全吉地块（又称欧龙布鲁克地块）位于青藏高原东北部，尽管其出露规模十分有限，但因其存在变质岩结晶基底德令哈杂岩、达肯大坂岩群以及稳定的前寒武纪沉积盖层全吉群和小高炉群，被视为中国继华北克拉通、华南板块和塔里木板块之外第4个具有克拉通性质的大地构造单元（陆松年等，2002；王超等，2018）。更为重要的是，全吉地块位于中国三大板块重要的构造衔接部位，位置十分特殊。因此，关于全吉地块的构造亲缘性研究，将为探索中国三大构造单元的前寒武纪发展演化史提供重要线索（王勤燕等，2008）。综合基底性质、构造–热事件记录和前寒武纪沉积盖层特征，前人对全吉地块的构造亲缘属性开展了一系列研究工作，其结论却不尽相同，其主要观点包括：亲华南板块（万渝生等，2003）、亲华北克拉通（Sun et al., 2019；Wang et al., 2022）、亲塔里木板块（陆松年等，2002）和相对独立的构造演化史（葛肖虹等，2000）。

前寒武纪沉积盖层全吉群和小高炉群记录了“超大陆循环”“新元古代冰期事件”“大不整合事件”及“寒武纪生命大爆发”等一系列意义重大的地质演化史，同时也为全吉地块的构造亲缘性研究以及古地理重建提供了新的视角（Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a）。然而，由于缺乏可靠的生物地层学和精确的锆石年龄数据，关于全吉地块的前寒武纪地层格架尚存在较大争议，制约了上述研究工作的进一步开展（王超等，2018）。近年来，随着研究程度的不断深入和研究方法的不断进步，关于全吉地块的前寒武纪地层学（包括生物地层学、年代地层学和事件地层学）和古生物学研究均取得了一系列重要进展（Shen et al.，2007；王超等，2015；张海军等，2016；Sun et al., 2019；Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a，2021b；周传明等，2021；Wang et al., 2022）。笔者基于前人研究工作，对全吉地块的前寒武纪地层学、特别是对“新元古代冰碛岩”形成期以及“大不整合事件”发生尺度等重大科学问题研究所取得的进展进行系统地归纳和总结，进而为探索其前寒武纪构造亲缘关系提供更多的思路和参考。

1.   构造背景及岩石地层单位简介

全吉地块位于青藏高原东北部，东迄鄂拉山，西接阿尔金断裂带，南至柴北缘超高压变质岩带，北邻南祁连构造带（图1）。全吉地块是一个异常古老且相对保存完好的克拉通化构造单元，位于华北克拉通、华南板块和塔里木板块等多个板块和地块的构造衔接部位（图1a），被视为探索原特提斯洋–古特提斯洋时空演化的重要窗口（李猛等，2018；Wang et al., 2022）。全吉群始称“全吉岩系”（表1），是由原地质部青海地质局632大队于1956年创建于青海柴达木盆地北缘的全吉山地区，原始定义为一套未经变质作用的“震旦纪”地层序列（孙崇仁，1997）。朱夏（1957）将“全吉岩系”划分为两部分，下部以碎屑岩为主，上部以碳酸盐岩为主。王云山等（1980）进一步将“全吉群”划分为7个组，自下而上分别为麻黄沟组、枯柏木组、石英梁组、红藻山组、黑土坡组、红铁沟组和皱节山组（表1）。

图  1  全吉地块及周缘地质简图及剖面位置

a. 全吉地块及周缘地质简图（据Chen et al., 2009修改）；b、c. 全吉山地区遥感图及地质简图（剖面位置）

Figure  1.  Geological map showing the location of studied section

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表  1  全吉群–小高炉群命名沿革

Table  1.  Naming evolution of the Quanji and Xiaogaolu Group

地层单元	青海石油普查大队①		王云山等（1980）		王树洗等（1982）		王云山等（1983）		孙崇仁等（1997）		中国地层表②		张海军等（2016）		王超等（2018）		本文
磷块岩	欧龙布鲁克系	寒武系	小高炉群	寒武系	含磷层	寒武系			欧龙布鲁克群	寒武系			欧龙布鲁克群	寒武系	欧龙布鲁克群	寒武系	欧龙布鲁克群	寒武系第二统
皱节山组			全 吉 群		全 吉 群	震旦系	小高炉群	下寒武统	全吉群		全吉群	震旦系		震旦系	小高炉群	震旦系	小高 炉群	埃迪卡拉系
红铁沟组
黑土坡组						青白口系								？				？
红藻山组	全吉系	震旦系		震旦系		蓟县系	全吉群	震旦系		震旦系		南华系	全吉群	长城系	全吉群		全吉群	固结系
石英梁组																		？
枯柏木组
麻黄沟组
古元古代结晶基底
注：①. 资料来源于原地质部青海地质局632大队（1956）；②. 资料来源于全国地层委员会《中国地层表》编委会（2014）和全国地层委员会（2018）。

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王云山等（1983）又将“全吉群”上部的黑土坡组、红铁沟组和皱节山组划归为“小高炉群”，时代归为寒武纪；下部的4个组仍沿用全吉群，时代归为“震旦纪”（表1）。然而，前人关于“全吉群”的研究多采用王云山等（1980）的划分方案，即“全吉群”定义为角度不整合于达肯达板岩群变质岩群之上，平行不整合于寒武纪—奥陶纪欧龙布鲁克群之下的一套地层，自下而上共分为7个组（孙崇仁，1997）。根据红藻山组中获得的两层凝灰岩年龄数据1.62～1.75 Ga（张海军等，2016；Wang et al., 2022），同时综合红藻山组和上覆地层黑土坡组之间的铁质风化壳所指示的不整合界面（王超等，2015），王超等（2018）建议原全吉群“解体”，即采用王云山等（1983）的划分方案，而原“全吉群”上部的黑土坡组、红铁沟组和皱节山组重新划归为“小高炉群”。此次研究中将继续沿用王超等（2018）划分建议（表1）。全吉群–小高炉群出露范围极为有限，其中以全吉山地区发育最为完整（图1b、图1c）；在欧龙布鲁克山地区缺失黑土坡组、红铁沟组和皱节山组，即欧龙布鲁克群平行不整合于红藻山组之上（孙崇仁，1997）。

2.   小高炉群的时代上限

皱节山组位于小高炉群顶部，现定义为整合于红铁沟组冰碛岩之上，平行不整合于寒武纪—奥陶纪欧龙布鲁克群之下的一套地层（孙崇仁，1997）。该组下部岩性为灰白色厚层含砾白云岩、含砂屑白云岩，向上逐渐过渡为紫红色薄层钙质砂岩、粉砂岩，顶部为浅灰绿色薄层钙质粉砂岩（图2）。关于皱节山组的形成时代长期以来存在不同认识，主要观点包括埃迪卡拉纪（Shen et al.，2007）和寒武纪（王云山等，1980；孙崇仁，1997；Wang et al.，2015）。关于皱节山组的生物地层学研究工作开展较早，王云山等（1980）报道了该组中的皱节虫状（Sabellidites-like）遗迹化石，并将组形成时代限定为寒武纪早期，这一观点也成为主流观点并为《青海省岩石地层单位》所采纳（孙崇仁，1997）。Wang等（2015）描述了产自皱节山组中的遗迹化石Treptichnus pedum，并据此将该组时代限定为寒武纪早期。众所周知，T. pedum是划分确定寒武纪底界层型剖面的“明星化石”（Brasier et al.，1994；Buatois，2017），其首现位置（FAD）可视为显生宙的“开始”，意义十分重大。然而，关于T. pedum的地层沿限却存在诸多质疑，甚至在确定寒武纪底界的“金钉子”剖面，该化石的首现位置也低于寒武系的底界（Gehling et al.，2001；Babcock et al.，2014；Zhu et al.，2019）。Shen等（2007）描述了产自皱节山组中的条带状疑难化石三属四种（Helanoichnus helanensis Yang，1985；Palaeopascichnus meniscatus Shen et al.，2007；P. minimus Shen et al.，2007；Shaanxilithes cf. ningqiangensis Xing et al.，1984），并倾向于将该组时代限定在埃迪卡拉纪晚期。近年来的一系列研究成果均倾向于将王云山等（1980）报道的皱节虫状（Sabellidites-like）遗迹化石以及Shen等（2007）描述的一系列条带状疑难化石归并为Shaanxilithes ningqiangensis的同物异名，而上述条带状化石间的形态差别也被认为的埋藏差异的结果（Meyer et al.，2012；Wang et al., 2021b）。

图  2  全吉地块和华北克拉通西缘–南缘前寒武纪—寒武纪过渡时期综合柱状图

Figure  2.  Integrative stratigraphic columns of the boundary of Precambrian and Cambrian sequences along the Quanji Massif and the western-southern margins of NCC

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Shaanxilithes（陕西迹）是埃迪卡拉纪潜力标准化石，通常呈条带状压扁保存于碎屑岩中，化石边缘整齐、宽度相对稳定，表面具有一系列紧密排列的横纹（图3a、图3c、图3e）。Shaanxilithes最初解释为须腕动物皱节虫类cf. Sabellidites，被认为是中国首次在前寒武纪地层中发现的后生动物实体化石（陈孟莪等，1975）。邢裕盛等（1984）将采自同一剖面的化石材料进行再研究，将其重新解释为遗迹化石，定名为Shaanxilithes ningqiangensis Xing，Yue et Zhang，1984，并沿用至今。然而，关于该化石的分类位置之争并未就此停止，其主要观点包括：须腕动物皱节虫类（陈孟莪等，1975），沉积构造（罗惠麟，1982），遗迹化石（邢裕盛等，1984；林世敏等，1986；张录易，1986；丁莲芳等，1992；赵银胜，1995；李日辉等，1997；Weber et al.，2007；Zhuravlev et al.，2009；Rogov et al.，2012），钙化的藻类碎片（华洪等，2004）及分类位置不明的后生动物实体化石（Bengtson et al.，1992；Shen et al.，2007；Grazhdankin et al.，2008；Meyer et al.，2012；Tarhan et al.，2014；张志亮等，2015；Darroch et al.，2016）。Tarhan等（2014）在产自印度地区的Shaanxilithes化石中检测出成熟的干酪根，证实该化石是一类具有机质壁的实体化石。自此，关于该化石的“遗迹”和“实体”之争似乎也告一段落（表2）。根据产自全吉地块和华北克拉通的化石标本特征， Shaanxilithes的原始三维形态被认为是由具褶皱的薄膜状外管和套杯结构形成的内管共同构成，即Cloudina-like的非矿化管状动物，为探索矿化骨骼的起源过程提供了重要线索（Wang et al.，2021b）。

图  3  埃迪卡拉纪潜力标准化石Shaanxilithes与如影随形的新元古代冰碛岩

a、c、e. 埃迪卡拉纪潜力标志化石Shaanxilithes，分别产自全吉地块的皱节山组以及华北克拉通的东坡组和兔儿坑组（引自Wang et al.，2021a，2021b）；b、d、f. 冰碛岩中经典的冰坠石沉积构造，分别产自全吉地块的红铁沟组以及华北克拉通的罗圈组和正目观组（引自Wang et al.，2021a，2021b），箭头指示参照物

Figure  3.  The potential Ediacaran index fossi Shaanxilithes and closely associated Neoproterozoic glacial deposits

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表  2  埃迪卡拉纪潜力标准化石Shaanxilithes研究简史

Table  2.  The research history of Ediacaran potential index fossil Shaanxilithes

定名	解释	产地	时代	岩石地层单位	参考文献
cf. sabellidites	须腕动物	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	陈孟莪等，1975
—	似皱节虫遗迹	青海柴北缘	震旦纪	皱节山组	王云山等，1980
—	泥皮构造	云南渔户村	震旦纪	渔户村组	罗惠麟等，1982
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	邢裕盛等，1984
Helanoichnus helanensis	遗迹化石	宁夏贺兰山	震旦纪	兔儿坑组	杨式傅等，1985
Ningxiachnus suyukouensis	遗迹化石	宁夏贺兰山	震旦纪	兔儿坑组	杨式傅等，1985
Taenioichnus zhengmuguanensis	遗迹化石	宁夏贺兰山	震旦纪	兔儿坑组	杨式傅等，1985
Neonerites nuiserialis	遗迹化石	宁夏贺兰山	震旦纪	兔儿坑组	杨式傅等，1985
Pracalarituba ningxiaensis	遗迹化石	宁夏贺兰山	震旦纪	兔儿坑组	杨式傅等，1985
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	林世敏等，1986
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	张录易，1986
Shaanxilithes erodus	遗迹化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	张录易，1986
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	Bengtson et al.，1992
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	鄂东南	震旦纪	老堡组	赵银胜，1995
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	陕西宁强	震旦纪	灯影组高家山段	李日辉等，1997
Shaanxilithes ningqiangensis	钙化藻类	贵州清镇	震旦纪	桃子冲组	华洪等，2004
Helanoichnus helanensis	实体化石	宁夏贺兰山	埃迪卡拉纪	兔儿坑组	Shen et al., 2007
Helanoichnus helanensis	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Shen et al., 2007
Palaeopascichnus meniscatus	实体化石	宁夏贺兰山	埃迪卡拉纪	兔儿坑组	Shen et al., 2007
Palaeopascichnus meniscatus	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Shen et al., 2007
Palaeopascichnus minimus	实体化石	宁夏贺兰山	埃迪卡拉纪	兔儿坑组	Shen et al., 2007
Palaeopascichnus minimus	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Shen et al., 2007
cf. Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	宁夏贺兰山	埃迪卡拉纪	兔儿坑组	Shen et al., 2007
cf. Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Shen et al., 2007
Shaanxilithes ningqiangensis	遗迹化石	陕西宁强	埃迪卡拉纪	灯影组高家山段	Weber et al., 2007
	实体化石	西伯利亚	埃迪卡拉纪	Khatyspyt组	Grazhdankin et al., 2008
Gaojiashania	遗迹化石	西伯利亚	埃迪卡拉纪	Yudoma组	Zhuravlev et al., 2009
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	陕西宁强	埃迪卡拉纪	灯影组高家山段	Meyer et al., 2012
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	印度	埃迪卡拉纪	Krol， Tal 群	Tarhan et al., 2014
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	云南晋宁	埃迪卡拉纪	渔户村组旧城段	张志亮等，2015
Shaanxilithes	实体化石	纳米比亚	埃迪卡拉纪	Nama群	Darroch et al., 2016
Shaanxilithes	遗迹化石	西伯利亚	埃迪卡拉纪	Yudoma组	Wood et al., 2017
Shaanxilithes	实体化石	西伯利亚	埃迪卡拉纪	Yudoma组	Zhu et al., 2017
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	云南晋宁	埃迪卡拉纪	渔户村组旧城段	房瑞森等，2021
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	宁夏贺兰山	埃迪卡拉纪	兔儿坑组	Wang et al., 2021a
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Wang et al., 2021a
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	河南西部	埃迪卡拉纪	东坡组	Wang et al., 2021b
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	青海柴北缘	埃迪卡拉纪	皱节山组	Pang et al., 2021
Shaanxilithes ningqiangensis	实体化石	陕西商洛、宝鸡	埃迪卡拉纪	东坡组	王欣等，2023

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Shaanxilithes最早报道于华南板块北缘陕南宁强地区晚埃迪卡拉世灯影组高家山段（陈孟莪等，1975）。自此，该化石在中国不同大地构造单元相继被发现和报道（表2），其中华南板块产地包括：云南东部渔户村组旧城段、贵州清镇桃子冲组、陕西南部–四川北部灯影组高家山段、湖北东南部老堡组（罗惠麟等，1982；邢裕盛等，1984；林世敏等，1986；张录易，1986；丁莲芳等，1992；Bengtson et al.，1992；赵银胜，1995；华洪等，2004；Weber et al.，2007；Meyer et al.，2012；张志亮等，2015）。

此外，该化石在中国的产地还包括全吉地块青海柴达木盆地北缘皱节山组（王云山等，1980；Shen et al.，2007）、华北克拉通西缘宁夏–内蒙古贺兰山地区兔儿坑组（杨式傅等，1985；李日辉等，1997；Shen et al.，2007；Yang et al.，2013；Wang et al., 2021b）和西南缘东坡组（王欣，2019；Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a；王欣等，2023）。近年来，Shaanxilithes在西伯利亚板块的Khatyspyt组和Yudoma组、印度克拉通的Krol和Tal群及卡拉哈利克拉通的Nama群中进一步被研究和报道（图4，表2），进一步扩大了该化石的分布范围，提升了其在全球尺度上的地层对比意义（Zhuravlev et al.，2009；Rogov et al.，2012；Tarhan et al.，2014；Darroch et al.，2016；Wood et al.，2017；Zhu et al.，2017）。

图  4  埃迪卡拉纪潜力标准化石陕西迹在全球范围内的古地理分布及其地层延限

a. 红色标注板块为Shaanxilithes的古地理分布范围（据Zhao et al.，2018； Pang et al.，2021；Wang et al.，2021a修改）；b. 埃迪卡拉纪末期管状化石类群的地层延限（据Yang et al.，2020；Wang et al.，2021b修改）

Figure  4.  Paleogeographic distribution and stratigraphic range of the late Ediacaran potential index fossil Shaanxilithes in global scale

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在世界范围，Shaanxilithes的地层产出时代均为晚埃迪卡拉世（图4，表2）。其中，在西伯利亚板块的地层延限大致为（553±23）Ma（Zhuravlev et al.，2009），在华南板块的地层延限大致为551～539 Ma（Zhou et al.，2019），在卡拉哈里克拉通的地层延限大致为548.8～539 Ma（Darroch et al.，2016）。关于Shaanxilithes的形态学复原和亲缘关系研究尚存在不同认识，但该化石在全球范围内广泛分布，同时具有相对较短的地层延限，这些特征都使其成为国际上埃迪卡拉系进一步划分和对比的潜力标准化石（Zhu et al.，2017；Zhou et al.，2019；Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a）。文中所关注的重点化石产自皱节山组上部，位于皱节山组（小高炉群）与欧龙布鲁克群界线之下大约7 m的位置（图2、图3a），据此可以将小高炉群的时代上限（即皱节山组形成时代）大致限定为埃迪卡拉纪晚期，大致为551～539 Ma（图4）。

以Avalon生物群（570～560 Ma）、White Sea生物群（558～550 Ma）和Nama生物群（551～538.8 Ma）为代表的埃迪卡拉型化石库，见证了以宏体生物为主导的现代型海洋生态系统的起源过程，同时也作为埃迪卡拉系划分和对比重要的标志（Narbonne，2005；Darroch et al.，2023）。中国的埃迪卡拉型化石研究总体上相对薄弱，长久以来的相关研究工作仅见于华南的石板滩生物群（Chen et al.，2014），而其他的前寒武纪构造单元尚缺乏此类研究报道。特别需要指出的是，近来研究报道产自全吉地块皱节山组中的“叶状体”化石Charnia，进一步扩大了埃迪卡拉型化石在全球尺度上的古地理分布范围（Pang et al., 2021；Wang et al., 2022），同时也打开了中国西北地区前寒武纪研究的新局面，意义十分重大。毫无疑问，“叶状体”化石Charnia是埃迪卡拉型生物群中的“杰出代表”，具体表现为地层延限长（Avalon生物群–Nama生物群）、在全球范围内广泛分布以及和生境较广等特点（Pang et al., 2021），特别是成功地渡过了发生于White Sea-Nama过渡时期（～550 Ma）的地球历史上首次生物大绝灭事件（Darroch et al.，2023）。总体而言，“全吉山生物群”与华南的石板滩生物群时代大体相当，其生态系统的主体面貌均为固着底栖的非矿化“管状动物”所主导（如陕西迹和雾河管），同时共生于埃迪卡拉型“叶状体”化石类群。综合石板滩生物最新的年龄数据（Yang et al.，2021），可以进一步推测小高炉群的时代上限为551～543 Ma。

3.   全吉地块的大不整合事件尺度

晚前寒武纪—寒武纪过渡时期是地球演化重要的历史转折期，期间包括“超大陆的聚合和裂解事件”“雪球地球事件”“埃迪卡拉纪大冰期事件”“大不整合事件”“新元古代大氧化事件”及“海水成分变化”等一系列重大的地球环境变化因素（Hoffman et al.，1998；Brennan et al.，2004；Eyles et al.，2004；Canfield et al.，2007；Keller et al.，2019；Wang et al., 2023），同时伴随着“寒武纪大爆发”这一革命性的生物演化事件（Zhang et al.，2014）。在世界范围内，寒武纪界限附近通常存在着不同尺度的沉积间断，具体表现为显生宙沉积盖层不整合于不同时代的前寒武纪岩石之上，即 “大不整合事件”（Peters et al.，2012）。关于“大不整合事件”的科学内涵尚存在不同的理解和认识，并导致其触发机制和发生限时长久以来存在较大的争议，其可能的成因解释包括：中元古代—新元古代之交的“罗迪尼亚超大陆聚合和裂解事件”，以“雪球地球事件”为主导的新元古代冰川剥蚀作用，埃迪卡拉纪—寒武纪之交的劳亚古陆“陆缘裂谷活动”和“泛非造山运动”（Squire et al.，2006；Maruyama et al.，2007；Zhang et al.，2012；Cox et al.，2016；Karlstrom et al.，2018；Flowers et al.，2020）。同时，“大不整合事件”所导致强烈的风化和剥蚀作用也给地球环境带来极为深远的影响，包括引起大气成分和海水成分发生剧烈的变化，并可能最终成为诱发“寒武纪生命大爆发”重要的环境因素（Peters et al.，2012）。此次研究关于“大不整合事件”的科学内涵被限定为：发生于埃迪卡拉纪—寒武纪之交的、可能对地球环境和生命起源演化产生深远影响的（如“寒武纪生命大爆发”），同时对于全球构造格局重建（如“泛非造山运动”）和构造亲缘关系讨论具有重要参考价值的地质演化事件（Squire et al.，2006；Peters et al.，2012；Cox et al.，2016；Wan et al., 2019），即对相对狭义的“大不整合事件”开展研究讨论。

欧龙布鲁克群平行不整合于小高炉群皱节山组之上，其主要分布于全吉山、欧龙布鲁克山以及石灰沟地区。在全吉山地区，欧龙布鲁克群仅存在底部，厚度约为1.5 m，岩性为灰白色厚层含磷砾石英砂岩；在欧龙布鲁克山地区，欧龙布鲁克群沉积厚度近千米，时代为寒武纪—奥陶纪，底部同样为一套含磷岩系。新元古代末期—寒武纪早期是全球范围广泛的成磷期，因此磷块岩也成为这一时期地层划分对比的重要标志之一（Wang et al.，2021a）。部分学者认为，欧龙布鲁克群底部的磷块岩形成时代可与华南地区广泛分布的梅树村期磷块岩（寒武纪纽芬兰统）进行对比，进而提出全吉地块寒武纪的底界应早于520 Ma（马帅等，2018）。然而，生物地层学资料显示，在欧龙布鲁克山地区南坡欧龙布鲁克群底部磷块岩中产腕足动物Kutorgina Billings 1861，并被视为全吉地块早古生代的最低层位（孙崇仁，1997）。腕足动物Kutorgina在全球范围内广泛分布，其产地包括中国、美国、加拿大、哈萨克斯坦、格陵兰、俄罗斯等多个国家和地区，化石延限仅限于寒武纪第二统至第三统（520～497 Ma），具有重要的生物地层学意义（Malakhovskaya，2013；刘玉娟等，2015）。因此，全吉地块缺失寒武纪纽芬兰统，欧龙布鲁克群底部的磷块岩不能等同于华南地区的梅树村期成磷期（图5）。同时，综合小高炉群顶界时限（551～543 Ma），其大不整合事件发生时限造成的沉积间断大致为25～50 Ma。华北克拉通西缘–西南缘同样沉积了一套寒武纪含磷岩系（图5），即苏峪口组和辛集组，分别平行不整合于埃迪卡拉纪产Shaanxilithes化石的海相碎屑岩兔儿坑组和东坡组之上（图2、图5）。根据三叶虫和小壳化石资料（周志强等，1976；张文堂等，1979；Li et al.，2014，2016；潘兵，2019），苏峪口组和辛集组底界大致为寒武纪第二统第三阶—第四阶（520～509 Ma），即华北克拉通西缘–西南缘同样缺失寒武纪纽芬兰统，其大不整合尺度大致为25～40 Ma（图5）。相信随着生物地层学研究的深入，欧龙布鲁克群底界（520～497 Ma）将会被进一步限定。此次研究中暂将其与华北克拉通的苏峪口组和辛集组进行对比（图5）。近年来，研究显示欧龙布鲁克群下部寒武纪地层的碎屑锆石年龄组成与下伏的前寒武纪沉积盖层存在明显不同，预示着全吉地块在前寒武纪—寒武纪转换时期发生过区域性的大不整合事件（Wang et al., 2022），同时也揭示出全吉地块与华北克拉通南缘在这一时期具有相似的沉积–构造演化史（Wang et al., 2021a，2022）。

图  5  华南板块、华北克拉通和全吉地块埃迪卡拉纪—寒武纪界线附近岩石地层单位时空对比（据Zhou et al., 2019；Zhu et al., 2019；Wang et al., 2021a修改）

Figure  5.  Integrative stratigraphic correlation of the Ediacaran-Cambrian successions from the North China Craton, South China Block and Quanji massif

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4.   全吉地块的新元古代冰期记录

4.1   全吉地块的新元古代冰川形成期次

在新元古代末期，地球曾经历了数次的极寒事件，而强烈的冰川活动也在全世界范围内留下了大量的冰碛物沉积记录（赵彦彦等，2011；Yang et al.，2013），特别是极端气候环境“雪球地球事件”（Snowball Earth）模式的提出（Hoffman et al.，1998），其“等时性”特征使其成为新元古代地层划分对比的重要标志。目前，国际上将新元古代冰期事件主体分为拉伸纪Kaigas冰期（757～741 Ma）、成冰纪Sturtian冰期（717～660 Ma）和Marinoan冰期（651～635 Ma）、埃迪卡拉纪Gaskiers冰期（～582 Ma）4期（Yang et al.，2013；Wang et al., 2023）。其中，Sturtian冰期和Marinoan冰期具有全球性分布特征，而Kaigas冰期和Gaskiers冰期的发生范围则相对局限（Yang et al.，2013）。此外，近年来也有一系列关于埃迪卡拉纪post-Gaskiers冰期的相关研究报道，其形成时限在从极地到赤道不同纬度的构造单元间具有明显的不等时性（580～560 Ma），但对于早期生命演化意义重大（Wang et al., 2023）。此外，新元古代冰川事件也被认为与Rodinia超大陆裂解过程具有相关性（Eyles et al.，2004），而冰川的形成期次也为不同前寒武纪板块间的构造亲缘讨论提供重要依据（Young，1995）。

关于全吉地块的新元古代冰川期次长久以来存在不同认识，主要观点包括一期（王树洗，1982；赵祥生，1992；孙崇仁，1997；Shen et al.，2007；张海军等，2016）、二期（金玉声等，1983；陈世悦等，2015）和三期（孙娇鹏等，2014，2016）。麻黄沟组岩性主要是一套砾岩、砂岩及含砾砂岩，砾石成分受下伏地层所控制；麻黄沟组与下伏达肯达板变质岩群呈角度不整合接触，与其上的枯柏木组呈平行不整合接触（孙崇仁，1997）。金玉声等（1983）首次提出麻黄沟组属于冰川成因，兼具重力流改造特征，并将其与华南地区广泛分布的南沱组冰碛岩（Marinoan冰期）进行对比。陈世悦等（2015）认为，尽管麻黄沟组中缺少“冰坠石”等经典的冰水沉积构造，但根据该组中砾石的冰川擦痕、镜面和混杂堆积等冰川作用痕迹仍可确定该组的冰川成因。此外，李怀坤等（2003）报道枯柏木组中的玄武安山岩锆石年龄为（738±28）Ma，陈世悦等（2015）根据该锆石年龄进而提出下伏地层麻黄沟 “冰碛岩”形成时代对应国际上的Kaigas冰期。也有不同观点认为，麻黄沟组底部含砾粗砂岩具有扇砾岩的特征，而该组上部发育的斜层理和交错层理则属于典型的河床沉积（李怀坤等，2003）。同时，前人在研究中曾指出，枯柏木组中的玄武安山岩锆石类型十分复杂，所测得的年龄数据较为混乱，数据可靠性尚需进一步评估（张海军等，2016）。

枯柏木组下部为砾岩和含砾砂岩，向上逐渐过渡为中细粒石英砂岩，发育斜层理及平行层理，该组与下伏地层麻黄沟组呈平行不整合接触，与上覆石英梁组同样为平行不整合接触。根据沉积学特征及化学蚀变指数CIA，孙娇鹏等（2016）首次提出枯柏木组中的杂砾岩属于冰川成因，同时根据该组中伴生的BIF型铁建造，将枯柏木组冰碛岩的形成时代对应新元古代全球性冰川事件Sturtian冰期（相当于华南的长安冰期）。然而，也有不同观点认为，枯柏木组中发育不对称波痕及斜层理，砾石总体上磨圆度较好，垂向上碎屑粒度分异明显，属于典型的滨海相沉积（李怀坤等，2003）。此外，年代地层学证据显示，麻黄沟组和枯柏木组中的最小锆石年龄数据分别为1780 Ma和（1781±28）Ma（Sun et al., 2019；旷红伟等，2023）。张海军等（2016）在全吉群顶部红藻山组中获得两层凝灰岩的岩浆锆石U-Pb同位素年龄分别为（1640±15）Ma和（1646±20）Ma，为全吉地块前寒武纪地层格架的确立提供了重要依据（图2），并据此可以完全排除麻黄沟组和枯柏木组属于新元古代冰川沉积的可能性，更多的年代学数据见Wang等（2022）。关于小高炉群红铁沟组的冰川成因不存在争议（王树洗，1982；王云山等，1983；赵祥生，1992；孙崇仁，1997；李怀坤等，2003；Shen et al.，2007；王超等，2015；张海军等，2016；Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a），该组中冰坠石、冰川擦痕等典型冰川沉积现象十分发育（图3b）。综上所述，全吉地块中仅存在一期新元古代冰碛岩，即红铁沟组冰碛岩。

4.2   红铁沟组冰碛岩的时空对比及其构造-古地理意义

中国的主要大地构造单元（包括华南板块、华北克拉通、全吉地块和塔里木板块）均存在新元古代冰碛岩记录。关于构建不同前寒武纪构造单元间新元古代冰碛岩的时空对比关系，也将为板块间的构造亲缘关系研究提供重要依据。在华南地区的新元古代冰期事件沉积记录主要包括长安冰期和南沱冰期，并分别对应国际上的Sturtian冰期和Marinoan冰期（Zhou et al.，2004）。在塔里木板块东缘的库鲁克塔格地区可能存在着4期新元古代冰碛岩，自下而上分别为贝义西组、阿勒通沟组和特瑞爱肯组以及汉格尔乔克组，并可能分别对应国际上的4期新元古代冰期事件（Xiao et al.，2004；Xu et al.，2009；2013；高林志等，2013）。中国北方的诸多大地构造单元，包括华北克拉通、全吉地块、北祁连地块和阿拉善地块，仅存在一期新元古代冰期事件，但时代归属大都长久存在较大争议（王欣，2019；柳永清等，2023）。

全吉地块仅存在一期新元古代冰碛岩，即红铁沟组冰碛岩。然而，由于缺乏精确的锆石年龄数据以及稳定同位素数据，关于红铁沟组的形成时代尚存在较大争议，主要观点包括成冰纪（王树洗，1982；Lu et al.，1985；赵祥生，1992）、埃迪卡拉纪（Shen et al.，2007；张海军等，2016）和寒武纪（王云山等，1983；孙崇仁，1997）。王云山等（1980）认为，红藻山组白云岩可与华南地区广泛分布埃迪卡拉纪末期的灯影组白云岩进行对比，据此推测红铁沟组的形成时代为早寒武世，这一观点也得到后续研究者的广泛认同并被《青海省岩石地层单位》所采纳（孙崇仁，1997）。也有不同观点认为，红藻山组白云岩中的叠层石化石与华北地区蓟县纪叠层石组合基本一致，同时根据皱节山组中所产出的皱节虫类化石认为组形成时代为晚前寒武纪，据此推测组红铁沟组的形成时代应为成冰纪，与华南地区广泛分布的南沱组冰碛岩层位相当（王树洗，1982；赵祥生，1992）。此外，还有部分学者倾向于将红铁沟组与华北克拉通西缘–西南缘发育的正目关组、罗圈组冰碛岩以及塔里木板块发育的汉格尔乔克组冰碛岩进行对比，并将其时代归为埃迪卡拉纪（Shen et al.，2007；张海军等，2016；Yang et al.，2013）。

受风化作用影响，红铁沟组与下伏地层黑土坡的界限通常不甚清晰。因此，关于红铁沟组与黑土坡组的接触关系始终存在较大争议。根据《青海省岩石地层》，红铁沟组现定义为整合（或不整合）于黑土坡组黄绿色泥质粉砂岩之上，整合于皱节山组含砾白云岩之下的一套冰碛砾岩（孙崇仁，1997）。王云山等（1983）认为红铁沟组与黑土坡组呈整合或平行不整合接触，而赵祥生（1992）则认为二者呈断层式接触。Shen等（2010）认为红铁沟组与黑土坡组呈整合接触。王超等（2015）报道了红铁沟组与黑土坡组之间存在风化壳，并提出二者间存在一个较大的不整合，指示了一次大规模的构造运动。关于黑土坡组的生物地层学研究开展较早，王云山等（1983）首次报道了黑土坡组中的虫牙化石，并将该组时代归为寒武纪早期。Shen等（2010）认为王云山等（1983）报道的黑土坡中虫牙化石可能是Redkinia的化石碎片，并将该组时代划归为埃迪卡拉纪晚期。在世界范围内，目前Redkinia仅见报道于东欧地台（～555 Ma），分布范围相对局限，加之地层沿限尚不确定。因此，该化石的生物地层学意义有待进一步的评估（Vorob'Eva et al.，2009）。此外，前人曾在黑土坡组碳质页岩中获得Rb-Sr等值线年龄为（590±26）Ma（王云山等，1980），但限于测试方法具有历史局限性，其数据的可靠性同样值得商榷。综上所述，鉴于目前黑土坡组中尚缺乏可靠的生物地层学资料和锆石年龄数据，笔者认为难以通过黑土坡组对红铁沟组冰碛岩形成时代的下限进行精确限定（图2）。前人研究中对于红铁钩组与皱节山组之间的整合关系几乎不存在争议（孙崇仁，1997；Shen et al.，2007；张海军等，2016），这无疑为红铁钩组的形成时代提供重要依据。综合皱节山组中报道的埃迪卡拉纪潜力标准化石Shaanxilithes的化石沿限（551～539 Ma），笔者认为红铁沟组冰碛岩的形成时代应为埃迪卡拉纪（Pang et al., 2021；Wang et al., 2021a），可能对应国际上的post-Gaskiers冰期（580～560 Ma）（Pang et al., 2021；Wang et al., 2023），而不能等同于华南广泛分布的成冰纪南沱组冰碛岩（图2）。

华北克拉通仅发育一期新元古代冰碛岩，即“罗圈期”冰碛岩，整合其上为一套富含有机质的海相细粒碎屑岩，主要分布于克拉通的西缘–西南缘–南缘（王鸿祯，1985）；在华北克拉通西缘，二者分别命名为正目关组（冰碛岩）和兔儿坑组（碎屑岩段）；在克拉通西南缘二者分别命名为罗圈组（冰碛岩）和东坡组（碎屑岩段）。华北克拉通分布的“罗圈期”冰碛岩通常具有如下特征：①总体可分为下部的冰川沉积和上部的冰水沉积，其中冰川沉积多为块状结构，层理不显，砾石含量较高，砾径较大；冰水沉积的特征为层理逐渐明显，砾石含量逐渐减少，可见冰坠石经典沉积构造，并逐渐过渡为上部的海相细粒碎屑岩段。②砾石成分多受下伏岩体控制，地层沉积厚度横向上变化较大，属于与构造活动（裂谷环境）相关的山岳冰川沉积（吴瑞棠等，1988；张抗，1991；王宗起，1992；顾其昌，1996；席文祥等，1997）。与之相似的，全吉地块分布的红铁沟冰碛岩同样可分为上下两部分，即下部以块状泥砾岩为主的冰川沉积和上部层理逐渐清晰、含冰坠石构造的冰水沉积（图4 ）（孙崇仁，1997；马帅等，2019），其形成于弧后扩张伸展环境（马帅等，2019），其砾石成分受下伏岩体控制，地层沉积厚度在横向上变化较大（孙崇仁，1997）。

文中所关注的埃迪卡拉纪标准化石Shaanxilithes在华北西缘–西南缘分布的新元古代末期海相碎屑岩兔儿坑组和东坡组中具有广泛的分布和稳定的层位产出（Shen et al.，2007；Yang et al.，2013；Wang et al., 2021a；王欣等，2023），同时也为整合其下的“罗圈期”冰碛岩提供了可靠的时代依据（图2、图3、图5）。此外，根据罗圈组和正目观组中碳氧稳定同位素变化特征，同样指示“罗圈期”冰碛岩的形成时代为埃迪卡拉纪（高林志等，2010；Yang et al.，2013）。综合岩性组合特征和地层学研究进展（Pang et al., 2021； Wang et al., 2021a），全吉地块红铁沟组冰碛岩的形成时代可与华北西缘–西南缘分布的正目观组和罗圈组进行对比（图5）。

在缺乏有效的古地磁数据和构造-热事件记录情况下，地层学（包括生物地层学、年代地层学和事件地层学）和生物古地理研究对于前寒武纪的构造亲缘性解释就更显得格外重要。古地磁证据显示，成冰纪时期（720～635 Ma）的冰川作用范围可以达到赤道附近，即全球冰封的“雪球地球模式”（Hoffman et al.，1998）；相比之下，显生宙的冰川沉积记录则多发生于中–高纬度地区（Cocks et al.，2020；Pang et al., 2021）。研究显示，埃迪卡拉纪的post-Gaskiers冰期事件（580～560 Ma）受板块纬度变化因素控制因而具有一定的不等时性（Wang et al., 2023），并可能对早期生命的辐射演化以及地球历史中的首次生命大灭绝事件产生了一系列深刻地影响。更为重要的是，post-Gaskiers冰期记录多发生于冈瓦纳大陆周缘的中高纬度地区，并因此具有重要的构造–古地理重建意义（Pang et al., 2021）。综上所述，关于全吉地块新元古代冰碛岩形成期次的研究进展，为中国西北地区的前寒武纪构造–古地理重建研究工作开创了一个新局面，即在埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期，全吉地块与华北板块同处于中高纬度，而不是之前的低纬度地区（图4）（Pang et al., 2021）。

5.   结论

（1）综合生物地层学研究进展，皱节山组的时代为埃迪卡拉纪末期（551～543 Ma），与华北克拉通西缘–西南缘分布的兔儿坑组和东坡组时代相当。

（2）全吉地块缺失寒武系纽芬兰统，其寒武纪底界的最低层位为第二统或第三统含磷岩系，其“大不整合事件”造成的地层缺失为25～50 Ma，同样接近华北克拉通西缘–西南缘。全吉地块仅存在一期新元古代冰碛岩，即埃迪卡拉纪红铁沟组冰碛岩，其与华北克拉通西缘–西南缘分布的罗圈组和正目观组冰碛岩时代大致相当。

（3）全吉地块红藻山组白云岩的形成时代为古元古代末期，可能与华北克拉通西缘–西南缘分布的王全口组和冯家湾组白云岩时代接近，而不能等同于华南地区广泛分布的埃迪卡拉纪灯影组白云岩。

（4）综合地层组合特征、新元古代冰期形成期次和大不整合事件尺度等研究进展认为，全吉地块在埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期与华北克拉通具有较近的构造亲缘关系，二者在这一时期同处于中高纬度，而不是之前认为的低纬度地区。

致谢：感谢审稿专家提出的诸多宝贵意见和建议。感谢西北大学王超研究员在本文撰写过程中给予的诸多指导和帮助。