華北東部地區(qū)早白堊世火山-沉積巖的成因

華北東部地區(qū)早白堊世火山-沉積巖的成因

研究區(qū)包括遼寧省阜西盆地和顯武黑山盆地的兩個部分。阜新盆地勘探開發(fā)和研究程度都高,是一個早白堊世含煤、油頁巖和天然氣的斷陷型沉積盆地,沿NNE方向延伸,展布在醫(yī)巫閭山西部。盆地基地由太古宇片麻巖和中、新元古界碳酸鹽巖等構成,蓋層下白堊統(tǒng)義縣組火山巖直接角度不整合于基底之上,上覆陸相含煤地層沙海組和阜新組,均含儲量可觀的可采煤層,其上又被孫家灣組紅層不整合覆蓋。盆地東西兩側被斷裂限制,地層自SW向NE傾斜,盆地南端翹起,出露了義縣組、吐呼嚕組(又稱黃花山組)火山巖。此外,沿大凌河南岸分布有大凌河組火山巖,被認為覆蓋在含煤地層之上,時代為晚白堊世。大凌河以北局部出露榆樹溝組火山巖。彰武-黑山地區(qū)第四系覆蓋面積大,露頭主要分布在醫(yī)巫閭山東麓,半數以上為火山巖,除南部黑山縣附近的八道壕煤礦已有多年開發(fā)歷史外,20世紀70年代電法勘探圈定了其他17個小型中生代盆地,根據少量普查鉆探資料發(fā)現(xiàn)有與阜新盆地相似的含煤地層,但難以作出評價。隨著阜新盆地資源面臨枯竭,國土資源部危機礦山辦決定在彰武—黑山地區(qū)開展地震勘探并進行精查勘探和研究工作,為阜礦集團尋找接替資源。彰武—黑山區(qū)南部有義縣組、吐呼嚕組火山巖,向北有冮臺山組火山巖和分布廣泛的大興莊組火山巖,后兩者與該區(qū)早白堊世含煤地層八道壕組的上下層位關系尚存爭議。1彰武—火山巖年齡和層序問題的提出阜新盆地南部義縣組火山巖的絕對年齡資料積累較多,前人公認早白堊世義縣組火山巖伏于本區(qū)主要含煤地層沙海組、阜新組之下并構成了阜新盆地蓋層的底部沉積,但大凌河組火山巖與沙海組、阜新組的關系卻存在爭議[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]。阜新、義縣幅1/20萬地質圖和1/5萬煤田地質圖認為義縣縣城東部大凌河沿岸分布的大凌河組火山巖為晚白堊世,覆蓋在沙海組、阜新組之上;彰武、黑山幅1/20萬地質圖將露頭面積占半數以上的火山巖定名為大興莊組,與黑山縣附近的冮臺山組一起,被認為是覆蓋于該區(qū)主要含煤地層八道壕組之上的火山巖,而八道壕組與阜新盆地的沙海組、阜新組是否可以對比也存在爭議。1972年遼寧省煤田地質研究所和107隊提出了在火山巖下尋找早白堊世煤的建議,但一直沒有突破。由此可見搞清區(qū)內火山巖的時代、層位及其與主要含煤地層的上下關系,理順火山巖和含煤地層的層序,是解決區(qū)內進一步找煤的關鍵。阜新盆地外圍彰武—黑山地區(qū)火山巖的測年工作起步較早,也已取得了一些成果[17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37]?？傊?研究區(qū)內火山巖分布廣泛、種類繁多、命名不一、層位存疑,其與本區(qū)主要含煤地層的上下層位關系一直沒有理清,實為尋找接替資源必須解決的關鍵問題。2巖石u-pb同位素年齡本次對火山巖的研究采用野外調查研究取樣和室內鑒定測試并重的方法開展。野外調查和取樣從義縣縣城以西的義縣組和以東的大凌河組開始,逐步向北觀察了榆樹溝組火山巖,更向東北彰武—黑山區(qū)調查研究了冮臺山組和大興莊組火山巖,還到阜新盆地以北的務歡池堿鍋觀察了柱狀節(jié)理十分發(fā)育的玄武巖,共采集了火山巖樣品20余塊,取樣點位置如圖1。室內工作除巖礦鑒定外,選取了不同地區(qū)、不同時代有代表性的火山巖樣品11塊,碎樣后挑選出樣品中所含較完整的鋯石,用當前國際公認的SHRIMPⅡ法在中國地質科學院離子探針中心進行測試。結果除彰武區(qū)那立閃的玄武巖樣品的U-Pb同位素年齡為(56±2.9)Ma屬于古近紀外,其他10塊樣品的絕對年齡都在122～132Ma,且大多集中在125～127Ma,均屬早白堊世(表1)。某些含鋯石過少的樣品未能進行測試。應該指出,雖然用SHRIPMP法所測得的火山巖U-Pb同位素年齡比用鉀氬法或氬氬法所測得的結果可信度更高,但仍存在一定誤差。因鉀氬法或氬氬法所測是全巖樣,而SHRIPMP法所測結果實際是火山巖中所含鋯石的實際年齡值。當巖漿從火山通道上涌過程中會將更老的或再旋回的鋯石帶到地表固結成巖,故所測得的火山巖年齡值往往偏老而不可能偏新。因此本次在確定火山巖層位、年齡和火山噴發(fā)期次時更注重考慮野外所見火山巖的巖性、巖相、產狀及其與圍巖的接觸關系等因素,綜合分析而定?；鹕綆r上下沉積層的層位則根據巖性和生物化石組合而定。3旋回至中基性火山巖本次研究認為全區(qū)早白堊世的火山噴發(fā)活動可分為4期(圖2),所形成的火山-沉積層序相應分為4個旋回,每個旋回以火山噴發(fā)活動形成的火山巖開始,以火山噴發(fā)間歇期的湖相沉積層結束,自下而上命名為:義縣組-金剛山組旋回,吐呼嚕組(或黃花山組)-九佛堂組旋回,榆樹溝組(冮臺山組)旋回、沙海組(八道壕組)-阜新組旋回。義縣組的火山巖為基性至中基性,以玄武巖、安山巖、粗面巖及其過渡類型為主;吐呼嚕組(黃花山組)的火山巖為酸性至中酸性,常見為英安質火山角礫巖、流紋巖等;榆樹溝組(冮臺山組)主體為未噴出地表的基性至中基性的潛火山巖,產狀陡立而非層狀,常見侵入于前期火山巖如義縣組及火山噴發(fā)間歇期的沉積夾層九佛堂組之中。上述4期的火山活動以早白堊世中期(約130～122Ma)最為強烈,成為火山活動峰期,晚期巖漿噴發(fā)能量減弱形成未達地表的潛火山巖。第1、3旋回基性至中基性火山巖的義縣組和榆樹溝組(冮臺山組)由裂隙式火山噴發(fā)形成,火山巖分布面積廣;第2旋回酸性至中酸性火山巖的吐呼嚕組(或黃花山組)為中心式火山噴發(fā)形成,火山巖分布比較局限。通過對研究區(qū)下白堊統(tǒng)火山巖和沉積層、含煤地層的野外調查和室內對比編圖等研究,本次工作得出的主要認識和結論分述如下。3.1義縣組火山巖形成的地質背景20世紀30年代以來,中外地質學家即已對阜新盆地和外圍的地層和火山巖系進行過研究。1929年黃汲清和王竹泉在阜新盆地將阜新煤系下伏的安山巖時代定為中侏羅世;1940年日本人室井渡將分布在錦州至清河門一帶阜新夾炭層以下的火山巖和沉積巖自下而上分別命名為義縣火山巖類、金剛山層、黃花山角礫巖和泥河子層,時代為中晚侏羅世;1960年北京地質學院將阜新盆地下部的火山巖夾碎屑巖系合并統(tǒng)稱為義縣組,并認為其與上覆的九佛堂組(泥河子組下部)均屬于晚侏羅世,更上的沙海組(泥河子組上部)和阜新組含煤地層為早白堊世。1970年遼寧省區(qū)調隊在義縣幅1/20萬填圖時將廣義的義縣組又分成了3個填圖單位,自下而上為義縣組、金剛山組和吐呼嚕組,取消了沙海組而代之以九佛堂組,時代均屬于晚侏羅世,阜新組定為早白堊世。1972年彰武、新民1/20萬區(qū)測填圖時沒有區(qū)別出狹義的義縣組,而認為金剛山組火山巖是直接不整合覆蓋在早侏羅世北票組之上。1989年王五力等再次使用廣義的義縣組名稱,涵蓋了原義縣組(狹義)、金剛山組和吐呼嚕組。季強等將遼西早白堊世義縣組的火山活動分為4個期。根據國際地層委員會(2008)地層劃分方案,侏羅系與白堊系的界限年齡已由1989年方案中的135Ma(140Ma)下移至(145±4)Ma,下白堊統(tǒng)與上白堊統(tǒng)的界限年齡也從95Ma下移至99.6Ma。因此前人所確認的晚侏羅世火山巖現(xiàn)在都應該歸為早白堊世,火山活動的峰期是早白堊世中期(130～122Ma左右),即巴列姆期至阿普第期。本次研究參考了前人研究對義縣組的劃分方案,認為義縣組實有廣義和狹義之分:廣義的義縣組泛指從義縣組、金剛山組至黃花山組所有基性、中基性以至中酸性和酸性的火山巖,而狹義的義縣組僅指金剛山組以下、分布在義縣西三道壕村尖山溝剖面底部的玄武安山質火山巖,清河門西南部北磚城子剖面起點的安山巖,還有分布在義縣城東南棗茨山剖面底部的玄武安山巖,彰武以東、小新立屯東北十家子鄉(xiāng)的玄武安山巖等,均以具有氣孔和杏仁狀構造為特征,新立屯的玄武安山巖的杏仁狀構造中還富含瑪瑙。狹義的義縣組是下白堊統(tǒng)第一套火山巖,通過取樣測試,北磚城子剖面起點的安山巖絕對年齡為(132.3±2.3)Ma,見表1中的N6樣品。狹義義縣組底部為一套粗碎屑巖沉積,在尖山溝剖面稱為尖山溝層,以紫紅色含大塊火山巖礫沖積扇粗碎屑巖為主夾灰綠色泥巖,產鸚鵡嘴龍化石,為陸內裂谷初始破裂的產物。狹義義縣組之上是一套湖相沉積巖,在義縣城南甘南屯磚城子剖面該層位為湖相凝灰?guī)r、泥灰?guī)r,產東方葉肢介、三尾擬蜉蝣等熱河生物群化石,稱磚城子層;義縣以西楊家溝村至破臺子大橋南,義縣組玄武安山巖之上的湖相凝灰?guī)r中也含熱河生物群化石,稱為大康堡層;棗茨山剖面安山巖之上(圖3)含熱河生物群化石的灰綠色凝灰質泥巖(底部為灰綠色粗碎屑沉積)稱為金剛山層。磚城子層、大康堡層和金剛山層均為灰白色、白色泥巖和鈣質泥巖,均含熱河生物群化石,并都覆蓋在安山巖之上,可視為同期的火山口湖沉積,常又被后期潛火山巖穿插而肢解分離。夾有上述3套湖相沉積層的狹義義縣組火山巖,有可能是第1個火山噴發(fā)旋回中的次級小的噴發(fā)旋回,但先后時間間隔不長,也有可能是同期異地噴發(fā)形成的火山巖及其夾層,因與找煤關系不大,本文未及深究,籠統(tǒng)視為早白堊世中期第1次大規(guī)?；鹕交顒拥漠a物。早白堊世中期第2個火山活動旋回由黃花山組和其上的九佛堂組構成。黃花山組由室井渡于1940年命名為黃花山角礫巖,北京地質學院(1960)、王五力等(1989)和遼寧省巖石地層(1997)將其與下伏的義縣組火山巖和金剛山組三者合并,統(tǒng)稱為義縣組,為廣義的義縣組;顧知微(1962)和1/20萬區(qū)測圖和華北地層表(1978)又將義縣組恢復三分,將黃花山角礫巖稱為吐呼嚕組。義縣棗茨山剖面上部黃花山組(即吐呼嚕組)不整合覆蓋在金剛山層之上,二者之間存在沉積間斷,巖性主要為中酸性英安質火山角礫巖,火山角礫直徑約2cm,局部為火山集塊巖,黃花山組之上又被富含熱河生物群的九佛堂組所覆蓋(圖4)。本次在棗茨山采取了黃花山組的英安巖進行測試,得出其絕對年齡為(126.3±1.7)Ma,屬于早白堊世第2次火山噴發(fā)的產物。黃花山火山角礫巖分布范圍有限,但其上的九佛堂組在區(qū)內的分布卻比較廣泛。彰武—黑山區(qū)相應第2套火山巖以粗安巖和其上的膨潤土礦床為代表(圖5),分布在彰武縣西南的哈拉和稍尖山子、新立屯西北的腰倉土下石土和彰武縣東南的豆芽窩鋪。膨潤土礦床的成分80%以上為蒙脫石,成因與粗安質火山灰、火山碎屑降落在湖盆中經水化作用、成巖作用和后期風化作用有關,代表中性火山巖的古風化殼,可以與義縣棗茨山的黃花山組(吐呼嚕組)對比,都是早白堊世第2套火山活動的產物。在尖山子、腰倉土,膨潤土礦床之上又被第3套玄武安山巖不整合覆蓋,在豆芽窩鋪,膨潤土礦床之上被古近紀灰黑色玄武巖覆蓋,其頂部見明顯的紅色烘烤層。此外,黑山縣八道壕煤礦以北羅臺山附近的流紋質角礫熔結凝灰?guī)r(N14)和張羅屯所見的流紋巖(N2),均屬早白堊世第2套火山巖,實測其U-Pb同位素年齡分別為(129.0±2.4)和(124.9±2.9)Ma。本文認為上述中性至中酸性火山巖無論是稱作黃花山角礫巖還是吐呼嚕組,都與其上覆的九佛堂組不應分開,因為二者都屬于第2個火山活動旋回。因此過去一直所稱謂的義縣組不應該只包括義縣組(狹義)、金剛山組和吐呼嚕組,如果一定要建立一個廣義的義縣組,就應該包括2個完整的火山活動旋回,即從狹義的義縣組開始,除金剛山組、吐呼嚕組(或黃花山組)外,還應包括與后者有密切成因聯(lián)系的九佛堂組。否則不如仍沿用四分的義縣組、金剛山組、吐呼嚕組(或黃花山組)和九佛堂組更合適。3.2潛安山巖和火山冮臺山組1926年由譚錫疇命名,為分布在彰武—黑山區(qū)小新立屯潛玄武安山質火山巖,明顯侵入于九佛堂組之中。原認為分布在八道壕煤礦附近潛玄武安山巖均為冮臺山組,故在八道壕東南張羅屯和BS1鉆孔深部八道壕組含煤地層底部的潛火山巖取樣鑒定測試,得知其絕對年齡分別為(124.9±2.9)Ma和(125.7±1.7)Ma。野外工作期間在彰武以東距新立屯10km左右的腰倉土鄉(xiāng)取得潛火山巖樣品,經野外和鏡下鑒定為潛石英粗安巖,明顯侵入于九佛堂組之內,測得其U-Pb同位素年齡為(115.5±1.5)Ma,與冮臺山組大致接近。榆樹溝組由煤炭系統(tǒng)命名,鉀氬法測得其同位素年齡為105Ma左右(常征路口述),分布在清河門西南的榆樹溝村,明顯侵入于九佛堂組凝灰?guī)r中的潛安山巖,層位較九佛堂組晚,時代大致與彰武—黑山區(qū)的冮臺山組相當,可惜當時未能給予應有的重視,沒有取樣進行絕對年齡測試。在義縣張老公屯,榆樹溝組潛安山巖侵入于九佛堂組凝灰質泥巖之上(圖6),同時見到沙海組的底礫巖又覆蓋在榆樹溝組之上(圖7)。照理早白堊世第3期侵入成因的潛火山巖與前兩期噴出呈層狀分布的火山巖或火山沉積巖不同,不應作為獨立的地層單元對待,但因其活動時期較前兩期火山活動要晚,是發(fā)生在下伏九佛堂組與上覆沙海組(八道壕組)沉積期之間,為了表示其形成時代和地層層序的上下關系,姑且將其列于地層表之內,以示其侵入活動的時間意義。總之,無論彰武—黑山區(qū)的冮臺山組或阜新盆地南部的榆樹溝組火山巖,都是中基性的潛火山巖,時代應晚于狹義的義縣組和吐呼嚕組,是早白堊世晚期火山活動的產物,代表一次火山活動事件,分布局限。本次下白堊統(tǒng)火山巖測試的年齡數據與國際地層委員會及季強等的火山噴發(fā)分期的對比關系見表2。3.3孫家灣組火山巖形成時代探討大凌河火山巖由日本人室井渡于1940年命名,指分布在大凌河兩岸、層位在主要含煤地層和上覆紅色礫巖以上的中基性火山巖,并將其時代定為白堊紀。1960年北京地質學院將本區(qū)含煤地層以上的紅色礫巖稱為孫家灣組,上覆火山巖為大凌河組,二者統(tǒng)稱為孫家灣群,時代定為晚白堊世。1970年遼寧省區(qū)調隊在義縣幅1/20萬填圖時對阜新組的上覆地層仍稱為孫家灣組和大凌河組,時代也定為晚白堊世。1972年彰武、新民1/20萬區(qū)測填圖時在孫家灣組之上沒有提到火山巖。本次野外工作在大凌河南岸、義縣東南巨糧屯、岳家屯找到了大凌河火山巖的命名地,107隊當時稱這里的大凌河組為榆樹溝組。觀察中發(fā)現(xiàn)所謂的孫家灣組的紅色礫巖應該是狹義義縣組的底礫巖(相當于三道壕剖面下部的尖山溝層),灰色礫巖則應為沙海組底礫巖,并非不整合覆蓋在含煤地層之上的孫家灣組。因為孫家灣組礫巖中的礫石成分復雜,在孫家灣組命名地孫家灣村后萬人坑邊見礫巖中有花崗片麻巖、花崗巖、石英砂巖、基性火山巖、硅質巖和脈石英等的礫石,而大凌河南岸所見的礫巖成分比較簡單,只有很少量的花崗片麻巖的礫石,也即其形成年代應早于孫家灣組,當時物源區(qū)醫(yī)巫閭山的隆升剝蝕程度尚淺,基底深部的花崗片麻巖剛開始出露。再者,該紅色底礫巖、火山巖與灰色礫巖為斷層接觸,不是紅色礫巖、火山巖覆蓋在灰色礫巖之上。經在附近李家臺對該火山巖取樣(圖8),用SHIMP法進行U-Pb同位素測定,確定其絕對年齡為(125.8±1.9)Ma,層位應該屬于狹義義縣組,時代為早白堊世中期,由此確定所謂大凌河火山巖原定時代有誤。真正覆蓋在孫家灣組之上的火山巖并不分布在大凌河沿岸,而是分布在彰武以東腰蒼土那立閃的灰黑色玄武巖,本次測得其絕對年齡值是(56±2.9)Ma,屬于古近紀。3.4典型研究的地質特征大興莊組火山巖由遼寧省區(qū)調隊在編制彰武、新民幅1/20萬區(qū)域地質圖說明書中所命名,認為這套粗安質火山巖時代較新,與室井渡1940年所建立的大凌河組時代相當,晚于孫家灣組,屬于晚白堊世的火山巖,據此后來成為火山巖下尋找早白堊世沙海組、阜新組厚煤層的重要依據。典型分布區(qū)為黑山縣八道壕煤礦以北的羅臺山和新民縣以西梁山鎮(zhèn)西南的雙山子,義縣東南興隆溝的潛粗安巖也被認為屬于大興莊組。野外對上述3個典型的大興莊組進行了調查研究取樣測試,發(fā)現(xiàn)出露在羅臺山的流紋質角礫熔結凝灰?guī)r不整合覆蓋在下侏羅統(tǒng)北票組的含煤巖系之上(圖9),通過SHRIMP法測得絕對年齡為(129.0±2.4)Ma(N14),時代較老,應定為吐呼嚕組。新民縣梁山鎮(zhèn)雙山子的潛粗安巖為被第四系環(huán)繞覆蓋的孤立小山包,頂部有30～40cm的烘烤層。潛粗安巖深灰色,結構致密,柱狀節(jié)理發(fā)育(圖10),取樣測定其U-Pb同位素年齡為(129.5±1.6)Ma和(129.7±1.6)Ma(N5),層位與冮臺山組可以對比。義縣東南興隆溝的潛粗安巖為紫紅色,取樣測試結果絕對年齡為(127.0±5.1)Ma(N12),可以歸為榆樹溝組。3.5沙海組—九佛堂組與沙海組是兩個不同地層單元,不應合并或互相替代九佛堂統(tǒng)1934年由遠滕隆次命名,層型剖面位于遼寧西部喀左縣九佛堂村,由湖相砂頁巖和油頁巖組成,覆于狹義義縣組火山巖之上,以含熱河生物群為特征。1937年植田房雄、笛倉正夫引用遠騰隆次的剖面將九佛堂統(tǒng)改稱九佛堂系,定其時代為早白堊世。1962年顧知微將分布在阜新—義縣地區(qū)相當于九佛堂組的一套地層稱為沙海組,時代確定為晚侏羅世。1970年遼寧區(qū)調一隊以遼西西部的九佛堂組代替阜新—義縣地區(qū)的沙海組,統(tǒng)稱九佛堂組,時代定為晚侏羅世。1982年郝詒純等將九佛堂組的時代確定為早白堊世中期。1989年遼寧地質礦產局定為九佛堂組,時代為早白堊世。九佛堂組以盛產狼鰭魚、東方葉肢介和三尾擬蜉蝣等熱河生物群化石為特征。沙海組命名地在阜新市附近的沙海村,層型剖面暫置于阜新市西北郊宮官營子附近的鉆孔剖面。1980年王鴻禎、劉本培根據含熱河生物群將沙海組并入九佛堂組。1991—1992年中國地質圖集編撰時取消了沙海組?！吨袊貙拥洹分械陌讏紫?郝詒純負責)也將沙海組取消;2002年程裕琪負責的地層委員會編寫《中國地層表》時,在白堊系中又將沙海組分出,建立了沙海階。與下伏九佛堂組相比,沙海組中生物化石以手取蜆(Tetoria)的出現(xiàn)為標志,所含葉肢介主要是一些小個體的延吉葉肢介類,熱河生物群的典型分子已不再出現(xiàn),卻含大量蕨類、蘇鐵類、松柏類和銀杏類等植物化石。本次野外觀察見九佛堂組主要由灰綠色凝灰質泥巖和灰白色泥巖、泥灰?guī)r組成,富含熱河生物群化石,在野外非常容易找到;底部粗碎屑沉積礫石的成分主要為火山巖,幾乎不存在花崗巖、片麻巖的礫石。沙海組底部常見有紅色礫巖、砂礫巖,粗碎屑沉積中開始出現(xiàn)有花崗巖和花崗片麻巖的礫石,意味著物源區(qū)醫(yī)巫閭山的隆起剝蝕加劇,深部基底巖石開始出露于地表。沙海組的中上部由深灰色砂巖、粉砂巖夾黑色泥巖、炭質泥巖、油頁巖和煤組成,動物化石只見到一些小個體的雙殼類,絕不再有熱河生物群化石出現(xiàn)。這兩個巖石地層單元中沉積物的顏色和巖性明顯不同,除上述生物化石群組合與粗碎屑沉積的區(qū)別外,富含火山灰的灰綠、灰白色和白色的九佛堂組表明是形成于干燥、半干燥的熱帶、半熱帶氣候,而黑色、灰黑色為主的沙海組含煤沉積則表明形成于潮濕的熱帶、半熱帶氣候,二者還是比較容易區(qū)別的。過去之所以出現(xiàn)九佛堂組、沙海組時而互相替代、時而合并的問題,可以這樣解釋:因為九佛堂組為早白堊世第2套火山噴發(fā)之后的湖相沉積,而沙海組則是第4套火山-沉積旋回的沖積-湖相沉積,二者之間存在第3套冮臺山組或榆樹溝組的潛玄武安山巖,但是這套火山巖已經處于早白堊世火山活動的晚期,噴發(fā)作用已很微弱,潛火山巖不呈層狀且分布局限,在冮臺山組或榆樹溝組沒有分布的地區(qū),沙海組就直接覆蓋在九佛堂組之上,不仔細觀察二者界線就比較難分,因此造成地層單元命名上的混亂。3.6生物化石群地層阜新盆地早白堊世重要含煤地層有上下兩套:下部沙海組,上部阜新組,均形成于火山活動期之后。義縣附近的楊柳屯組和彰武黑山區(qū)的八道壕組也含早白堊世重要可采煤層。過去有人認為楊柳屯組和八道壕組均比阜新盆地沙海組的層位要低,屬于九佛堂組;有人則認為二者與沙海組為同期沉積。黑山縣的八道壕組由譚錫疇于1926年命名,時代定為侏羅紀。1929年王竹泉、黃汲清將阜新盆地的含煤巖系統(tǒng)稱阜新煤系,時代定為中侏羅世。1940年室井渡將阜新盆地的含煤地層分為上下兩部分:下部清河門以南稱為泥河子層,以北稱為縣城互層和沙海頁巖層;上部稱為阜新夾炭層,時代為中晚侏羅世。1960年北京地質學院始將沙海頁巖層稱為沙海組,其下的縣城互層稱為九佛堂組,阜新夾炭層稱為阜新組,并將沙海組、阜新組的時代定為早白堊世。通過野外露頭剖面、鉆孔巖心和地表小煤窯對上述含煤地層的觀察,沙海組、楊柳屯組和八道壕組生物化石群面貌相似,不同于九佛堂組。前文已述及九佛堂組典型的化石組合為熱河生物群,而在八道