华北克拉通盖层的演化
吕梁运动后，华北克拉通进入相对稳定的沉积盖层发育期，直至古生代末。其间地壳运动以地块升降运动(造陆运动)为主，形成多期沉积间断和区域平行不整合接触关系。中元古代(1800 ~ 1000 Ma)，华北地台大部分地区处于陆内深湖-滨浅海环境，长期强烈的裂谷作用、海底火山喷发和同沉积断裂活动，局部地区发生区域性浅变质作用，局部地区发生隆升剥蚀。而中元古代华北地台的地壳裂谷并没有发展成古海洋环境，只形成了典型的古坳拉槽。新元古代，华北地台转化为稳定的海岸浅海沉积环境(1000 ~ 800 Ma)和稳定的风化侵蚀环境(800 ~ 600 Ma)。
中元古代(1800 ~ 1000 ma)，华北地块的地壳差异运动还比较强烈，总体上处于拗陷槽(拗陷谷和古裂谷)的演化阶段，形成多个裂谷中心。阴山、燕山拗拉槽近东西向，长城群、蓟县群近万米厚的滨海、浅海碎屑岩-碳酸盐岩-泥质岩。
长城组地层单位自下而上依次为长洲组砂砾岩、串岭沟组页岩、大红峪组石英岩夹砂岩、高于庄组白云岩、燧石条带状灰岩；蓟县组地层单位自下而上依次为杨庄组紫色页岩、雾迷山组白云岩、白云质灰岩、洪水庄组砂页岩、铁岭组灰岩夹页岩。中元古代早期，部分地区海底火山喷发强烈，如燕山地区大红峪组有多层海底中基性火山岩，辽宁东北部铁岭地区仍发育中元古代枕状熔岩。长城群高于庄组和蓟县群雾迷山组沉积期间，早期藻虫在古浅海环境中繁盛，形成厚层状灰岩，局部形成叠层石岛礁。
中元古代以大同-固原断裂和郯庐断裂为界，将华北海槽体系自西向东分为三段，即西部的狼山-白云鄂博海槽、中部的燕山-辽西海槽和东部的潘河海槽。这些冲沟都是在古克拉通的基础上发展起来的，地层和沉积有一定的可比性。但冲沟在各自发育时期和空间的分布特征和构造类型存在一定差异，反映了华北地台中元古代裂谷作用的时空异质性。
西段的阴山拗拉槽系包括狼山-白云鄂博和扎尔台拗拉槽，呈东西向线性分布，东西长500多km，南北宽约100km，两侧受近东西向同沉积断裂控制(图3-10)。该裂陷槽的形成时代可能早于廖燕裂陷槽系统。北部白云鄂博沟沉积厚度9000米，白云鄂博群含铁稀土沉积建造，夹碳酸盐岩和尖山组中基性火山岩。而扎尔台群含铁碳酸盐-碎屑岩建造，厚3200米，沉积在扎尔台敖拉海槽南部，姬叔组夹碱性中基性火山岩(王镇等，1989)。它们的沉积环境主要为滨海-浅海相，部分地区为半深海古环境，形成多次碎屑-碳酸盐-泥质沉积旋回。扎尔台群和白云鄂博群形成后，经历了强烈的地壳运动(扎尔台运动)，引起绿片岩相浅变质、褶皱变形和韧性剪切变形。这次地壳运动的年龄约为65438±0400ma。1400Ma后，形成了石那干群的滨浅海碎屑岩-碳酸盐岩-泥质岩系，厚度小，最终变质，呈角度不整合覆盖于坳陷槽阶段地层之上，是典型的稳定盖层沉积。
中段廖燕坳陷槽总体呈北东向展布，明显受张家口-承德-北票同沉积断裂控制。其中新元古代沉积地层厚达万米，裂谷中心在蓟县-朝阳一带，北部沉积厚，自南向西逐渐变薄(图3-10)。沉积地层自下而上为长城群和蓟县群，属一套滨浅海沉积建造，形成了中元古代早期大红峪组碱性和中基性海底火山岩系。裂谷中心被隆起带包围，其中大部分是水下隆起。裂谷开始于1800Ma，在此期间发生了几次上升运动。如滦县运动发生在1400Ma，造成了蓟县群与长城群之间的沉积间断和平行不整合。1000Ma的秦禹运动造成青白口群和蓟县群之间的沉积间断和平行不整合。新元古代下马岭组沉积后，镜儿峪组海绿石石英砂岩组的大面积超覆，标志着该区开始过渡到稳定的克拉通盖层发育阶段。
东凡河拗拉槽位于郯庐断裂的东部(图3-10)，其裂陷开始时间晚于廖燕拗拉槽，缺少长城期的长洲沟期、串岭沟期和团山子期，裂陷沉积始于长城期的大红峪期。裂谷期形成的大红峪组、高于庄组和长城群蓟县组是一套碎屑岩-碳酸盐岩系，其沉积特征和地层时代与燕山拗拉槽非常一致，但也有一定差异。如枕状中基性熔岩发育于凡河拗拉槽的弥米山期，反映了该时期的大活动。凡河拗拉槽的结束时间为中元古代末，银屯组粗碎屑岩形成于燕辽运动(1000Ma)之后，其岩性特征与造山后磨拉石组相似。
东部胶东、辽东南部、吉林南部、鄂尔多斯、太行山在中元古代(1800 ~ 1000Ma)800Ma一直处于隆升剥蚀状态(图3-10)。新元古代早期燕辽运动后，在大连-富县地区形成了永宁群磨拉石建造和西河群、五星山群、进贤群克拉通盖层。吉林省南部浑江地区形成了白房子组磨拉石组和西河组、浑江组盖层沉积。上述各期沉积建造具有良好的相似性，均为相对稳定的海岸和浅海沉积建造，具有碎屑-碳酸盐-泥质沉积旋回。受中生代早期地壳运动的影响，该地层经历了区域性浅变质作用，如旅大地区的西河群和胶东的蓬莱群。
图3-10华北地台中元古代古构造图
1 ——中元古代地层的等厚度线(m)；2—第四系覆盖区隐伏的中元古代地层等厚线(m)；3-同沉积古断裂；4-晚期(中生代-新生代)断层；5-古隆起轴；6-太古宙-元古代变质岩剥蚀区
新元古代晚期(1000 ~ 800 Ma)，华北地台构造活动进一步减弱，裂谷作用不明显，地壳构造运动微弱，大部分处于稳定的滨海和浅海沉积环境，形成青白口群碎屑沉积建造，包括早期下马岭组的页岩和晚期井儿峪组的砂岩，其间发生多次海平面升降。约800Ma以来，华北地台海水逐渐后退，成为稳定的大陆环境，广泛风化剥蚀，形成长时期沉积间断和区域性平行不整合；然而，没有发生强烈的区域构造变形和岩浆热事件。
在中-新元古代华北地台海槽发展演化过程中，云台山位于廖燕中部海槽的西南部，主体部分属于太行山古隆起的东南边缘。在新元古代中期1800 ~ 600 Ma的地质历史中，云台山大部分地区长期处于抬升剥蚀状态，新元古代中期缺乏沉积，仅在寒武纪发生大规模海侵，形成寒武纪与太古宙片麻岩的角度不整合接触关系，不整合面上发育典型的基底砾岩(图3-65438+)，部分地区处于滨海和浅海环境，形成厚度较小的中元古代碎屑岩
图3-11云台山八一水库寒武系砂岩与太古宙片麻岩角度不整合接触关系(透镜体向东)
(2)古生代稳定盖层的沉积时期
华北地台在古生代进入稳定的克拉通盖层发展阶段，早古生代早期(寒武纪-中奥陶世)发育了广阔稳定的浅海沉积环境，形成了相对统一的寒武纪-中奥陶世碎屑岩-碳酸盐岩系。早古生代晚期至晚古生代早期(晚奥陶世至早石炭世)，陆地整体隆升，以区域性剥蚀夷平为主，缺失上奥陶世、志留纪、泥盆纪和下石炭统沉积。晚古生代晚期为低洼的近海沼泽或河流湖泊沉积环境，形成中石炭-二叠纪含煤碎屑岩系。
1.早古生代古构造格局
早古生代，华北地台位于古亚洲洋(板块)和古秦岭洋(板块)之间(图3-12)，与古亚洲洋之间隔着一条相对稳定的内蒙地轴和内蒙地轴，长期处于古陆地隆升和剥蚀的环境，华北地台处于稳定地台或浅海环境。而古亚洲洋和古秦岭洋长期处于火山-沉积环境，活动强烈。寒武纪-中奥陶世华北地台大部分地区发生海侵，形成广阔稳定的浅海沉积环境。寒武纪早期，大部分地区还处于古土地侵蚀的环境中。早寒武世发生了大规模的海侵，沉积了厚度约500 m的页岩和灰岩，先后形成了富军山组豹灰岩、山头组和毛庄组的紫红色页岩，徐庄组的鲕状灰岩，孤山组的钙质页岩和泥质条带状灰岩，长山组和凤山组的竹叶状灰岩、泥灰岩和纯灰岩。虽然寒武纪同期沉积地层的岩性、岩相比较统一，但由于古构造的控制，寒武纪沉积地层的厚度变化很大。鲁西寒武系厚度约740m，辽东寒武系厚度约640m，怀玉寒武系厚度约1300m，贺兰山-六盘山寒武系厚度≥ 1000 m..新集组发育于太行山南部早寒武世中期，太行山东西两侧发育汕头组和毛庄组的重叠相变现象。
图3-12华北地台早古生代古构造图
1-寒武纪-中奥陶世浅海沉积地层；2-寒武纪-志留纪古海洋火山-沉积地层；3.华北地台稳定了古浅海的沉积边界；4-同沉积断层与古亚洲洋边界；5-内蒙地轴隆起带；6-现代海岸线
华北地台早、中奥陶世沉积了厚度约700米的沉积地层，主要为灰岩和白云质灰岩，各地岩性相似，代表稳定的浅海环境；一些地区，如太行山区，在早奥陶世处于蒸发环境，形成了广泛的石膏和盐沉积。从中奥陶世晚期开始，华北地台开始缓慢隆升，引起大面积海退，至晚奥陶世上升至陆地，之后长期处于古陆蚀环境。而华北地台两侧的古亚洲洋和古秦岭洋在晚奥陶世-志留纪仍处于活动地槽环境，形成了厚度巨大的古海底火山-沉积岩层。
2.晚古生代古构造格局
在晚古生代，华北地台还处于古亚洲洋(板块)和古秦岭洋(板块)之间(图3-13)。受北部古亚洲洋岩石圈板块向南俯冲的影响，内蒙古地轴晚古生代构造活动显著增强，发生强烈的晚古生代岩浆侵入事件和韧性剪切变形，形成大量晚古生代晚期-印支期花岗岩和近东西向韧性剪切带。华北地台泥盆纪-早石炭世处于整个古陆的抬升剥蚀状态，中石炭世-二叠纪处于滨海沼泽和内陆河湖沉积环境。而古亚洲洋和古秦岭洋(古印支洋)在晚古生代早期处于海底火山-沉积环境，晚古生代晚期开始古洋板块向华北地台俯冲。
图3-13华北地台晚古生代古构造图
1-石炭-二叠纪含煤沉积建造；2-志留纪-二叠纪古海洋火山-沉积地层；华北地台河流、湖泊和沼泽的含煤沉积边界；4-古洋板块的俯冲边界；5-内蒙地轴隆起带；6—含煤沉积地层的等厚线(m)
华北地台从中石炭世开始，发生海侵，形成不同类型的海岸沉积和相对稳定的含煤沉积建造，造成中石炭世砾石地层与中奥陶统灰岩之间的平行不整合接触关系。华北地台本溪组滨岸-陆相含煤砂岩、页岩和薄层灰岩的中石岩沉积，太原组含煤砂岩、页岩和灰岩的晚石炭世沉积。二叠系形成了陆相湖相含煤沉积地层，包括下二叠统下部山西组的砂岩、页岩和煤层，下二叠统上部石盒子组的油页岩、砂质页岩和砂岩，上二叠统上石盒子组杂色泥岩夹砂岩，应时砂岩和紫红色泥岩夹淡水灰岩和膏盐层。
华北地台晚古生代沉积厚度在空间上变化显著，形成了几个沉积中心或次盆地，如鄂尔多斯陆相沉积盆地、太原含煤沉积盆地、京津含煤沉积盆地和辽东沉积盆地，其中鄂尔多斯内陆盆地最大。鄂尔多斯盆地银川沉积中心石炭-二叠纪沉积地层厚度为1000 ~ 1200米，太原盆地和京津盆地石炭-二叠纪含煤沉积地层厚度为800 ~ 65438+600 ~ 800米，辽东盆地石炭-二叠纪含煤沉积地层厚度为800米，其他地区包括焦作地区为800米。由于气候温暖湿润，植被茂密，中石炭世-早二叠世华北地台成为中国北方最重要的成煤期，形成了巨量的煤炭资源。晚二叠世以来，华北地台的差异构造活动进一步增强，沉积盆地规模减小，数量增加。气候趋于干燥，紫色碎屑岩和石膏层广泛分布，局部形成大型石膏矿。