina-Fusulinella組合帶共生.對應的巖石地層為太原組中部.
2.4.3Streptona elegantulus-S.oppletus組合帶
該組合帶主要成分除組合帶名單外,尚有S.wabaunsensis等.與化石Pseudoschwagerina延限帶共生,對應的巖石地層為太原組上部.
2.5 植物
Neuropteris ovata-Lepidodendron posthumii組合帶
該帶系李星學(1963)創建的“早期華夏植物群”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.
該組合帶的植物有如下特征:鱗木目繁盛,梭鱗木、貓眼鱗木葉座較大,多為縱菱形,葉座和葉痕形狀相同,大小相近,如南票鱗木,為華夏植物區所特有;齒葉屬(Tingia)開始出現,該屬為華夏植物群的典型代表之一;楔葉屬大量繁盛,葉片大都呈楔形,不分裂或淺裂;蕨綱類的植物大量出現,櫛羊齒屬開始繁盛,小羽片較小,與羽軸幾乎垂直;科達綱相當發育,種類雖不多,但均為高大喬木,是造煤植物之一.該帶發育于遼寧省的3個小區,對應的巖石地層為太原組.
巖石地層單位是以巖石的巖性特征為基礎建立的,太原組的定義就是以奧陶系之上出現灰巖開始,直到最后一層灰巖結束,中間可夾砂巖、頁巖、煤層(煤線)為巖性特征建立的巖石單位.沉積環境為海陸交互相,生物化石豐富,已建立了多個生物地層單位,根據生物化石顯示隨地質時間推移而進化演變,即生物演化具不可逆性.這種演變在地層記錄中是不重復的,生物地層單位就是有相對地質年齡的價值,因此,太原組的地質年齡就應該依靠它包括的生物地層單位來確定.
遼寧省巖石地層太原組中,下部的地質年代公認是晚石炭世(國際的Moscovian、Kazimovian、Gzhelian,中國的達拉期、逍遙期),而頂部(部分為上部)的地質年代值得研究和確認.
太子河地層小區太原組內的灰巖層數公認的最多為5層,一般為4層,少者為2層.最頂部的一層灰巖為牛毛嶺灰巖,所含的、牙形刺、腕足等化石均為石炭紀的化石,尚未具有二疊紀的化石成分,而缺少的灰巖層均缺少牛毛嶺灰巖.因此,應當確認太子河地層小區(含渾江西部地區)的太原組的時代為晚石炭世,在該地區不穿時至二疊紀,應該以C2t表示,不應該以C2P1t表示,其上的地層山西組應以C2P1s表示.
大連地層小區的太原組內的灰巖層數多達15層,其中最頂部一層灰巖早有命名,即丁屯灰巖,其中國際公認二疊紀的化石Psendochwagerina非常發育.該化石的富集帶可與太原組建組的山西省太原組剖面的東大窯灰巖內的Psendochwagerina頂峰帶(富集帶)對比,即丁屯灰巖和東大窯灰巖對比.范國清[2]在金州后石南山剖面的35層灰巖下部采到Triticites simplex,產化石的層位相當山西太原組上部的斜道灰巖,Triticites也是公認的二疊紀化石.因此,筆者確認大連地層小區的太原組上部丁屯灰巖的地質年代為早二疊世(國際的Asselian,中國的紫松期),即大連地層小區的太原組地質年代為二疊紀早期,即太原組是穿時地層,應當以C2P1t表示,而其上的地層山西組自然應以P1s表示.燕遼地層分區遼西地層小區的太原組內灰巖極少,所列剖面僅有一層泥灰巖,根據中國地層典石炭系(1965,尹贊勛主編)在葫蘆島楊杖子榆樹屯太原組內采到大量的海相化石,其中有腕足類、瓣鰓類、苔蘚類,后二者在二疊紀極發育,其中瓣鰓類Sangusinolites(血石蛤)在內蒙古早二疊世哲思群內很發育;腕足類Dictyclostns taiyuanfuensis在山西省二疊紀山西組內發育.根據生物化石判定遼西的太原組有一部分地層的地質年代為二疊紀早期.因此,遼西地層小區的太原組的地質年代為晚石炭世—早二疊世,以C2P1t表示,其上的山西組以P1s表示.
通過對遼寧省巖石地層太原組地質年代的確定,其結論是有的地方是穿時的(指地質年代“紀”),即大連地層小區和遼西地層小區太原組是穿時的;有的地方是不穿時的,即太子河地區小區的太原組的地質年代僅為石炭紀.關于地層穿時和不穿時的概念,應當理解為平行存在,不能單一存在.而遼寧省巖石地層太原組(山西組也一樣)在以往的資料中全為穿時地層,這是不正確的,應當按照實際情況,即本文所論述的觀點進行糾正.在地質調查工作中應遵循這一原則,在地質劃分、對比、沉積巖石學與古地理研究工作中也應遵循這一原則.
本文在編寫過程中得到王敏成老師的幫助,在此深表謝意.
[1]楊欣德,李星云.遼寧省巖石地層——全國地層多重劃分對比研究(21)[M].武漢:中國地質大學出版社,1997.
[2]陳為公,范國清.遼東半島南部的石炭-二疊系界線[J].遼寧地質, 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.編輯:張哲.
王海鵬(1972—),男,高級工程師,從事區域地質與礦產調查、空間數據庫及項目管理工作,通信地址遼寧省大連市金州區五一路10號,E-mail//dlwanghaipeng@163.com