寒武纪中的早寒武系及其地质特征

龙岗古陆先沿柳河—抚松—长白下沉，汹涌的海水由南向北超覆，形成滨海陆屑砂砾岩相，为浅海潮上海湾湖环境。海侵向西北扩大，吉南地区与华北山东长清县张夏镇馒头山的海水连成一片。沉积了一套页岩粉砂岩为主夹薄层灰岩、泥质白云岩及白云质灰岩地层。因为气候温热与干热相间，所以页岩、灰岩为紫红、砖红色，底栖类生物三叶虫等大量繁殖。

（1）水洞组：从通化水洞至浑江的松树镇，海床基底起伏，黑沟至簸箕掌子、大东以东海水深，处于古陆边缘的局限海。

开始因为处在洋流汇合区，有三套微紫色的含磷岩系形成，每套砾岩反映一个小沉积旋回。水洞、长白鸠谷洞、柳河窝集沟为吉林省磷矿产地。是吉南进入寒武纪的初始层位，早于三叶虫之前。

此后出现沉积间断，地壳上升，原先的含磷层被风化成含磷砾岩，最后气候从干燥炎热向潮湿转变，地层颜色由鲜艳变黄灰，有叠层石。之后复又进入海侵，堆积了深灰色中薄层灰岩、夹纯灰岩地层。在黑沟子最典型。

（2）碱厂组：有鲜明紫红色条带状灰岩、夹叠层石灰岩，出现沥青质灰岩，紫色页岩、砂岩、是一套含磷岩系，下部含海绿石胶磷矿砾石细砂岩，粉砂质磷块岩。地球上最早的带壳动物化石莱得利基三叶虫及小壳类化石出现了。

碱厂组后期海水上升，超覆于前寒武期的地层之上。此次海进，北部低洼，东南部高。在样子哨盆地厚层状灰岩，中层状豹皮状灰岩，厚度300米；浑江盆地直至大阳岔、大东厚度45米；为海水安静，含盐度略高的还原环境，水中的藻席连续分布，小藻灰岩中含藻类30%—50%；东边鸭绿江盆地，平坦水浅保存的沉积岩仅9米。

（3）馒头组：砂质粘土质砂岩中有大量褶颊三叶虫化石、石灰岩中含海绿石矿物。厚度在47—200米。地壳继续下沉，经历了一个生物大发展时期，在灰岩层中有莱得利基三叶虫化石。样子哨盆地见花岗岩侵入中寒武灰岩中，在接触带上，形成扁豆状含铁矽卡岩。龙岗和老岭此时是水下隆起。

华北板块通化二道江东热，此时期正处在南、北纬20°—40°地带。这是太阳照晒产生地球的大气环流高压下沉区，处于两条宽阔的干旱气候带中。馒头组沉积后出现炎热干燥的气候。

远远望去，热带陆表海的干旱黏黏的海风扑向沙坝内局限海，黄色的沙子在太阳的映照下，热浪蒸腾。高空中的毒太阳无情地洒下灼热的光芒，在强烈的蒸发作用下，阻隔在封闭或半封闭的盆地中的海水日渐浓缩，各种盐类依次结晶沉淀富集而形成一套具有沉积韵律的含盐岩系。色序上依次为黑—灰—绿—紫—红，越向上红色调越占优势，标志着湖中海水退出环境。

水洞、浑江松树镇、鸭绿江地区处于海潮上下线地带，泥沙平行于海岸堆积，形成高出海水面的离岸坝。坝体将部分海水分隔潴留。便形成半封闭或封闭式湖蒸发坪，盐沼地。正常的海潮不能补给，只有风瀑潮才能越过潮坪。蒸发量大大超过补给量，岩层变为紫红色、红色。靠近海的一面沉积物内以渗透回流作用与蒸发泵流交替补给盐沼地，临陆的一边接受山野河溪带来的富含SO4、K、Na、Ca离子地表水，形成含二水硫酸钙等蒸发矿物。造就了东热、大阳岔、时家店石膏矿床湖。

寒武纪通化水洞地区，随不同深度的洋流汇合。二氧化碳（CO2）的分压力提高，含磷生物遗体完全分解，磷质大量溶解在海水内。海水表层又大量吸收了海水中磷质浮游生物，于是在陆缘带的中、上部磷酸盐便围绕砂粒等小质点聚积形成磷酸盐的结核体，并进一步形成磷块岩矿床。

业经化验：含磷粉砂岩含磷14.7%—22%，亦见含海绿石铁质细砂岩。岩层全厚达44米。(www.xing528.com)

寒武系馒头组给吉林省农业植株带来重要食料。

▲石膏矿床

就浑江盆地而言，自南西向北东依次出现5个洼地：鹿圈子洼地、东热洼地、下四平洼地、浑江—大阳岔洼地、湾沟洼地。它孤立于海洋之边缘，湖中海水不断浓缩咸化，便有石膏层析出。硫酸钡卤水等盐类积存一定厚度，海潮涌来，几经反复，周而复始，积累硬石膏、石盐等可采厚矿层。

矿层产于寒武系馒头组中，含膏岩系为灰岩—白云岩—石膏—泥质白云岩序列。石膏沉积物，组成多韵律式沉积，厚45—157米。矿体呈层状或透镜体，含矿岩系下部为灰岩，向上为白云岩，矿层产白云岩、白云质石灰岩（CaMgCO3）。长宽各几千米，厚几米至几十米。矿石块状构造，粒状结构，由石膏或硬石膏组成，含CaSO460%—90%。

矿区含矿序列自下而上可分为四段：

①杂色砾岩段；

②粉屑白云岩与粉屑泥质白云岩互层段；

③含膏岩段，发育1—5层硬石膏矿层；

④砖红色粉屑泥质白云岩段，含藻类。

在通化水洞—东热的石膏有三层，分别厚0.58、0.3、3.25米；水洞一带硫酸钡含量8%—98%。而样子哨盆地及南部鸭绿江盆地下部石膏矿，灰岩层数加多。

（4）毛庄组：早寒武系晚期，吉林南部和全世界一样步入海洋无脊椎动物大发展时期。沉积物是猪肝色粉砂岩、页岩，海绿石粉砂岩、页岩、夹薄层鲕状灰岩。反映炎热干燥的氧化环境。盛产褶颊虫科三叶虫。