山東省曲阜牛郎山地區(qū)寒武系—奧陶系界線及地層劃分

張 龍 ，劉 倩

山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 a. 區(qū)域地質(zhì)處，b. 礦產(chǎn)勘查處，山東 濰坊 261021

0 引言

地質(zhì)剖面位于曲阜東南，距離曲阜約16 km。分布于曲阜石汪村、土門村一帶，該地區(qū)屬于低山丘陵地區(qū)，海拔高程在180～270 m之間。其地層分區(qū)屬華北地層大區(qū)，晉冀豫魯?shù)貙訁^(qū)，魯西地層分區(qū)，尼山小區(qū)。區(qū)域地質(zhì)概況見圖1。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖Fig. 1 Geological sketch map of the study area

近年來，一些科研機構(gòu)、院校的科研人員，對該地區(qū)寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)的巖石地層、生物地層、年代地層等進行了研究，大大提高了該時期地層的研究程度。以往的研究工作主要側(cè)重于巖石地層、三葉蟲生物地層的研究。論文運用新方法、新觀點，根據(jù)牙形石“Cordylodus lindstromi”的首現(xiàn)[1-2]，確定了寒武系—奧陶系的界線，為該地區(qū)地質(zhì)工作提供了依據(jù)。

1 牛郎山地區(qū)晚寒武世—早奧陶世地層劃分

對曲阜辛莊—土門一帶寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)地層進行了大比例尺實測剖面，劃分出炒米店組一段、二段，三山子組c段、b段、a段[3-5]；并沿剖面系統(tǒng)采集了牙形石化石。現(xiàn)將該剖面由低到到描述如下：

2 牙形石樣品采集

此次研究工作取到的牙形石樣品主要取于灰?guī)r、白云巖化灰?guī)r及少量白云巖地區(qū)。灰?guī)r地區(qū)牙形石豐富，在剖面上進行了系統(tǒng)的采樣工作，采樣過程中特別注意灰?guī)r的頂?shù)捉缑娴臉悠凡杉瑢ζ拭娴谋踊規(guī)r、薄層生物碎屑灰?guī)r進行了重點采樣工作。地層頂部出露白云巖，此次工作加強了對白云巖地區(qū)的牙形石取樣工作，以便確定地質(zhì)時代。總體取樣原則視各地層的厚度和巖石的產(chǎn)出狀況而定。剖面上共取牙形石樣品53件，經(jīng)過南京伊洛崗地質(zhì)科技有限公司對樣品進行處理和鑒定，共獲得44件牙形石標(biāo)本。

3 生物地層的劃分和對比

論文在曲阜辛莊—土門一帶以牙形石為手段，進行了生物地層的研究。在炒米店組和三山子組內(nèi)部潛在的寒武系—奧陶系界線附近建立了牙形石帶，為研究區(qū)地層研究提供了可靠的化石證據(jù)。本文識別出兩個牙形石帶。

3.1 Proconodntus帶

該帶位于炒米店組一段及二段底部層位，對應(yīng)剖面1～25層位，巖性為淺灰色中層泥質(zhì)條帶灰?guī)r、中層竹葉狀礫屑灰?guī)r、中層鮞粒灰?guī)r等。該帶化石有Proconodontus.transitans、P.muelleri、Pserratus、Hertzina americana、Teridontus nakamurai、Hispidodontus sp.、Gen.et sp.indet。大致與與三葉蟲Tsinania-Tsinania帶相一致。

本次工作在該帶采集了牙形石Teridontus nakamurai、Proconodontus tricarinatus、Furnishina furnishi、Proconodontus serratus Muller、Semiacontiodus nogamii Miller、Eoconodontus notchpeakensis、Proconodontus muelleri Miller、Proconodontus posterocostatus、Prosagittodontus dahlmani、Prooneotodus rotundatus、Prosagittodontus dahlmani。

3.2 Cordylodus lindstromi帶

該帶位于41層位，為三山子組c段頂部。以Cordylodus lindstromi首現(xiàn)為其底界，本帶以具有鋸齒的牙形石Cordylodus lindstromi的繁榮為特征，從下面延伸上來的有Prooneotodus gallatini、Teridontus nakamurai.除帶化石外，還有Teridontus gracilis、T.reclinatus、Drepanodus tenuie。

杜圣賢等在山東省張夏—崮山地區(qū)華北寒武系標(biāo)準(zhǔn)剖面上研究了早古生代牙形石并建立了6個寒武紀(jì)牙形石帶[6]。其中的4帶可以同本文的Proconodntus帶對比，6帶可以與Cordylodus lindstromi帶對比。位于6帶和4帶之間的5帶，未能鑒定出牙形石標(biāo)本。

4 寒武系—奧陶系界線確定

該地區(qū)在以往的地質(zhì)工作中，寒武系與奧陶系界線是以三葉蟲和角石類化石來確定的[7-9]。但是，在寒武系上部與奧體系下部層位，也即炒米店組頂部與三山子組層位，有相當(dāng)一段層位從未采集到大化石[10-11]。以往將寒武系與奧陶系的界線置于三山子組c段與b段之間，以薄層竹葉狀礫屑白云巖的出現(xiàn)作為奧陶系的開始[7]。如此以來，這個年代地層界線實際上就是以巖石地層界線為依據(jù)的，缺乏生物地層依據(jù)，與年代地層的概念不符合。

根據(jù)最新牙形石生物地層研究成果，以往認(rèn)為的寒武系與奧陶系的界線所處的巖石地層的層位，在不同地區(qū)有所不同。在原定界線上下進行了系統(tǒng)的牙形石取樣工作，經(jīng)南京伊洛崗地質(zhì)科技有限公司分析鑒定，獲得了豐富的牙形石個體標(biāo)本。其中在41層位中部取得的樣品中見有Cordylodus lindstromi，該點位于三山子組b段低界之下10 m處位置。因此，根據(jù)《中國區(qū)域年代地層（地質(zhì)年代）表說明書》，確定奧陶系最下部以牙形石Cordylodus lindstromi的首出現(xiàn)為標(biāo)志，該剖面寒武系與奧陶系的界線應(yīng)該位于41層底部，Cordylodus lindstromi的首現(xiàn)點位于三山子組c段頂界之下10 m處。因此，該地區(qū)將三山子組c段作為跨寒武—奧陶紀(jì)的巖石地層處理。

5 結(jié)論

（1）曲阜牛郎山地區(qū)晚寒武世—早奧陶世地層發(fā)育齊全，劃分出了炒米店組和三山子組，根據(jù)炒米店組頂部巖石具白云巖化現(xiàn)象，將其底部劃分為一段，頂部劃分為二段；根據(jù)巖石組合，將三山子組劃分為c段、b段、a段。

（2）根據(jù)牙形石種屬，在三山子組和炒米店組內(nèi)部建立了兩個牙形石帶，分別為Proconodntus帶和Cordylodus lindstromi帶，可與華北寒武系標(biāo)準(zhǔn)剖面牙形石帶對比。

（3）根據(jù)奧陶系最下部以牙形石Cordylodus lindstromi的首出現(xiàn)為標(biāo)志，確定該地區(qū)寒武系—奧陶系的界線位于三山子組c段頂部。

致謝：地層界線研究過程中，盧輝楠研究員承擔(dān)了牙形石化石的鑒定，在此表示衷心感謝。