中新元古界
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发布时间：2022-04-22 09:39
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时间：2023-07-06 07:31
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*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*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*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*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*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）
