四、二疊紀(jì)

    海西運動晚期，山東省全境上升為陸地。古氣候由溫暖潮濕變成干旱炎熱，羊齒、裸子類中的蘇鐵、銀杏、松、柏、杉等典型內(nèi)陸型植物群競相繁衍。二疊紀(jì)為陸相沉積。早期主要為湖泊沼澤相，有利于煤的形成，境內(nèi)煤層薄、層數(shù)多。中期，以河流相為主，局部夾煤線。晚期為河湖相沉積。 它分為上、下兩統(tǒng)，下統(tǒng)為山西組和下石盒子組，上統(tǒng)為上石盒子組和鳳凰山組。聊城境內(nèi)二疊系全為新近系所覆蓋，研究程度較低。     早二疊世早期，聊城雖由海轉(zhuǎn)變?yōu)殛懀�但氣候溫暖潮濕，非常適宜植物的生長，是一種溫暖潮濕的氣候條件。為湖泊沼澤相的沉積。     早二疊世晚期，隨著地殼運動進一步加強，地表的分化日趨明顯，含有較豐富的植物化石，沉積物的顏色以黃綠色和灰綠色為主，當(dāng)時植物還相當(dāng)繁盛，氣候是溫暖潮濕的，氧化作用并不強。到了晚期，出現(xiàn)了少量紫色沉積，說明氣候開始向炎熱方面轉(zhuǎn)化，但總體還是溫暖潮濕、植被繁盛的一片興旺景象。該組是一套河湖相沉積。     晚二疊世早期，沉積環(huán)境與早二疊世相比發(fā)生了顯著的變化，溫暖潮濕氣候向南退縮，干熱氣候侵入， 聊城境內(nèi)氣候變得干旱而炎熱。植物化石由下往上逐漸稀少，遠不如早二疊世的豐富多采，說明氣候逐漸變 得干燥，不利于植物的生長，植被繁盛的情況已是大勢所去，失去了成煤的物質(zhì)基礎(chǔ)。 晚二疊世早期末，地殼的升降運動更加顯著，地形的起伏已十分明顯，剝蝕與沉積都在激烈地進行。     一、下二疊統(tǒng)     1、山西組     該組是由B．Wills，E．Blackwelder(1907)創(chuàng)名的山西系沿革而來的，命名地點在山西。以深灰、黑色頁巖、砂質(zhì)頁巖為主，夾粉砂巖、中細粒砂巖及煤層，底部為“北岔溝砂巖”，其下與太原組，上與下石盒子組均為整合接觸。     境內(nèi)山西組由灰色、深灰色粘土巖、砂巖、粉砂巖及煤層組成，含極其豐富的植物化石。與下伏太原組、上覆下石盒子組，一般為整合接觸，厚100m左右�；�—灰黑色泥巖中均夾煤線。主要巖石有黃綠色粉砂巖、細砂巖、黃綠色厚層粗粒石英砂巖、黃綠色粉砂巖央少量泥巖、灰色泥巖（內(nèi)夾煤線）、黃綠色厚層中粒長石石英砂巖等。產(chǎn)植物：Emplectopteris  triangularis,  Emplectopteridium   alatum，Lobatannularia sinensis，Taeniopteris  multinervis,  T.nystroemii,  T.mucronata,Sphenophyllum  thonii,S.oblongifolium,  Tingia  hamaguchii,  Cordaites principalist等。     聊城山西組與山東其它地區(qū)的差異，一是碎屑成分的多少，二是含煤性的差異。聊城地區(qū)碎屑巖只占全組總厚度的1／3，淄博地區(qū)則占3／5，而到昌樂地區(qū)則幾乎全為碎屑巖，自西向東有變粗之趨勢；就含煤性說，山東南、北兩部分有較大的差異，在北部，一般含薄煤3—6層，最多達11層，而可采的一般只有2層，除個別礦區(qū)外均非主要開采煤層，在南部，一般含煤2—3層，但可采者一般都有2層，而且單層厚度較大，橫向變化穩(wěn)定，是主要可采煤層，具有重要的工業(yè)價值。山西組的厚度，變化頗大，最薄的僅有67m，最厚的可達188m，一般在l00m左右。從有機質(zhì)和植物化石的豐富度而論，北部煤層多，可采性差，而南部煤層少，可采性高，具有較大的工業(yè)價值，主要是因為南、北兩區(qū)地殼振蕩的頻度不同，由此而引起沉積盆地底盤的沉降幅度和植物遺體堆積時間長短不同所致，也就是說南部地區(qū)比北部有著更為有利的堆積埋藏條件。 山西組的沉積特征為湖泊沼澤相的沉積。山西組的沉積韻律非常清楚，每個韻律幾乎都由砂巖、粉砂巖、泥頁巖構(gòu)成。在粉砂巖和頁巖中，含豐富的植物化石，從化石賦存的狀態(tài)看，似屬未經(jīng)搬運或搬運距離不遠的原地埋藏。它們在一種弱還原環(huán)境中，在生物作用下加速變化，千粘土巖層位的上、下形成煤層或煤線，砂巖或粉砂巖構(gòu)成煤的頂、底板。每一個這樣的沉積韻律，都造成一次成煤的機會，是一種典型的沼澤相沉積。從山西組的巖層構(gòu)造特征看，層理比較發(fā)育，砂巖和粉砂巖中常見微細層理、水平層理和波狀層理，而不見和少見斜層理，說明當(dāng)時沉積盆地水面開闊，水體較淺，水介質(zhì)動蕩，屬淺湖相沉積。由上不難看出，山西組是溫暖潮濕氣候條件下的有利于成煤的湖泊沼澤相沉積。 植物群面貌和區(qū)域地層對比山西組是一套陸相地層，植物化石非常豐富，聊城境內(nèi)   種。早二疊世早期的植物群面貌與晚石炭世的截然不同，主要表現(xiàn)在鱗木類已不很繁盛，蘆木類的瓣輪葉，真蕨和種子蕨類的兼有羽狀脈和簡單網(wǎng)狀脈為特征的中間類型編羊齒屬和織革齒屬的出現(xiàn)；帶羊齒屬的大量發(fā)展，而晚石炭世的代表性植物卵脈羊齒僅偶有發(fā)現(xiàn)。     2、下石盒子組        該組是由E．Norin(1922)創(chuàng)名的石盒子系，T．G．Halle(1927)從中分出的下石盒子系沿革而來，標(biāo)準(zhǔn)剖面在太原西山(全國地層委員會，1964)。太原西山的下石盒子組，下部為黃綠色頁巖、砂質(zhì)頁巖夾黃綠色細砂巖及薄層煤，上部為黃綠色細砂巖夾黃綠色頁巖，其下與山西組，上與上石盒子組均為整合接觸，厚93—13lM(山西省地層表編寫組，1979)。     聊城境內(nèi)下石盒子組由黃綠、灰綠色砂巖、粉砂巖和頁巖、礫砂巖、長石石英砂巖等組成。厚度在50~98m。產(chǎn)植物：Emplectoteris  triangularis , Taeniopteris  multinervis , Alethopteris ascendens ,tingia carbonica , Sphenophcllum thonii, Mariopteris tenuis等。早二疊世晚期植物群面貌與早二疊世早期基本一致，只是在早二疊世晚期出現(xiàn)了裸子植物蘇鐵綱的代表分子。     下石盒子組是一套陸相沉積，由黃綠、灰綠色砂巖、粉砂巖和雜色粘土巖組成，局部地區(qū)含薄煤層或煤線。雖然各地的巖性不盡一致，但下列兩個特征還是比較明顯的：沉積物的顏色，下石盒子組的沉積物主要是黃綠色和灰綠色，上部開始出現(xiàn)盒子組沉積物主要是碎屑巖，比下伏的山西組粗得多。該組幾乎全是黃綠、灰綠色長石石英砂巖和砂巖，所含雜色粘土巖微乎其微。該組幾乎不含煤。聊城二疊系下，因未遭受后期的剝蝕而厚度較大， 89~120m。     早二疊世晚期，隨著地殼運動進一步加強，地表的分化日趨明顯，剝蝕區(qū)為沉積區(qū)提供較為豐富的陸源物質(zhì)，形成了下石盒子組以碎屑巖為主的沉積。下石盒子組含有較豐富的植物化石，沉積物的顏色以黃綠色和灰綠色為主，說明當(dāng)時植物還相當(dāng)繁盛，氣候是溫暖潮濕的，氧化作用并不強。只是到了晚期，出現(xiàn)了少量紫色沉積，說明氣候開始向炎熱方面轉(zhuǎn)化，但總體還是溫暖潮濕、植被繁盛的一片興旺景象。該組是一套河湖相沉積，下部繼承了早二疊世早期的湖盆連續(xù)沉積，上部出現(xiàn)了河流相沉積。其表現(xiàn)為：該組上部的厚層長石石英砂巖，分選不好，砂、礫混雜，不管是砂巖，還是粉砂巖，在縱向和橫向上都不太穩(wěn)定，變化較大。本來較厚的砂巖，橫向追索不遠就顯著變薄，甚至尖滅，這些都是河流相沉積的特征。下石盒子組沉積相的變化，反映地殼上升，湖盆逐漸消亡進而被河流相沉積所取代的演化過程。下石盒子組不含可采煤層，這是受構(gòu)造條件的制約。     二、上二疊統(tǒng)     1、上石盒子組     該組是以陸相沉積為主的地層。以灰、紫色泥巖夾黃綠，淺灰色砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主。自下而上，沉積物由粗變細，顏色雖仍以黃綠色為主，但是紫的顏色越來越多。一是沉積物的粒度自下而上逐漸變細。二是沉積物的顏色從下向上紫的顏色越來越多。上石盒子組的厚度變化更大。在聊城境內(nèi)因其上有鳳凰山組的存在而使其免遭剝蝕，厚度較大。上石盒子組，聊城植物化石就植物群而言，晚二疊世早期的植物群與早二疊世有明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)在大羽羊齒類的發(fā)育，裸于植物銀杏類Rhipidopsis，Psygmophyllum以及一些其它標(biāo)志性植物如Chiropteris，F(xiàn)ascipteris，Volidopleris，Yuania等的出現(xiàn)。     晚二疊世早期的沉積環(huán)境與早二疊世相比發(fā)生了顯著的變化，溫暖潮濕氣候向南退縮，干熱氣候侵入，使境內(nèi)的氣候變得干旱而炎熱。從上石盒子組產(chǎn)出的植物化石，由下往上逐漸稀少，遠不如早二疊世的豐富多采，說明氣候逐漸變得干燥，不利于植物的生長，植被繁盛的情況已是大勢所去，失去了成煤的物質(zhì)基礎(chǔ)。氣候變得炎熱，可以從上石盒子組沉積物的特征反映出來。一是從下到上，紫色沉積物越來越多，二是巖石膠結(jié)物中氧化鐵成分增多，個別層位甚至有低晶位鮞狀亦鐵礦產(chǎn)出，這是氣候炎熱，氧化作用加劇，氧化鐵供源充足造成的結(jié)果。上石盒子組是一套半干旱炎熱氣候條件下湖泊相—河湖相—湖泊相的沉積。曾有過海水的貫入，形成含腕足類化石的海相泥質(zhì)粉砂巖。     2、鳳凰山組     鳳凰山組一名是原北京地質(zhì)學(xué)院(1958)據(jù)《中國區(qū)域地層表》(1956)所載鳳凰山統(tǒng)而定，在《華東地區(qū)區(qū)域地層表，山東省分冊》(1978)中曾以石千峰組出現(xiàn)。因考慮到山西標(biāo)準(zhǔn)剖面上石干峰組于70年代末已經(jīng)解體，下部狹義的石千峰組(亦稱孫家溝組)屬上二疊統(tǒng)，中部劉家溝組與上部的和尚溝組屬下三疊統(tǒng)，山東省用過的石千峰組已無法與解體后的石千峰組對比，故《山東省區(qū)域地質(zhì)志》仍用鳳凰山組，時代暫歸為晚二疊世晚期。該組巖性主要為紫紅色、灰紫色砂巖和粉砂巖，夾紫紅色泥巖和砂礫巖，厚366~488m，其下與上石盒子組、上與侏羅系為整合或不整合接觸。境內(nèi)該組主要分布于莘縣、聊城和茌平等地。境內(nèi)鳳凰山組由砂頁巖構(gòu)成，頁巖約占40%，無砂礫巖沉積，殘厚百余米，代表遠離供源區(qū)的沉積類型。當(dāng)時有著有顯著的地殼運動，極有可能是聊考大斷裂形成的初期。     晚二疊世早期末，地殼的升降運動更加顯著，地形的起伏已十分明顯，剝蝕與沉積都在激烈地進行。自晚二疊世早期末，山東南、北兩部分就各自沿不同方向發(fā)展，地殼運動進入了一個新的發(fā)展階段。 鳳凰山組的時代至今仍然是個懸而未決的問題，其原因是這套紅色碎屑巖沉積缺乏任何生物依據(jù)。以往推測它的時代歸屬僅依據(jù)上覆和下伏地層及其間的接觸關(guān)系，所以眾說紛紜。概括起來有以下三種：(1)20年代初譚暢疇先生把它歸為三疊紀(jì)(譚暢疇，1923)；(2)以1：20萬區(qū)測報告為代表的歸為二疊—三疊紀(jì)；(3)1978年《華東地區(qū)區(qū)域地層表，山東省分冊》采用了全國地層會議(1959)的意見歸入晚二疊世晚期。聊城遠古地質(zhì)史延用《山東省區(qū)域地質(zhì)志》的說法，采用了第三種說法。