第三节 古-中元古代（似盖层）地史
2.1~1.8Ga期间，地球上发生一系列全球碰撞事件，形成了 Columbia 超大陆，因此1.8Ga左右是地质历史的一个重大转折时期。赵国春等（2002）将华北中部造山带的碰撞与 Columbia超大陆的形成相联系，将华北置于 Columbia超大陆边缘，与印度板块相近（详见第十六章）。而塔里木板块和华南扬子陆块、华夏陆块与 Columbia 超大陆的关系尚不明确。1.8Ga之后，全球进入 Columbia 超大陆裂解期，这种裂解在华北和华南都有一定的记录。
一、华北板块古-中元古代（似盖层）地史
（一）华北板块古-中元古代似盖层的地层系统
华北板块古-中元古代地层以天津蓟县剖面为代表，自下而上可以分为长城系（常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组）、蓟县系（高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组）、待建系（相当于国际上的延展纪）（下马岭组），其地层时代如表8-10所示。
1.长城系
1）常州沟组
常州沟组最早由高振西等（1934）命名为“长城石英岩”，1964年在蓟县震旦系学术研讨会上创立常州沟组，命名地点在蓟县下营镇常州沟村。常州沟组不整合于太古宙变质岩之上，自下而上由砾岩、砂砾岩变为石英砂岩、粉砂岩和砂质页岩，厚度859m左右。
2）串岭沟组
串岭沟组由高振西等（1934）创名的“串岭沟页岩”沿革而来，命名地点在天津蓟县串岭沟村。串岭沟组下部主要为页岩、粉砂质页岩、粉砂岩夹砂岩透镜体，上部为页岩、含泥质白云岩、粉砂岩等，厚度913m左右，与下伏地层常州沟组整合接触。
3）团山子组
团山子组由陈晋镳（1962）创名，命名地点在蓟县团山子村。团山子组下部主要由白云岩组成，中部为砂质白云岩、含砂白云岩和泥晶白云岩，上部为砂岩、粉砂质页岩和砂质白云岩，厚度510m左右，与下伏地层串岭沟组整合接触。
4）大红峪组
大红峪组由高振西等（1934）创名的“大红峪石英岩夹安山岩”沿革而来，命名地点在蓟县大红峪村。大红峪组为一套火山沉积岩系，其下部为石英砂岩、长石石英砂岩、白云岩夹粗面岩、火山角砾岩和凝灰岩，上部为白云岩、硅质白云岩，白云岩中具大量叠层石。该组厚度408m左右，与下伏地层团山子组整合接触。
大红峪组及串岭沟组、团山子组夹有火山岩或凝灰岩，其锆石U-Pb年龄在1680~1620Ma，表明长城系的地层时代为古元古代。
- 蓟县系
1）高于庄组
高于庄组由高振西等（1934）创名的“高于庄灰岩”沿革而来，命名地点在蓟县高各庄和于各庄村。高于庄组可分为4段：第一段底部为含砾砂岩、石英砂岩夹粉砂质页岩，上部为白云质粉砂岩、粉砂质白云岩、砂质白云岩、含砂白云岩等；第二段为中厚层白云岩、含锰白云岩，内叠层石发育；第三段为中厚层一厚层泥晶白云岩、含砂白云岩、纹层状白云岩等；第四段主要由白云岩、硅质白云岩夹硅质岩。高于庄组厚度1529m左右，与下伏地层大红峪组平行不整合接触。
2）杨庄组
杨庄组由高振西等（1934）创名的“杨庄红色页岩”沿革而来，命名地点在蓟县杨庄村。现杨庄组主要为一套淡红色、紫红色、灰色含砂白云岩、硅质团块白云岩、钙质页岩等，厚度773m左右，与下伏地层高于庄组整合或平行不整合接触。
3）雾迷山组
雾迷山组由高振西等（1934）创名的“雾迷山灰岩”沿革而来，命名地点在蓟县五名山村（谐音雾迷山）。雾迷山组分为4段，但主要由白云岩组成，包括泥晶白云岩、硅质（条带或团块）白云岩、含沥青白云岩、叠层石白云岩、内碎屑白云岩，局部夹泥质或粉砂质白云岩、硅质岩，厚度3416m，与下伏地层杨庄组整合接触。
4）洪水庄组
洪水庄组由高振西等（1934）创名的“洪水庄页岩”沿革而来，命名地点在蓟县洪水庄村。洪水庄组主要为一套灰色、灰绿色、棕色页岩、粉砂质页岩、白云质页岩、含铁锰质页岩等，厚度131m，与下伏地层雾迷山组整合接触。
5）铁岭组
铁岭组由高振西等（1934）创名的“铁岭灰岩”沿革而来，命名地点在蓟县铁岭村。铁岭组分为两段，下段底部为钙质砂岩、粉砂质白云岩，向上变为薄板状白云岩、含锰白云岩、含铁锰页岩，上段主要为内碎屑白云岩、含锰白云岩、叠层石白云岩，厚度325m左右，与下伏地层洪水庄组整合接触。
根据蓟县群下伏地层长城群顶部大红峪组和上覆地层下马岭组火山岩和斑脱岩的锆石U-Pb同位素年龄限定，蓟县系的地层时代大致为1.6~1.4Ga，为中元古代，相当于国际上的盖层系。
3.待建系
下马岭组
下马岭组由叶良辅等（1920）创名的“下马岭层”沿革而来，创名地点在北京门头沟下马岭村。下马
岭组下部为一套含铁的泥质岩、页岩和粉砂质页岩夹透镜状砂岩或砂砾岩，局部见斑脱岩；中部为砂岩、粉砂岩和泥页岩互层；上部泥质岩、粉砂岩、砂岩，局部见褐铁矿结核或泥灰岩透镜体。下马岭组厚度168m左右，与下伏地层铁岭组平行不整合接触。
下马岭组原划归新元古代青白口系。新的研究发现，下马岭组的斑脱岩以及侵入下马岭组的基性岩席中的锆石和斜锆石U-Pb同位素年龄为1370~1320Ma（高林志等，2007;李怀坤等，2009; Zhanget al.，2009），下马岭组所限定的时代为1400~1200Ma，因此下马岭组从青白口系中分出，中国地层委员会提出建立待建系的方案，待建系时代为1400~1000Ma（高林志等，2011）。1200~1000Ga的地层在蓟县剖面上缺失。
（二）华北板块古-中元古代似盖层古地理
中元古代是全球 Columbia超大陆的裂解期，也是华北板块形成后的伸展裂陷期。华北板块中元古代有3个沉积区（图11-12）：①北边的燕辽海槽，呈北东东向展布，向西可能与阴山海槽相连。在中元古代时强烈下降、堆积了近万米的沉积物，为大陆板块上的裂陷槽。②华北板块西南部的豫西海槽，往南与北秦岭海槽相邻。③东部的河淮海槽，呈北东向展布，从中元古代开始下降接受沉积，至震旦纪强烈下沉。
燕辽海槽的蓟县一带中元古代地层发育完整，研究最详细。中元古界组成一巨型沉积旋回，剖面总厚近10000m。根据沉积特征、接触关系、叠层石和微古植物组合特征及同位素年龄，将其划分为3个系（长城系、蓟县系、待建系），10个组。长城系以角度不整合覆于太古宇之上，包括4个组。常州沟组底部具明显的古风化壳为一套分选较差、成熟度低的含长石砂、砾岩，内发育交错层理、泥裂、波痕，代表河流相沉积，向上逐渐变为分选较好、成分较纯的滨海相砂岩。串岭沟组为灰绿色至暗灰色页岩，代表潮下至浅海环境沉积。团山子组为砂质白云岩，内含叠层石，具泥裂、波痕、石盐假晶等暴露标志，代表滨海环境的沉积。大红峪组以钙质砂岩为主，夹火山岩和火山角砾岩，砂岩中具有大型板状交错层理和波痕，为滨海沉积。
蓟县系包括5个组，高于庄组沉积时期是中元古代最大的一次海侵期，海侵范围向南、北大范围扩展。高于庄组主要为含硅质和锰质白云岩，内具燧石条带，顶部有冲刷面、交错层理，代表了滨浅海环境沉积。杨庄组为红色泥质白云岩，含石盐假晶，代表滨浅海、淘湖沉积。雾迷山组为硅质白云岩，厚度巨大，叠层石发育，代表一种海水进退频繁的滨浅海沉积。洪水庄组为黑色碳质页岩，含黄铁矿，厚度小，水平层理发育，为静水滞流环境的沉积。铁岭组为白云岩及白云质灰岩，叠层石发育，属潮间带环境。
待建系仅保存1.4~1.2Ga的下马岭组。下马岭组以细碎屑岩、泥质岩为主，分布局限。与上覆新元古代骆驼岭组（龙山组）不整合接触。
整个中元古界沉积物厚度巨大，夹少量火山岩，相变明显，但未遭受区域变质，为稳定板块发展早期阶段的裂陷槽沉积，和典型的盖层沉积有一定的差别，因此称为似盖层沉积。铁岭组沉积后，华北大陆板块海域整体抬升为陆，在湿热气候条件下，发育了富铁风化壳，局部可见微型喀斯特地貌和古土壤。这次抬升约发生于中元古代末期，称为芹峪抬升。
中元古代时期，华北板块北部的阴山-大青山地区为与燕辽海槽相连的被动大陆边缘沉积。
华北板块南部古元古代为豫西海槽，裂陷槽发育以汝阳群、管道口群、五佛山群等为代表的碎屑岩、碳酸盐岩沉积，这套地层与燕辽海槽相似，厚度巨大，未发生变质，碎屑岩沉积成熟度高，碳酸盐岩以白云岩为主，内有较多叠层石。
豫西海槽向南与秦岭海槽相连，秦岭海槽中元古界为熊耳群、宽坪群的火山岩和变质碎屑岩地层，代表南部活动的大陆边缘沉积。
二、华南地区古-中元古代（似盖层）地史
华南地区中元古代似盖层主要分布于扬子板块北部神农架、西部滇中一川西一带，包括鄂西的神农架群、滇中地区的昆阳群、川西地区的会理群等。与华北燕辽裂陷槽、豫西裂陷槽类似，这些地层具有未变质、厚度大、浅水沉积为主、分布局限的特征。因此一般认为扬子陆块的中元古代也存在类似于华北的裂陷槽沉积，但其与 Columbia超大陆裂解的关系尚不清楚。
鄂西地区的神农架群分布于神农架一带，神农架群主要由砂岩、粉砂岩、泥质岩和白云岩、叠层石白云岩交互而成，内夹中酸性火山熔岩和火山碎屑岩。神农架群厚度巨大，厚度12 680m左右（湖北省地质矿产局，1996）。
扬子板块西部的滇中元江、易门、东川到川西会理、会泽地区发育一套巨厚的中元古代地层，渝南称为昆阳群、四川称为会理群。昆阳群和会理群主要为细碎屑岩、泥质岩夹细晶白云岩、叠层石白云岩，局部夹中基性、碱性火山岩，总厚度大于8500m。昆阳群和会理群的火山岩锆石U-Pb年龄分别为1032Ma和1028Ma左右。会理群上部天宝山组为中酸性火山岩，其顶、底均为角度不整合，分别代表晋宁运动早、晚两幕。昆阳群和会理群的中基性、碱性火山岩属于大陆板块活动较弱的裂谷盆地沉积。
华南其他地区尚未发现发育完整、连片分布的中元古代地层。由于江南造山带地区主要由浅变质的新元古代地层组成，华南板块的拼合形成于新元古代后期一早古生代晚期，因此，中元古代扬子陆块类似于华北板块，尚未达到稳定状态，中元古界具有似盖层特征。