(二)元古界

北京的元古界缺失下元古界,中、上元古界分布很广,约占全市山区面积的三分之一。密云、平谷、怀柔、昌平、延庆、门头沟和房山等区县均有出露,以平谷县和天津市的蓟县一带发育最好,成为我国北方的标准地层剖面,也是世界上典型剖面之一。在蓟县沉积厚度达 11000 米,向西延至昌平及西山等地,厚度逐渐变薄。北京平原区下的元古界基岩分布也较广。

元古界的特点是在古老变质岩系之上发育的第一个盖层,是一套巨厚的、完整的,没有变质的沉积岩系。底部、下部岩性以碎屑岩(砾岩、砂岩和页岩)为主,夹有白云质灰岩及火山岩(安山岩、玄武岩),中上部以化学岩(白云质灰岩、页岩等)为主,夹有少量的粉砂岩。在元古代地层中发现只有少量微古植物和迭层石等化石,但沉积矿产丰富,有铁、锰、钾、磷等矿产和石灰岩、白云岩等各种建筑石材。

元古界下分三个系,发育完全,共分 12 个组 26 个段,基本上可与蓟县标准剖面进行对比(见表 2-3)。

表 2-3 北京元古界划分表

10±

16±

19±

亿年

  1. 长城系(Zc)

主要分布于昌平、南口、密云及平谷县一带,延庆县的红旗甸、马蹄湾等地也有出露。本系下部以碎屑沉积岩为主,由石英岩、杂色页岩过渡到灰岩;中部为石英岩、硅质白云质灰岩夹安山熔岩及火山碎屑岩;上部为碳酸盐岩,构成两个显著的沉积旋回,共划分为五组十一段:

  1. 常州沟组(Zcc)主要由砾岩、长石石英砂岩及石英岩组成。底砾岩一般不稳定,在西部昌平、延庆县等地一般不发育,而在东部密云、平谷县一带就比较发育,尤其在密云县聂家峪、平谷县大华山一带最发育,厚有8—13 米。本组岩层厚度变化较大,可分三段。第一、二段,灰白,浅红色

薄——厚层含长石,或长石石英砂岩。厚 59—227 米。第三段,下部为白色巨厚层石英岩及灰绿、灰色中层石英岩状砂岩,交错层发育、常具底砾岩。中部为紫、淡绿、灰黑、绿灰色薄——中层粉砂岩及细粒石英砂层,或呈互层,夹粗粒石英砂岩;上部为白、灰白或黄褐色厚层——巨厚层石英岩,有时会褐铁矿斑点,并夹有石英砂岩,厚 35—329 米。本组顶部含古植物及其碎片。厚度东厚西薄的趋势,底部有时含磷、金矿化与下伏太古界片麻岩系呈角度不整合关系。

  1. 串岭沟组(Zcch)下部为灰白、黄绿、灰黑色硅质页岩、白云质页岩、硅质粉砂岩,底部夹泥质白云岩透镜体;上部主要为灰黄、黄绿色硅质页岩或白云质页岩与黑绿色砂质页岩,偶夹泥质白云岩,底部为白灰色厚层石英岩及石英砂岩或细砂岩。厚度为 31—105 米。含有大量微古植物化石。有多层含钾页岩,含氧化钾品位达 7—13%。

  2. 团山子组(Zct)本组与下伏串岭沟组呈连续沉积。下部为灰白、灰色硅质白云质灰岩,夹白云质粉矿岩,粉砂岩中含泥质白云岩透镜体;中部为淡紫红色硅质白云岩与黄绿色页岩、紫色板岩、粉砂岩互层,白云岩有时具纹带及结核构造,上部为灰白、浅灰色中层硅质白云岩,有时含砂质。厚度为 76—356 米。含微古植物化石和迭层石,如喀什迭层石 Kussiella, 格鲁纳迭层石 Crunneria。

  3. 大洪峪组(Zcd)本组与下伏团山子组呈假整合接触关系。下部为灰白、黄褐色中层粗粒石英砂岩长石石英砂岩夹粉砂岩;中部以灰白、灰色中层硅质白云岩为主,上部为浅黄、灰白色石英岩、石英砂岩、粉砂岩、灰色硅质白云岩及泥质白云岩;顶部为灰、深灰色中——厚层硅质白云岩及白云质板岩。在密云县东智一带,底部出现一层安山岩。本组厚约 67—285 米, 含迭层石:锥迭层石 ConoPnyton 等及微古植物。

  4. 高于庄组(Zcg)它与下伏大洪峪组呈假整合接触关系,根据岩性特征,可分四段:

第一段:灰白、浅灰、灰黑色厚——巨厚层硅质白云岩,含燧石条带, 底部为白色厚层石英砂岩,厚约 45—290 米。

第二段:灰白、灰、灰黑色板状硅质含锰白云岩与中层硅质含锰白云岩互层,夹巨厚层硅质含锰白云岩,底部为含锰页岩。“蓟县式锰矿”层位, 厚 50—274 米。

第三段:灰白、灰黑色薄——中层白云岩,常呈页片状、板状,局部纹带构造发育。厚 111——393 米。

第四段:浅灰、灰色中一厚层硅质白云岩和白云岩,含燧石团块及稀疏的燧石条带,夹含沥青质白云岩。厚 134—481 米。

本组厚度巨大,岩性稳定,不但顶、底界线清楚,且四段岩性特征均较明显,易于区分。本组富含迭层石,及微古植物化石。

  1. 蓟县系(Zj)

本系分布较长城系广泛,除蓟县地区发育较好外,平谷县、密云县、怀柔县、昌平县、延庆县和房山区一带出露较全、门头沟区显著变薄。以一套巨厚的碳酸盐岩沉积为主,夹少量砂质页岩。根据岩性特征分为四组。

  1. 杨庄组(Zjy)底部为白云质石英砂岩及砂质白云岩,有时见紫色泥质页岩、燧石团块白云岩及紫红色巨厚层白云岩;下部及中部为浅灰、浅紫红色中层含砂泥质白云岩及含砂白云岩,会红、紫红、绿、黑及白色等彩色燧石,彩色燧石呈块状或透镜体状;上部为土黄色白云质砂岩、石英砂岩与青灰色结晶白云岩,后者含黑色燧石团块。厚 29—81 米。含迭层石及微古植物。与下伏高于庄组呈假整合接触关系。在密云、平谷县见有底砾岩存在, 故以此面做为长城系与蓟县系的分界面。

  2. 雾迷山组(Zjw)以巨厚层燧石条带或团块状白云岩为主,岩性均一,分布广泛,最大特点是含白云质灰岩增多,所含的条带也增多,常呈细而密的纹带状规则地平行于层面排列。与下伏杨庄组呈整合接触,是元古界中沉积最厚的一组,从 204—3315 米。含有迭层石,如聚环迭层石 Collenia。

本组代表性剖面:昌平县德胜口——万娘坟——大宫门蓟县系高于庄组

——雾迷山组剖面。

  1. 洪水庄组(Zjh)以黑色页岩和含白云质页岩为主,有时夹白云岩透镜体。含砂岩质较多,有时见黄铁矿晶体,有的地区变质成为板岩或千枚岩。岩层厚度虽小,但岩性稳定,与上覆、下伏地层岩性不同,地貌上呈负地形为良好标志。因与上、下地层均呈过渡关系,故其顶、底部时而出现白云岩夹层或透镜体。岩层一般厚 38—142 米。

  2. 铁岭组(Zjt)岩性稳定、沉积厚度变化不大。按岩性特征可分为二段:下段:底部为绿、浅灰、灰紫色页岩夹薄层灰质白云岩,有时为浅灰色燧石条带白云质灰岩与页岩互层,下部为浅灰色中——厚层灰质白云岩; 上部为浅灰、灰色含燧石条带和燧石结核的灰质白云岩,夹含锰灰质白云岩及页岩;顶部为黑、绿色页岩,夹黄褐色含铁石英砂岩及鲕状赤铁矿(“四海式铁矿”层位),有时为褐紫色含锰灰岩(相当“瓦房子式锰矿”层位)。本段厚 43—231 米。

上段:下部为灰白、浅灰、灰黑色灰岩、白云质灰岩,含燧石团块或硅质条带,中部为灰白、青灰色厚层白云质灰岩,有时含泥质条带灰岩;上部为灰色薄层、部分为厚层白云质灰岩,含燧石团块及迭层石。本段厚 39—252 米。

岩层中(尤其是上段)富含迭层石:贝加尔迭层石 Baicalia、蓟县迭层石 Chihsienella、墙迭层石 ScoPulimorPha、铁岭迭层石 Tielingella 等。

  1. 青白口系(Zq)

本系零星分布于密云县北白岩至太子务,怀柔县兴隆城、黄花城、延庆县四海、三岔口、昌平县十三陵、房山区周口店西。以及门头沟区青白口及四台子等地发育最好。下分三组:

  1. 下马岭组(Zqx)本组特点为浅海相灰色、黑色、黄绿色粉砂岩一

页岩组成频繁、明显的沉积韵律。岩性变化较稳定。沉积厚度 116—458 米, 由东向西有逐渐增厚的趋势,青白口以北最厚。本组与下伏铁岭组呈明显不整合接触(在下马岭村附近的太子墓、芹峪一带,有人称芹峪运动),顶部曾受不同程度的剥蚀。

代表性剖面:门头沟区下马岭村北长石岭西坡青白口系下马岭组剖面。

  1. 长龙山组(Zqc)本组底部为含砾粗石英砂岩;下、中部为灰白色薄—厚层石英砂岩(局部为长石石英砂岩),夹黄绿色页岩及粉砂岩,交错层理发育;上部为黄褐、灰绿色薄—中层含砾铁质石英砂岩及石英砂岩与粉砂岩互层含海绿石;顶部为暗紫、灰绿及黄绿色页岩。与下马岭组假整合在不同层位上。厚约 20—191 米。

  2. 景儿峪组(Zgj)底为石英粗砂岩(含灰岩角砾),呈现沉积间断特点;下部为灰色中至厚灰层岩或白云质灰岩;中部为黄绿色薄层泥灰岩或白云质泥灰岩夹灰色灰岩透镜体;上部为灰白、灰黄、紫红、黄绿色薄层板状泥灰岩、白云质泥灰岩,致密细腻,具有泥质条带及缝合线构造。与下伏长龙山组呈整合接触。厚约 76—204 米。