河北曲阳中、新元古界

作者&投稿:郎杰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
中—新元古界~

华北盆地分布的中—新元古界(图1-1-2),由一套未变质或轻微变质的海相富镁碳酸盐岩夹碎屑岩组成。露头剖面主要分布于河北、天津、北京及山西的部分地区,以蓟县剖面为标准剖面。根据岩性组合、古生物组合、地球物理特征等,将中—新元古界划分为3个系(表1-3-1),分别为长城系、蓟县系和青白口系。

表1-3-1 冀中油气区中—新元古界岩性特征简表

(杜金虎等,2002,略修改)
1.岩石地层特征
吕梁运动形成了遍及全区的造山运动。中新元古代时期,地壳运动主要表现为频繁的区域性升降(白瑾等,1996),多期沉降沉积和多期抬升剥蚀,构成多个沉积间断面(图1-3-1)。既有平行不整合,也有角度不整合,这些间断面是地层划分对比的重要依据,可根据地震反射特征进行有效识别。由华北油田GA66测线地震剖面上可以识别出(图1-3-2),中—新元古界顶部有明显的削截现象,上覆寒武系府君山组超覆其上,反应两者之间存在明显的不整合面。
中—新元古界岩性组合稳定,横向对比和追踪较为可靠,是地层划分、对比的重要依据。在覆盖区的钻孔资料中还辅以自然伽马测井曲线、电阻率曲线(高深1井,雾8井)进行地层划分对比(图1-3-3)。

图1-3-1 华北地区中—新元古界沉积间断素描图


图1-3-2 华北GA664测线地震剖面图

同位素绝对年龄值也是地层划分对比的重要依据,燕辽地区同位素绝对年龄数据相对集中(表1-3-2)。同位素测试数据显示,各地层单元底界同位素年龄分别为:长城系1900Ma,蓟县系1400Ma,青白口系1000Ma,寒武系590Ma。
(1)长城系
长城系是以碎屑岩为主的海相沉积,自老到新可划分为常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组。
常州沟组 超覆在太古宇—古元古界结晶基底之上,与下伏地层呈角度不整合接触。下部为肉红色含砾长石砂岩,见槽状、板状交错层理及递变层理等;中上部为灰白色石英砂岩,具斜层理、“人”字形交错层理;燕山东段为含海绿石粉砂岩、页岩,顶部见酸性火山岩,上覆串岭沟组页岩。自然伽马曲线呈高尖齿或高掌状,由下至上呈高—低—较高的尖齿状组合特征。

图1-3-3 高深1井电测曲线组合示意图

串岭沟组 为灰绿色、深灰色、黑色页岩,夹有少量泥质云岩透镜体,上覆团山子组泥质云岩。宣化庞家堡底部为鲕状赤铁矿层,即著名的“宣龙式”铁矿。冀中平原地区为深灰色泥页岩及泥质云岩。自然伽马曲线呈高尖峰状或高掌状,由下至上呈高掌状—次高峰状—高掌状组合特征。

表1-3-2 燕辽地区中—新元古界同位素年龄数据表

团山子组 下部为深灰色泥质云岩夹少量页岩,泥质云岩呈薄板状,水平层理发育;上部为灰色硅质云岩及层纹石云岩,上覆大红峪组白云岩。自然伽马曲线下部低尖齿状,上部为高尖齿状。
大红峪组 蓟县剖面下部为白云岩夹石英砂岩;中部为火山岩,页岩及石英砂岩;上部为硅质云岩;顶部为锥状叠层石云岩,与上覆高于庄组分界。其他剖面为石英砂岩或硅质云岩夹石英砂岩。自然伽马曲线呈尖齿状或比较高的掌状,由下至上呈较高掌状—尖齿状。
高于庄组 分布于燕山地区东段至辽西地区。该组下部为硅质云岩,叠层石云岩夹含锰泥质粉砂岩及含锰页岩,局部夹锰矿层;中部为云质灰岩夹炭质页岩;上部为硅质云岩及叠层石云岩。自然伽马曲线总体呈锯齿状,每段的下部以高尖齿或掌状为主,上部为低平齿状间尖齿的组合。燕山西段、冀中及太行山地区主要为硅质云岩及少量叠层石云岩。
(2)蓟县系
蓟县系是以碳酸盐岩为主的海相沉积,自老到新划分为杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组。
杨庄组 中下部为紫红色泥(砂)质云岩夹少量泥页岩及砂岩;上部为灰色—深灰色硅质云岩、叠层石云岩夹紫红色、灰白色泥页岩,上覆雾迷山组叠层石云岩。自然伽马曲线呈高尖峰状或高掌状,即高尖齿与齿状交互的组合。
雾迷山组 叠层石云岩发育,叠层石结构、构造形态多样,韵律频繁。有锥状叠层石、凝块石、核形石、小波纹叠层石、层状叠层石、层纹石云岩及泥粉晶云岩等组成形式不同厚度不等的韵律层。一般韵律层厚1~2m,最厚可达4m,硅化强烈,硅质形态随岩石结构、构造而异,有燧石团块、结核、条带、纹层及燧石层等。辽西地区雾迷山组上部夹有少量灰岩。其他地区全为硅质云岩及叠层石云岩。雾迷山组可分为4段,其电性特征由下至上呈大段低平小齿—高指状尖齿—大段低平小齿的特征组合,雾1段自然伽马曲线呈高尖峰或高指状与齿状或低平小齿组合;雾2段自然伽马曲线呈块状低齿与块状高尖齿频繁间互的组合;雾3段自然伽马曲线呈块状高指状尖齿与块状低平小齿的组合;雾4段自然伽马曲线呈低平小齿夹一组高指状尖齿。
洪水庄组 主要分布在霸州以北的燕辽地区,由雾迷山组的叠层石云岩逐渐过渡为该组的薄板状云岩。自然伽马曲线呈块状高台阶状,由下至上呈高掌状—次高掌状—高掌状的组合。燕山西段云岩较发育,夹有少量页岩。
铁岭组 下部为白云岩,见干裂、鸟眼构造;中部为含锰灰质云岩夹海绿石页岩,局部地区夹有铁锰矿层,即著名的“四海式”铁矿;上部为叠层石灰岩。自然伽马曲线呈低平锯齿状,下部间有高尖齿状的组合。冀西北、冀西、霸州一带为白云岩、夹少量页岩。铁岭组顶部为风化剥蚀面,与上覆下马岭组平行不整合接触。
(3)青白口系
青白口系由下部碎屑岩和上部海相碳酸盐岩组成,自老到新划分为下马岭组、长龙山组、景儿峪组。
下马岭组 灰色、灰黑色页岩,夹少量砂岩、粉砂岩透镜体。涿鹿—怀来一带夹有灰岩透镜体。自然伽马曲线呈一组块状高台阶状的高峰段;电阻率曲线呈低平状。
长龙山组 石英砂岩、海绿石石英砂岩、粉砂岩,夹有少量紫红色、灰绿色泥页岩。石英砂岩见斜层理、“人”字形交错层理。自然伽马曲线由下至上为块状尖齿—高掌状—块状尖齿—高掌状的特征组合,而电阻率曲线由下至上则为刺刀状尖峰—低平锯齿—刺刀状尖峰—低平锯齿的特征组合。
景儿峪组 底部为风化剥蚀面,主体岩性为紫红色、灰绿色泥质灰岩及泥灰岩,灰绿色泥灰岩中常见丘状层理。怀来一带为泥质云岩、泥灰岩及页岩。自然伽马曲线由下至上为块状高指状段—低小尖齿状段—高台阶尖齿状段的特征组合。
2.生物地层划分
中新元古代生物群以藻类古植物为主体,在地质历史进化过程中,其群体形态、单体结构等呈有规律的演变,其组合种属是地层划分的依据之一。冀中地区曾于浅牛6井雾迷山组上部至铁岭组发现丰富的微古植物化石,在高深1井、京101井常州沟组至雾迷山组下部也发现了一些微古植物化石,通过对比蓟县剖面,可建立4个组合(表1-3-3)。

表1-3-3 燕山地区中—新元古界主要生物组合简表

3.地层展布
根据岩性和古生物化石分布资料,绘制了冀中、曲阳(乔秀夫等,1985)、太行山、燕山等地区地层划分与区域对比图(表1-3-4;图1-3-4~图1-3-6)。结合地震、钻井资料对渤海湾盆地残留地层展布规律进行了研究。
华北盆地中元古代时期,沉积盆地的延展方向呈北东向,沉积中心和沉降中心稳定地分布在蓟县—承德—凌源一线,中心部位地层沉积厚度近10000m,向北西和南东两侧呈台阶状变薄。
长城系集中于燕辽一带,向南延伸到豫西地区(图1-3-7,图1-3-8)。由于其埋藏深度大,在渤海湾盆地中,仅在中、南部局部地区高部位,如高阳低凸起、宁晋凸起、邢衡隆起和深钻井宁3井见有分布。
常州沟组主要分布在蔚县—阜平—石家庄以北地区,沉降中心位于冀东北—辽西一带,厚度在1900m左右。其中宽城地区厚度1914m,蓟县地区厚度864m,其他地区厚度不均,一般在10~500m之间。

表1-3-4 华北地区中—新元古界地层划分方案对比简表


图1-3-4 燕山—太行山北段长城系对比图


图1-3-5 燕山—太行山北段蓟县系对比图


图1-3-6 燕山—太行山北段青白口系对比图


图1-3-7 渤海湾盆地长城系上部(大红峪组-高于庄组)残留厚度等值线图

(据华北石油管理局勘探开发研究院,1996,修编)
串岭沟组、团山子组和大红峪组形成时期,沉降中心转位于蓟县到宽城一带,最大沉积厚度达1800m。其中,串岭沟组最大沉积厚度达1000m。蓟县一带厚1044m,宽城一带厚230m,其他地区厚度不均,一般不超过200m。团山子组最大沉积厚度300m。其中蓟县一带厚312m,宽城一带厚259m,其他地区厚度不超过200m。大红峪组最大沉积厚度400m。其中蓟县一带厚402m,宽城一带厚443m,其他地区厚度不超过150m。
高于庄组形成时期经历了一次较大规模的海侵作用,沉降中心发育在北京—蓟县一带,最大沉积厚度约1500m,向四周逐渐减薄,直至尖灭。
蓟县系残留地层分布于燕辽和豫西2个沉积区,其中燕辽区最大厚度达4000m(图1-3-9)。目前资料表明在大城—高阳一线以南缺失洪水庄组、铁岭组,这是由于雾迷山组沉积后期,床子岭运动造成整体区域上升,使洪水庄期和铁岭期沉积范围缩小所致。
杨庄组沉积中心位于蓟县—遵化一带,最大沉积厚度达1000m,沉积分布面积呈减小趋势,地层厚度变化幅度较大,由沉积中心向四周急剧减薄,直至尖灭。
雾迷山期地层沉积范围相比杨庄期显著扩大,向西跨过了蔚县—阜平一线,向南至黄骅坳陷的盐1井,沉降中心位于蓟县平泉—凌源一带,沉积厚度达2900~3200m之间,向四周逐渐减薄直至尖灭。
洪水庄组沉积范围有一定的局限性。此期发育有2个沉降中心,分别位于蓟县—兴隆和辽西地区,沉积厚度约170m。其中蓟县一带厚149m,十三陵地区厚101m,其他地区厚度一般不超过100m。

图1-3-8 渤海湾盆地长城系下部(常州沟组—团山子组)残留厚度等值线图

(据华北石油管理局勘探开发研究院,1996,修编)
铁岭组与洪水庄组类似,依然保持2个沉降中心的格局。铁岭晚期芹峪运动使华北地区整体抬升,铁岭组遭受不同程度的风化剥蚀。沉降中心位于北京—兴隆一带,残留厚度为400m,周缘残留厚度逐渐减薄,直至尖灭。
华北盆地中—新元古界各层系之间普遍存在沉积间断,其沉积分布范围和沉降中心不断发生改变。
青白口系分布比较广泛(图1-3-10),但与长城系和蓟县系相比,分布范围有所减小,安新—霸州以北有钻遇,以南地区缺失下马岭组,常见长龙山组直接覆盖于铁岭组或雾迷山组之上。残留地层中心在涿鹿—昌平—平泉地区,最大残留地层厚度400~600m,洛阳—临汝—驻马店一带地层厚度为200~600m。
下马岭期沉降中心依然为2个。但相比铁岭期,沉降中心由北京—兴隆一带转移到了怀来—宣化一带,最大沉积厚度超过300m。
长龙山组厚度较薄,沉降中心位于京西—怀来一带和延庆地区,沉积厚度150m左右,其他地区沉积厚度一般为40~100m,周缘地区因后期抬升剥蚀,残留厚度较小或缺失。

图1-3-9 渤海湾盆地蓟县系残留厚度等值线图

(据华北石油管理局勘探开发研究院,1996,修编)
景儿峪期继承了长龙山期海域的基本形态,但晚期由于蓟县运动使华北地区整体抬升,景儿峪组遭受不同程度的剥蚀。根据残留厚度的分布及地层颜色的变化趋势,推测景儿峪组沉降中心位于京西地区,该处残留厚度近200m,其他地区残留厚度一般为20~100m,西部及东部边缘地带因后期抬升剥蚀,残留厚度较小或缺失。
综上所述,华北地区中元古界沉积分布局限,分为南区和北区。北区以碳酸盐岩为主,厚度近10000m,沉积中心稳定,主要分布在蓟县和凌源地区,向北西、南东两侧,地层厚度呈台阶状变薄;南区以碎屑岩为主,厚度不超过3000m。在其下方,出现了一套火山岩系,主要集中在豫西、陕南和中条山一带,厚度为4000~5000m。新元古界青白口系沉积中心位于下花园一带,与中元古界的沉积中心有所偏离,并开始向东部郯庐断裂地区拓展。

图1-3-10 渤海湾盆地新元古界青白口系残留厚度等值线图

(据华北石油管理局勘探开发研究院,1996,修编)
4.沉积建造
中—新元古界形成于太古宇和古元古界组成的结晶岩系之上,由一套未变质或轻微变质的局限海相富镁碳酸盐岩夹碎屑岩组成。
长城系底部常州沟组为滨岸碎屑岩沉积,以灰色砂岩为主,夹少量砂质白云岩。此后,研究区水体变深,形成串岭沟组灰色页岩、炭质泥岩沉积层,表现为一次明显的海侵过程。上部团山子组、大红峪组、高于庄组则是另外一次海侵过程的产物。但垂向上,海平面变化差异性较小,岩性均以局限台地相灰色白云岩为主,对太行山地区的研究成果表明,最大海泛面应该形成于高于庄二段时期,该期灰色页岩较为发育。
蓟县系沉积时期,渤海湾盆地是冀辽坳拉谷内的一部分,无火山活动,坳陷内沉积了厚度巨大的局限台地相碳酸盐岩,其中的藻结构碳酸盐岩和结晶白云岩是华北地区前古近系主要的潜在油气储层。下部杨庄组、雾迷山组以灰褐色白云岩为主,夹少量紫红色泥质白云岩。上部洪水庄组、铁岭组水体变深,多见灰褐色白云岩夹页岩,或呈互层分布。
青白口系沉积时期,沉积中心向西偏移,研究区水体加深,由台地环境过渡为陆棚沉积环境。底部的下马岭组以灰色页岩、夹少量褐灰色灰岩、白云岩为主。上部长龙山组、景儿峪组水体变浅,陆源物质影响较大,多见滨岸碎屑岩沉积,发育灰白色石英砂岩、含砾砂岩、杂色泥岩等。
综上所述,中—新元古界在空间位置上,不同沉积时期沉积和沉降中心基本一致(图1-3-11)。在沉积序列上,长城系主要为碎屑岩-火山岩-碳酸盐岩建造;蓟县系主要为碳酸盐岩建造,反映了一个完整的巨型沉积旋回;青白口系主要为碎屑岩—碳酸盐岩建造,反映了另一个巨型沉积旋回的开始。

图1-3-11 中—新元古界演化示意图(年代地层格架)

前已述及,现代沉积学重大进展主要表现在各种边缘、分支、交叉、横断学科的诞生和发展(覃建雄等,1995),其重点和前沿正发生转移,而围绕资源、环境、灾害和全球变化4个主题展开。中、新元古界目前的研究重点还是为资源服务的。
华北中、新元古代地层分布广泛,多处发现铁、锰、磷金属和非金属矿产,但是至今未探明出较大规模的矿床。目前,地表范围内的地质普查和详查工作均已基本完成,因此加大对于覆盖地区的地下找矿应提到研究工作的议事日程。从沉积学和岩相古地理学的基础地质理论研究着眼,重要的问题是分别按照两种不同的沉积成矿系列加以考虑,即机械沉积成矿系列和化学-生物化学沉积成矿系列(宋天锐等,1991)。沉积学的研究应对这两种成矿系列做进一步的研究,以对这两种成矿系列普查勘探加以更深一步的指导。
随着油气勘探领域的逐渐扩大,古老地层也应得到必要的重视。应用新的沉积学和岩相古地理学理论和新技术、新方法,诸如层序地层学理论、地球物理和化学勘探等方法,以更准确地预测中、新元古界有利沉积相带的分布及其中生、储、盖层的时空展布。如最近华北古生界石油天然气勘探经理部于1995年完成的“太行山、燕山层序地层剖面研究”项目,较系统地进行了中、新元古界的层序地层学研究,但其与石油地质条件相结合的研究还不够紧密,尚待石油地质工作者们进一步做工作。
随着新的测试手段的出现以及沉积学与其它学科的交叉,新的沉积学研究方法将不断出现。如沉积学与数学的交叉结合、沉积学与化学地层的结合(王翔,1990),40Ar/39Ar阶段加热技术和Cl-Ar相关性研究(王松山等,1995)等等扩大了沉积学的研究范围,使沉积学研究走向更深一层,从而也可为中、新元古界的石油地质学研究和油气勘探提供新思路、新方法。
总之,随着沉积学以及其它地质学理论的不断推陈出新,随着人类对矿产资源需求的日益扩大,对中、新元古界油气地质沉积学的研究必将日益受到重视。

(一)中、新元古界基本特征(表2—6)

剖面总厚1851.46m,位于曲阳县城北杨沙侯至孝木一带,由杨沙侯村北水渠依次丈量常州沟组,串岭沟组、团山子组、大红峪组、然后略东移,沿淌水沟(石片子沟)向北延伸至山梁,丈量了高于庄组-杨庄组,至雾迷山组燧石条带白云岩止,平距约2km,倾向北西,雾迷山组和龙山组测于北孝木村公路西侧,地层倾角陡直,甚至倒转,出露较好,便于观察与研究,地层主要北西侧倾(图2—34)。剖面基本特征:

(1)高于庄组以下的长城系各组,在杨沙侯北约1km2范围内自下而上依次可见:常州沟组,以褐红-白色块状沉积石英为主,具波痕、泥裂,厚17.84m.;串岭沟组,以含海绿石石英砂岩为主,夹页岩及铁质石英砂岩(图版6—2),厚49m;团山子组主要为紫红色块状含砂粒屑白云岩,含喀什叠层石,厚22.1m;顶有剥蚀,与大红峪组平行不整合接触,大红峪组主要为灰白色沉积岩石英岩,厚98.05m;上述各组厚度虽薄,主要岩性、岩相特征均可与蓟县及冀西北对比,故分别建组。

(2)高于庄组厚1045.13m,发育较全,可划分为四个段十个岩性段。主要岩性、岩相特征可与易县对比,但也有相变,其中底和中部的红色泥质白云岩是良好标志层。由杨沙侯经葛条沟至下河,东西约13km范围内可依次见到高于庄组超覆在大红峪组石英岩、古元古界甘陶河群白云母长石-石英片岩和理化白云质大理岩,以及太古宇阜平群片麻岩、片岩之上,除与大红峪组角度关系不甚明显外,其它均呈角度不整合接触。

(3)杨庄组厚14.2—18.2m,底砂岩不稳定,厚度变化大,为纯石英砂岩,上为浅红色粒屑白云岩,下与高于庄组为平行不整合接触;上与雾迷山组为连续沉积。

表2—6 曲阳中、新元古代地层简表

图2—34 河北曲阳杨沙侯—下庄高于庄组剖面

Ptg-甘陶河群;Chc-常州沟组;Chch-串岭沟组;Cht-团山子组;Chd-大红峪组;Chg-高于庄组:第一岩性段(1—17)紫红色富含砂泥陆源物质发育段;第二岩性段(18—45)灰色含锥形藻硅质白云岩发育段;第三岩性段(46—52)灰色(棕黄)含锰、含泥白云岩发育段;第四岩性段(53—56)浅灰色纯白云岩发育段;第五岩性段(57—77)灰白色硅质白云岩发育段;第六岩性段(78—89)灰色纹层藻白云岩发育段;第七岩性段(90—132)浅灰-灰含砂、含屑硅质条带白云岩及纹层藻叠层白云岩发育段;第八岩性段(133—168)泥质白云岩-硅质白云岩韵律发育段;第九岩性段(169—178)灰色厚层-块状硅质白云岩发育段;第十岩性段(179—192)条带状团粒-鲕粒白云质硅质岩发育段。Jxy-杨庄组;Jxw-雾迷山组

(4)雾迷山组发育不全,残厚554.82m,顶剥蚀严重,与涞水对比,所残留的为一、二段和三段之一部分,其上缺失洪水庄组,铁岭组、下马岭组,与龙山组直接接触。

(5)龙山组厚46.32m,厚度变化大,以块状燧石角砾岩、角砾状燧石岩和沉积石英岩为主,含赤铁矿,底面不平整,具红色粘土风化壳,据区测资料底部大型漏斗沉积发育,龙山组燧石角砾岩可填入雾迷山组的漏斗深度达200m以上,其上缺失景儿峪组与寒武系馒头组紫红色砂质泥岩平行不整合接触。

概括之,曲阳中、新元古界下部有长城系碎屑岩系沉积,上部缺失严重,厚度显著变薄。

(二)高于庄组以下长城系各组

曲阳杨沙侯至下河,这个狭小范围内,可见高于庄组超覆在不同岩系之上。

杨沙侯村北水渠及水库低凹地区,有高于庄组以下,长城系其它各组出露,分布范围约1km2,高于庄组与大红峪组接触,各组特征综合为:

1.常州沟组(Chc)(1—3层)17.48m

主要岩性为褐红-白色厚层-块状细粒沉积石英岩,石英85%以上,少量长石,硅质胶结,次生加大,中部对称波痕及不规则状“泥裂”发育,上部交错层理发育。

2.串岭沟组(Chch)(4—11层)厚49m

下至中部以灰白色厚层—块状沉积石英岩为主,夹中-薄层灰绿色页岩、铁质粉砂岩及透镜状赤矿层,上部以灰绿色页岩及薄层状含海绿石粉-细砂岩为主。

普遍含条带状及分散状海绿石,可与区域上含铁层位对比,微细水平层理、斜层理及交错层理发育,上部对称和不对称波痕较发育;有时显粒度韵律。

底界以出现状赤铁矿与灰绿、紫红色砂质页岩与常州沟组划分,呈整合接触。

3.团子山组(Cht)(第12层)23.10m

主要为紫红色块状砂粒屑白云岩。

粒屑成分为紫红色泥质白云岩,1—3mm,圆一椭圆形,具铁质氧化圈及干裂所致的锯齿状边缘,因交代外形常不完整,微晶白云石(30%)胶结,砂质充填。

顶紫红色微晶白云岩喀什叠层石,与下伏串岭沟组整合接触,与上覆大红峪组接触面不平整,有风化壳,为平行不整合接触。

4.大红峪组(Chd)(13—18层)98.05m

主要为灰白(肉红)中—厚层中-细粒沉积石英岩,底为浅棕色中-薄层泥质砂岩夹白云质粉砂岩,含海绿石,微细水平层理发育。沉积石英岩致密、坚硬、质纯、石英达90%以上,硅质胶结,显清晰次生加大。

(三)高于庄组(Chg)

曲阳高于庄组可划分为四或五个段,为便于井下对比,综合野外、镜下将其划分为十个岩性段(表2—5),与上、下地层接触关系见表2—6,自下而上为:

第一岩性段(1—17层)紫红色富砂、泥陆源物质发育段35.73m。

本段中下部(1—10层)主要是紫红色中-薄层含石英砂泥质白云岩,隐-微晶,底部含砾,成分为长石、石英及石英片岩等,见对称波痕及石膏假晶,上部为灰-浅灰中-薄层含砂、粉砂屑白云岩和含砂砾屑白云岩(图版2—3)。

第二岩性段(18—45层)灰色含锥状藻叠层石硅质白云岩发育段,102.88m。

本段以灰-灰白中-厚层含硅质条带微晶白云岩为主,锥状藻叠层石多以群体出现,条带状分布、硅化明显,具凝块及葡萄状微结构,局部含砂、含屑,以18、26、28、30、32、35、37等层锥状藻叠层石最发育,底界18层为第一含锥藻叠层石标志层。

第三岩性段(46—52层)灰色(棕黄)含锰、泥质白云岩发育段26.31m。

本段下部以灰色中层含锰隐-微晶白云岩为主,风化面棕黄为含锰标志,常呈显微细水平及波状层理,以上浅灰中-薄层页片状泥质白云岩为主,微含锰、含铁质结核,易风化被掩盖,呈缓坡。

第四岩性段(53—56层)浅灰色纯白岩发育段,51m。

本段以浅灰厚层-块状微晶白云岩为主,贫硅,质纯,仅顶见硅质团块,镜下显凝块结构,见小型柱状藻,风化呈羊群状,通称羊群地貌。

第五岩性段(57—77层)灰白色中-薄层硅质白云岩发育段。138.78m。

中下部(51—71层)以中-薄层夹中-厚层硅质白云岩(图版2—6)为主,硅质灰白、致密,呈条带及结核状;中部(63—64层)主要为大波纹藻团块及结核,风化面棕黄。

第六岩性段(78—89层)灰色纹层藻叠层石白云岩发育段,32.78m。

以灰-深灰厚层-块状纹层及大波纹藻叠层石白云岩为主,硅质条带集中在下部,风化面棕黄,亮暗层清晰,普遍见藻屑及葡萄状微结构。

第七岩性段(90—132层)浅灰-灰含砂,含屑硅质条带白云岩及纹层藻叠层石白云岩韵律层发育段,108.03m。

以中-厚层硅质条带白云岩及纹层藻叠层石白云岩为主,显底部含砂、含屑,向上过渡为硅质条带白云岩或纹层藻叠层石白云岩的韵律层,下以含砂、藻屑及纹层藻叠层石白云岩发育为特点,上以含鲕、团粒及泥质的硅质条带白云岩发育为特点。

第八岩性段(133—168层)泥质白云岩-硅质白云岩的韵律发育段,228.22m。

本段特点:普遍含砂、含屑、富泥、色红、性软、韵律发育,硅质形态多样,韵律多以浅灰-灰黄中层泥质白云岩为底,含砂、含屑、韵律上多为灰色中-厚层含硅质微晶白云岩或纹层藻叠层石白云岩。

135—137层和161—162层为两套浅紫色红色泥质白云岩标志层;139、158、161等层见锥状藻叠层石。

第九岩性段(169—178层)灰色厚层-块硅质白云岩发育段,129.55m。

中下部以灰色厚、块状硅质隐-微晶白云岩为主,硅质为短条带,团块及结核,上以灰色中厚层硅质纹层藻叠层石白云岩为主,硅质显纹层,部分为条带及团块状,见鲕粒-团粒结构,藻亮暗层较清晰,暗层显凝块状、丝状、线状,同生硅质层纹含浅黄色残余沥青质。

第十岩性段(179—192层)条带状团粒-粒白云质硅质岩发育段,191.85m。

以浅灰中层含硅质隐-微晶白云岩为主,夹多层团粒-鲕粒白云质硅质岩条带,硅质形态多样,以短条带和团块为主,其中团粒-鲕粒硅质条带风化面似砂状,镜下可见清晰藻鲕结构(186、189、191层),常显斜层理及交错层理,具高能沉积特点,隐-微晶白云岩有时具纹层藻叠层石结构。亮暗层较清晰。

192层顶为厚约30—40m棕黄色(风化面)团粒-鲕粒白云质硅质岩,地貌突出较稳定。

上覆杨庄组(193—195m),厚14.2m。

(四)雾迷山组顶底划分标志

1.底界:雾迷山组(Jxw)与高于庄组(Chg)的划分标志:

曲阳北孝木村西雾迷山组剖面以2.85m的赤绿色-浅红色石英砂岩及浅灰色硅质白云岩与浅紫红色页片状泥质白云岩组成的互层为底界。其理由如下:

(1)浅灰绿色细粒石英砂岩,质纯,石英颗粒占85%,粒径为0.25—0.1mm,圆度及分选均较好,白云质胶结,紫红色页片状白云岩,泥质较重,本套岩性特征清晰,分布稳定,并可与区域蓟县雾迷山组底对比,如山西繁寺茶房村北四道沟以南剖面是以6.2m的紫红色粗粒长石石英砂岩为底,辉源县下里沟之西沟剖面是以1m的灰白色石英砂岩为底;曲阳县灵山镇剖面是以10m左右的红色砂岩夹页岩为底,唐县灌城剖面Jxw之底部岩性均为灰白色巨厚层中晶白云质石英砂岩,向上渐变为砂质白云岩含砂白云岩,厚5.67%。

(2)本剖面之1—5层,浅灰白色厚层-块状隐-微晶白云岩夹两层厚约10cm之团粒白云岩,底部为红色细角砾岩,角砾成分为燧石及白云岩,棱角状,红色铁质及白云质胶结,厚24.29m,本段岩性特征可与保定幅地质图综合剖面高于庄组第四段相对比,其厚21—28m,厚度亦大致相当。

(3)从藻叠层石白云岩的特征上,下部第一岩性段可大致与蓟县中、新元古界标准剖面对比,石英砂岩之上6—12层依次出现之密波纹状藻叠层石白云岩-大型波纹藻叠层石白云岩,与蓟县雾迷山组第一段岩性特征大致相似。

根据系统观察南孝木至北孝木公路西侧之雾迷山组以下高于庄组剖面,自下而上其大套岩性特征,下部浅灰白色-浅红色中-粗晶含锰白云岩段,不含或少含燧石团块,晶粒粗大,铁锰元素经风化后显浅红色,分布不均,地貌呈圆包状。中部:浅灰白色中-薄层隐-微晶白云岩段,其下见断续分布之燧石条带及结核,其上夹泥质页片状白云岩,含砂,并见对称波痕和大型波纹藻叠层石,性脆,裂隙发育,至上部相当为灰白色厚层-块状微晶白云岩。本套地层目估厚度700—800m。

下伏以断层与浅红色石英岩(轻变质)及云母片岩组成之间互层接触。

归纳之,本剖面之雾迷山组与下伏高于庄组的区别为:

(1)颜色,高于庄组色浅,以浅灰白色为主,而雾迷山组以浅灰-灰色为主;

(2)燧石含量,高于庄组燧石含量显著少于雾迷山组,且多为不规则状;

(3)高于庄组藻叠层石较少,且单一,也不同于雾迷山组;

(4)高于庄组含锰。

高于庄组上述特征,亦可与太行山地区其它剖面对比,本区缺失杨庄组,高于庄组与雾迷山组平行不整合接触。

2.顶界:雾迷山组与景儿峪组划分依据

(1)本区雾迷山组顶面不平整,上覆有厚约20—30cm厚之红色粘土质风化壳,且广泛见于太行山中-北段各地(图2—35)。

图2—35 太行山中-北段雾迷山组与景儿峪组界线

(2)岩性突变,上覆景儿峪组(Qnj)为一套燧石角砾岩,角砾主要由纹层状燧石组成,含量及分布不均,呈棱角状,大小悬殊,大者达20cm左右,一般为2—5cm,燧石质胶结,砂质充填,横向及纵向均可见变为沉积石英岩,石英岩主要由石英颗粒组成,占80%以上,硅质次生加大胶结,特殊者,在燧石角砾岩中普遍可见藻结核和藻丛,形态多样,大小不一,故反映此套岩性系一种特定环境产物,有别于下伏雾迷山组,故Jxw顶界在本区易于划分和识别。

(3)根据在研究区小范围内勘查,景儿峪组燧石角砾岩及其上下层位,多断裂,故使得产状零乱,变化大,主要由于其岩性脆,受力后易破裂所致。虽然如此,其层位及层序还是清楚的,燧石角砾岩厚约30—40m,石英砂岩约20—30m,大部分出露点,二者为上、下层位关系,石英岩之上为下寒武统馒头组,紫红色砂质泥岩及浅黄色白云岩,含石盐假晶。

雾迷山组七个岩性段和四个标志层:

本剖面总厚554.82m,根据岩性特征,藻叠层石特征,韵律性质以及其它沉积特征,将曲阳雾迷山组自下而上可划分为七个岩性段,其中又有四个较为突出的标志层或层组,自下而上介绍于下。

第一岩性段(6—16层)为灰色波纹藻叠层石白云岩段,本段特征:底部第六层以2.85m的浅紫红色-灰绿色石英砂岩,含砾白云质砂岩,及中-薄层砂质白云岩与紫红色页片状泥质白云岩组成的互层、横向稳定,陆源碎屑含量高为特征,中下部以灰色含砂(砾)白云岩、白云质砂岩、砂质白云岩或鲕粒-团块白云岩为底,上为大型波纹藻叠层石白云岩组成的6—7个间断韵律层,上部鲕粒、团粒、藻屑及藻结核发育,本段厚119.48m。

第二岩性段(17—26层)为浅灰色-灰色燧石条带白云岩段,本段特征,燧石较富集,底部由第18层燧石岩、燧石岩质砂岩、砂质白云岩,白云岩组成4—5个间断正韵律层,韵律层之间常见冲刷,岩性致密,坚硬,厚23m左右,为良好之标志层。

下部以纹层状燧石条带白云岩为主,夹波纹藻叠层石白云岩,上部含燧石结核,结核呈饼状链条状,大小不一,大者长2—3m,小者数厘米,具同心环,中部第23层,其顶界有1.5m浅灰白色微晶白云岩,质纯、性软、风化后呈土状,可为标志层。本段厚103.22m,本段下部微裂缝十分发育。

第三岩性段(27—33层)为浅灰白色中-厚层白云岩段,本段特征以浅灰白色微晶白云岩为主,下部含少量燧石条带及结核,全段可划分6—7个间断正韵律,韵律底部是含砂、含砾白云岩向上过渡为纯白云岩,中下部夹两层大约厚20cm左右的放射状藻叠层石白云岩,形态特殊,可为标志层,本段厚56.04m。

31—33层纯白云岩中微裂缝及穿层裂缝发育,较小的溶洞也发育。

第四岩性段(34—36)为含“藻礁”之燧石条带白云岩段。本段特征为灰-灰白色含砾含砂白云燧石条带白云岩组成4—5个韵律层,在34和36层灰色的白云岩中含“藻礁”,“礁体”由黑色密波纹藻叠层石白云岩组成,“礁体”呈透镜状产出,长7—8m,高2—3m,顺层断续分布,本段厚60.75m。

第五岩性段(37—42层)为灰色含花斑状藻团燧石白云岩段,本段以灰色燧石条带白云岩为主,夹4—5层花斑状藻团燧石岩,由树枝状硅化藻组成(图版5—3)。第40层上部有1.5m厚的藻团白云质燧石岩,岩性突变,横向稳定,藻团呈不规则状,富有机质,具纹层,大部分硅化,可为主要标志层。本段厚83.28m。

第六岩性段(43—45层),灰-紫红色白云岩段。

本段特征以灰-紫红色微晶白云岩为主,含少量不规则状燧石条带白云岩带段,本段共夹有4—5层紫红色微晶白云岩,第43层中上部夹二层,厚度依次为0.3和1.2m,第44层上部夹一层,厚约0.3m。尤其是第45层自底向上4m,为一套特殊岩性段,鲕粒-团粒白云岩-紫红色含红色燧石结核白云岩-花斑状藻团白云岩,其中夹有微晶白云岩,岩性组合突出,横向稳定,为主要标志层,本段厚45.59m,本段下部有发育的大型穿层裂缝。

第七岩性段(45—46层),浅灰色厚层-块状白云岩段,本段特征以浅灰色厚层-块状微-细晶白云岩为主,风化而略显红色,性脆,不规则状构造微裂缝十分发育,下部含燧石结核,中上部含柱状及锥状藻叠层石,本段顶面不平整,上为红色粘土质风化壳。本段厚85.46m。

上覆地层景儿峪组:燧石角砾岩和石英岩。




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