圖1-3薊縣剖面中、新元古代柱狀圖
薊縣剖面的層序地層學研究始於90年代末，黃學光等人[2]以薊縣剖面的系統層序地層學為重點，對薊縣剖面進行了重新測量，並對層序進行了細致劃分。本節數據均取自研究成果。研究結果表明，薊縣剖面劃分為5個壹級層序，12個二級層序和若幹個三、四、五級層序。由於薊縣剖面系列和組級的巖石地層單位主要分為明顯的沈積不連續(平行不整合)和巖石巖相的急劇變化，巖石地層單位邊界往往與不同級別的層序邊界基本壹致，只有部分過渡邊界與層序邊界略有不同。因此，本節仍按系列和組描述它們的層序地層特征。
第壹，長城系統
長城系自下而上由長洲溝組、串嶺溝組、團山子組、大紅峪組和高於莊組組成，總厚度4283米..
1.長洲溝組
常州溝組是壹套粗碎屑巖沈積，厚1109米..它被角度不整合覆蓋在太古代遵化群石榴角閃巖片麻巖上。常州溝組底部由河流相暗紫紅色礫巖、復合砂礫巖和復合砂巖組成。巖石成分和結構成熟度很低，發育同向匯聚的交錯層，表明陸源碎屑來自本區東南部的山海關古陸。初始泛濫面以上的應時砂巖巖石成熟度和結構成熟度明顯高於下伏的河流相復合砂巖，發育魚骨狀、魚骨狀等海灘交錯層，為海灘相沈積，構成海侵體系域。向上砂巖成熟度繼續增加，常州溝組中部石英巖段為最大的海侵沈積。長洲溝組上部由壹系列由應時砂巖和薄層粉砂質頁巖組成的韻律組成。向上的砂巖由中厚層變為薄薄層，越來越薄，粉砂質頁巖逐漸變厚，形成高水位體系域。當砂泥比為1:1時，過渡到串嶺溝組。因此，長洲溝組構成壹個二級層序。
常州溝組底部為區域不整合，為構造強化不整合。不整合面以上的壹套河流相沈積屬於低潮體系域，因此常州溝組層序底界屬於SB1層序界面。
2.串嶺溝組
在巖石地層單位上，串嶺溝組底部與常州組處於過渡關系。在薊縣段及其鄰近地區，上述界面附近可見幹裂構造等海平面下降引起的出露跡象，但沒有明顯的河流復壯現象，因此該界面應為SB2型。
串嶺溝組是壹套細碎屑巖和泥巖沈積。根據巖石特征可分為三個巖性段，總厚度647米。第壹段為韻律沈積，由細砂巖、粉砂巖和頁巖組成。自下而上，細砂巖逐漸減少，頁巖增加，形成向上變薄的沈積序列。其沈積特征表明其形成於潮間帶，屬於海侵體系域。二段為頁巖，層理水平平坦，為瀉湖盆地低能靜水環境沈積，二段厚達數百米的頁巖為最海侵沈積。第三段主要為黑色片狀粉砂質頁巖，頂部為砂巖透鏡體。第三段繼承了第二段瀉湖的沈積環境，但海水變淺，轉向開闊環境，構成高水位體系域沈積。
3.團山子組
薊縣段團山子組與下伏串嶺溝組為整體過渡關系，海水較淺，無出露跡象。薊縣段團山子組主要由含鐵白雲巖組成，分為兩段，總厚度為415m。下段韻律由粉砂質頁巖和矽質泥質含鐵白雲巖組成，其變化趨勢是向上泥質減少，變為泥晶白雲巖。上段主要是粉砂質白雲巖和板狀白雲巖砂巖互層的韻律沈積，白雲巖的含鐵量明顯低於下段。二段上部夾應時砂巖、凝灰巖和疊層石白雲巖，層位上可見小波痕和鹽類假晶等沈積構造。頂部裂隙構造極為發育，多層裂隙層形成裸露帶。
從層序地層學的角度來看，雖然團山子組也劃分為三個四級層序和兩個三級層序，但從高階層序的角度來看，團山子組只是從串嶺溝組三段開始的高水位體系的壹部分。因此，串嶺溝組和團山子組共同構成壹個二級層序。
4.大紅峪組
在巖石地層上，大紅峪組與下伏的團山子組具有過渡關系。而過渡帶多層幹裂構造組成的出露帶明顯表現為大規模的海平面下降，構成層序不整合。該層序界面類型應為SB2型。
大紅峪組總體上構成壹個從砂巖到富鉀頁巖再到矽質條帶狀白雲巖的沈積旋回，分為三個巖性段，總厚度為516m。
大紅峪組壹、二段由砂巖→富鉀凝灰質細砂巖、粉砂巖→含白雲巖砂巖三個次級旋回組成，夾有不同層數的富鉀玄武巖和火山角礫巖。以最底層的二次循環為例(圖1-4)。下部為淺紫色、淺黃褐色薄片狀薄層，含凝灰質砂巖，呈羽狀、楔形、魚骨狀交錯層理，底部具裂隙構造。中部迅速過渡到灰白色、淺黃褐色厚塊狀含長石的應時砂巖，平行層理發育，各單層構成壹個層序，形成壹個加積層序組。其上部砂巖單層迅速變薄，層內發育板狀、楔形、魚骨狀交錯層。頂部為淺黃褐色凝灰質砂巖(底部)和紫紅色粉砂質凝灰質頁巖組成的韻律沈積，富含鉀，稱為“富鉀頁巖”。頂部裂隙結構發育。可以看出，上述二級旋回相當於壹個二級層序，旋回下部為海侵體系域，中部塊狀層狀砂巖為最大海侵沈積，上部為高水位體系域。頂部破裂構造發育，無明顯侵蝕間斷，為SB2型層序界面。因此，第壹和第二成員* * *包括三個四階序列。
圖1-4薊縣大紅峪組第壹第四層序柱狀圖
TST——海侵體系域；MFS——最大淹沒面；高水位體系域；SB2—-序列邊界
大紅峪組三段由灰白色矽質條帶狀白雲巖、疊層石白雲巖、砂質白雲巖和矽質巖組成。大紅峪組頂部的截錐形疊層石白雲巖是最大的海侵沈積，表明其上的高水位體系域已被侵蝕而不復存在。因此，大紅峪組三段是壹個只有海侵體系域的不完整層序。
5.高於莊組
如上所述，高於莊組與下伏的大紅峪組之間存在明顯的沈積間斷。在薊縣剖面，高於莊組底部有壹層厚約3m的砂巖直接覆蓋在大紅峪組頂部的截錐疊層石白雲巖上，大紅峪組頂部壹個二級層序的高水位體系域已被侵蝕。從薊縣向東，在河北省青龍縣和遷西縣壹帶，莊組底部以上的應時砂巖轉化為幾米厚的礫巖。這種平行不整合稱為青龍隆起。因此，高於莊組底界應為SB1層序界面。高於莊組是壹套碳酸鹽巖沈積，厚1546米，根據巖石特征可分為四個亞組，自下而上分別為官地亞組、桑栓亞組、張佳羽亞組和環秀寺亞組。
1)官地子群:包括兩個二級循環。下壹個次級旋回從底部的應時砂巖開始，向上到泥質白雲巖、帶燧石帶和結核的白雲巖和疊層石白雲巖。最後壹個二級旋回從深灰色含錳白雲巖粉砂巖開始，上至含錳砂質白雲巖、含錳白雲巖、含錳疊層石白雲巖、矽質巖。這兩個二級旋回分別構成兩個三級層序。
2)桑栓崖組:也是由兩個從泥質白雲巖到白雲巖的次級旋回組成。下壹個次級旋回由含錳粉砂質白雲巖(即所謂的“含錳頁巖”)和塊狀白雲巖組成，最後壹個次級旋回由灰色薄層-薄層泥質白雲巖和厚層泥晶白雲巖組成。該亞組底部的含錳頁巖中見幹裂縫，頂部的白雲巖中也見海水快速變淺，因此也構成三級層序。
3)張佳羽亞組:是四個亞組中最厚的壹個，厚778米。該亞組韻律發育良好，多為壹些厚度數十厘米至1 ~ 2m的小韻律，由片狀泥質白雲巖和中厚層碳酸鹽巖(白雲巖和灰巖)組成，層理水平順直。在薊縣剖面中，該亞組未發現疊層石和矽質條帶。在薊縣、興隆、寬城等地的原海盆深部，大小不壹的瘤狀灰巖廣泛分布於該亞組下部的片狀泥質白雲巖中，是臺地盆地相的標誌，也是最大泛濫期的沈積物。頂部依次為下斜坡相、中斜坡相和上斜坡相沈積。
4)環秀寺亞組:亞組下部為韻律沈積，由黑色球狀藻、瀝青質粗粒白雲石灰巖(底部)和深灰色波狀藻席中粒白雲石灰巖(頂部)組成，形成於半封閉的潮下帶至潮間帶。亞組上部逐漸過渡到由含矽質團塊的礫石白雲巖(底部)、含貓眼伴生結核的白雲巖(中部)和矽質角礫巖(頂部)組成的韻律。韻律的頂層是矽質地殼，多處還發現有巖溶角礫巖。可以看出，環秀寺亞組本身並不構成壹個單壹的層序，而只是從張佳羽亞組上部開始的高水位體系域的壹部分。
莊組末期以上，全區上升，尤以灤縣為甚，稱為灤縣上升(見後文)。
6.摘要
整個長城系被三個構造強化不整合(長城系底部的角度不整合、高於莊組底部青龍上升的平行不整合、長城系頂部的灤縣上升)分為兩段，分別構成兩個壹級層序。下部的長洲溝組、串嶺溝組、團山子組和大紅峪組組成壹個壹級層序，其中串嶺溝組二段頁巖為最大的洪水易發沈積，其下為海侵體系域，其上為高水位體系域。根據現有同位素年齡資料，時限為1800 ~ 1600 Ma。高於莊組上段本身構成壹個壹級層序，其中張佳羽亞組含瘤灰巖段為最大海侵沈積，其下為海侵體系域，其上為高水位體系域。根據現有的同位素年齡資料，其時限為1600 ~ 1400 Ma。
第二，集賢制度
薊縣組自下而上包括楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組，總厚度4300m。
1.楊莊組
莊末期以上，該地區上升為陸地。山海關古陸邊緣灤縣楊莊組底部有兩層礫巖。礫石磨圓度好，成分復雜，與下部高於莊組呈平行不整合接觸。這種中斷被稱為“灤縣上升”。所以它的底界是SB1型。
楊莊時期又有壹次海侵。該區海域被昌平-懷柔水下隆起阻擋，在山海關古陸附近形成大型瀉湖盆地，沈積以紫色粉砂質泥質白雲巖為代表的紅色巖系。在昌平-懷柔水下隆起以西和以北的瀉湖以外沒有發現紅色巖系沈積。潟湖紅色巖系在薊縣段最為發育，厚度為1048m，分為三段。
壹個段落由壹系列節奏組成，每壹個節奏都是從上到下的:
3)矽質硬殼層；
2)淺灰色中厚矽質條帶狀細粒白雲巖；
1)灰白色、紫紅色薄板-薄層粉砂質泥質白雲巖。
上述節律自上而下由潮間帶-潮上帶向潮下帶-潮間帶-潮上帶過渡，表明海平面在逐漸上升。
二段以紫紅色粉砂質泥質白雲巖為主，夾少量灰白色粉砂質泥質白雲巖，為楊莊組的典型段。二段中部的紫紅色厚塊狀粉砂質泥質白雲巖為瀉湖盆地相沈積。
第三段也是由壹系列節奏組成，但韻律模式與第壹段不同。基本韻律層從上到下是:
4)矽質巖；
3)灰色矽質條帶狀藻席白雲巖，有時含杯狀疊層石等小型疊層石；
2)灰色塊狀結晶微生物白雲巖，具有典型的凝石結構。該層底部為不厚的微晶白雲巖；
1)灰白色、紫紅色片狀粉砂質泥質白雲巖。
上述節奏從第三段下部開始的變化趨勢是，第二)層逐漸變薄，在第三段頂部甚至消失。韻律主要在1)和4)層，只有第三)層不厚，呈現海平面逐漸降低直至短暫出露的演化過程。
綜上所述，楊莊組壹段在沈積時期海平面逐漸上升，形成海侵體系域，二段中部瀉湖盆地的紫紅色層狀粉砂質泥質白雲巖是最大的海侵沈積。其上為高水位體系域，沈積物特征顯示海平面逐漸下降。因此，楊莊組本身就構成了壹個二級層序，其中還包括三個三級層序和六個四級層序。
2.霧迷山組
期末楊莊短期暴露後，沈積霧迷山組時，氣候轉為濕潤，為瀉湖潮坪環境。霧迷山組不同於其他組的顯著特征如下。第壹個特點是地層厚度巨大。以薊縣剖面為例，霧迷山組厚度為2848.45m，占薊縣剖面中、新元古代總厚度的1/3，是薊縣剖面最厚的壹套地層。第二個特征是幾乎全部由白雲石組成，其中壹半以上是微生物成因的白雲石。第三個特點是沈積韻律特別發育，小韻律的厚度只有1 ~ 2m，大韻律的厚度有幾十米。厚達數千米的霧迷山組，幾乎由大小不壹的韻律組成。據初步統計，薊縣剖面霧迷山組有413個韻律。
在薊縣剖面，霧迷山組的韻律自上而下由以下五個基本層組成:
5)頂層:矽質巖，為潮上帶出露的矽質地殼；
4)上層:層藻席的微生物白雲巖，普通假裸疊層石、杯狀疊層石等小型疊層石，沈積於潮間帶；
3)中間層:層狀結晶白雲巖，常見的微生物巖石結構如球粒隕石和凝塊，還有壹些大-巨錐形疊層石殘留，沈積在潮下帶；
2)下層:灰白色細粒白雲巖和深灰色條紋狀微生物白雲巖，有時可見杯狀疊層石，沈積於潮間帶；
1)底層:灰白色泥質白雲巖，含陸源砂和礫石屑，沈積於潮上帶。
可以看出，上述韻律表現為潮間帶→潮間帶→潮下帶→潮間帶→潮上帶的往復變化，恰好表現了壹個最基本的海平面變化旋回。因此，每個節奏構成了壹個最基本的序列。
通過比較壹系列基本序列之間的差異來確定高階序列。這種差異主要體現在疊層石的變化上，結合其他沈積特征。壹般來說，中層疊層石體積巨大，主要分布在上、中、下層，整體韻律厚度也較大，表現出相對最高的海平面時期，決定了最大的泛濫時期。相反，中間層沒有錐形疊層石，甚至中間層很薄，上層(下層)只見到小杯狀疊層石等小型疊層石，韻律頂底層發育，整個韻律厚度也較小，是相對海平面下降時期。通過對比薊縣剖面413個基本層序，將霧迷山組劃分為17個四級層序和4個三級層序，霧迷山組本身構成壹個二級層序，底部層序界面為SB2型。
3.洪水莊組
在薊縣剖面，洪水莊組與下伏的霧迷山組具有過渡關系。霧迷山組頂部白雲巖含泥質逐漸增多，單層變薄，然後過渡到洪水莊組底部薄層泥質白雲巖。但從層序地層學的角度來看，霧迷山組與洪水莊組界線附近存在丘狀波痕、透鏡狀層理等沈積構造，表明海平面下降，海水變淺。更重要的是，從區域接觸來看，霧迷山組與洪水莊組之間存在明顯的沈積不連續。在遼西，有人稱之為淩源運動。太行山北部易縣地區，洪水莊組底部有燧石礫巖和角礫巖粗砂巖，厚度僅為6.21m，也呈平行不整合接觸。另外，在區域分布上，洪水莊組的地層分布範圍明顯小於霧迷山組。可見，從區域角度來看，霧迷山至洪水莊期間也是海平面波動的重大轉折時期。因此形成SB2型層序界面。
洪水莊組是壹套頁巖沈積，灰色、深灰色、黃綠色等，厚度很小，只有114m。區域分布穩定，厚度變化小，巖相單壹。洪水莊組下部的海侵體系域層序由泥質頁巖→白雲質頁巖組成，每個層序的厚度只有10 cm至幾cm。中部70多米厚的盆地相黃綠色頁巖是最大的洪水沈積。其上的頁巖沈積於高水體系域，其上部開始出現細砂巖透鏡體，呈現海平面逐漸降低，海水變淺的趨勢。
4.鐵嶺組
鐵嶺組分為戴莊子亞組和老虎頂亞組，兩個亞組之間存在明顯的區域性平行不整合沈積間斷，稱為鐵嶺隆起。鐵嶺組厚290米。
戴莊子亞組底部為薄砂巖，與下伏洪水莊組呈快速過渡關系，即洪水莊組上部夾在頁巖中的砂巖透鏡體迅速增大，過渡到戴莊子亞組底部的應時砂巖，即由盆地相頁巖變為潮下高能砂壩。因此，從層序地層學的角度來看，戴莊子亞組的沈積只是洪水莊組上部高水位體系域的延續。
除底部厚10m的應時砂巖外，代莊子埡組主要由(微)含錳礫白雲巖夾薄泥質砂巖組成。總的趨勢是白雲石單層變薄，錳含量降低，從疊層石到砂礫石。反之，泥質砂巖增多，發育透鏡狀層理等潮汐層理。翠綠色海綠石頁巖出現在頂部，偶爾有裂縫結構。戴莊子亞組沈積物從潮下高能帶向潮間帶-潮上帶的演化，表現出海平面持續下降的高水體系域特征，構成了從洪水莊組上部開始的壹部分高水體系域。
鐵嶺組上下亞組之間的平行不整合表明，戴莊子亞組頂部的頁巖被老虎頂亞組底部的紫紅色鐵砂礫巖所覆蓋，該層在北京延慶縣變為鮞狀赤鐵礦，被稱為“四海”鐵礦。雖然底界出露明顯，不連續，但河流復壯引起的切割不明顯，所以底界應為SB2型。
老虎頂亞組下部為礫石白雲質灰巖和片狀泥質灰巖組成的亞層序，上部灰巖成分增加，泥質成分減少，然後過渡為灰巖，含不規則壁疊層石等。，從而形成海侵體系域。最大的洪水沈積是層狀的陣列狀層狀石灰巖。高水位體系域由鐵嶺紋層灰巖→掌狀薊縣紋層灰巖→柱狀薊縣紋層灰巖→駝峰嶺錐紋層灰巖組成，疊層石自下而上遞減直至消失。因此，老虎頂亞群是疊層石變化反映海平面變化的又壹個典型例子，優於其他沈積指標，成為層序地層學研究的主線。
5.摘要
縱觀薊縣體系，可以清晰地分為兩部分。下楊莊組和霧迷山組具有相似的韻律沈積、相似的微生物巖沈積和相似的盆地構造背景。沈積盆地繼續下沈，形成極厚的沈積物。楊莊組和霧迷山組厚度為3896米，與洪水莊組和鐵嶺組厚度(404米)相差9:1。沈積連續，但受盆地內不平衡坳陷的影響，地層厚度變化大，巖相變化大。這兩組以楊莊組中部瀉湖盆地的層狀紫紅色粉砂質泥質白雲巖為最大洪水沈積，形成壹級層序。根據現有的同位素年齡資料，其時限為1400 ~ 1200ma。上部洪水莊組和鐵嶺組沈積於相對穩定的盆地構造背景。受盆地小幅度沈降影響，沈積巖相穩定，地層厚度小且變化不大，鐵嶺組兩個亞組之間存在區域性平行不整合。地層的總體特征已屬於典型的克拉通盆地類型。這兩組構成了另壹個壹級層序，洪水莊組的盆地相頁巖是最大的洪水易發沈積。根據現有的同位素年齡資料，其時限為1200 ~ 100 oma。
第三，藍白口腔系統
青白口組自下而上包括下馬嶺組、長龍山組和井兒峪組，總厚度430米。
1.下馬嶺組
在薊縣剖面，鐵嶺組頂部為紫紅色灰巖，局部出現矽質地殼和巖溶角礫巖，均為長期風化侵蝕的結果。下馬嶺組底部為含鐵砂礫巖，具有底礫巖性質。因此，下馬嶺組與下伏的鐵嶺組之間存在明顯的沈積不連續，為平行不整合接觸，稱為秦禹運動，為SB1型層序界面。
薊縣剖面的下馬嶺組是壹個由壹系列砂巖→粉砂質頁巖韻律組成的向上變細的沈積序列。上部砂巖減少，粉砂質頁巖增加，頂部出現灰色頁巖，厚度為198m。與北京西山同時代地層相比，薊縣剖面的下馬嶺組僅相當於西山剖面的第壹段，上部二至四段已被剝蝕。從層序地層學的角度來看，薊縣剖面的下馬嶺組只是北京西山剖面下馬嶺組下海侵體系域的壹部分，海侵體系域的上部(包括最大洪水沈積)和高水位體系域已經被侵蝕。
2.長隆山組
如上所述，長隆山組與下伏的下馬嶺組之間存在平行不整合接觸，稱為蔚縣隆起。由於河流明顯復壯，下伏的下馬嶺組受到不同程度的切割，故為SB1型層序界面。
長隆山組為壹套粗碎屑沈積，由下部河流相復合砂礫巖、中部海相海綠石砂巖、海綠石粉砂巖和上部雜色頁巖組成，形成壹個向上變細的沈積層序，可劃分為3個四級層序和1個三級層序。
3.井兒峪組
薊縣剖面井兒峪組以鴨蛋藍色薄-中泥灰巖為代表。其下部層序由紫色泥質頁巖和泥灰巖組成，中部層序由鴨蛋青色鈣質頁巖和泥灰巖組成，上部層序由泥灰巖和灰巖組成。井兒峪組與上覆寒武系昌平灰巖平行不整合接觸，為薊縣運動。
井兒峪組本身構成壹個三級層序，井兒峪組與下伏的長隆山組共同構成壹個二級層序。青白口系構成壹級層序。根據現有同位素年齡資料，其時限為1000 ~ 800 Ma。