(二)中—晚元古代阶段

北京在经历过早元古代末吕梁运动以后,进入了中、晚元古代。这个时期是以巨大的下降运动及早期局部地区伴随有海底火山喷发活动为特征的, 并形成很厚的海相沉积岩层和局部火山岩层。它们几乎很少遭受变质作用, 岩浆活动也比较微弱而且范围不广。大约经历了长达十一亿年左右时间的沉积,逐渐使原有的地壳加厚加固起来,到了晚元古代末期“蓟县运动”后, 北京地区与华北广大地区一起变成相对稳定的古陆。

我国中、上元古界发育最好的地方是燕山沉降带,它位于东西向阴山构造带(内蒙古陆)的南缘,是华北古陆北侧呈东西向延伸的强烈凹陷地带, 凹陷中心在蓟县、平谷一带,沉积物厚度达一万米,地层发育完全,分层清楚,是华北中、晚元古代分层对比的标准地区(图 2—10)。北京正位于燕山沉降带之内。中、上元古界的标准剖面在十三陵一带也很典

图 2-10 中、晚元古代沉积等厚度图

图示-11 元代迭层石

型,可以德胜口—龙山剖面代表。这个剖面具有顶底界限清楚,层序完全, 变质轻微,构造简单,露头良好等特点。

元古代的生物界主要由微古植物和迭层石两大类组成。前者是指一些单细胞藻类的有机体,可以保存在较老地层中。进入中元古代微古植物出现膜壳较厚、纹饰复杂的类型,同时还出现较高级的褐藻。迭层石是藻类和菌类成岩作用的沉积集体,被大量地保存在中晚元古代地层中,成为鉴定地层的重要依据(图 2-11)。

此时,由于北京地区具有节奏性和差异性的下降,全区大部分都被海水淹没,而邻近的北部和东部地区则上升为古陆。一方面是上升区的岩石剧烈而迅速的风化、剥蚀和搬运转移,另一方面是下降区接受大量、迅速、厚度不等的堆积。长城系以碎屑岩为主(砾岩、石英砂岩)过渡到含硅质的碳酸盐岩并夹有中、基性海底火山喷发岩。厚度自东向西变薄(密云、平谷可达1000 米以上,昌平、延庆不及 300 米)。沉积环境是处于滨海至浅海(海水

深度不及 200 米)的浅水区,沉积物常常遭受海浪作用,所以在岩层中经常保存着波痕。虽然地壳不断地下降,但是由于风化剥蚀的物质,源源不断地堆积加厚,仍然保持着这种浅海环境。以后,又沉积了蓟县系,此时北京地区地壳的下沉作用更为显著(沉积厚度达 3000—4000 米),所以沉积物是以海相含镁质或硅质碳酸盐为主(硅质灰岩、白云岩),含丰富的藻类化石。青白口系是以砂、页岩、泥灰岩为主,沉积范围也逐渐缩小,说明海域范围也在缩小,海水也越来越浅,在北部古陆滨海及浅海的浅水环境中,先后沉积了铁、锰、磷等沉积矿产。

根据地层层序和岩相特征,我们就可以描绘北京地区中、晚元古代古地理概况:地层由下而上,代表一个巨大的沉积旋回,在这个巨大旋回中又可分为三个次一级的旋回,各旋回间都存在着明显的间断。据此,说明从中元古代长城系沉积起,全区大部分就浸没于海水之下,而与北部、东部古陆相邻,在浅海中一边不断下沉一边接受着滨海、浅海相碎屑岩沉积,并在局部地区夹有中、基性海底火山喷发岩;在蓟县系沉积时,海侵扩大,形成了向四周超覆的巨厚碳酸盐岩建造,在清澈的海水中生长有大量迭层石。到了晚元古代地壳上升,海水渐退,又以碎屑沉积为主,形成了青白口系。以后, 北京与广大华北地区一起上升露出海面,大约经历了约两亿年的风化与剥蚀作用,元古代就结束了。因此,在青白口系的顶部与上覆下寒武统之间存在着一个明显的不整合面(实为假整合面),并以此作为元古界与古生界的分界标志。这次地壳运动被命名为蓟县运动。