由于前人对唐王陵砾岩的地层名称、组段划分和时代归属方案较多, 为叙述和对比方便, 拟先采用“ 庄河沟石灰岩” (组成庄河沟背斜的下部石灰岩)和李钦仲等(1983)的“ 下页岩段” 、“ 硅质白云岩段” 、“ 上页岩段” 和“ 砾岩段” 的叫法(图 2), 最后根据各种资料的综合对比分析结果, 分别确定其地质时代。

图 2

Fig.2

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	图 2 庄河口— 柳树沟— 唐王陵地质信手剖面图(据洪庆玉, 1985, 有修改; 剖面位置见图 1)Fig.2 Geological cross profile of Zhuanghekou-Willow trench-Tang Wangling (modified from Hong, 1985; Location in Fig.1)

经过观察, 在皇坪村南侧的庄河沟口(东经108° 28.2', 北纬34° 36.6')附近, “ 下页岩段” 与“ 庄河沟石灰岩” 为冲刷接触。“ 下页岩段” 内发育直径达数米的含燧石条带、燧石结核结晶白云岩“ 漂砾” 。在庄河沟与柳树沟交汇处(东经108° 28.0', 北纬34° 36.9'), “ 下页岩段” 与“ 庄河沟石灰岩” 之间呈断层接触, “ 下页岩段” 内发育多条方向各异的逆冲断层。受断层影响, “ 下页岩段” 岩石破碎, 地层产状较乱, 但其中仍明显可见大型含燧石条带、燧石结核的结晶白云岩砾石。“ 下页岩段” 之上为“ 硅质白云岩段” , 其岩性为灰色厚层块状含燧石条带和燧石结核结晶白云岩, 燧石呈条带状、纹层状、结核状和团块状, 为潮坪沉积的藻纹层及被风浪打碎并重新聚集的藻类结构硅化(燧石化)所致(图 3-A, 3-B)。由于地层接触面附近被黄土、植被掩盖, 二者的接触关系不甚清楚。

图 3

Fig.3

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图 3 唐王陵砾岩的硅质白云岩段和上下页岩段岩性特征照片 A— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.1', 北纬34° 37.1', 厚层、块状“ 硅质白云岩段” , 具有清晰的层理构造和连续一致的产状, 镜头朝向230° ; B— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.1', 北纬34° 37.1', “ 硅质白云岩段” 中的含燧石条带、燧石结核(黑色部分)结晶白云岩, 燧石多呈条带状、结核状或团块状产出, 产状不固定, 镜头朝向350° ; C— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.1', 北纬34° 37.1', 唐王陵砾岩“ 上页岩段” 与“ 硅质白云岩段” 的冲刷接触关系, 冲刷面起伏约0.5im, 冲刷面之上发育较多含燧石条带、燧石结核结晶白云岩角砾, 镜头朝向280° ; D— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.2', 北纬34° 37.2', 唐王陵砾岩“ 上页岩段” 灰绿色纹层状含钙质泥质粉砂岩中随机分布的巨型含燧石条带、燧石结核结晶白云岩“ 漂砾” , 砾石表面呈棱角状, 砾径数米至近百米, 镜头朝向70° ; E— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.2', 北纬34° 37.2', “ 上页岩段” 中的含燧石条带、燧石结核结晶白云岩砾石, 燧石条带的产状不固定, 燧石结核随机分布, 镜头朝向340° ; F— 皇坪村柳树沟, 东经108° 28.2', 北纬34° 37.2', “ 上页岩段” 底部附近灰绿色含钙质泥质粉砂岩(地质榔头上方)与漂浮于其中的含燧石条带燧石结核结晶白云岩巨砾呈截切接触关系, 镜头朝向320° Fig.3 Siliceous dolomite and upper and lower shale sections in Tang Wangling Conglomerate

从柳树沟口向唐王陵方向约250im处(东经108° 28.2', 北纬34° 37.2'), “ 上页岩段” 与下伏“ 硅质白云岩段” 之间呈清楚的冲刷接触关系, 冲刷面的高低起伏达0.5im左右(图 3-C)。冲刷面之上的灰绿色浅变质含钙质泥质粉砂岩(页岩)中发育大量燧石条带、燧石结核结晶白云岩“ 漂砾” 。这些漂砾大小极其悬殊, 直径从数米至近百米, 在“ 上页岩段” 中随机分布(长度近百米的超大型砾石多顺层分布, 前人误将其当成大型含燧石条带和燧石结核结晶白云岩透镜体), 其边缘呈棱角状或尖棱状, 磨圆很差(图 3-C, 3-D)。除大型“ 漂砾” 外, 很少见厘米级和其他粒级并经过磨圆的砾石。砾石的原岩为燧石条带和燧石结核异常发育的结晶白云岩(图 3-E), 与下伏厚层块状含燧石条带、燧石结核结晶白云岩段的岩性基本一致。大型“ 漂砾” 与围岩(灰绿色浅变质含钙质泥质粉砂岩)之间呈截切接触关系(图 3-F)。由此可以初步断定, 这些漂砾是在灰绿色泥质粉砂岩沉积期间, 受突发性外力作用影响, 由邻近陡岸边缘区已成岩的硅质白云岩经崩塌和快速搬运并深陷于尚未固结的灰绿色纹层状深水浊积粉砂质沉积物中而形成。

“ 上页岩段” 主要分布于柳树沟沟底, 其岩性以灰绿色含钙质泥质粉砂岩(图 3-F)为主, 夹薄至中层状粉— 细粒岩屑石英砂岩和白云石质粉屑砂岩, 发育巨型含燧石条带和燧石结核结晶白云岩“ 漂砾” (图 3-D)。

从柳树沟尽头至九嵕山顶, 为“ 砾岩段” , 其下部以发育含砾泥质砂岩为主, 中部为砾状泥质砂岩和砂质砾岩(副砾岩)互层, 半山腰乡村公路以上为巨厚层状砂质砾岩(副砾岩)和砾岩夹含砾砂岩(图 4-A, 4-B, 4-C, 4-D)。从下至上, 泥、砂质含量从高到低, 砾石含量从不足10%到大于30%, 形成一个由细到粗的反粒序旋回。砾石多呈次圆状, 砾径1~10icm。砾石之间的充填物由上页岩段的极薄层状泥质粉砂岩, 变为不显层理的泥质、不同粒级的砂质和粒径小于1icm的小砾石, 形成快速堆积的未经分选、大小混杂的砾、砂、泥混积岩。砾石成分也由上页岩段的巨型燧石条带、燧石结核结晶白云岩, 变为灰色含藻纹层(硅化)微晶白云岩, 砂粒的成分亦以白云岩为主。在九嵕山半山腰以上, 局部可见砾径30~40icm的变质岩砾石和火成岩砾石(图 4-C, 4-D)。

图 4

Fig.4

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图 4 唐王陵砾岩的砾岩段和东庄页岩岩性特征照片 A— 陵光村公路边, 东经108° 29.6', 北纬34° 37.5', “ 砾岩段” 中的灰黄、灰绿色砾状泥质砂岩, 砾石呈次圆状, 砾径2~15icm, 砾石成分为蓟县系藻纹层(硅化)白云岩, 白云岩呈微晶结构, 镜头朝向80° ; B— 九嵕山西坡, 东经108° 28.9', 北纬34° 37.8', “ 砾岩段” 中的灰黄、灰绿色泥砂质砾岩, 砾石呈次圆状, 砾径2~15icm, 砾石成分为蓟县系藻纹层(硅化)白云岩, 砾石之间为砂泥质充填, 镜头朝向80° ; C— 九嵕山西坡, 东经108° 29.0', 北纬34° 37.7', “ 砾岩段” 中的灰黄、灰绿色(风化后呈浅褐红色)砂质砾岩, 砾石呈次圆— 次棱角状, 砾径2~40icm, 可见花岗片麻岩砾石(地质榔头右上方), 镜头朝向350° ; D— 九嵕山西坡, 东经108° 29.0', 北纬34° 37.7', “ 砾岩段” 中的灰黄、灰绿色(风化后呈浅褐红色)砂质砾岩, 砾石呈次圆— 次棱角状, 砾径2~30icm, 可见辉绿岩砾石(地质榔头左方), 镜头朝向350° ; E— 泾河东庄水库施工公路边, 东经108° 30.3', 北纬34° 42.2'处, “ 东庄页岩” (灰绿色浅变质含钙质泥质粉砂岩)与奥陶系背锅山组生物石灰岩的冲刷接触关系, “ 东庄页岩” 中发育大量随机分布的来自背锅山组的生物石灰岩“ 漂砾” , 砾石表面呈棱角状, 砾径数米至十余米, 镜头朝向230° ; F— 泾河东庄水库施工公路边, 东经108° 30.3', 北纬34° 42.2'处, “ 东庄页岩” 中的灰绿色含钙质泥质粉砂岩已浅变质千枚岩化, 层理不甚清楚, 但砾石与砂泥岩之间的截切接触关系仍比较清楚, 砾石呈棱角状, 砾石成分为来自下伏背锅山组生物石灰岩, 镜头朝向50° Fig.4 Conglomerate section in Tang Wangling Conglomerate and Dongzhuang Shale

在唐王陵以北2.2ikm的蔡窑村西的冲沟和唐王陵西北方向10ikm的米家村西的石泉河沟中, 都可见唐王陵砾岩与上覆二叠系山西组砂岩和碳质泥岩的平行不整合接触关系。

李钦仲等(1983)曾在唐王陵以东约2.5ikm的梁窑村附近的金盆沟发现“ 石灰岩段” 、“ 页岩段” 与“ 砾岩段” 构成构造形态一致的同步褶曲, “ 石灰岩段” 在下, “ 页岩段” 居中, “ 砾岩段” 在上; 并至少在3处可见“ 页岩段” 整合接触于“ 石灰岩段” 之上, 但在“ 页岩段内” 或“ 页岩段” 与“ 砾岩段” 之间, 没有发现含燧石条带和燧石结核的“ 硅质白云岩段” 。

无独有偶, 在唐王陵东北方向约8.3ikm的泾河东庄水库施工公路边新开挖的露头上, 也发现了与金盆沟类似的地层接触关系— — 过去被称为“ 东庄页岩” 的一套发育大型“ 漂砾” 的灰绿色浅变质含钙质粉砂质千枚岩(图 4-E, 4-F), 以冲刷接触方式整合于背锅山组生物石灰岩之上, 其岩性与柳树沟内的“ 上、下页岩段” 基本一致。二者均为灰绿色极薄层状含钙质浅变质泥质粉砂岩、粉砂质泥岩或千枚岩, 都发生了浅变质, 其中的大型“ 漂砾” 都来源于与其直接接触的下伏地层, 砾石都呈棱角状, 并与基质之间呈截切接触关系, 除少量微古植物(疑源类)外(何自新等, 2004), 至今都没有在该千枚岩中发现具有明确地质时代意义的化石。与金盆沟类似, 在“ 东庄页岩” 之下也未见连续分布的含燧石条带和燧石结核结晶白云岩层。根据这些相似特征, 基本可以认定“ 东庄页岩” 与柳树沟和金盆沟的“ 页岩段” 为同一套地层, 只不过由于与其直接接触的下伏基岩地层的不同而导致了其中的“ 漂砾” 的岩石成分和生物化石的变化。

结合盆地南部奥陶系地面露头的历次划分对比结果, 通过对位于麟游和彬县边界附近距唐王陵北西方向约60ikm的1^#和2^#探井(图 1)的地质综合录井、岩心描述、地球物理测井、地震地层学与构造地质学研究和古生物化石鉴定成果的综合对比分析, 一致认为这2口探井的奥陶系层序正常, 不存在因构造原因引起的地层重复或地层缺失现象。地层划分对比结果, 这2口井除发育与渭北地区奥陶系标准剖面泾阳东陵沟— 铁瓦店剖面可以完全对比的完整的下奥陶统冶里组、亮甲山组, 中奥陶统马家沟组和上奥陶统平凉组、背锅山组之外; 还在背锅山组之上分别发育一套厚160im(1^#探井)和267im(2^#探井)的褐灰色含钙质粉砂质千枚岩、灰色泥质石灰岩地层(图 7-A, 7-B); 但背锅山组之上再未见类似亮甲山组的含燧石条带、燧石结核结晶白云岩地层(图 5, 图 6); 在1^#探井西北方向约30ikm的另一口钻入中元古界蓟县系探井的寒武系和蓟县系之间也不见与“ 唐王陵砾岩” 或“ 东庄页岩” 类似的地层。与唐王陵砾岩下部的“ 上、下页岩段” 和“ 东庄页岩” 类似, 这套多出来的粉砂质千枚岩和泥灰岩地层不仅发生了轻微的变质作用, 也发育灰色含泥质石灰岩角砾(图 7-A, 7-B, 图8-A, 8-B)。为了确定这2口井上述地层的地质时代, 并准确划分其组段界限, 在1^#和2^#探井奥陶系采集了多段岩心(岩屑)样品, 由中国石油华北油田分公司勘探开发研究院张放分离鉴定出以下微体化石:

图 5

Fig.5

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	图 5 渭北隆起西段1#探井奥陶系柱状剖面图Fig.5 Columnar section of the Ordovician for exploratory Well 1# at west part of Weibei Uplift

图 6

Fig.6

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	图 6 渭北隆起西段1＃探井— 唐王陵剖面上奥陶统对比剖面图（剖面位置见图1）Fig.6 Profile of the Upper Ordovician correlation Well 1# -Tang Wagnling section in west part of Weibei Uplift

图 7

Fig.7

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图 7 2#探井唐王陵砾岩及周边露头区蓟县系和亮甲山组含燧石白云岩照片 A— 渭北2#探井, 3280.33im, 奥陶系唐王陵组, 褐灰色千枚岩化浅变质含钙质泥质粉砂岩。受变质作用影响, 岩石的层理不甚清楚, 但可见千枚岩化片理构造; B— 渭北2#探井, 3187.89im, 奥陶系唐王陵组, 棱角状石灰岩砾石及砾间挤压变形的钙质泥岩, 泥岩中发育次生方解石脉; C和D— 岐山救苦岭, 岐山— 西方公路边, 东经107° 39.7', 北纬34° 29.8'处, 蓟县系巡检司组, 藻纹层(叠层石)微晶白云岩, 藻纹层已硅化, 发育横向延伸稳定的燧石条带, 燧石在风化面上呈明显凸起, 但完整保留藻纹层的原始构造, 镜头朝向315° (C), 80° (D); E— 河津西磑口洞子坡, 东经110° 42.4', 北纬35° 44.6'处, 下奥陶统亮甲山组, 含燧石条带、燧石结核、燧石团块结晶白云岩, 燧石条带(白色)和燧石团块中多发育藻纹层构造, 但横向延伸不稳定, 疑似被风浪打碎的大型藻类结构砾屑; 燧石结核可呈灰白色、灰黑色和灰绿色, 致密坚硬, 基本不显内部结构, 白云岩呈浅灰白色, 普遍重结晶, 呈细— 中晶结构, 镜头朝向45° ; F— 泾阳鱼车山, 东经108° 39.6', 北纬34° 43.2'处, 下奥陶统亮甲山组, 燧石条带结晶白云岩, 燧石呈浅褐红色长条状, 杂乱分布于结晶白云岩中, 无固定产状, 肉眼看不见其中的藻纹层结构、构造, 疑似被风浪打碎的藻类集合体硅化而成, 白云岩呈浅灰白色普遍重结晶, 呈细— 中晶结构, 镜头朝向10° Fig.7 Pictures for Tang Wangling Conglomerate in exploratory Well 2# and chert dolomite in the Jixian System and Liangjiashan Formation of Early Ordovician

3.3.1 唐王陵组

1^#探井3029~3033im井段岩心的石灰岩砾石中可见零星牙形刺: Panderodus sp.(潘德尔刺, 未定种), Coelocerodontus sp.(鞘刺, 未定种), Teridentus sp.(圆柱刺, 未定种)(图 9-A, 9-B, 9-C), Protopanderodus sp.(原潘德尔刺, 未定种)等。

图 9

Fig.9

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图 9 渭北隆起西段1#探井上奥陶统岩心中分离出的化石显微照片 A— 渭北1#探井, 3029~3033im, 奥陶系唐王陵组, Panderodus sp.(潘德尔刺, 未定种), 侧视; B— 渭北1#探井, 3029~3033im, 奥陶系唐王陵组, Coelocerogontus sp.(鞘刺, 未定种); C— 渭北1#探井, 3029~3033im, 奥陶系唐王陵组, Teridontus sp.(圆柱刺, 未定种), 侧视; D— 渭北1#探井, 3174~3190im, 奥陶系背锅山组, Panderodus gracilis(纤细潘德尔刺), 侧视; E— 渭北1#探井, 3661~3663im, 奥陶系平凉组, Yaoxianog-nathus neimengguensis(内蒙古耀县刺), 侧视; F— 渭北1#探井, 3361~3369im, 奥陶系平凉组, Dicellograptus sp. (叉笔石), 侧视Fig.9 Fossil features in scanning electron microscope for the Upper Ordovician of exploratory Well 1# in west part of Weibei Uplift

2^#探井在3182.20~3183.33im井段岩心石灰岩砾石中的牙形刺种类较多, 且数量丰富: Yaoxianognathus yaoxianensis(耀县耀县牙形刺)、Belodina confluens(汇合似针牙形刺)、B. longxianensis(陇县似针牙形刺)、B. compressa(扁平似针牙形刺)、Pseudobelodina dispansa(非胀假似针牙形刺)、Phragmodus undatus(波状篱牙形刺)、Taoqupognathus blandus(光滑桃曲坡牙形刺)、T. tumidus(隆起桃曲坡牙形刺)、Dapsilodus mutatus(变异富牙形刺)、Panderodus gracilis(纤细潘德尔牙形刺)、Scolopodus euspinus(美丽尖牙形刺)、Drepanoistodus sp.(镰箭牙形刺, 未定种)、Oulodus?sp.(扭曲牙形刺, 未定种)。其中: Yaoxianognathus yaoxianensis是鄂尔多斯盆南缘桃曲坡组(背锅山组)上部Yaoxianognathus yaoxianensis带的带化石(安太庠和郑昭昌, 1990); Belodina confluens, B. compressa, B. longxianensis, Phragmodus undatus, Pseudobelodina dispansa, Taoqupognathus tumidus, T. blandus, Oulodus?sp.等在鄂尔多斯盆地主要分布在耀县组上部Tasmanognathus gracilis-T. multidentatus带至桃曲坡组上部Yaoxianognathus yaoxianensis带(安太庠和郑昭昌, 1990), 可对比塔里木盆地上奥陶统良里塔格组— 桑塔木组Phragmodus undatus带-Yaoxianognathus yaoxianensis带(赵宗举等, 2006)。

2^#探井3284.23~3284.28im和3399.06~3399.86im井段岩心的石灰岩砾石中, 仅发现一无法鉴定的牙形刺碎片。

唐王陵组的牙形刺均产自石灰岩砾石中, 除2^#探井3182.20~3183.33im井段外, 其他井段岩心和岩屑中的化石都比较稀少, 且化石普遍保存较差, 很少见完整的化石, 为化石的属种鉴定带来一定困难, 但也说明化石的沉积环境水体动荡。上述牙形刺属种的分布时限, 均显示中国华南及华北地区上奥陶统的特征, 可见1^#和2^#探井唐王陵组的石灰岩砾石大都来源于紧邻其下的上奥陶统石灰岩地层。

3.3.2 背锅山组

1^#探井3174~3190im井段石灰岩中, 见少量牙形刺: Pseudobelodina inclinata(Branson et Mehl, 1933)(斜假似针刺), Panderodus recurvatus (Rhodes, 1953)(下凹潘德尔刺), P.gracilis(Branson et Mehl, 1933)(纤细潘德尔刺)(图 9-D), Drepanoistodus sp.(镰箭刺, 未定种)。

如图 6中的东庄水库— 铁瓦殿剖面所示, 背锅山组以发育大量珊瑚生物为主要特征, 石灰岩中的生物碎屑特别发育(图 8-C), 虽然2口井的岩心(岩屑)中均未分离出该组的带化石, 但从分离出的化石名单看, 它们都是与上奥陶统桃曲坡(背锅山)组Yaoxianognathus neimengguensis带和Yaoxianognathus yaoxianensis带的共生化石, 结合上下地层的接触关系和岩性组合特征, 将这套原地产状的生物石灰岩划归晚奥陶世背锅山期是合理的。

图 8

Fig.8

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图 8 渭北隆起西段1#探井上奥陶统薄片鉴定照片 A— 渭北1#探井3020.00im, 奥陶系唐王陵组, 纹层状钙质泥岩, 发育水平纹理及大量针状生物化石碎屑; B— 渭北1#探井, 3021.60im, 奥陶系唐王陵组, 含生物碎屑泥质石灰岩, 发育三叶虫和双壳类生物化石碎屑; C— 渭北1#探井3178.52im, 奥陶系背锅山组, 生物碎屑石灰岩, 发育大量破碎较严重的生物化石碎屑; D— 渭北1#探井3443.26im, 奥陶系平凉组, 珊瑚骨架石灰岩, 大量单体珊瑚, 珊瑚种类有地衣珊瑚、蜂巢珊瑚和四射珊瑚等, 珊瑚的大量繁殖可形成规模较大的珊瑚礁(在渭北地区露头和1#、2#探井平凉组取心段均可见珊瑚礁和珊瑚礁石灰岩); E— 岐山二郎沟, 蓟县系, 纹层状硅质藻白云岩, 藻纹层(已完全硅化)与白云岩层呈清晰的纹层状构造, 白云岩呈细粉晶结构, 硅质已重结晶; F— XX井2989.08im, 奥陶系亮甲山组, 重结晶白云岩, 白云石呈细— 中晶致密镶嵌结构。均为单偏光Fig.8 Pictures in thin section for the Upper Ordovician of exploratory Well 1# in west part of Weibei Uplift

3.3.3 平凉组

1^#探井3361~3369im井段泥灰岩岩心中未见牙形刺, 但见有笔石、海绵骨针、放射虫、介形类和腹足类化石。笔石经中国科学院南京地质古生物研究所陈旭院士鉴定为Dicellograptus sp.(叉笔石, 未定种)(图 9-F), 可惜只有断枝, 不能鉴定到种。该属在中国主要分布于上奥陶统, 如中国和国际上奥陶统赫南特阶的Dicellograptus complanatus带和Dicellograptus complexus带(陈旭等, 2000; 汪啸风和陈孝红, 2005)。

1^#探井在3661~3663im井段石灰岩岩心中, 产大量牙形刺: Yaoxianognathus neimengguensis(Qiu, 1984)(内蒙古耀县刺)(图 9-E), Belodina confluens(Sweet, 1979)(汇合似针刺), B.baiyanhuaensis (Qiu, 1984)(白彦花似针刺), Periodon aculeatus (Hadding, 1913)(刺状围刺), Dapsilodus variabilis (Webers, 1966)(变化富刺), Panderodus gracilis (Branson et Mehl, 1933)(纤细潘德尔刺), Drepanoistodus forceps (Lindströ m, 1955)(钳形镰箭刺), Protopanderodus sp.(原潘德尔刺, 未定种), Triangulodus sp.(三角刺, 未定种)。其中: Yaoxianognathus neimengguensis, Belodina confluens, B. baiyanhuaensis, B. sp.是鄂尔多斯盆地上奥陶统的特征分子和重要分子, 曾见于内蒙古白彦花上奥陶统乌兰胡洞组和陕西耀县上奥陶统桃曲坡组下部(艾家山阶下部)。尤其Y. neimengguensis是鄂尔多斯盆地东南部乃至中国北方地区上奥陶统桃曲坡阶下部Yaoxianognathus neimengguensis带的带分子; 其他如Periodon aculeatus, Dapsilodus variabilis, Drepanoistodus forceps, Panderodus gracilis, Protopanderodus sp., Triangulodus sp.等均是中国中— 上奥陶统的重要分子和常见分子(安太庠和郑昭昌, 1990; 汪啸风和陈孝红, 2005)。

2^#探井在3640~3780im井段岩屑中, 分离出下列牙形刺: Yaoxianognathus lijiapoensis(李家坡耀县牙形刺), Y. sp.(耀县牙形刺), Taoqupognathus blandus(光滑桃曲坡牙形刺), Belodina confluens(汇合似针牙形刺), B. sp.(似针牙形刺), Phragmodus undatus(波状篱牙形刺), Tasmanognathus sp.(塔斯满牙形刺), Panderodus gracilis(纤细潘德 箭牙形刺)等。其中: Yaoxianognathus lijiapoensis和Taoqupognathus blandus主要见于陕西耀县地区耀县组上部Tasmanognathus gracilis-T. multidentatus带至桃曲坡组下部Yaoxianognathus neimengguensis带(安太庠和郑昭昌, 1990); Belodina confluens, Phragmodus undatus, Yaoxianognathus sp.等在鄂尔多斯盆地均由耀县组上部出现, 并延伸至桃曲坡组上部(安太庠和郑昭昌, 1990); Plectodina sp.和Panderodus gracilis等分布时限较长, 均由中奥陶统上部出现, 并延伸至上奥陶统。根据这些化石组合也可以确定其层位相当于耀县组上部Tasmanognathus良里塔格组Phragmodus undatus带至Belodina confluens带(赵宗举等, 2006), 年代地层归属中国上奥陶统艾家山阶上部。

2^#探井在3781~3840im井段岩屑中, 分离出牙形刺有: Periodon grandis(大围牙形刺), Periodon aculeatus(刺状围牙形刺), Tasmanognsthus sp.(塔斯满牙形刺), Panderodus gracilis(纤细潘德尔牙形刺), Belodina confluens(汇合似针牙形刺)和 Phragmodus undatus(波状篱牙形刺), Yaoxianognathus sp.(耀县牙形刺)等。其中: Periodon grandis见于鄂尔多斯盆地耀县组(安太庠和郑昭昌, 1990), 新疆塔里木盆地吐木修克组上部Belodina compressa-Periodon grandis组合, 并延续至良里塔格组Belodina confluens带(赵宗举等, 2006)以及华南下扬子地区汤山组; Periodon aculeatus广泛分布于中国南方、新疆塔里木盆地和鄂尔多斯盆地等地区中奥陶统至上奥陶统下部(安太庠和郑昭昌, 1990; 赵宗举等, 2006); Tasmanognsthus sp.见于华北地区峰峰组至耀县组(安太庠和郑昭昌, 1990), 从其锯齿结构分析与相当耀县组的比较进化的T. sp.比较相似。据此可确定其层位相当耀县组下部Tasmanognsthus shichuanheensis带(安太庠和郑昭昌, 1990), 年代地层归属中国上奥陶统艾家山阶中部。

从1^#探井和2^#探井及东庄水库— 铁瓦店、唐王陵剖面的地层古生物化石名单可以清楚地看出, 平凉组和背锅山组都有能代表其确切地质时代的带化石和大量共生化石, 结合其原始地层产状, 将其归属于晚奥陶世早、中期是毫无疑问的。虽然1^#探井和2^#探井唐王陵组大部分岩心及岩屑中的牙形刺比较稀少, 且化石保存较差, 不能进行种属鉴定, 但在2^#探井唐王陵组第1段岩心(3182.20~3183.33im)的石灰岩角砾中却发现了大量来自于背锅山组(桃曲坡组)的带化石和共生化石。另外, 与唐王陵砾岩的“ 页岩段” 和“ 东庄页岩” 类似, 这2口井的唐王陵组的含钙质泥质粉砂岩也发生了浅变质(图 7-A); 根据钻井岩心和测井资料分析, 泥质粉砂岩中发育的灰色石灰岩砾石(图 7-B)的直径达数厘米至数米; 除石灰岩角砾外, 在粉砂质泥岩和泥灰岩中也没有分离出化石。这些都有力地证明了唐王陵砾岩中的石灰岩砾石来自于其下伏地层, 这一结论与李钦仲等(1983)在唐王陵及其周边剖面得出的结论一致, 也进一步说明这2口探井的唐王陵砾岩的形成时间应晚于其下的晚奥陶世背锅山期(钱塘江阶), 应划归晚奥陶世末期(赫南特阶)为宜。

陕西省区调队李钦仲等曾从庄河沟石灰岩中采获Tasmanognathus sp., Acontiodus sp., Panderodus sp., Distacodus sp.等常见于中奥陶世晚期至晚奥陶世早期的牙形刺。其岩性特征与唐王陵东北方向约15ikm的泾阳县东陵沟— 西陵沟及1^#探井和2^#探井的峰峰组、平凉组也非常类似。二者均为中— 薄层状泥晶颗粒石灰岩(图 8-D)。根据其生物组合与岩性特征, “ 庄河沟石灰岩段” 的时代应属于中奥陶世晚期的峰峰期(马六期)至晚奥陶世平凉早期, 为一跨时地层。

如前所述, “ 硅质白云岩段” 的岩性为灰色厚层块状含燧石条带、燧石结核结晶白云岩(图 3-A, 3-B)。该套白云岩与鄂尔多斯盆地南部蓟县系藻白云岩的显著区别是: 蓟县系白云岩以灰色微晶— 细粉晶结构为主(图 8-E), 没有发生明显的重结晶作用; 而该剖面硅质白云岩普遍发生重结晶, 呈细— 中晶结构。其次, 蓟县系白云岩中的燧石层是对原岩中的藻纹层、藻叠层石的硅化而成(图 8-E), 仅局部出现极少量燧石结核和团块状燧石质砾石(被风浪打碎的藻类集合体), 基本上见不到规模较大的燧石条带, 燧石纹层的产状也沿袭藻类沉积时的原始构造形态, 并可据此鉴定出叠层石的种属(图 7-C, 7-D); 而该剖面硅质白云岩中的燧石条带、燧石结核和燧石团块大多为藻席被打碎后重新聚集并被硅化的产物, 多呈较宽的条带状(薄层状)、结核状或团块状, 少见原始产状的藻纹层构造(图 3-B, 3-E, 3-F)。

这种以发育燧石条带、燧石结核和燧石团块的浅灰色厚层、块状结晶白云岩是晋西地区南部和渭北地区下奥陶统亮甲山组(图 7-E, 7-F)的典型标志。该套地层在山西临汾晋王坟、蒲县峡村、河津西磑口, 渭北地区的泾阳鱼车山、岐山曹家沟、二郎沟和探井(图 8-F)都比较发育, 其上下地层的接触关系也比较清楚。由于亮甲山组顶部经历了怀远运动的风化剥蚀作用, 各地的残余厚度变化较大, 在渭北地区约80im。这一厚度与唐王陵西侧柳树沟的“ 硅质白云岩段” 的厚度基本一致。

由于亮甲山组的白云岩化程度较深, 一般生物化石难于保存, 仅在晋西地区北部的偏关县鸭子坪一带产Yehlioceras yehliensis(冶里角石), Kaipingoceras slenderforme(细长开平角石), Manzhuroceras pianguanensis(偏关东北角石), Kirkoceras pianguanensis(偏关柯克角石)等大型化石; 在山西柳林、蒲县等地曾采获Scolopodus obesus(肥胖尖刺), S. gigianteus(巨大尖刺), S.flexilis(弯曲尖刺), Drepanodus tenuis(窄镰刺), D.flexilis(弯曲镰刺), D.suberectus(近直镰刺), Rhipidognathus symmetricus(对称扇颚齿刺), Bergstroemognathus sp.(伯格斯特龙齿刺), Oistodus excelsus(高箭刺)等广泛产于河北唐山、辽宁本溪和山东莱芜等地亮甲山组的牙形刺。但在渭北地区亮甲山组却至今没有采到化石。

虽然没有过硬的化石证据, 但根据其典型的岩石特征和稳定的横向分布, 基本可以断定这套含大量燧石条带、燧石结核和燧石团块的“ 硅质结晶白云岩” 的地质时代应属下奥陶统亮甲山组。

如前所述, 在地面露头和钻井剖面唐王陵砾岩的“ 页岩段” 和“ 砾岩段” 都没有发现具有确切地质时代意义的古生物化石, 而且在相隔不远的不同地方的露头上与砾岩段(页岩段)接触的下伏地层还有较大变化, 这对其时代的确定带来较大麻烦; 但有一点可以确认, 它们都以冲刷接触关系上覆于奥陶系的不同组段之上。李钦仲分别在柳树沟“ 上页岩段” 巨型燧石条带、燧石结核结晶白云岩“ 漂砾” 中采获的Panderodus sp., Coelocerodontus sp., Protopanderodus sp., Teridentus sp.等牙形刺化石也证明该套地层的形成时代不应早于奥陶纪。张文龙等(2016)从唐王陵山顶砾岩段(昭陵组)中采集的含砾砂岩所测的碎屑锆石U-Pb的4个年龄值, 仅代表物源区岩石的形成时间, 只能说明该砾岩的沉积时间晚于815iMa, 而无法给出其沉积的具体时间; 但该年龄值与砾岩段中砾石(岩性为硅质藻纹层微晶白云岩、变质石英砂岩、板岩、花岗片麻岩)所代表的元古代地层年龄有一定的相似性。

根据下伏于唐王陵砾岩之下的“ 庄河沟石灰岩” (庄河沟口、金盆湾)和平凉组、背锅山组生物化石组合(泾河东庄水库、渭北1^#探井和2^#探井剖面)所代表的地质时代分析, 唐王陵砾岩的形成时代仅限于晚奥陶世晚期, 且稍晚于背锅山期(钱塘江期), 为鄂尔多斯盆地奥陶纪沉积最晚的地层, 暂将其置于奥陶系最上面一个阶— — 赫南特阶。