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冀西北康保地區(qū)早白堊世地層的發(fā)現(xiàn)

2017-01-09 11:25張樹勝謝明忠范和平尚洪田任建帥劉永平秦明輝陳中山
中國煤炭地質(zhì) 2016年12期
關(guān)鍵詞:粉砂薄層泥巖

張樹勝,謝明忠,范和平,尚洪田,任建帥,劉永平,秦明輝,陳中山

(1.河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊(duì),河北宣化 075100;2.河北省煤田地質(zhì)勘查院,河北邢臺(tái) 054000;3.河北省煤田地質(zhì)局,石家莊 050085;4.河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì),河北邢臺(tái) 054000)

冀西北康保地區(qū)早白堊世地層的發(fā)現(xiàn)

張樹勝1,謝明忠2,范和平3,尚洪田1,任建帥1,劉永平1,秦明輝1,陳中山4

(1.河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊(duì),河北宣化 075100;2.河北省煤田地質(zhì)勘查院,河北邢臺(tái) 054000;3.河北省煤田地質(zhì)局,石家莊 050085;4.河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì),河北邢臺(tái) 054000)

地質(zhì)勘查揭露,在冀西北康保地區(qū)忠義凹陷內(nèi)賦存有一套半固結(jié)雜色含煤碎屑巖沉積,厚度400~800余米,分布面積達(dá)500 km2。之前認(rèn)為該地層為上侏羅統(tǒng)后城組、中侏羅統(tǒng)下花園組上段和古近系始新-漸新統(tǒng)靈山組,本次工作采集了孢粉樣品,經(jīng)分析獲得了比較豐富的孢粉化石,化石組合的顯著特點(diǎn)是含有豐富海金沙科孢子,其中Cicatricosisporites百分比含量豐富且分異度高,沒有被子植物花粉的蹤跡,時(shí)代應(yīng)為早白堊世中期,層位與冀北西瓜園組和遼西九佛堂組相當(dāng)。依巖性、孢粉組合,建議該套地層稱為九佛堂組。該地層的發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)建立本區(qū)比較完整的地層層序和標(biāo)準(zhǔn)地層格架有益,而且對(duì)于深入研究燕山地區(qū)侏羅-白堊紀(jì)的大地構(gòu)造演化過程和燕山運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造期次劃分具有重要意義。

早白堊世;西瓜園組;九佛堂組;康保地區(qū);冀西北

冀西北地區(qū)的晚中生代地層包括張家口組、大北溝組、義縣組(西瓜園組、花吉營組[1])、南店組(下店組)、青石砬組和南天門組(洗馬林組、土井子組[1])[2],《中國地層表》將這套地層歸為早白堊世[3]。除張家口組在沽源、赤城北部、張家口北和蔚縣東部有大面積分布外,其他各組分布范圍均較有限,多數(shù)局限于一個(gè)獨(dú)立的沉積盆地內(nèi),如大北溝組只在尚義縣閻家窯一帶及赤城的樣田有賦存;西瓜園組和花吉營組分別見于沽源小廠和大二號(hào)、小河子、長梁等地;南店組分布極為零星;青石砬組、南天門組(洗馬林組和土井子組)僅在萬全黃家堡、李虎莊一帶有分布。位于河北省西北隅的康保地區(qū)僅見張家口組零星露頭[4-5](圖1)。近十年來,河北省煤田地質(zhì)四隊(duì)及其他地勘單位在康保地區(qū)的多個(gè)區(qū)塊開展了煤炭勘查工作[7-14],施工鉆孔40余個(gè)。其中,八大股、王牛灘、東風(fēng)等勘查區(qū)的鉆孔揭露到一套以綠灰、紫紅色泥巖為主,次為綠灰色、灰色砂巖、礫巖,并夾凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰?guī)r和薄層褐煤的雜色地層,厚度400~800余米,不整合覆于下花園組、化德群、紅旗營子巖群之上。在勘查初期,根據(jù)地層層序或成巖程度,這套地層曾被認(rèn)為是中侏羅統(tǒng)下花園組上段[7,9]、上侏羅統(tǒng)后城組[13-14]和古近系始新-漸新統(tǒng)靈山組[11]。隨著地質(zhì)研究工作的深入,確認(rèn)該地層時(shí)代為早白堊世中期,層位與冀北西瓜園組和遼西九佛堂組相當(dāng)。

康保地區(qū)地處中朝準(zhǔn)地臺(tái)北緣,具有特殊的大地構(gòu)造位置。本區(qū)下白堊統(tǒng)的發(fā)現(xiàn),不僅充實(shí)了本區(qū)的地層層序和標(biāo)準(zhǔn)地層格架,而且對(duì)于深入研究燕山地區(qū)侏羅-白堊紀(jì)的大地構(gòu)造演化過程和燕山運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造期次劃分具有重要意義。

圖1 冀西北大地構(gòu)造分區(qū)及白堊系分布范圍略圖(據(jù)河北省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì),張家口地質(zhì),1980年第二期,修改)Figure 1 A sketch of northwestern Hebei tectonic division and Cretaceous System distribution extent(after〈Zhangjiakou Geology〉Volume 1980,No.2,the Third Geological Team,Hebei Bureau of Geology,modified)

1 地質(zhì)背景

康保縣跨越內(nèi)蒙大興安嶺地槽褶皺系和中朝準(zhǔn)地臺(tái)兩個(gè)一級(jí)大地構(gòu)造單元,且大部分位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ2)之冀北隆起帶(Ⅱ21)(即中朝準(zhǔn)地臺(tái)北緣),早白堊世地層分布區(qū)域?qū)儆谕脸亲优_(tái)拱(Ⅲ21)土城子臺(tái)凸(Ⅳ22)忠義凹陷(Ⅴ21)[4]。忠義凹陷北界亦為中朝準(zhǔn)地臺(tái)北界—為康保-赤峰深大斷裂帶,南及東部以F2和F3斷層為界與蘭成子凸起(Ⅴ22)毗連。忠義凹陷的西北側(cè)發(fā)育有走向NEE,傾向SSE,斷距大于300 m的正斷層F1(圖1)。

以往地質(zhì)資料顯示,康?!喾迳畲髷嗔岩员钡貐^(qū)發(fā)育的地層主要為古元古界化德群(Pt1hd)和海西期花崗巖。大斷裂以南大部分被新生界覆蓋,其中,蘭成子凸起出露的地層基本為新太古界紅旗營子巖群(Ar3hq),土城子凹陷僅見上侏羅統(tǒng)后城組(J3h)和下白堊統(tǒng)張家口組(K1z)的零星露頭,鉆探揭露凹陷內(nèi)斷續(xù)分布有中侏羅統(tǒng)下花園組(J2x)。忠義凹陷東端有大面積斑流巖—花崗斑巖體出露,鉆探揭露巖體厚度大于1 200 m[17],其他地段很少有基巖出露。張紀(jì)一帶和毛不拉村附近賦存有下花園組并有煤礦開采。毛不拉村附近和八大股、王牛灘、東風(fēng)等勘查區(qū)的鉆孔均揭露到早白堊世含煤地層(下稱研究地層),主要分布于忠義凹陷內(nèi)的張紀(jì)煤礦以西地區(qū),面積約500 km2,厚度400~800余m。其中,毛不拉一帶(即F1斷層以北)厚度較小,一般400m左右。土城子凹陷的義合堂勘查區(qū)義2號(hào)鉆孔也有揭露,厚度450 m。其上覆地層主要為第四系(局部新近系),不整合覆于下花園組或化德群、紅旗營子巖群之上。

圖2 A—A'剖面鉆孔巖性柱狀對(duì)比圖Figure 2 Borehole lithological columns correlation on section A-A’

2 下白堊統(tǒng)巖性特征及孢粉組合

2.1 巖性特征

綜合各勘查區(qū)鉆孔資料(圖2),本區(qū)研究地層總的特征是巖性松軟,呈半固結(jié)狀態(tài),并具有從上至下成巖固結(jié)程度逐漸增強(qiáng)的變化特點(diǎn)。其較低的成巖固結(jié)程度,在電阻率測(cè)井曲線上的表現(xiàn)為電阻率基值明顯低于下伏的下花園組,前者一般為25~30Ω·m,最高65 Ω·m,后者100~170 Ω·m,差異明顯,界線清楚。研究地層的巖性一般以灰綠色、紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥質(zhì)為主,次為綠灰色砂巖、含礫砂巖和礫巖,并夾有凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)礫巖和沉凝灰?guī)r。王牛灘勘查區(qū)的鄧油坊一帶相變?yōu)橐跃G灰色礫巖為主,夾砂巖和泥巖。各區(qū)礫巖多數(shù)為中礫巖,一般為綠灰色,呈厚層塊狀,礫石成分以石英巖、片麻巖為主,少量為安山巖、凝灰?guī)r等。分選差,次棱角-次圓狀。砂泥質(zhì)充填,并常見凝灰質(zhì)充填,膠結(jié)差,易碎。砂巖多數(shù)為綠灰色,部分呈灰白色,并以含礫粗砂巖、中粗粒砂巖、細(xì)中粒砂巖和粉細(xì)砂巖等過渡型巖石最常見,表明分選性差。所含礫石主要為石英巖及其他變質(zhì)巖,砂屑成分主要為石英,次為長石和巖屑,一般呈次棱角-次圓狀,泥質(zhì)或凝灰質(zhì)填隙,膠結(jié)差,風(fēng)化易碎。厚層塊狀,層理難以識(shí)別。泥質(zhì)巖的黏土礦物以蒙脫石和蒙脫石混層為主,占70%以上(一般認(rèn)為,蒙脫石系中、酸性火山灰物質(zhì)的水解蝕變產(chǎn)物),多數(shù)呈厚層塊狀,有時(shí)發(fā)育水平紋層,單層厚度較大。沉凝灰?guī)r一般呈白色,少數(shù)為淡綠色和淡紅色,細(xì)膩,具滑感,幾乎全部由蒙脫石或蒙脫石混層礦物組成,含少量硅質(zhì)巖小礫石,有時(shí)具水平紋層。泥質(zhì)巖與砂巖或礫巖之間多數(shù)為突變、明顯接觸關(guān)系,沉積韻律性不明顯,顯示洪水型沉積特征(圖2)。

這套地層發(fā)育地段內(nèi),西北部的毛不拉村附近以及東部的張紀(jì)西、忠義一帶以紫紅色為主,夾雜綠灰色,至中、西部的鄧油坊、兩面井北以綠灰色為主。綠灰色為主的層段,有時(shí)夾灰色砂巖和泥巖,并含炭屑、植物化石碎片和薄煤層、煤線,個(gè)別層段富含雙殼類動(dòng)物化石。王牛灘井田有可采煤層賦存,東風(fēng)勘查區(qū)ZK3孔在深度180.80 m見有厚度0.40 m的薄煤層,化驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明其煤類均屬于褐煤二號(hào)。

東風(fēng)勘查區(qū)位于研究區(qū)的東部,其中的ZK3號(hào)鉆孔揭露的研究地層厚度較大(796 m),層序較完整,并采集了孢粉樣品,具有一定的代表性,其地層柱狀剖面描述如下:

上覆地層:第四系

----不整合----

69.含礫泥巖,綠灰色,頂部土黃色,礫石成分以石英巖為主,巖石較軟。含Leiotriletes sp.,Todisporites minor,Cicatri?cosisporites ludbrookiae,C.sp.,Densoisporites velatus,Reticu?latisporites pseudospeciosus,Classopollis annulatus,Cl.triangu?lus,Cl.meyeriana,Quadraeculina limbata,Pseudopicea magnifi?ca,Abiespollenites sp.,Piceites sp.等。47.61 m

68.粗砂巖,綠灰色,半固結(jié),易風(fēng)化。5.60 m

67.泥巖,灰綠色,團(tuán)塊狀,巖石較軟。17.06 m

66.粗砂巖,灰綠色,巖石較軟,易碎,含細(xì)礫。4.35 m

65.泥巖,灰綠色,見水平紋層,較軟。夾粗砂巖薄層、黑色含炭泥巖。含Leiotriletes sp.,Gleicheniidites senonicus,Cy?athidites australis,Todisporites minor Couper,Maculatisporites maculates,Osmundacidites sp.,Cicatricosisporites?proxiradia?tus,F(xiàn)oveotriletes subtriangularis,Densoisporites perinatus,D.vela?tus,Reticulatisporites pseudospeciosus,Hsuisporites rugatus Zhang,Laevigatosporites ovatus,Classopollis annulatus,Cl.trian?gulus,Cl.meyeriana,Quadraeculina limbata Maljawkina。 33.66 m

64.粗砂巖,灰綠色,半固結(jié)。12.32 m

63.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,見水平紋層,下部夾炭質(zhì)泥巖薄層,巖石較軟。11.00 m

62.泥巖,灰綠色,水平紋層,上部夾黑色含炭泥巖。含Leiotriloetes adnatus,Leiotriletes sp.,Cyathidites australis,Cy.mi?nor,Cicatricosisporites ludbrookiae,C.sp.,C.australiensis,Lepto?lepidites verrucatus,Polycingulatisporites irregularis,P.reduncus,Classopollis annulatus,C.triangulus,C.meyeriana。6.20 m

61.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,夾泥巖薄層,巖石較軟,半固結(jié)。15.82 m

60.泥巖,灰黑色,含炭質(zhì),巖石較軟。0.20m

59.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,見水平紋層,夾粉砂巖薄層,半固結(jié)。含Leiotriletes sp.,Gleicheniidites senonicus Ross,Cyathi?dites minor,Todisporites minor,Cicatricosisporites sp.,C.?proxi?radiatus,Impardecispora?minor,Polycingulatisporites redun?cus,Interulobites intraverrucatus,Kuylisporites lunaris,F(xiàn)oveotri?letes subtriangularis,Densoisporites perinatus,Schizaeoisporitesw sertus,Classopollis triangulus,Cl.meyeriana,Cycadopites niti?dus,Caytonipollenites pallidus,Pseudopicea magnifica。38.58m

58.含礫粗砂巖,灰白色,礫石成分以石英巖為主,次為變質(zhì)巖、燧石等,分選差,次棱角狀,巖石較硬。6.40 m

57.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,水平紋層,巖石較軟,半固結(jié)。10.80 m

56.含礫粗砂巖,灰白色,巖石較硬,中部凝灰質(zhì)填隙,松軟。12.53 m

55.粉砂巖,灰綠色,水平紋層,巖石較軟。上部夾粗砂巖薄層。5.35 m

54.沉凝灰?guī)r,灰白色,蒙脫石化,團(tuán)塊狀,局部顯水平紋層,較軟。4.85 m

53.含礫粗砂巖,褐紅色,頂部灰綠色,礫石成分以石英巖為主,次為凝灰?guī)r、燧石等。分選差,次棱角狀,上部凝灰質(zhì)充填,松軟。140.17 m

52.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色夾灰綠色,水平紋層,巖石較軟,下部夾綠灰色沉凝灰?guī)r薄層。37.79 m

51.粗砂巖,褐紅色,夾粉砂質(zhì)泥巖。6.43 m

50.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,具水平紋層,夾粗砂巖薄層。11.80 m

49.含礫粗砂巖,褐紅色,凝灰質(zhì)充填,半固結(jié)。5.80 m

48.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,夾粉砂巖薄層,巖石較軟。5.93 m

47.含礫粗砂巖,褐紅色,上部夾灰白色,下部凝灰質(zhì)充填,松軟。9.20 m

46.粉砂質(zhì)泥巖,紫紅色,夾綠灰色,具水平紋層,夾泥巖薄層,頂部含鈣質(zhì)結(jié)核,上部夾粗砂巖薄層,巖石較軟。103.72 m

45.含礫粗砂巖,灰白色,上部鈣質(zhì)膠結(jié),堅(jiān)硬,下部含凝灰質(zhì),較軟。3.10 m

44.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,間夾泥巖薄層,巖石較軟。14.56 m

43.含礫粗砂巖,灰白色,鈣質(zhì)膠結(jié),巖石較硬。5.50 m

42.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,見水平紋層,巖石較軟。2.90 m

41.含礫粗砂巖,灰白色,中部夾褐紅色泥巖,下部含凝灰質(zhì)。3.50 m

40.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,間夾砂巖薄層。含Reticulatisporites pseudospeciosus, Classopollis triangulus。17.50 m

39.含礫粗砂巖,灰白色,礫石成分為石英巖等,分選差,次棱角狀,巖石較硬。夾褐色泥巖。7.50 m

38.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,間夾綠灰色,水平紋層,下部夾粗砂巖薄層,巖石較軟。20.08 m

37.含礫粗砂巖,灰白色,鈣質(zhì)膠結(jié),巖石較硬。夾褐色粉砂質(zhì)泥巖。6.20 m

36.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,間夾粗砂巖薄層,巖石較軟。4.22 m

35.含礫粗砂巖,灰白色,下部夾褐紅色條帶并顯出斜層理。4.20 m

34.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,間夾綠灰色,水平紋層,下部夾粗砂巖薄層,巖石較軟。局部夾黑色含炭泥巖薄層。18.22m

33.粗砂巖,褐紅色,夾粉砂巖薄層,巖石較硬。3.00 m

32.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,夾粗砂巖薄層,巖石較軟。9.29 m

31.粗砂巖,灰白色,含凝灰質(zhì)。1.90 m

30.粉砂質(zhì)泥巖,灰色夾褐紅色,水平紋層,夾粉砂巖薄層,巖石較軟。35.51 m

29.粗砂巖,灰白色,巖石較硬,夾灰色泥巖薄層。2.30 m

28.中砂巖,灰色,夾粗砂巖薄層,巖石較硬,巖性不均一。3.64 m

27.粗砂巖,上部灰白色,下部灰綠色,夾泥巖。9.00 m

26.粉砂巖,灰色夾褐色,水平紋層,巖石較軟。1.80 m

25.含礫粗砂巖,灰白色,含凝灰質(zhì),上部夾泥巖。4.50 m

24.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,水平紋層,巖石較軟。1.50 m

23.含礫粗砂巖,灰綠色,夾泥巖。下部含凝灰質(zhì)。3.40 m

22.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,上部具水平紋層,巖石較軟。1.86 m

21.粗砂巖,灰白色,含凝灰質(zhì)。2.20 m

20.粉砂巖,灰綠色,水平紋層較發(fā)育,間夾粗砂巖薄層,巖石較軟。3.60 m

19.粗砂巖,灰白色,含鈣質(zhì),巖石較硬,夾泥巖。5.07 m

18.粉砂質(zhì)泥巖,灰綠色,局部具水平紋層,間夾粉砂巖薄層,巖石較軟。6.10 m

17.粗砂巖,灰白色,下部夾褐紅色,含鈣質(zhì),較硬,夾泥巖。2.80 m

16.粉砂質(zhì)泥巖,褐紅色,水平紋層,夾粗砂巖薄層,巖石較軟。29.40 m。

15.中礫巖,灰白色,礫石成分以石英巖為主,次為變質(zhì)巖等,分選差,次棱角狀,礫石直徑5~30 mm,基底式膠結(jié),泥砂質(zhì)充填,上部為含礫粗砂巖并夾泥巖。8.70 m

14.粗砂巖,灰色夾淺灰色,夾黑色泥巖。14.52 m

13.中礫巖,淺灰色,礫石成分以石英巖為主,次為變質(zhì)巖等,分選差,次棱角狀-次圓狀,基底式-接觸式膠結(jié),礫石直徑5~30 mm,粗砂填隙,巖石較硬。10.12 m

12.粗砂巖,淺灰色,上部夾炭質(zhì)泥巖薄層,巖石較硬。1.87 m

11.泥巖,深灰色,水平紋層,夾粗砂巖薄層,巖石較軟。4.60 m

10.含礫粗砂巖,灰白色,下部夾泥巖薄層,巖石較硬。5.30 m

9.泥巖,灰色顯綠色,水平紋理,巖石較軟。4.10 m

8.中礫巖,灰白色,礫石成分以石英巖為主,次為變質(zhì)巖等,分選差,次棱角狀,基底式膠結(jié),礫石直徑5~30 mm,粗砂填隙,上部為粗砂巖。較硬。5.59 m

7.泥巖,深灰色,下部灰綠色,水平紋層,巖石較軟。6.60 m

6.含礫粗砂巖,淺灰色,礫石成分為石英巖等,較硬。夾炭質(zhì)泥巖薄層和層紋。7.80 m

5.粉砂巖,灰顯綠色,水平紋層,巖石較軟。2.15 m

4.含礫粗砂巖,灰白色,下部礫巖,巖石較硬。7.22 m

3.粉砂巖,灰色,水平紋層,巖石較軟。3.00 m

2.含礫粗砂巖,灰白色,巖性不均一,夾礫巖和泥巖。23.02 m

1.中礫巖,灰綠色,礫石成分以石英巖為主,次為片麻巖、安山巖等,分選差,次棱角狀,基底式-接觸式膠結(jié),中部穿插有花崗巖脈,其上、下均變質(zhì),堅(jiān)硬。42.56 m

----平行不整合----

下伏地層:中侏羅統(tǒng)下花園組

2.2 孢粉組合特征

勘查期間,在研究區(qū)內(nèi)的八大股勘查區(qū)的BZ1鉆孔和東風(fēng)區(qū)的ZK3鉆孔巖心的研究地層中共采集孢粉樣24件,其中20件不同程度含孢粉化石,經(jīng)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所鑒定,兩個(gè)鉆孔各樣品的孢粉組合面貌基本一致(表1),孢粉組合特征如下。

①孢粉組合中藻類占0.7%~0.9%,平均0.8%;蕨類植物孢子占42.1%~56.5%,平均52.8%;裸子植物花粉占42.8%~57.1%,平均46.4%。孢子、花粉百分比含量相近,裸子植物花粉略占優(yōu)勢(shì)。從表1中可以看出,組合中裸子植物花粉數(shù)量較多,但屬種較少。

②蕨類植物孢子以海金沙科孢子為主,其中Cicatricosisporites百分比含量最為豐富(平均15.1%),能鑒定出種名有9種,還有未定種若干。該科還見有少量的Concavisporites,Klukissporites,Ly?godiumsporites等。桫欏孢居第二位,平均占12.0%,有Cyathidites australis,C.minor。光面三角孢百分比含量僅次于桫欏孢,百分比含量5.7%~13.7%,忠

義區(qū)平均7.0%。

表1 康保地區(qū)忠義凹陷白堊紀(jì)煤系樣品孢粉統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of sporopollens from Cretaceous coal measures samples in Zhongyi depression,Kangbao area %

表1 康保地區(qū)忠義凹陷白堊紀(jì)煤系樣品孢粉統(tǒng)計(jì)表(續(xù)表)Table 1 Statistics of sporopollens from Cretaceous coal measures samples in Zhongyi depression,Kangbao area %

③裸子植物花粉以Classopollis占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其次為Pinuspollenites及Piceites。

④本區(qū)植物孢粉組合中沒有發(fā)現(xiàn)在冀北青石砬組及遼西阜新組開始廣泛出現(xiàn)的古老被子植物花粉。

3 孢粉組合討論與地層對(duì)比

3.1 孢粉組合時(shí)代及對(duì)比

本區(qū)孢粉組合中蕨類植物孢子以海金沙科為主,其中無突肋紋孢(Cicatricosisporites)百分比含量最為豐富且出現(xiàn)頻率很高,達(dá)9種之多,百分比含量最高的樣品中多達(dá)74.6%。迄今為止,在世界各地的中侏羅世及更早地層中還未見有Cicatricosi?sporites的記錄,該屬在世界各地早白堊世早期只有少量出現(xiàn),之后百分比含量逐漸增高。在當(dāng)前材料中還見有海金沙孢(Lygodiumsporites)、凹邊瘤面孢(Concavissimisporites)、非均飾孢(Impardecispora)、庫里孢(Kuylisporites)和膜環(huán)弱縫孢(Aequitriradites)等典型的早白堊世孢子,從而使本組合明顯具有早白堊世中期色彩。

冀北地區(qū)白堊紀(jì)孢粉序列的研究比較成熟。大北溝組蕨類植物孢子中海金沙科僅零星出現(xiàn),發(fā)現(xiàn)了少量的Cicatricosisporites[21],而研究區(qū)孢粉組合中該屬大量出現(xiàn),說明研究地層層位高于早白堊世早期的大北溝組。

冀北地區(qū)早白堊世中晚期青石砬組無論是在豐寧還是萬全,孢粉組合中普遍出現(xiàn)了古老的被子植物花粉Clavatipollenites和Asteropollis,而研究區(qū)孢粉組合中沒有發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡。研究區(qū)產(chǎn)出的Classo?pollis在冀北地區(qū)的青石砬組百分比含量顯著少于松科粉。Classopollis在冀北熱河群只在低于青石砬組層位的西瓜園組一些樣品中百分比含量豐富,其余各組段百分比含量很低[21]。上述情況說明研究區(qū)含煤層位低于青石砬組無疑。

隆化縣少府煤窯早白堊世中期西瓜園組孢粉組合的蕨類植物孢子中,海金沙科百分比含量豐富,出現(xiàn)頻率比較高,尤其是Cicatricosisporites出現(xiàn)了5種之多,其中Cicatricosisporites australiensis,C.minutaes?triatus,C.minor在忠義區(qū)也有較高百分比含量;Con?cavissimisporites,Lygodiumsporites在忠義區(qū)亦存在。少府煤窯西瓜園組的裸子植物花粉在煤矸石、粉砂巖中以Classopollis為主,次為松科粉[21]。本區(qū)孢粉組合與之一致,二者可以對(duì)比。

遼西白堊紀(jì)各層位孢粉序列中裸子植物花粉Classopollis只有九佛堂組百分比含量豐富,最高達(dá)23.4%。Cicatricosisporites在九佛堂組的蕨類植物孢子中占主要地位,而其下伏的義縣組該屬的分異遠(yuǎn)沒有達(dá)到九佛堂組的豐富多彩。九佛堂組首次少量出現(xiàn)的Pilosisporites在其上覆的沙海組明顯增多[22],本區(qū)也只出現(xiàn)了少量該屬存疑分子。沙海組始現(xiàn)、九佛堂組未見的Appendicisporites在本區(qū)孢粉組合中了無蹤跡。上述特征在遼寧鐵嶺盆地的九佛堂組及上覆、下伏地層所含部分組合中得到證實(shí)[23]。研究區(qū)孢粉組合無疑可與遼西九佛堂組對(duì)比。

綜上所述,研究區(qū)研究地層孢粉組合的時(shí)代應(yīng)為早白堊世中期。

3.2 巖石地層對(duì)比

研究地層巖性主要特征是以灰、灰綠、紫色為主的含煤、部分層位含火山碎屑的雜色碎屑巖,隨著沉積環(huán)境的變化,粗、細(xì)碎屑的含量變化很大(圖2)。冀北西瓜園組下部以巨厚層礫巖、凝灰質(zhì)礫巖為主;中部主要為礫巖、含礫粗砂巖、砂巖、凝灰質(zhì)砂巖與灰黑、灰綠和灰褐色粉砂巖、細(xì)砂巖、頁巖、鈣質(zhì)頁巖、含油頁巖、粉砂質(zhì)泥巖互層,局部地區(qū)夾煤層;上部砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)礫巖,夾頁巖、粉砂巖[1]。二者具有顯著的可比性。

冀北下白堊統(tǒng)大北溝組下段為雜色凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖、泥灰?guī)r,局部地區(qū)底部有安山巖;上段雜色安山巖、角礫巖、集塊巖[1]。本組總體特征是上段火山巖厚度較大,下段碎屑巖不含煤,因此與研究地層不具可比性。

南店組(下店組)為一套黑色紙片狀頁巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。其上覆地層青石砬組含煤地層為灰黑、灰白色粗-細(xì)碎屑巖,但不含有紫色地層[2],與研究地層差別較大。

遼西義縣組為一套火山巖為主,夾碎屑巖,與研究地層不具可比性;九佛堂組為灰綠、灰色為主,局部為紫色的粗-細(xì)碎屑巖沉積,局部夾有火山碎屑成分和薄煤層,與研究地層相一致,可以對(duì)比;沙海組以灰黑色泥、頁巖為主,只在底部見有雜色含火山碎屑成分地層,與研究地層具有差異。

綜上所述,研究地層孢粉組合、巖性特征與冀北西瓜園組、遼西九佛堂組是一致的。鑒于冀北地區(qū)該套地層的巖石地層單位逐漸統(tǒng)一到九佛堂組這一名稱[2-3,24],因此建議研究地層稱為九佛堂組。

此外,不能忽視的是王牛灘井田和東風(fēng)勘查區(qū)ZK3孔所含煤層的煤類均為褐煤二號(hào)。大量資料[25-27]顯示,白堊紀(jì)的煤由于其熱演化歷程及其控制因素相對(duì)簡單,煤級(jí)普遍較低,在沒有受到后期巖漿侵入影響的情況下,煤類一般為褐煤,如冀北萬全黃家堡、沽源等白堊紀(jì)煤田,以及鄰區(qū)內(nèi)蒙古東部的霍林河、勝利、白音華、伊敏、扎賚諾爾等十幾個(gè)白堊紀(jì)大煤田和眾多中小煤田。冀北尚義黃花灘、張北城南的古近紀(jì)煤田煤級(jí)更低,煤類普遍為褐煤一號(hào)[4]。冀北的蔚縣、宣化-下花園煤田和鄂爾多斯神府東勝、陜西黃龍、甘肅華亭等侏羅紀(jì)煤田的煤則因經(jīng)歷了相對(duì)較長的熱演化過程,其煤級(jí)也相對(duì)較高,煤類多為長焰煤、不黏煤。研究地層中煤類為褐煤二號(hào)也間接證明了其時(shí)代應(yīng)為白堊紀(jì)(中期)。

4 結(jié)論

通過對(duì)冀西北康保地區(qū)忠義凹陷內(nèi)覆于中侏羅統(tǒng)下花園組或化德群、紅旗營子巖群之上,呈半固結(jié)狀態(tài)的泥巖夾砂巖、礫巖和薄層褐煤的雜色地層所含孢粉組合及巖性進(jìn)行研究,得出如下成果。

①忠義凹陷內(nèi)的研究地層時(shí)代為早白堊世中期,可以與冀北地區(qū)的原西瓜園組及遼西的九佛堂組對(duì)比。

②建議忠義凹陷內(nèi)的研究地層名稱稱做九佛堂組。

③這套地層的發(fā)現(xiàn),不僅對(duì)建立本區(qū)比較完整的地層層序和標(biāo)準(zhǔn)地層格架有益,而且對(duì)于深入研究燕山地區(qū)侏羅—白堊紀(jì)的大地構(gòu)造演化過程和燕山運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造期次劃分具有重要意義。

致謝

本文承蒙南京地質(zhì)古生物研究所研究員黎文本先生審閱并提出寶貴修改意見,作者表示衷心感謝!

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The Discovery of Early Cretaceous Strata in Kangbao Area,Northwestern Hebei

Zhang Shusheng1,Xie Mingzhong2,Fan Heping3,Shang Hongtian1,Ren Jianshuai1, Liu Yongping1,Qin Minghui1and Chen Zhongshan4
(1.The Fourth Exploration Team,Hebei Bureau of Coal Geological Exploration,Xuanhua,Hebei 075100; 2.Hebei Provincial Coal Geological Exploration Institute,Xingtai,Hebei 054000;3.Hebei Bureau of Coal Geological Exploration, Shijiazhuang,Hebei 050085;4.Geophysical Prospecting,Surveying and Geological Exploration Team,Hebei Bureau of Coal Geological Exploration,Xingtai Hebei 054000)

The geological prospecting has revealed that there is hosted a set of semi-consolidated variegated coal-bearing clastic depos?its with thickness 400~800 m more and distribution area 500 km2in the Zhongyi depression,Kangbao area,northwestern Hebei.Previ?ously has considered that the strata belong to upper Jurassic Houcheng Formation,upper member of middle Jurassic Xiahuayuan For?mation,and Paleogene Eocene~Oligocene Lingshan Formation.This study has collected abundant sporopollen fossils,the remarkable feature of fossil assemblage is the Lygodiaceae spores abundantly contained,among them the Cicatricosisporites most abundant and highly differentiated;there have no angiosperm pollen traces.The geological age should be middle age of Early Cretaceous Epoch,the horizon is corresponding to the Xiguayuan Formation in northwestern Hebei and the Jiufotang Formation in western Liaoning.Accord?ing to lithologic and sporopollen assemblages this set of strata should be called Jiufotang Formation.The discovery of the strata is not only beneficial to establish relatively complete stratigraphic sequence and standard stratigraphic framework in the area,but also has im?portant significance in detailed study of Jurassic-Cretaceous tectonic evolution process and tectonic phase division for Yanshanian movement in Yanshan Mountains Area.

Early Cretaceous Epoch;Xiguayuan Formation;Jiufotang Formation;Kangbao area;northwestern Hebei

P534

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.12.01

1674-1803(2016)12-0001-08

河北省礦產(chǎn)資源勘查保護(hù)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(編號(hào)2014995256;2014995259)

張樹勝(1961—),男,教授級(jí)高工,畢業(yè)于北京煤礦學(xué)校,從事煤田地質(zhì)勘查和研究工作。

2016-08-06

責(zé)任編輯:宋博輦

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