区域地层分区及沉积建造

河南省地层发育齐全,从太古宇到新生界均有出露。以栾川-确山-固始深大断裂为界,分为华北和秦岭两个地层区。综合层序特征、沉积类型和沉积建造,同时考虑到地层间构造界面的分布特征以及与构造运动有关的岩浆活动和变质作用等,河南省综合地层区划在两个地层区的基础上,可以分为7个地层分区和10个地层小区(图2.1)(河南省地质矿产局,1990;林德超等,1998)。其中河南铝土矿主要产于豫西分区的渑池-确山小区、嵩箕小区,以及山西分区的太行山小区。

(1)华北地层区的基本特征

该区基底地层为新太古界登封群、太华群和古元古界嵩山群,盖层为中元古界汝阳群或官道口群至中生界三叠系。介于基底与盖层之间的中元古界熊耳群,在沉积建造组合上具有地槽型的特点,在构造变形上则介于基底褶皱和盖层褶皱之间,在变质特征方面又与盖层地层相同。因此,可将其看做基底与盖层之间的过渡层。三叠纪以后的地层属于后地台阶段山间盆地或断(坳)陷盆地的沉积产物,归为另一构造发展阶段的沉积。在华北地层区的地层层序中,有4个重要的构造界面,对地层及沉积类型的划分有重要的意义。这4个界面是:登封群与嵩山群、嵩山群与熊耳群、熊耳群与汝阳群或官道口群之间的不整合面及奥陶系与石炭系的假整合面。前两个界面具有造山运动的性质,表明准地台基底的基本形成;第三个界面具有构造过渡的性质,地台基底最终形成;而第四个界面则代表地台发展过程中区域性的地壳升降运动,造成区内缺失晚奥陶世至早石炭世的沉积,并由此转为海陆交互相沉积而最终过渡为陆相沉积。

在华北地层区的基底地层中,登封群和太华群属地壳全面活动时期优地槽的沉积产物,其原岩为火山岩-沉积岩组合,是本区最古老的地层。嵩山群属冒地槽的沉积产物,原岩为陆源碎屑岩-碳酸盐岩组合。熊耳群过渡层属古陆边缘活动带断陷地槽的沉积产物,为中(基)性-酸性火山岩组合。在盖层中,汝阳群或官道口群至中奥陶统主要为地台型沉积,属海相陆源碎屑岩和碳酸盐岩的复合组合;上石炭统为海陆交互相铁铝质岩(铝土矿含矿岩系)、碳酸盐岩及含煤碎屑岩组合;二叠系-三叠系主要为陆相含煤碎屑岩和红色碎屑岩组合。后地台阶段的侏罗系-新近系主要为内陆含煤碎屑岩、含膏盐石油碎屑岩组合,局部有火山岩-沉积岩组合。区内盖层各时代地层的岩相及厚度稳定,层序清楚,古生物化石丰富,古生物群演化规律明显。中元古代以后的地层褶皱微弱,一般均为燕山旋回褶皱形成的开阔背斜、向斜,地层基本未受区域变质。中元古代中期至古生代时期,岩浆活动极微弱。在后地台发展阶段的中生代中、晚期(即燕山期)至新生代,地壳活动加剧,在边缘活动带或深断裂附近,有强烈的中酸性岩浆的侵入活动和局部的火山活动,有些地段有基性-超基性岩浆的侵入和喷发。

图2.1 河南省综合地层区划图

(2)秦岭地层区的基本特征

该区与华北地层区不同,是个长期活动带,迄今未见真正的盖层沉积,因此不具双层结构。区内最古老的地层为大别群,分布于东南边缘,其总的沉积类型和建造组合(或建造序列)与登封群、太华群极为相似,可能同属一个地壳旋回的产物。古元古界秦岭群、苏家河群和陡岭群,为原始秦岭地槽沉积产物,其原岩为中基性-中酸性火山岩、碎屑岩和碳酸盐岩的复杂组合,地层强烈褶皱,岩石普遍发生中深变质和混合岩化作用。在大别山地区,苏家河群与大别群呈不整合接触;在信阳董家河尖山一带秦岭群被信阳群不整合覆盖;在淅川西部地区陡岭群被毛堂群不整合覆盖。中元古界信阳群属断陷地槽沉积,原岩为陆源碎屑岩、浊积复理石,夹碳酸盐岩和火山岩组合,地层呈线型褶皱,岩石遭受浅—中深变质,但无混合岩化作用。在信阳董家河地区被二郎坪群不整合覆盖,在商城观庙地区被石炭系不整合覆盖。分布于北秦岭地层分区的下古生界二郎坪群,属断陷地槽沉积,为细碧-石英角斑岩组合,地层呈线型褶皱,岩石浅变质,在罗山凉亭及光山塔耳岗—百步岗一带被石炭系不整合覆盖。分布于南秦岭地层分区的新元古界毛堂群,属地槽型细碧-石英角斑岩组合,地层呈线型褶皱,岩石浅变质,其上被上震旦统陡山沱组不整合覆盖。分布于北秦岭地层分区北缘西段的震且系,属断陷盆地镁质碳酸盐岩组合,与下伏陶湾群及栾川群为不整合接触。分布于南秦岭地层分区的震旦系—石炭系属冒地槽沉积,为碎屑岩、碳酸盐岩夹基性火山岩的复合组合,其中有3个假整合面,地层呈线型褶皱,岩石局部轻微变质,古生物群具东南型与北方型过渡型特点。分布于北秦岭地层分区东段的石炭系,属断陷盆地沉积,为含煤磨拉石建造组合,地层发生中等褶皱,微受变质,古生物也具南北方过渡色彩。该地层分区西段的古生界呈断块出露,为碳酸盐岩,目前尚难确切分析。秦岭地层区内,中生代地层均沿断陷盆地分布,其建造组合复杂,主要为含煤碎屑岩、红色磨拉石、含膏盐石油碎屑岩及碎屑岩的复合组合。总之,在秦岭地层区内,主要为活动型沉积建造组合和次稳定型沉积建造组合,各时代地层均有沉积厚度大、相变快、沉积建造组合复杂、火山岩较为发育等特点,反映了该区长期活动和多旋回发展的性质。该区岩浆活动强烈,几乎各地质时代均有岩浆的侵入或喷发活动,其中尤以古生代和中生代岩浆侵入活动最强烈,往往形成巨大的构造岩浆岩带。该区变质作用广泛,大多数地层均遭受不同程度的区域变质,甚至三叠系局部也受到了变质作用的影响。但是,除了大别群、秦岭群、苏家河群和陡岭群及信阳群为中压区域变质作用外,其他变质地层主要属于区域动力变质作用类型。秦岭地层区断裂发育,特别是长期活动的深断裂十分发育,对各地质时期的沉积作用、岩浆活动和变质作用都有十分重要的控制作用。