神农架群最早由江涛和华媚春（1962）在湖北省神农架地区创建，原始定义指位于“石槽河群之下的一套具有中级变质的火山喷发岩系及变质岩系”。1∶20万神农架幅区域地质调查（1974）^❶（后简称“1∶20万区调”）将神农架群划分为8个组。天津地质矿产研究所和湖北省区域地质调查队合作开展“神农架上前寒武系”专题填图（1984）（后简称“专题填图”）综合研究，进一步提出了划分11个组的分类方案（李铨和冷坚，1987）（表1）。《湖北省岩石地层》（陈公信和金经纬，1996）沿用了这一划分方案，并将神农架群定义为“是一套以白云岩为主的岩石组合，其次含有砂岩、粉砂岩、砾岩、火山岩、铁矿层等，岩石经轻微区域动力变质，底部没有出露，顶与上覆‘马槽园群’呈不整合接触，时代为中元古代”。湖北地质调查院开展1∶25万神农架林区幅区域地质调查^❷（后简称“1∶25万区调”）时又将神农架群内部地层顺序进行了新的合并和调整，将神农架群原11个组合并成了4个组（表1），并且将之前地层顺序及对比关系进行了调整（刘成新等，2004，2013）。李怀坤等（2013）获得了野马河组1215.8±2.4 Ma的精确凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄之后，重新采纳了“专题填图”（李铨和冷坚，1987）的方案（表1）。

“1∶20万区调”与“专题填图”对神农架群的总总体划分方案大同小异，主要差别是“专题填图”方案中新增了鹰窝洞组，并基于叠层石类型、岩石组合及沉积相演化将石槽河组进一步划分为野马河组、温水河组和石槽河组（李铨和冷坚，1987）（表1）。而 “1∶25万区调”的划分方案确与之大相径庭，整个神农架群划分4个组，特别是新建了郑家垭组，并将神农顶剖面的台子组置于青白口系，更名为凉风垭组，同时认为，“ 乱石沟组 ” 与 “ 野马河组、温水河组、石槽河组下部 ” 地层相当，原 “ 石槽河组中部 ” 紫红色岩系之上的白云岩与大窝坑组相当，送子园组、瓦岗溪组分别相当于矿石山组下部含赤铁矿层和上部，由此建立了新含义的“石槽河组”、“大窝坑组”和“矿石山组”（刘成新等，2004，2013）。神农架群不同划分方案的存在（表1），特别是不同方案中相同组名但含义完全不同，给后续研究者应用带来了极大不便，导致不同的研究者采用不同的划分方案和组名，或是将二者结合起来用，使得地层组之间的对比关系更加复杂和混乱，所以，急需对神农架群地层序列予以重新厘定。另外，由于神农架群以碳酸盐沉积为主，具有较强的旋回性，在地层对比和恢复中容易导致地层序列重复或缺失，往往单条剖面上的地层关系清楚，而剖面间的对比关系模糊不清，容易将同期异相的沉积岩划分为不同地层单位，也可能将同相异期的沉积岩划为同一地层单位。而神农架群的碎屑岩，沉积构造发育不明显。加上植被覆盖严密，地形高山峻岭而使剖面出露有限及不易到达，有关神农架群地层序列的完整认识不易获取。

另外，有关“马槽园群”的认识存在重大分歧，最初“马槽园群”是置于新元古界青白口系的（陈公信和金经纬，1996; Qiu Xiaofei et al.，2011; 胡正祥等，2012; 李路顺等，2022），定义为一套碳酸盐质砾岩、砂砾岩，夹碳酸盐质板岩、透镜状泥质白云岩和似角砾状白云岩，出露厚度为2625 m。主要分布于湖北省神农架林区与兴山县交界处。后来Wang Jian et al.（2013）和邓奇等（2013）分别在“马槽园群”下部和中部获得凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄1157±19 Ma和1165±14 Ma；邱艳生等（2013）在“马槽园群”中部玄武岩夹层中获得1139±29 Ma年龄，表明“马槽园群”的沉积时代应为中元古代。而且，研究还发现“马槽园群”与大岩坪组为冲刷接触而非不整合关系（邓奇等，2013；耿元生等，2017；旷红伟等，2018a）。近期新的研究甚至认为“马槽园群”应为南华系，与莲沱组沉积时期相当（赵小明等，2018）。因此，“马槽园群”的归属，对于神农架群地层序列的准确建立是一个巨大的挑战。

随着华北克拉通原新元古界青白口系下马岭组时限被大致标定为1400~1320 Ma（高林志等，2007，2008; Su Wenbo et al.，2008; 李怀坤等，2009），表明华北克拉通下马岭组之上的中元古界缺失了1320~1000 Ma之间的中元古代晚期地层，意味着中国地层表中该段地层的空缺需要在我国其他地区找出来填补。扬子克拉通北缘神农架群获得的一系列火山岩、凝灰岩、辉绿岩脉及碳酸盐岩的同位素年代学数据（Wang Jian et al.，2013; 李怀坤等，2013; 邓奇等，2013; 邱艳生等，2013; Du Qiuding et al.，2016; Jiang Yuxiang et al.，2024）将神农架群的沉积时限限定在1400~1000 Ma，是使神农架群被认为最有可能填补中国地层表中1320 Ma以上的中元古代晚期空缺地层的关键证据（全国地层委员会，2014^❸）。全国地层委员会的这一共识，为神农架群的进一步研究带来了千载难逢的机遇，自此，开启了新一轮神农架群研究热潮。

近10年来本研究团队联合国内多家产学单位，一直在神农架地区开展区域地质调查和研究工作，取得了大量第一手资料，为神农架群地层序列的准确建立提供了新材料和新证据。在沉积学（胡宁，1997a，1997b; 侯丽红等，2014; 王能盛，2016; 夏晓旭等，2018; 旷红伟等，2018a; 王昌勇等，2022）、微生物岩（叠层石）发育特征（范正秀等，2018; 旷红伟等，2018b; Kuang Hongwei et al.，2019a）以及地球化学（刘力等，2015; 田辉等，2018; Zou Yu et al.，2019; 李玲，2019; 李东东等，2020; Li Dongdong et al.，2022）等方面取得了长足进展。

以此为契机，理顺地层层序，建立完整、连续并为多数研究者认同的神农架群岩石地层序列是神农架群能否成为我国待建系候选层型的关键。在精确年代学数据不可多得的条件下，以年代地层为基础，系统开展沉积学、地球化学、古生物等多重地层分析方法进行研究，一直是地层学领域行之有效的基本方法。本文在近10年详细野外地质调查基础上，运用沉积地层、化学地层、事件地层（叠层石类型组合及演化）等多学科综合研究方法手段，进一步梳理了神农架群划分方案，为中国中元古界标准层型剖面选取、完整地层表确立以及与国内外同期地层的有效对比提供了依据。同时，为中元古代晚期一系列其他基础地质问题的研究奠定了基础。

1 区域地质背景及神农架地层序列特征

神农架地区位于扬子克拉通北缘，北以青峰断裂和秦岭造山带为界，南东与黄陵隆起相邻。地质历史时期经历了多期、多阶段的变形变质作用和岩浆活动改造，地质构造较复杂（张永康，2009）。总体可以分为基底构造和沉积盖层两大部分，其中基底构造又可进一步划分为黄陵结晶基底和神农架褶皱基底2个构造单元。以太古宙TTG和古元古代变沉积岩为主的崆岭高级变质地体是黄陵结晶基底的核心，而神农架群则归属神农架褶皱基底单元。目前，崆岭变质基底和神农架群之间接触关系尚不清楚（陈公信和金经纬，1996）。新元古界及下古生界呈盖层广布在神农架群周边及向斜核部。

此次，我们对神农架林区及周边开展了详细的地质调查工作，主要涉及神农顶剖面（乱石沟组中上部—大窝坑组—矿石山组—台子组中下部），官门山剖面（温水河组上部—石槽河组—送子园组中下部），铁厂河剖面（台子组上部—野马河组—温水河组），徐家庄林场剖面（鹰窝洞组—大岩坪组），巴东两河口剖面（送子园组—瓦岗溪组）以及兴山马槽园村剖面（马槽园组）（图1）。

1.1 岩石地层序列

神农架群主要为一套海相碳酸盐岩与陆源碎屑岩沉积，其间夹少量辉长辉绿岩、玄武岩、安山岩以及基性火山碎屑岩，发育潮坪、陆棚、斜坡、碳酸盐缓坡（陆表海）、碳酸盐岩台地等多种沉积相类型（侯丽红等，2014; 王能盛，2016; 夏晓旭等，2018; 旷红伟等，2018a; 王昌勇等，2022）。在神农架地区，神农架群基底未出露，上部地层遭受不同程度的侵蚀，且与上覆南华系莲沱组或南沱组呈不整合接触。自下而上，神农架群各组沉积序列特征如下（表2和图2）。

鹰窝洞组：下部主要为深灰色—灰黑色含泥质白云岩，局部可见砂屑、砾屑等，发育水平层理或包卷层理；中部以肉红色条纹或条带状泥—细晶白云岩和叠层石白云岩、内碎屑白云岩为主；上部发育深灰色内碎屑白云岩、角砾状白云岩。

大岩坪组：下部为深灰色中薄层内碎屑白云岩、砂质白云岩以及白云质砾岩；中部主体为深灰色薄层砂质白云岩；上部为紫红色含碎屑泥质白云岩。

马槽园组：整体以砾岩为主，夹少量砂岩、泥岩。砾岩砾石成分单一，基本为结晶碳酸盐岩，少量硅质砾石，砾石大小混杂，分选差，局部磨圆好。

乱石沟组：由底部的浅黄色—灰色含硅质条带白云岩、藻席白云岩、灰色内碎屑白云岩过渡到中下部—中部的灰色中层状夹燧石条带硅质白云岩、叠层石白云岩，局部见少量鲕粒白云岩；上部主要为紫红色白云岩、叠层石白云岩；顶部为紫红色中薄层纹层状泥质白云岩，发育泥裂和石盐假晶等间歇性暴露标志。

大窝坑组：下部为浅灰色、浅黄色含叠层石白云岩、纹层状含泥白云岩；中上部出现鲕粒白云岩和中—大型锥状、柱状、丘状叠层石白云岩。

①—神农顶剖面；②—官门山剖面；③—铁厂河剖面；④—徐家庄林场剖面；⑤—巴东两河口剖面；⑥—兴山马槽园村剖面

①—Shennongding section; ②—Guanmenshan section; ③—Tiechanghe section; ④—Xujiazhuang section; ⑤—Lianghekou section; ⑥—Macaoyuan Villager section

矿石山组：底部为含铁岩系，下部为深灰—灰黑色薄层状粉砂质白云岩、含泥质-铁质粉砂岩等，有星散状黄铁矿晶体；中—上部主要为中—大型叠层石白云岩，叠层石形态以纹层状、锥状、球状、长柱状为主。

台子组：底部发育石英砂岩、砂砾岩层，向上变为由含小型锥状叠层石构成的灰质白云岩、泥—粉晶白云岩并夹有一层瘤状白云质灰岩；中部主体由厚层石英砂岩、粉砂岩形成韵律层；向上岩性变细，砂岩层变薄，粉砂岩或泥岩变厚，直至变为主体发育粉砂岩、粉砂质泥岩互层，泥岩中普遍含黄铁矿、钒。

野马河组：下部出现浅灰色硅质白云岩，内碎屑白云岩；中部灰色厚层白云岩中出现柱状叠层石；上部发育多层凝灰岩以及较为稳定的柱状、纹层状叠层石白云岩。

温水河组：下部为浅灰色纹层状泥—细晶灰岩，局部可见叠层石，内夹多套火山岩（局部可见气孔、杏仁、熔结角砾）；中上部为浅灰色中薄层含泥灰岩、含碳质硅质粉砂岩，之后出现大量叠层石、燧石结核或团块、内碎屑白云岩。

石槽河组：下部主要为内碎屑白云岩、硅质白云岩； 中上部鲕粒白云岩、叠层石白云岩（以纹层状、缓波状、小型穹状为主）常见；顶部出现黑色含碳质白云岩、紫红色泥质条带白云岩。

（a）—摩天岭—徐家庄林场地区鹰窝洞组与大岩坪组断层接触（地层倒转）；（b）—兴山马槽园村大岩坪组与马槽园组侵蚀冲刷整合接触；（c）—新华镇豹儿洞村大岩坪组与乱石沟组疑似平行不整合接触；（d）—兴山马槽园村马槽园组与乱石沟组断层接触；（e）—神农顶剖面大窝坑组与矿石山组整合接触；（f）—神农顶剖面矿石山组与台子组平行不整合接触或冲刷整合接触；（g）—铁厂河剖面台子组与野马河组整合接触；（h）—官门山剖面石槽河组与送子园组整合接触；（i）—两河口剖面送子园组与瓦岗溪组整合接触

(a) —fault contact between the Yingwodong and Dayanping formations in the Motianling-Xujiazhuang forest farm area (stratigraphic inversion) ; (b) —conformable contact of erosion type between the Dayanping and Manzhuoyuan formations in the Macaoyuan Village, Xingshan; (c) —suspected parallel unconformity contact between the Dayanping and Luanshigou formations, Baoerdong Village, Xinhua Town; (d) —fault contact between the Macaoyuan and the Luanshigou formations in the Macaoyuan Village, Xingshan; (e) —conformable contact between the Dawokeng and Kuangshishan formations in the Shennongding section; (f) —parallel unconformity contact or conformable contact of erosion type between the Kuangshishan and Taizi formations in the Shennongding section; (g) —conformable contact between the Taizi and Yemahe formations in the Tiechanghe section; (h) —conformable contact between the Shicaohe and Songziyuan formations in the Guanmenshan section; (i) —conformable contact between the Songziyuan and Wagangxi formations in the Lianghekou section

送子园组：主体为中薄层硅质泥岩、粉砂岩，其下部发育黑灰色硅质泥岩和深灰色、灰黑色硅质粉砂岩，局部夹薄层灰褐色铁矿层与浅灰色、肉色、灰色粉晶白云岩。

瓦岗溪组：以颗粒白云岩及叠层石白云岩、泥晶白云岩为主，部分重结晶为粉晶—细晶白云岩。

神农架群鹰窝洞组与大岩坪组可能为断层接触（图2a），乱石沟组与大岩坪组或平行不整合或整合接触（图2c），乱石沟组与大窝坑组整合接触，大窝坑组与矿石山组整合接触（图2e），台子组与下伏矿石山组平行不整合接触或冲刷整合接触（图2f），而与上覆野马河组整合接触（图2g），而后野马河组、温水河组、石槽河组、送子园组和瓦岗溪组均为整合接触关系（图2h、i）。神农架群之上缺失新元古代早期地层 （花山群），而直接被南华系不整合覆盖。

注：^*地层厚度据李铨和冷坚（1987），其余为本研究实测。

1.2 沉积岩组合与沉积旋回

以碳酸盐岩沉积为主的神农架群，其有关沉积相的划分或沉积环境的认识因研究者的侧重点不同，导致对于神农架群整体的沉积相划分存在一定的差异。“专题填图”的研究（李铨和冷坚，1987）采用Wilson（1975） 的碳酸盐沉积相带模式，将其划分为以台地边缘浅滩-台地边缘生物礁-开阔台地-局限台地为主体的浅海碳酸盐岩沉积体系，由滨岸浅滩、浅海冲积扇、深水浊积岩及陆棚砂坝为辅的碎屑沉积体系。刘成新等（2004）则将神农架群碳酸盐岩沉积体系划分为台地、台礁和潮上带，碎屑岩沉积体系划为盆地、陆棚（浊积）水下冲积扇，斜坡重力流。本次通过对神农架地区多条剖面的综合研究，对神农架群的沉积相进行了更为精细和全面的识别与划分，总体来说，神农架群发育于神农架微陆块之上裂谷背景下的远端变陡的缓坡型碳酸盐岩台地环境内（旷红伟等，2018a）。

从沉积组合来看，神农架群主要发育环潮坪相藻碳酸盐岩、浅海相碎屑岩、台地边缘高能浅滩颗粒碳酸盐岩和台缘斜坡砾屑碳酸盐岩4类沉积组合，而环潮坪相藻礁碳酸盐岩是神农架群分布最广的沉积组合，主要由不同类型的叠层石碳酸盐岩组成。另外，浅海相碎屑岩沉积（砂岩、粉砂岩和泥岩为主）多发育于台子组及大岩坪组，以鲕粒和砂-砾屑白云岩及藻碎屑（ 团块或凝块石）为特征的台地边缘高能浅滩沉积主要发育于乱石沟组、野马河组、大窝坑组及石槽河组，台缘斜坡砾屑碳酸盐岩集中发育于大岩坪组及马槽园组，特别是大岩坪组中上部—马槽园组中的滑塌堆积透镜状、厚层状巨-粗-细砾岩和砂岩，属台缘前斜坡和浅水陆棚环境产物。

从沉积旋回来看，神农架群由早到晚沉积了 3 个大的沉积旋回（旷红伟等，2018a）（图3），即3个沉积层序（3个亚群），而每一层序结构略有差别。下部旋回，鹰窝洞组以结晶白云岩、粒屑白云岩、叠层石白云为主，其中发育代表暴露环境的鸟眼构造，表明其整体属于台地边缘浅滩-环潮坪相；大岩坪组、马槽园组为浅海陆棚、台地边缘斜坡相，而后演变为乱石沟组、大窝坑组、矿石山组以环潮坪浅水碳酸盐岩沉积为主，期间多次出现海平面的高频振荡，如在乱石沟组、大窝坑组、矿石山组都分别出现了明显的海平面变化。中部旋回，以台子组底部石英砂岩、含砾砂岩代表了新一期沉积旋回的开始，随后进入以砂泥互层为主的滨岸相-碎屑潮坪为特征，中上部黑色粉砂岩与粉砂质泥岩互层沉积，代表了潟湖相沉积；之后野马河组、温水河组和石槽河组总体以叠层石发育的环潮坪沉积为主，其中野马河组以中缓坡沉积为主，温水河组以浅缓坡-潮间带沉积为主，石槽河组以环潮坪沉积为主，表征着海平面的频繁涨落。上部旋回，送子园组下部以含铁粉砂岩、硅质粉砂岩组成的岩石组合，代表着一次突发海侵，使神农架再次进入陆棚沉积环境，随后与上部瓦岗溪组环潮坪硅质叠层石白云岩沉积序列构成一个完整海进海退旋回。

2 叠层石类型及其组合所表征的地层关系

地质历史上叠层石的繁盛和衰减的阶段性，明确地揭示了其作为前寒武纪重大地质事件存在的事实。叠层石形态对沉积环境与海平面变化的良好响应（旷红伟等，2018b; Kuang Hongwei et al.，2019a），表明同一沉积盆地内近距离发育的叠层石形态组合应当可以作为小区域对比标志。神农架群发育有丰富的叠层石（范正秀等，2018；旷红伟等，2018b; Kuang Hongwei et al.，2019a），为神农架群的划分和地层对比提供了依据。

“1∶25万区调”认为“专题填图”中的“乱石沟组”与“野马河组、温水河组、石槽河组（下部）”相当，“石槽河组（中部）”紫红色岩系之上的白云岩与大窝坑组相当，送子园组、瓦岗溪组分别对应于矿石山组下部和上部。然而通过对神农架群不同组中叠层石组合形态的详细研究发现，神农架群不同组的叠层石各具特征，甚至每个组都有与其他组完全不相同的类别，表现出极大的相异性（旷红伟等，2018b; Kuang Hongwei et al.，2019a）。乱石沟组中以层状、波状、不分叉柱状及层-柱状叠层石组合的叠层石礁（丘）为主。而野马河组中较为单一，主要为下部的紊乱状分布的柱状、分叉柱状和上部的短柱状叠层石。温水河组中发育个体较小的分叉柱状、细长柱状及微小型分叉柱状叠层石。石槽河组下部主要发育小型层状或层柱状叠层石为主，并且部分柱状叠层石呈斜歪状态。石槽河组中上部叠层石发育较少，以层状、缓波状为主。大窝坑组中叠层石丰富，从下部层状-缓波状-小型穹状或穹柱叠层石到上部的大型穹状和穹柱状叠层石，顶部还可以见到“炮弹”型锥状叠层石。矿石山组以锥（柱）状和大型穹（球）状叠层石最为代表，此外还发育有层状、缓波状叠层石。而送子园组、瓦岗溪组中仅瓦岗溪组中可见叠层石，以锥状叠层石为主，少量的层柱、层状叠层石（图4）。由此可见，不同地层中的叠层石个体类型、形态及组合特征是具有明显的差异性的，因此，神农架群的层序还不能简单以岩性组合类型近似来划分，“1∶25万区调”提出的神农架群的新划分方案显然是不妥的（刘成新等，2004，2013）。

“叠层石旋回”是为描述某些叠层石，特别是“Conophyton-Jacutophyton-Baicalia”等不同形态的叠层石在纵剖面上常有规律地重复出现的现象而提出来的，并称上述叠层石组合为“Jacutophyton旋回”（ 李铨和冷坚，1987）。在总结中国元古宙叠层石的纵向分布规律时发现，各种不同形态的叠层石，按基本层类型进行分类，几乎全部可并归到层状（F，Flatet）、穹状（V，Convex）和锥状（C，Conical）3种基本类型和层穹状（FV）、层锥状（FC）和穹锥状（VC）3种过渡类型（Zhu Shixing，1982）。不同形态的叠层石常构成相近的形态类型组合，并以相似的顺序产出在不同级别的地层单位中，显示出纵向上不同级别的旋回性。叠层石旋回的基本模式自下而上为“层状—穹状—锥状—穹状—层状”（即“F—V—C—V—F”）（李铨和冷坚，1987）。

神农架群叠层石的纵向分布也表现出特定的旋回性，但是也各自具有各自的特点（图4），由此可以划分为8个低级别旋回（次旋回）：① 鹰窝洞组（F—V—FV）；② 大岩坪组—马槽园组（V）；③ 乱石沟组（F—V—C—FV—V）；④ 大窝坑组—矿石山组（F—C—C）；⑤ 野马河组（F—V）；⑥ 温水河组（FV—V）；⑦ 石槽河组（F—V—V）；⑧ 送子园组—瓦岗溪组（F—V—C）。这些次旋回受到更高一级别的旋回所控制，即自下而上为“层状—穹状—锥状”（“F—V—C”）。因此，神农架群的叠层石次旋回又可以集合成5个旋回，即旋回Ⅰ鹰窝洞组—马槽园组、旋回Ⅱ乱石沟组—矿石山组、旋回Ⅲ台子组—温水河组、旋回Ⅳ石槽河组，旋回Ⅴ送子园组—瓦岗溪组。尽管旋回中有差异，但是与前述叠层石旋回（F—V—C）的一般模式大体相符。李铨和冷坚（1987）将马槽园组划分到瓦岗溪组之上，其作为单独的一个叠层石旋回，但是本文认为其应划分到大岩坪组之上，与鹰窝洞组和大岩坪组的叠层石组合共同组成叠层石旋回Ⅰ，并且马槽园组中的叠层石发育少且单一，主要为Linella，其在下部的大岩坪组中也有发现，表现出连续性。旋回Ⅰ从鹰窝洞组的层状、层柱状到上部的各种分叉柱状叠层石，此旋回中锥状叠层石基本不发育。随后从乱石沟组的层状、柱状叠层石开始新的旋回，至大窝坑组和矿石山组锥状叠层石组成旋回Ⅱ。虽然台子组中仅在下部发育少量的锥状叠层石，按叠层石旋回应归为旋回Ⅱ，但是考虑岩石地层特征本次其归入旋回Ⅲ。旋回Ⅲ类似旋回Ⅰ，主要由层、柱状叠层石组成，缺少顶部的锥状叠层石。旋回Ⅳ石槽河组的上部同样缺少锥状叠层石，以下部的层状叠层石及其向上的柱子叠层石为主。旋回Ⅴ主要发育锥状叠层石，层状、小穹状叠层石在下部少量发育。所以，按叠层石形态的旋回性来看，目前的地层划分与衔接是比较合理的。

（a）—瓦岗溪组缓波状叠层石；（b）—石槽河组缓穹状、柱状叠层石；（c）—石槽河组斜歪柱状叠层石；（d）—温水河组不规则状叠层石；（e）、（f）—野马河组分叉柱状叠层石；（g）、（h）—矿石山组锥状叠层石；（i）、（j）—大窝坑组波状、“炮弹”锥状叠层石；（k）、（l）—乱石沟组层状、长柱状叠层石；（m）—乱石沟组“包心菜”状叠层石;（n）—鹰窝洞组波状叠层石

(a) —gradual wave stromatolites from the Wagangxi Formation; (b) —gradual domed and columnar stromatolites from the Shicaohe Formation; (c) —sloping columnar stromatolites from the Shicaohe Formation; (d) —irregular stromatolites from the Wenshuihe Formation; (e) , (f) —branching columnar stromatolites from the Yemahe Formation; (g) , (h) —cone stromatolites from the Kuangshishan Formation; (i) , (j) —wavy and “cannonball” cone stromatolites from the Dawokeng Formation; (k) , (l) —bedded and long columnar stromatolites from the Luanshigou Formation; (m) —“cabbage”-shaped stromatolites from the Luanshigou Formation; (n) —wavy stromatolites from the Yingwodong Formation

3 神农架群年代学

地层中的同沉积凝灰岩或火山岩夹层是准确限定地层时代及先后关系的最直接证据，目前在神农架群中相应层位获得的同位素年代学数据仍是地层划分的重要依据。

Du Qiuding et al.（2016）在石槽河组下部的次碱性玄武质凝灰岩中获得U-Pb年龄1180±15 Ma；李怀坤等（2013）在侵入到石槽河组中的辉长辉绿岩中分别获取锆石U-Pb年龄1083.2±4.6 Ma和斜锆石U-Pb年龄1115±9 Ma。此外，李怀坤等（2013）还对野马河中上部凝灰岩夹层进行了U-Pb同位素年龄测试，获得了1215.8±2.4 Ma和1223.5±7.2 Ma两个近乎一致年龄，该年龄也是最被广泛认可的代表了神农架群野马河组的沉积时代。由此可推断，石槽河组的沉积时代大致在1200~1120 Ma。Jiang Yuxiang et al. （2024）最新获取1223±152 Ma（野马河组）和1285.7±66.6 Ma（矿石山组）碳酸盐岩U-Pb年龄。结合本课题组最近从神农顶剖面及铁厂河剖面的台子组共获取的6个碎屑锆石年龄（附表1），其中最年轻一组碎屑锆石年龄为1288±7.8 Ma（n=7）（图5），而神农架群大岩坪组碎屑岩碎屑锆石年龄谱中最小的峰值年龄为1398±20 Ma（李怀坤等，2013），推测台子组的沉积时代大致在1280~1250 Ma。另外， Wang Jian et al.（2013）和邓奇等（2013）分别报道了在“马槽园群”下部和中部获得含砾晶屑岩屑凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄1157±19 Ma和1165±14 Ma；邱艳生等（2013）在“马槽园群”中部变玄武岩夹层中获得1139±29 Ma年龄。这些年龄与马槽园组最年轻一组碎屑锆石的峰值年龄1180 Ma相近，并且认为“马槽园群”1180 Ma左右的碎屑锆石很可能是石槽河组中岩浆热事件的岩浆锆石再循环产物（Wang Jian et al.，2013），从这一点上考虑，马槽园组应该置于神农架群的上部层位。但从碎屑锆石年龄分布特征来看，马槽园组碎屑锆石年龄集中在1260~1160 Ma和2950~2600 Ma，峰值年龄分别对应着1180 Ma和2650 Ma，而其他层组具有更为复杂的碎屑锆石年龄分布，其中2500~1300 Ma年龄段（特别是2500~1500 Ma）的碎屑锆石是马槽园组中基本不含有的（图5），特别是顶部送子园组中含有较多的2500~1300 Ma的碎屑锆石（本研究数据，另文发表）。假如马槽园组是神农架群晚期沉积，也应该或多或少含有类似送子园组或其他层组的2500~1300 Ma间的锆石。因此，对于马槽园组目前获取的年龄数据应结合地层层位、岩浆岩或测年样品与沉积岩地层关系等综合因素评估其地质意义。而本文对马槽园组层位的归置主要基于上下层组的沉积学演化特征分析（下文阐述），至于马槽园组真正的沉积时代还需要更多的证据支持。此外，在神农架群的温水河组以及神农顶剖面台子组上部也可见玄武安山质火山岩夹层，这是未来神农架群年代地层学研究可能的突破口。

4 神农架群C-O同位素特征

目前获取的C、O同位素数据（田辉等，2018; Zou Yu et al.，2019; Li Dongdong et al.，2022），其碳、氧同位素变化范围与趋势见图6。结合神农架群已获取的同位素年代学数据，对比全球1500~1000 Ma的C、O同位素变化特征，尽管有小的差别，但是大体趋势是相似的。特别是下部大岩坪组δ¹³C主体在-1‰~+4‰范围内变化，表现出先正偏再负偏的趋势特征，与全球δ¹³C在1400 Ma左右的变化趋势较一致，范围在-1‰~+2‰，也是从正偏再负偏的演化；而大岩坪组δ¹⁸O主体在-6‰~-2‰范围内变化，表现为微正偏—稳定的趋势特征，与全球δ¹⁸O在1400 Ma左右-8‰~-4‰，微正偏再微负偏的演化类似。野马河组δ¹³C主体在0~+3‰范围内变化，表现出多次的正—负偏趋势特征，与全球δ¹³C在1300~1200 Ma左右的类似多次正—负偏变化一致，主体范围在-1‰~+3‰；而野马河组的δ¹⁸O主体在-6‰~0‰范围内变化，表现为多期的正—负偏（整体趋于正偏）而后稳定的趋势特征，与全球δ¹⁸O在同期的整体趋于正偏的演化趋势类似。石槽河组δ¹³C主体在-2‰~+2‰范围内变化，表现出微正偏—负偏趋势特征，与全球δ¹³C在1100 Ma左右的类似正偏—负偏变化一致，主体范围在-1‰~+2‰；而石槽河组的δ¹⁸O主体在-8‰~-4‰范围内变化，表现为正偏—负偏特征，与全球δ¹⁸O在同期的-9‰~-3‰，整体正偏—负偏的演化趋势类似。

（a）—台子组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自本研究）；（b）—矿石山组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自肖志斌，2012）；（c）—大窝坑组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自肖志斌，2012）；（d）—乱石沟组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自本研究）；（e）—马槽园组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自Wang Jian et al.，2013）；（f）—大岩坪组碎屑锆石年龄分布特征（数据来自李怀坤等，2013）；（g）—神农架群碎屑锆石年龄分布特征（数据来自肖志斌，2012；Wang Jian et al.，2013；李怀坤等，2013和本研究）；（h）—台子组碎屑锆石U-Pb年龄谐和图（数据来自实测，样品来自神农架林区神农顶剖面和铁厂河剖面）；（i）—台子组最小一组碎屑锆石U-Pb年龄谐和图（数据来自本研究）

(a) —age distribution of detrital zircons from the Taizi Formation (date from this study) ； (b) —age distribution of detrital zircons from Kuangshishan Formation (date from Xiao Zhibin, 2012) ； (c) —age distribution of detrital zircons from the Dawokeng Formation (date from Xiao Zhibin, 2012) ; (d) —age distribution of detrital zircons from Luanshigou Formation (date from this study) ; (e) —age distribution of detrital zircons from Macaoyuan Formation (date from Wang Jian et al., 2013) ; (f) —age distribution of detrital zircons from Dayanping Formation (date from Li Huaikun et al., 2013) ; (g) —age distribution of detrital zircons from Shennongjia Group (date from Xiao Zhibin, 2012；Wang Jian et al., 2013；Li Huaikun et al., 2013 and this study) ; (h) —detrital zircon U-Pb concordia diagram of the samples from Taizi Formation (date from this study and the samples were taken from Shennongding section and Tiechanghe section in Shennongjia area) ; (i) —the youngest group of detrital zircon U-Pb concordia diagram of the samples from Taizi Formation (date from this study)

1 —C、O同位素数据来自田辉等，2018；2—C、O同位素数据来自Zou Yu et al.，2019；3—C、O同位素数据来自Li Dongdong et al.，2022；4—C、O同位素数据来自官门山剖面（本研究）；5—C、O同位素数据来自两河口剖面（本研究）；6—C、O同位素数据来自神农顶剖面（本研究）；全球C、O同位素变化数据来自Gradstein et al.，2020及其引用的数据

1 —C and O isotope data from Tian Hui et al., 2018; 2—C and O isotope data from Zou Yu et al., 2019; 3—C and O isotope data from Li Dongdonget al., 2022; 4—C and O isotope data were obtained from the Guanmenshan section (this study) ; 5—C and O isotope data were obtained from Lianghekou section (this study) ; 6—C and O isotope data were obtained from Shennongding section (this study) ; global C and O isotope variation data from Gradstein et al., 2020 and cited data

由此，按目前神农架群各层组划分及上下关系所表现出的C-O同位素演化曲线与全球同期的C-O同位素演化曲线趋势是相似的，也一定程度表明，目前神农架群内各个层组的划分衔接方案是可行和相对合理的。

5 讨论

5.1 “马槽园群”的归属

本文讨论的“马槽园群”，主要分布于湖北省神农架林区与兴山县交界处，长期以来，神农架的“马槽园群”分布相对孤立，加之山高路险，不易到达或不便探索，“专题填图”研究时，认为其与下伏神农架群为角度不整合接触关系，与上覆南华系间为晋宁运动面，夹持于两个不整合面之间，将原马槽园组升格为“马槽园群”（ 李铨和冷坚，1987），并归为新元古界。

对大岩坪组和“马槽园群”的观察及剖面实测发现，从岩性特征看，“马槽园群”下部与大岩坪组中上部特征相似。大岩坪组下部主要由深灰色、黑灰色中—薄层白云质粉砂岩、少量的白云质中砂岩与中—薄层白云质泥岩组成的不等厚韵律组成，上部滑塌角砾岩发育，表现为黑灰色砂岩—粉砂岩—泥岩序列中数次出现厚层-块状角砾岩，且越往上角砾岩的厚度越大，间隔越密（图7a、b）。摩天岭—庙坪林场的公路上，由大岩坪组向“马槽园群”过渡部位，形成多个砾岩和砂岩—粉砂岩组成旋回，最终出现上百米厚的厚层块状砾岩碎屑流沉积，表征着“马槽园群”的开始。“马槽园群”碎屑流相砾岩更加发育，表现为以砾岩为主间歇夹砂岩透镜体，它的沉积相标志组合也指示马槽园村的“马槽园群”沉积于碳酸盐岩台地前斜坡坡脚处（旷红伟等，2018a）。从大岩坪组到“马槽园群”是一个由细粒沉积逐渐减少，粗粒沉积逐渐增多，最后全部变为粗粒沉积的过程（图7c~e）。大岩坪组与“马槽园群”中砾岩的砾石成分与结构基本一致，砂岩、粉砂岩中碎屑颗粒也均主要是白云质或白云岩、石英与燧石，分选磨圆很差，硅质胶结，而二者砂砾岩中砾石成分和结构与上覆乱石沟组、大窝坑组及矿石山组岩性、岩相和岩石组合完全不同。所以，大岩坪组与“马槽园群”为同一时期沉积的上下两个不同的沉积序列（柳永清等，2017；旷红伟等，2018a，2018b）。大岩坪组上部与“马槽园群”共同形成一套滑塌斜坡相的沉积体系（邓奇等，2013；旷红伟等，2018a）。另外，大岩坪组广泛分布，而“马槽园群”虽然厚度巨大，但分布相对局限（仅出露于兴山咸水村—庙坪—摩天岭一带），这可能受当时古地理（古地形）影响。鉴于此，“马槽园群”在地层柱中位置应当与大岩坪组是不可分割的。

此外，前人研究也认为“马槽园群”与大岩坪组为侵蚀冲刷型的整合接触（Wang Jian et al.，2013；邓奇等，2013；邱艳生等，2013），在咸水村至马槽园村山间公路上，还可观察到其与大岩坪组可能的整合接触（图2b），与乱石沟组断层接触（图2d）。同时，野外调查发现神农架东部兴山新华地区的大岩坪组黑色粉砂岩直接伏于乱石沟组叠层石白云岩之下，而在马槽园村，乱石沟组与大岩坪组呈断层接触，在老君山村（九冲），大岩坪组与乱石沟组亦为断层接触；在新华镇豹儿洞村，大岩坪组（1∶25 万区调称其为郑家垭组）与乱石沟组直接接触，接触面尽管有些小的错动，是整合还是断层接触，还需要寻找更多证据进一步证实，但是基本保留原始的沉积接触关系。显然大岩坪组位于下部，而乱石沟组则位于上部。所以原“马槽园群”应是神农架群中下部的一个组，应将“马槽园群”下放到中元古界，并由群降格为组，放置于大岩坪组之上，乱石沟组之下（图2）。大岩坪组和马槽园组的砾岩组合属于相同沉积环境背景下统一的沉积成因岩石组合序列，建议条件成熟时，废弃马槽园组（群），统一将其归并进大岩坪组，或将主体巨厚粗砾岩段（层位）作为非正式填图单位：重力流砾岩楔状体。

关于马槽园组中获取的年代学数据，前文已述，期待更多更精确的凝灰岩或火山岩年代学数据的获得。至于崆岭北部兴山县孔子河至宜昌市夷陵区樟村坪一带所谓的“马槽园群”为新元古代冰碛岩，可与区域上南沱组对比（赵小明等，2018）。

5.2 台子组剖面的衔接

台子组是一套分布在神农架主峰凉风垭一带，中元古代神农架群矿石山组白云岩之上、南华系莲沱组砾岩之下的由砾岩、瘤状白云质灰岩、石英砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩、碳硅质页岩等组成的以陆源碎屑岩为主的地层。“1∶20万区调” 将其与台子、铁厂河、石槽河等地的中元古代神农架群“台子组”对比。而刘成新等（2013）认为神农架主峰上的台子组与台子、铁厂河、石槽河等地的台子组在岩石组合、沉积环境、岩石地球化学等方面均不相同。“1∶25万区调”将神农架主峰凉风垭一带的以陆源碎屑岩为主的地层新定名 “凉风垭组”，代表神农架地区新元古代青白口纪沉积物（表1）。

（a）—摩天岭—徐家庄林场地区的大岩坪组中上部地层，其下部为中薄层白云质粉砂岩，上部为厚层—块状砾岩；（b）—摩天岭—徐家庄林场地区大岩坪组中上部地层中发育的块状砾岩，砾石分选差，次圆—次棱角状白云岩砾石为主；（c~e）—兴山马槽园村地区马槽园组块状滑塌角砾岩沉积，局部夹白云质砂岩透镜体或不等厚条带，砾石分选差，次棱角—棱角状为主，成分以白云岩为主

(a) —the middle and upper strata of the Dayanping Formation in the Motianling-Xujiazhuang forest farm area, the lower part is medium-thin layer of dolomitic siltstone, and the upper part is thick layer of massive conglomerate; (b) —the massive conglomerate developed in the middle and upper strata of the Dayanping Formation in the Motianling-Xujiazhuang forest farm area has poor gravel sorting and is dominated by sub-round to sub-angular dolomite gravel; (c~e) —the slump breccia deposits of the Macaoyuan Formation in the Macaoyuan Village area of Xingshan contain lenses or unequal thickness bands of dolomitic sandstone, poorly sorted gravel, mainly subangle-angle-shaped, and mainly dolomite composition

野外调查发现，在神农顶剖面台子组主要为底部的石英砂岩、含砾砂岩层，向上变为由含小型锥状叠层石构成的灰质白云岩、泥—粉晶白云岩并夹有一层瘤状白云质灰岩，而后演变为灰色含粉砂白云岩与深灰—灰黑色含泥白云岩组成的韵律层（外观上表现为黑白相间条纹，似斑马纹），向上由白云质砂岩、含泥白云岩、含粉砂泥岩组成不等厚韵律夹石英砂岩薄层，直至最上部出露的粉砂岩、含粉砂泥岩组成的韵律。板仓台子上剖面台子组未见下部地层，由白云质粉砂岩与含碳粉砂岩组成开始（外观上表现为黑白相间条纹，似斑马纹），而后为石英砂岩与粉砂岩组成的不等厚韵律，上覆白云质粉砂岩、含碳粉砂岩，而后演变为含碳灰岩与灰质粉砂岩组成的韵律，其下部发育条纹状灰岩，向上主要为硅质粉砂岩，顶部为硅质页岩、白云质灰岩。铁厂河剖面出露较少，主要为台子组上部地层，由含粉砂白云岩、粉晶白云岩、白云质泥岩或泥质白云岩组成（图8）。

由上述各剖面岩性特征可以得出，神农顶主峰剖面和板仓台子上剖面中“斑马纹状”黑白条带相间的含粉砂白云岩、白云质或含碳粉砂岩、含泥白云岩是明显的标志对比层。所以，在神农顶剖面主要出露台子组底部—下部，其底部最上的“斑马纹”发育段可以与板仓台子上剖面出露的台子组最下的“斑马纹”发育段对比，台子上剖面主要发育台子组下部—中部—上部，而铁厂河剖面发育不完整的台子组上部（图8）。此外，神农顶台子组剖面上部与铁厂河台子组剖面下部的细粒沉积的共同特征是均含铁、含钒，黄铁矿条带和团块丰富，地球化学指标一致（田辉等，2018），其下伏地层均为单层厚度向上减薄的石英砂岩，并且砂岩中被巨厚辉绿岩脉侵入。因此，尽管把神农顶台子组剖面上部泥岩与铁厂河台子组剖面泥岩直接相接，可能会导致地层之间有一定重复或缺失，但不会影响地层的叠置关系（旷红伟等，2023）。

5.3 神农架群底界和顶界问题

神农架群的底界问题一直以来悬而未决。神农架群底界能否获取，已成为神农架群能否完美成为待建系候选层型的关键。神农架东南几十千米的黄陵穹隆东北部地区自下而上发育中—新元古界西汊河组、吴家台组、浇园山组、南沱组和陡山沱组等地层层序，且胡正祥等（2012）认为该地吴家台组为神农架群中下部地层，旷红伟等（2019b）通过对该地浇园山剖面西汊河组石英片岩、吴家台组底部砾岩和砂岩共3件样品，应用LA-ICP-MS方法进行了碎屑锆石年龄的测试分析，同时结合地层单位间接触关系和岩石学与沉积学特征等标志，最终约束吴家台组形成时代为新元古代拉伸纪；后来赵小明等（2022）通过对同一剖面变细砂岩碎屑锆石年龄（LA-ICP-MS U-Pb法）4件样品和白云岩全岩Pb-Pb等时线法1件样品所获得的年代学数据，认为吴家台组沉积时代为1800~1500 Ma，代表扬子克拉通核部中元古代最早期沉积记录，可视作与神农架群底部—下部相当的层位（吴家台组与神农架群未见直接的接触关系露头）。因此，神农架群的底界还有待确定。

为了对神农架顶界进行约束，我们在神农架官门山剖面送子园组底部进行了碎屑锆石采样和测试（另文发表），获得225颗碎屑锆石的谐和年龄2760 Ma、2440 Ma、2000 Ma和1600 Ma等谱系年龄，其中仅有少量碎屑锆石年龄在1400~1000 Ma之间，大致和可限定神农架顶部地层年龄大于1000 Ma，但还需要更确切的年代学数据。

6 结论

（1）扬子克拉通北缘神农架群（1400~1100 Ma）发育于神农架微陆块之上的准稳定海相裂谷构造背景下的远端变陡的缓坡型碳酸盐岩台地环境，形成包括环潮坪相藻碳酸盐岩、浅海相碎屑岩、台地边缘高能浅滩颗粒碳酸盐岩和台缘斜坡砾屑碳酸盐岩4 类沉积组合，并经历了3 个大的从深变浅的沉积旋回；发育其中的叠层石形态也由下至上表现为 “层状叠层石—穹状叠层石—锥状叠层石”的5个旋回，目前已获取的神农架群同位素地球化学变化特征与全球1500~1000 Ma的C、O同位素变化特征具有一定相似性。

（2）“马槽园群”应是神农架群中下部的一个组，所以将原“马槽园群”下放到中元古界，并建议由群降格为组，放置于大岩坪组之上，乱石沟组之下。从大岩坪组到马槽园组是一个由细粒沉积逐渐减少，粗粒沉积逐渐增多，最后全部变为粗粒沉积的过程，是同一时期沉积的上下两个不同的沉积序列。

（3）神农顶剖面主要出露台子组底部—中下部的地层，板仓台子上剖面主要发育台子组下部—中部—上部地层，而铁厂河剖面发育不完整的台子组中上部地层；台子组下部 “斑马纹”发育段是区域良好的对比标志层。尽管神农顶台子组剖面的上部泥岩与铁厂河台子组剖面出露的下部泥岩直接相接，可能会导致地层之间有一定重复或缺失，但不会影响地层的叠置关系。

（4）神农架群新划分方案与“神农架上前寒武系专题地质调查”的划分方案（李铨和冷坚，1987）基本一致，不同之处是将原“马槽园群”改为“马槽园组”，置于神农架群的下部。由下至上神农架群可划分为3个亚群，12个组，下亚群包括鹰窝洞组、大岩坪组、马槽园组、乱石沟组、大窝坑组和矿石山组；中亚群为台子组、野马河组、温水河组和石槽河组；上亚群为送子园组和瓦岗溪组。

（a）—神农顶剖面台子组底部浅灰—灰色厚层瘤状白云质灰岩；（b）—神农顶剖面台子组下部青灰色含粉砂白云岩与深灰—灰黑色含泥白云岩组成的条带互层；（c）—神农顶剖面台子组下部中层灰色白云质细砂岩与薄层青灰色泥质白云岩组成的韵律；（d）—神农顶剖面台子组中下部中薄层深灰色中—细砂岩与薄层的灰色含粉砂泥岩组成的韵律；（e）—神农顶剖面台子组中上部灰色薄层的白云质粉砂岩、含粉砂泥岩、泥岩组成的韵律；（f）—铁厂河剖面台子组中上部深灰色白云质粉砂岩与白云质泥岩；（g）—铁厂河剖面台子组中上部深灰色白云质泥岩；（h）—铁厂河剖面台子组上部中厚层白云岩；神农顶剖面及铁厂河剖面数据来自实测；板仓台子上剖面数据来自李铨和冷坚，1987

(a) —light gray-gray thick layer nodular dolomitic limestone at the bottom of Taizi Formation, Shennongding section; (b) —silty bluish gray dolomite and deep gray muddy dolomite developed the lower part of Taizi Formation, Shennongding section; (c) —the rhythm of gray dolomitic fine sandstone and thin layer of bluish-cyan argillaceous dolomite in the lower middle layer of Taizi Formation, Shennongding section; (d) —the rhythm of thin dark gray medium-fine sandstone and thin gray silt-bearing mudstone in the middle and lower part of Taizi Formation, Shennongding section; (e) —the rhythm of dolomitic siltstone, silt-bearing mudstone and mudstone in the middle and upper gray thin layer of Taizi Formation, Shennongding section; (f) —the middle-upper part of Taizi Formation in Tiechanghe section are dark gray dolomitic siltstone and dolomitic mudstone; (g) —dark gray dolomitic mudstone developed in middle-upper Taizi Formation of Tiechanghe section; (h) —middle and thick layer dolomite in the upper part of Taizi Formation, Tiechanghe section; the data of Shennongding section and Tiechanghe section are obtained from this study and the data of Taizishang section in Bancang are from Li Quan and Leng jian, 1987

神农架群作为中国地层表中待建系（1320~1000 Ma）的潜在候选层型剖面，虽然具备了立典剖面的基本条件，但还存在上述等一些关键地质问题有待解决，特别是对于神农架群地层序列的正确认知还需要进行更多的扎实证据和规律总结等。因此，神农架群虽具有建系的基本条件，但仍需做更深入的工作。本文主要是基于目前掌握的一手资料开展的论述与分析，期望更多的学者投入到神农架群的研究中，最终将其建立为中国地层表中待建系（1320~1000 Ma）的层型剖面。

致谢：本研究是国家重点研发计划（2022YFF0800302、2016YFC0601001）、国家自然科学基金项目（42072135）、中国地质调查局项目（DD20221649，DD20230221）和北京科委国际创新资源合作项目（Z201100008320007）共同资助的成果。本研究团队先后参与野外工作和（或）室内研究的还有许欢、章朋、王能盛、范正秀、安伟、朱志才、夏晓旭、杨振瑞、郑海峰、邹雨、张懿、张继彪、王新宇、乔大伟、师晶、崔明明等博士（后） 和硕士研究生，在此一并表示衷心感谢。

附件：本文附件（附表1）详见http://www.geojournals.cn/dzxb/dzxb/article/abstract/202312092?st=article_issue

注释

❶ 湖北省地质局区域地质测量队.1974.1∶20 万神农架幅区域地质调查报告.

❷ 湖北省地质调查院.2006.1∶25 万神农架林区幅区域地质调查报告.

❸ 全国地层委员会.2014. 全国地层委员会神农架会议纪要.

参考文献