华北板块石炭纪-二叠纪地层时间框架

作者：申博恒; 沈树忠^*; 吴琼; 张水昌; 张斌; 王向东; 侯章帅; 袁东勋; 张以春; 刘锋; 刘俊; 张华; 史宇坤; 王军; 冯卓

来源：中国科学:地球科学 , 2022, 52(07): 1181-1212.

• 华北板块
• 石炭纪-二叠纪
• 地质年代学
• 生物地层
• 地层对比

华北板块的石炭纪-二叠纪地层蕴含丰富的化石、煤炭和煤层气资源,是研究晚古生代重大地质事件和化石能源极为重要的地区.建立华北板块石炭纪-二叠纪地层高精度标准时间框架对阐明重大事件的发生过程和原因以及探明矿产资源的时空分布具有非常重要的科学和现实意义.在过去近150年的研究中,华北地区石炭系上部-二叠系底部地层产海相牙形类、?类等化石,对比相对比较清楚.但二叠纪大部分陆相地层长期以来则主要以孢粉和植物化石带为对比依据,与海相地层的对比缺乏精确的时代约束.文章总结了最新的石炭纪-二叠纪地质年代学框架并修订了华北板块的生物地层格架,认为本溪组属于早巴什基尔期(Bashkirian)至早格舍尔期(Gzhelian),太原组属于晚格舍尔期至早阿瑟尔期(Asselian),山西组和下石盒子组属于中、晚阿瑟尔期,上石盒子组属于萨克马尔期(Sakmarian)至早空谷期(Kungurian),孙家沟组大部分属于乐平世(Lopingian).这一新的时代框架大幅改变了华北石炭系-二叠系的传统划分对比方案.上石盒子组和孙家沟组之间可能存在一个很长的间断(局部长达20个百万年的沉积缺失),这个间断主要表现为上石盒子组与孙家沟组之间发育的大型冲刷面和一系列古土壤层,上、下植物群面貌的巨大差异,可能是古亚洲洋在关闭过程中存在的一次广泛抬升运动的沉积响应.沉积学分析表明华北板块石炭纪-二叠纪相对海平面升降幅度在0～40m.植物组合、沉积学证据以及有机碳同位素结果都表明气候温暖湿润的成煤期结束于阿瑟尔期,较之先前的认识发生更早,持续时间也更短.石炭纪至二叠纪期间,华北板块的构造、古地理和古气候演化受控于泛大陆整体向北漂移和古亚洲洋的关闭.

• 单位
  内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室; 南京大学; 中国科学院南京地质古生物研究所; 现代古生物学和地层学国家重点实验室; 中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 云南大学; 中国石油勘探开发研究院; 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所