区域地层

华北克拉通北缘主要出露地层为太古宇—古元古界结晶基底高级变质岩，在白云鄂博、渣尔泰山裂陷槽以及燕辽沉降带分布有中-新元古代沉积地层，为克拉通之上第一套盖层沉积。由于华北克拉通北缘长期隆起，古生界不甚发育，出露较少，中生界陆相碎屑岩和火山岩分布在断陷盆地中，新生界由河湖相碎屑岩和大陆碱性玄武岩组成。
一、太古宇
大致呈近东西向带状分布。由中高级变质岩组成，岩石类型以麻粒岩、片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩、浅粒岩、大理岩、磁铁石英岩为主，有强烈的混合岩化，变质程度为麻粒岩相-角闪绿片岩相；原岩主要为基性、中基性钙碱质火山岩，顶部夹有少量中酸性火山岩、粘土岩及硅铁质岩，基性岩中往往有成分与科马提岩相当的超镁铁质火山岩。由下至上，原岩中超基性-基性岩相对减少，中酸性火山岩及沉积岩明显增多，且沉积岩中包括巨厚的陆源碎屑岩、粘土岩、碳酸盐岩及硅铁质岩，太古宇变质岩中铁、铜、金等元素丰度较高。
最古老岩石主要发现于鞍山地区的花岗质地体和冀东曹庄黄柏峪地区片麻岩穹窿中（刘敦一等，2007），它们代表华北克拉通最老的硅铝质地壳。近年来，有更多的古老年龄报道，如辽宁大石桥角闪变粒岩中3300～3330 Ma的继承锆石年龄（沈其韩等，2005）；固阳角闪花岗岩的（3484±19）Ma继承锆石年龄（耿元生，2005）；阿拉善东部叠布斯格透辉斜长角闪片麻岩的锆石核部（3570±7）Ma的U-Pb年龄（耿元生等，2007）。
古太古界在冀东曹格庄-黄柏峪地区和鞍山陈台沟地区均有出露。前者以曹庄岩组为代表，黑云母斜长片麻岩、含铬云母石英岩、斜长角闪岩以及条带状铁英岩等组成。后者以陈台沟表壳岩为代表，主要由斜长角闪岩、石英岩和变粒岩等组成，它们分布范围都较小。
中太古界见于内蒙古大青山地区、冀东的迁安—迁西地区、吉林的龙岗地区，以及辽北等地区。大青山地区以集宁兴和岩群为代表，冀东以迁西群为代表，吉林以龙岗群为代表，辽北以景家沟岩组，有的地质工作者称为浑南群为代表。这些变质杂岩已发生高角闪岩相-麻粒岩相区域变质作用，其原岩建造复杂，多由基性-中酸性火山岩、海相泥砂岩、含铁硅质岩等表壳岩与英云闪长岩、花岗闪长岩、奥长花岗岩等早期TTG侵入岩体构成。
新太古界是华北克拉通的主要组成部分，分布最广，到处可见。建立的群和岩组也最多，部分岩群是新太古界还是古元古界尚难以区分。西自阿拉善、贺兰山，经阴山、太行山-吕梁山、燕山、辽吉均有大片出露。如阴山地区的上集宁群、乌拉山群、色尔腾山群，张宣地区的桑干岩群，冀东地区的遵化岩群、滦县岩群、双山子群，密云地区为密云岩群、四合堂岩群，冀北红旗营子岩群、辽西建平岩群、单塔子岩群、吉辽地区的鞍山岩群、清原岩群、夹皮沟岩群和龙岩群等。这套岩系已发生角闪岩相为主的广泛区域变质作用，其原岩建造以海相火山-沉积岩系、硅铁建造、孔兹岩系及中基性岩脉与岩墙群为主，局部地区含有一些TTG侵入岩。这些岩层含金丰度较高，其中哈达门沟金矿床产于乌拉山群岩层，金厂沟梁金矿床产于建平群岩层中。
二、古元古界
古元古界与太古宇共同构成了华北克拉通古陆核基底，在地球物理场上的特征与太古宇基本相同，即有重力高、磁性强的特点，区域上多表现为正的重力场、磁场。多呈东西向、北东向展布。下部主要为多次喷发的中基性细碧角斑岩型火山-沉积建造；上部主要为粗碎屑岩、碳酸盐岩建造，局部地区发育有火山岩，变质程度为角闪岩相-绿片岩相。
广泛出露于宁夏贺兰山、内蒙古乌拉特后旗和达茂旗、内蒙古大青山、山西吕梁山、中条山、五台山、太行山、冀北、冀东、胶东-胶南、辽东-吉南等地。如贺兰山等地出露的阿拉善岩群、贺兰山岩群、千里山岩群，内蒙古中部的二道凹群，冀东青龙地区的青龙河群，五台山区的滹沱群、太行山地区的甘陶河群、吕梁山地区的茶山群、野鸡山群、岚河群，中条山地区的绛县群、中条群、担石山群以及嵩山地区的安沟群、嵩山群、辽东下辽河群，吉南集安群和老岭群（翟明国等，2007）。赵国春等（2002）近年在西部陆块中部识别出一条近东西向的孔兹岩带，大致沿集宁-大青山-乌拉山-千里山-贺兰山-线分布，将北部的新太古代基底与南部鄂尔多斯盆地分开，并称为丰镇群以示与以前较混乱的称呼区别（李江海等，2000），主要由孔兹岩系、TTG片麻岩夹镁铁质麻粒岩和同构造紫苏花岗岩或S型花岗岩组成。孔兹岩系包括石墨石榴矽线钾长片麻岩、长英质变粒岩（细粒片麻岩）、浅粒岩、长石石英岩、磁铁石英岩、钙硅酸盐岩、大理岩和少量斜长角闪岩，它们一般被认为代表稳定的大陆边缘沉积产物，长期以来，被认为是太古宙岩石组合。最新数据表明，西部陆块孔兹岩系属于古元古代沉积和变质产物，碎屑锆石年龄大多分布在2300～1900 Ma之间，而变质锆石年龄在1900～1800 Ma之间。古元古代变质岩系中蕴藏丰富的铁、铜、铅锌、石墨、硼、菱铁矿、大理岩等矿床。
三、中-新元古界
华北克拉通北缘中-新元古界主要分布于克拉通边缘或坳陷地带，大体上呈东西向展布，以滨-浅海-半深海相或局部河流-三角洲相碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩为主，局部地段沿断裂附近发育基性-中酸性火山沉积岩，并有轻微变质。地层中铁、铜、铅、锌及稀有-稀土元素含量较高，渣尔泰山群和白云鄂博群中产出有大型的朱拉扎嘎、常山壕、赛乌素等金矿床。
中-新元古界主要出露在内蒙古中北部的渣尔泰和狼山-白云鄂博地区、燕辽地区以及少量分布在辽吉地区复州-大连和中部太子河地区。中元古界下部包括狼山-渣尔泰山地区的渣尔泰山群、白云鄂博群浅变质碎屑岩、碳酸盐岩夹少量火山岩，含有多个火山岩夹层，发生了绿片岩相区域变质作用，燕辽地区的长城群碎屑岩、碳酸盐岩和泥质岩，基本未变质。中元古界上部包括燕辽地区的蓟县群及阴山地区的什那干群，均以碳酸盐岩-泥质岩为主，夹碎屑岩层，在辽北的泛河地区可见夹有枕状熔岩层（崔盛芹等，2000）。新元古界下部包括燕辽地区的青白口群、辽吉地区的永宁群和细河群。上部包括辽东地区五行山群、金县群与吉南地区的浑江群。新元古界以碎屑岩、泥质岩与碳酸盐岩为主。
四、古生界
华北克拉通各地古生界的沉积建造、地层层序与沉积环境都具有高度相似性与可对比性，但与北部兴蒙造山带古生界具有完全不同的沉积环境与沉积建造类型。华北克拉通北缘古生界呈条带状零星出露。地层发育不全，普遍缺失中上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统。古生界以稳定的滨浅海相i海陆交互相沉积建造为主，中间缺失志留系与泥盆系；下古生界包括寒武系与中、下奥陶统，以碳酸盐岩地层为主，夹多层碎屑岩与泥质岩系。上古生界的中、上石炭统与下二叠统，以海陆交互相、陆相含碳碎屑岩、泥质岩的煤系地层为主，上二叠统则为以陆内河湖相粗碎屑岩为主。
北部兴蒙造山带古生界主要处于海槽、岛弧带与陆缘海环境，形成多期活动型火山-沉积岩系，发育大陆边缘-岛弧带-半深海-深海相各类火山-沉积建造，包括典型的复理石建造、细碧角斑岩建造、硅质岩建造，还存在不同时期蛇绿岩套，地层发生了绿片岩相-低角闪岩相区域变质作用。
五、中生界
华北克拉通北缘地区中生界分布十分广泛，但由于东西构造分异，而具有相应的地区特点。西部地区发育大型陆内坳陷盆地和山间盆地，火山活动十分微弱。主要沉积了一套巨厚的内陆河湖相含煤碎屑岩系和山间、山麓相粗碎屑红色岩系。中东部地区广泛发育一系列北东向、北北东向或北西向火山断陷盆地。盆地的发育受断裂构造控制。盆地内陆相中酸性火山喷发活动十分强烈、频繁，岩相十分复杂，以火山喷发沉积相为主。火山岩岩石类型主要为钙碱性系列玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山碎屑岩及其熔岩，火山岩系中金、银、铅、锌、铜、铁含量较高。
三叠系以鄂尔多斯盆地最为发育，以河湖相碎屑岩、泥质岩为主，在华北克拉通北缘燕山、辽西、辽东等地区也有零星出露，粗碎屑成分增多，局部夹有基性-中酸性火山岩系与火山碎屑岩层。侏罗纪在华北克拉通北缘中生代盆地中均有分布，沉积建造以陆内河湖相碎屑岩、泥质岩为主，夹煤层；在大型沉积盆地以泥质岩与细碎屑岩为主，局部夹火山岩系；在山间中小型盆地内粗碎屑成分增多，中东部山间盆地内夹多层厚度很大的基性-中酸性火山岩系。白垩纪沉积以河湖相碎屑岩、泥质岩为主。在二连盆地、华北盆地、松辽盆地、下辽河盆地白垩系沉积厚度巨大，以细碎屑岩、泥质岩为主，局部发育多层中酸性火山岩系；在华北克拉通北缘燕山、辽西、辽东、吉南等地区，白垩系中以含多层中酸性-中基性火山岩为特点，白垩系中并含多层生油层和煤层。
六、新生界
华北克拉通北缘新生界分布广泛，以第三系河湖相碎屑沉积的砂岩、砾岩、泥岩、页岩、粉砂岩为主；其次为第四系砂岩、砾岩、泥岩、粘土岩、黄土及松散堆积层。在坝上高原、太行山北部、龙岗山脉、赤峰北部及内蒙古集宁等地区，广泛发育多期中基性火山岩层。

地层区划 由于在某一地质历史时期各个地区的地层发育不同，把不同的地层加以对比研究，找出其共同点和不同之处，阐明其原因，并划分出不同的地层区域，这就是地层区划。其目的在于科学地规划和指导未来的地层研究工作，并为合理规划区域地质调查及一些矿产评价和预测提供依据。因此它不仅具有科学意义，而且还有很大的实用价值。
地层区划原则 主要依据地层特征来划分。 因此，它有别于构造区及沉积区。地层特征是受诸多因素(如地壳活动、古地理、古气候及古生物演化等)影响形成的综合特征。所以在考虑地层特征的同时必须考虑形成这些特征的因素，这就构成了地层区划的原则。其中构造环境条件和构造发展过程对地层的形成如物质来源、粒度、厚度、分布及接触关系等起着制约作用，尤为重要。
地层区划级别 前人曾将地层区划划分为三个级别(一级区划称地层区或地层大区、二级区划称地层分区、三级区划称地层小区或地层亚区)。根据本次各断代编典的统一规定，地层区划分到二级。一级地层区大致相当于构造分区中的一级构造单元，即构造域；除前寒武纪地层(以变质地区或以“群”的特征)外，使用“组”级地层单位的特征进行对比划分；在古生物方面应考虑生物群及生物组合能够对比；而新生界尤其是第四系首先是以地质构造及地貌两个主要因素为基础的。二级地层区大致相当于构造分区中的二级构造单元，即地块和褶皱带；使用“组”及“段”的地层特征进行对比划分；在古生物方面应考虑生物组合及化石带能够对比。
综合地层区划地史阶段的划分 1979年第二届全国地层会议以前，由于前寒武纪地层及中、新生代地层研究程度较低，难以进行地层区划的划分，因此只能对研究程度高的古生代地层进行综合地层区划划分，并称为“中国地层区划”。第二届全国地层会议以后，对前寒武纪地层及中、新生代地层加强了研究并取得很大进展，所以在这次编写“中国地层典”过程中15个断代均进行了地层区划，但这又出现了使之过细的现象。本书根据地质历史发展阶段和地层发育演化特征，对中国地层典中的15个地层区划进行综合，分成5个大阶段分别进行区划：①太古宙—古元古代地层区划；②中元古代—新元古代地层区划；③古生代地层区划；④中生代地层区划；⑤新生代地层区划。现对各区划综述如下。

义敦地区的古老变质基底由前震旦系恰斯群构成, 在 “恰斯断隆” 出露, 与扬子地台的河口群相当, 盖层为地台型震旦系观音崖组和灯影组沉积建造, 显示恰斯断隆曾是扬子地台西缘的一部分。奥陶系-下二叠统地层单元的沉积相特征和生物面貌与扬子地台类似, 表明中咱微地块和义敦地区是扬子地台西缘的组成部分; 上二叠统-中三叠统的碳酸盐沉积和碎屑岩沉积揭示其形成于陆缘盆地或陆坡环境; 上三叠统曲嘎寺组地层自下而上由砾岩和粗砂岩向砂泥岩、碳酸盐岩转变, 反映其形成环境由滨岸向陆棚环境演变, 其基性火山岩亦显示板内玄武岩亲和性。侯增谦和罗再文 (1992) 依据岩浆密度对岩浆喷发侵入活动的制约关系, 估计义敦岛弧基底陆壳厚度介于20～25km之间, 表明义敦岛弧具薄陆壳基底特征。 岛弧基底是长期处于伸张状态的陆壳基底, 在乡城地区被进一步拉张减薄, 局部引张开裂产生新的洋壳, 扩张中心位于乡城西部潘拥-白松一带, 洋壳形成年龄约231Ma, 以洋壳残片为特征的建造组合镁铁质-超镁铁质岩体、辉长-辉绿岩墙群、枕状-块状玄武岩、深海放射虫硅质岩等为标志。伴随甘孜-理塘洋盆向西俯冲, 义敦地区所处的扬子被动大陆边缘在拉张作用下发育堑-垒体系, 控制着地层分布和沉积相特征。中三叠世-晚三叠世, 随着甘孜-理塘洋盆向西俯冲, 本区进入了岩浆弧发展阶段, 该区发育了一套巨厚的碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩建造。 之后, 洋盆向西继续俯冲, 直至甘孜-理塘洋彻底消亡。 全区在东西两侧挤压应力作用下发生强烈的碰撞造山作用, 区域整体隆升, 遭受剥蚀, 因而造成缺失侏罗系和白垩系。 根据该区1:20万、1:5万区域地质调查成果, 下面将简要总结该区主要地层单元分布、时代、岩性及沉积环境。

2.2.1.1 下二叠统中村组 (P₁z)

分布于研究区的东南部, 分为两个岩性段。

一段 (P₁z¹): 以板岩、沉凝灰岩为主夹蚀变玄武岩及灰岩,厚度大于1700m。

二段 (P₁z²):主要由玄武岩组成,夹少许灰岩及板岩,总厚835m;灰岩夹层中含丰富的 类,计有Misellina sp.、Maklaya sp.、Afghanetla sp.、PsoudodoHolina sp.、Verbeeki-na minor Chen等, 均属早二叠世。

2.2.1.2 上二叠统东坝组 (P₂d)

分布于三泥场、吉利古一带, 为灰绿色致密状、杏仁状玄武岩、安山玄武岩, 夹玄武凝灰岩、砂岩、结晶灰岩透镜体, 底部出露不全, 厚度近2000m。东坝组中含Palaeofusu-lina sp.晚二叠世长兴期的标准分子。

2.2.1.3 上二叠统聂尔堂刀组 (P₂n)

与下伏东坝组二段呈整合接触。岩性以板岩为主, 夹少量玄武岩、凝灰岩及灰岩, 总厚1740m。

2.2.1.4 三叠系尼汝组 (Tn)

分布于测区南东部热绒-地基统一带, 分为两个岩性段。

其中, 一段 (Tn¹): 上部, 灰绿色蚀变玄武岩、火山角砾岩, 少量灰绿色粉砂质绢云板岩、薄层状泥晶灰岩, 厚360m; 下部, 灰色、灰黄色中厚层状细粒岩屑石英砂岩、灰色粉砂质板岩、绢云粘板岩, 下部见透镜状变质复成分砂砾岩, 夹少量灰色薄层状泥晶灰岩, 厚度大于1226m。

二段 (Tn²): 灰、灰白色中-厚层状不等粒结晶灰岩。厚148～1726m。

一段含大量牙形石, 其中: Neospathodus Waageni-Neogondolella jubata组合带及其共生分子: Cypridodella conflexa, Cratognathodus robustus, Prioniodella ctenoides为早三叠世标准分子, 故一段时代为早三叠世。二段中含少量双壳类、腹足类、头足类, 其中双壳类:Asoella paradoxical、Posidonia ussurica等为中三叠世分子, 相伴生的头足: Tirdites spinosus为早三叠世分子, 故二段时代为早三叠世-中三叠世。

尼汝组为一套巨厚的砂泥质、中基性火山质、碳酸盐岩组成的复理石浊流沉积, 属氧化界面以下的深水, 活动性较强的半深海浅槽盆地相。 其上部被曲嘎寺组平行不整合覆盖。

2.2.1.5 中三叠统 (T₂)

分布于研究区南部, 按岩性可分为两段, 下部为灰绿色、紫红色砂岩、板岩, 夹灰岩、玄武岩, 含Entolium discites、E.cf.discites、E.aff.Liscaviensis、Bakevellia goldfussi、Unionites cf.spicatus、Neoschizodus laevigata生物组合, 时代为中三叠世安尼期; 上部为浅灰色灰岩、白云质灰岩, 夹泥质灰岩, 整合于安尼期地层之上, 推测为中三叠世拉丁期。

2.2.1.6 上三叠统哈工组 (T₃h)

主要分布于研究区的西南部, 分为二个岩性段:

一段 (T₃h¹): 为粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩为主, 砂砾岩、砂岩呈透镜状产出, 夹灰岩、泥灰岩, 厚度1503～2007m;

二段 (T₃h²): 为粉砂岩、泥岩夹灰岩和泥灰岩, 含有大量沉积混杂岩块, 这些岩块大小不一, 空间上呈条带状展布。 哈工组二段含丰富的双壳类化石, 属于Costatoria nu-itoensis-Palaeocardita mansuyi组合。其地质时代为晚三叠世诺利期。

位于弧后的哈工组从下向上经历了陆地、滨海、陆棚浅海及半深海盆地的演化过程,反映了中甸地区三叠纪中-晚期处于拉张构造背景下, 地壳不断破裂、沉降, 海水不断加深, 盆地边缘不断垮塌的演化历史。

2.2.1.7 上三叠统曲嘎寺组 (T₃q)

主体代表前岛弧期的沉积岩系, 主要分布于亚拉夏-红山-持果岗、阿旺阿措-尼拉等地段, 分成三个岩性段之间整合接触。

一段 (T₃q¹): 主要为灰、深灰色板岩, 薄-中层状变质细粒岩屑石英杂砂岩、变质岩屑副砾岩、粉砂质绢云板岩, 薄层状变质绿泥绢云长石杂砂岩与粉砂质绢云板岩互层,千枚状变质绢云岩屑副砾岩、变质含绢云母粉砂岩、绢云板岩夹同色薄层-中层状硅质岩, 致密块状蚀变玄武岩, 局部夹灰岩包体, 另外夹多层微粒状大理岩、白云质灰岩、含黄铁矿灰岩、强白云石化凝灰质绿泥板岩、含粉砂质含骨屑泥晶灰岩等。板岩中含双壳类化石Schafhaeutlia sp.、S.phaeriodes、S.mellingi、Krumbeckia sp.、Nuculana perlonga、Parahalobia sp.。 总厚度大于2746m 。

二段 (T₃q²): 主要为深灰色板岩、变质砂岩、变质副砾岩夹灰岩及基性火山岩及伴生的硅质岩。 含珊瑚Thecosmilia sp., 牙形刺Cratognathodus sp.、Gypridodella conflexa、C.mediocris; 双壳类Halobia ganziensis等。 厚度为1182.2～2041.6m。

三段 (T₃q³): 主要为深灰色薄层-中厚层状灰岩、粉晶灰岩, 夹绢云板岩、变质细粒长石石英砂岩及少量变质副砾岩。 含双壳类Pleuronectites difformis、Unionite sp.、Halo-bia verbeeki、H.pluriradiata; 牙形刺Neogondolella sp.、Hindeodella sp.等及数量众多的海绵骨针。 厚487.09～2683.2m。

曲嘎寺组地层自下而上由砾岩和粗砂岩向砂泥岩转变, 反映其形成环境由滨岸向陆棚环境演变。其基性火山岩亦显示板内玄武岩亲和性。 曲嘎寺组具有明显的复理石韵律特征, 属活动型浅海至半深海沉积。

2.2.1.8 上三叠统图姆沟组 (T₃t)

为弧沉积岩系, 其分布范围和厚度明显超过曲嘎寺组, 主要分布于浪泥塘-春都、欠虽-普朗、纳通牛场-查拉牛场等地段, 与下伏曲嘎寺组 (T₃q) 假整合接触。该组又分成三个岩性段, 之间呈整合接触。

一段 (T₃t¹): 为灰或深灰色板岩、绢云板岩、变质砂岩, 夹灰岩、含砾绢云板岩,在翁上东剖面底部为砾岩。 含双壳类Halobia sp.、Palaeonucula stigilat、Halobia super-bescens、Pergamidia irregularis、H.cf.yunnanensis、Indopecten sp.、菊石Cladiscites sp., 头足类Aulacoceras sp.及腹足类化石。厚度大于487.6～633.6m。

二段 (T₃t²): 为灰或深灰色板岩、粉砂质绢云板岩和中性及中酸性火山岩类, 计有安山岩、流纹岩、英安岩, 夹安山火山角砾岩、安山质熔结集块岩、安山质岩屑凝灰熔岩、安山质晶屑凝灰岩、英安质角砾熔岩、石英钠长斑岩及伴生的硅质岩。 板岩中含大量双壳类Halobia sp.、H.cf.austriaca、H.cf.yunnanensi、Posidonia sp.、H.plicosa、H.cf.norica、Posidonia sp.等。 厚度大于2346.8～2712.65m。

三段 (T₃t³): 为灰或深灰色板岩、粉砂质绢云板岩, 夹变质长石石英砂岩、结晶灰岩。 厚度大于271.4m。

图姆沟组表现为深海复理石相的沉积特征, 显示陆缘浊流沉积特点。 生物以双壳类为主, 少量腕足类和植物, 属活动型浅海-半深海沉积。

2.2.1.9 上三叠统喇嘛哑组 (T₃lm)

发育于火山弧沉积岩系之上的喇嘛哑组, 分布于测区东部沙都格勒-浪都一带。 与下伏图姆沟组 (T₃t) 整合接触。该组由两个岩性段构成, 之间整合接触。

下段 (T₃lm¹): 下部以中厚层状细-中粒长石石英砂岩为主, 夹灰黑色粉砂质板岩、绢云板岩, 具明显的韵律特征, 上部为粉砂质板岩、绢云板岩夹少量薄层状细粒长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂质板岩与薄-中层细粒长石砂岩互层, 岩相特征反映其形成于滨海-陆相的过渡环境。含植物化石。厚度大于3471.17m。

上段 (T₃lm²): 主体为中厚层块状细-中粒石英砂岩、变质细粒长石石英砂岩、粉砂质板岩、绢云板岩, 或者砂岩和板岩多呈互层产出。该段为一套典型的陆相沉积, 常见大型单向斜层理, 说明当时有河流相的沉积。 含双壳类和植物化石。厚度大于2835.18m。

2.2.1.10 第四系 (Q)

分布于缓坡地带、坡地、草甸洼地及河谷。 为洪积、冲积、冰川、残坡积等堆积物。厚0～170m。