华北地区二叠系三分的研究现状和展望

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华北地区二叠系三分的研究现状和展望

作者：田臣龙 李守军 王秀静 徐凤琳 赵秀丽 来源：《科技创新导报》2013年第08期

摘 要：从2000年以来国际上二叠系正式三分，二叠系划分和对比时采用的标准是海相地层。因为非海相地层的划分和对比一直是一个国际难题，所以以海陆交互相及陆相为主的华北地区二叠纪地层难以和国际标准的海相地层对比，华北地区二叠系三分界线难以确定。华南地区二叠系为海相，地层的划分和对比研究已基本与国际接轨，成为中国年代地层划分和对比的标准。对于华北二叠系三分，我们结合综合地层学的研究手段用华北地区的标准剖面与华南标准剖面行研究和对比，来确定华北地区二叠系三分的界线。 关键词：二叠系 三分 华北地区 地层对比 综合地层学 标准剖面

中图分类号：P5 TE1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-000-04 1 国内外研究的现状

国际二叠系的研究从19世纪40年代开始，以皮尔姆（Perm）命名，开始只包括空谷期（Kungurian）、卡赞期（Kazanian）至鞑靼期（Tatarian）的海退沉积序列。1940年，C.Dunbar详细的介绍了乌拉尔地区的二叠系层序后，该地区的二叠纪的地层被广泛应用，成为当时二叠系对比的标准。

但其中一部分地层以陆相为主，难以成为国际性对比的全球层型。70年代，专家们提出了一系列由海相地层组成的二叠纪复合年代地层序列，分别以菊石（W.M.Furnish，1973）[1]、牙形石（J.B.Waterhouse，1976）[2]等生物地层格架为基础。

由于选取的各个标准剖面相距较远，它们之间的层位关系难以确定，所以这种划分的方案没有推广开。到了二十世纪末，国际上拟定出一套新的二叠系划分方案，建议采用乌拉尔、美国西南部和华南的完整层序作为统的标准，自上而下分别是乌拉尔统、瓜德鲁普统和乐平统（Jin et al.，1994，1997；金玉玕等）[3-4]。

2000年，国际地科联国际地层委员会正式将二叠系三分，并将三个统分别命名为命名为乌拉尔统-以俄罗斯和哈萨克斯坦交界的乌拉尔山南部地层为标准；瓜德鲁普统-以美国德克萨斯州与新墨西哥州接壤的瓜德鲁普山的地层为标准；乐平统-以华南的乐平统为标准（Remane et al.eds.，2000，金玉玕等译，2000）[5] （沈树忠，2005）[6]。

该方案将二叠系年代地层分为3统9阶，已经建立了7个GSSP（Global Boundary Stratotype Section and Point，全球界线层型剖面和点），即金钉子。三统之间和二叠系顶底界线（共4条界线）均有金钉子（图1）[7]。

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中国二叠纪地层研究始于19世纪80年代（F.V.Richthofen，1882），但研究的比较零星，直到20世纪20年代，中国的二叠纪岩石地层序列才建立起来。根据前期调查的成果，葛利普（1931）[8]、黄汲清（1932）[9]、丁文江和葛利普（1933）[10]等提出中国第一套二叠系划分方案。20世纪50年代，盛金章（1962）[11]和李星学（1963）[12]分别总结了我国二叠纪海相和陆相地层。他们利用20世纪50年代获得的古生物和地层资料，建立起中国统一的划分方案，这样中国地层单位得到较好的统一，去除了很多不必要的地方性岩石地层单位名称。 通过詹立培等（1982）[13]对我国各地二叠系做的新的总结和盛金章等（1982）[14]编写的我国的二叠系对比表这两项工作表明，各个地区的地层单位差别较大，需要进一步的对比和统一。到20世纪80年末以来，通过深入的专题研究和大量的国际交流和合作，得到了许多珍贵的成果和经验，这使得我国的二叠纪的地层划分和对比的研究进步很大，在此同时，也开展建立全球层型剖面和点位的研究（中国地层典—二叠系，2000）[15]。

在国际二叠系三分方案确立后，以海相地层为主的华南、青藏和台湾等地区，与国际标准层的沉积环境接近，其划分和对比与国际基本接轨，成为我国年代地层的划分和对比的标准；华北二叠系主要以海陆交互相和陆相地层为主，所以划分的精度不够，三分界线确立比较困难。

2 华北二叠系

华北二叠系从下到上依次发育着以下地层。

太原组：是二叠系与石炭系的分界地层，主要岩性为海陆交互的碎屑岩，泥质岩及煤层，下部含灰岩。

山西组：下部为含砾石英砂岩，上部为砂页岩夹可采煤层，还有丰富的植物化石。代表海退背景下的三角洲平原泥炭沼泽环境和热带潮湿气候条件。

石盒子组：下部为不规则的煤层，往上夹铁锰及铝土层，出现长石石英砂岩。为一套岩性复杂的河湖相沉积。

孙家沟组：以紫红色粉砂岩、粉砂质泥岩、长石砂岩为主，底部为浅灰紫色砂砾岩，底部含砾石较多。化石很少，偶夹石膏。代表干旱的内陆湖泊沉积。

华北板块的主体从二叠纪基本脱离了海洋环境，仅在早期遭受短期的海侵的影响，发育着海相及海陆交互相的地层；中期晚期则为陆相，因此二叠系以陆相沉积为主。

该地区二叠系划长期以来沿用二分方案（如山东省的二叠系，表1）。使用三分方案后，地层的划分和对比就更成了问题，不但岩石地层不能精确对比到阶一级单位，就是对比到统一级也难达成一致，有待进一步的划分和对比。近年来，华北地区二叠系三分问题成为热点，研究工作也陆续的开展起来。

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