地层划分的演变与现状
自G. B. Barbour于1924将盆地东端泥河湾村附近的灰绿色河湖相地层命名为“泥河湾层”以来，地质学家和地理学家围绕泥河湾层的划分和对比做了大量工作，提出了许多地层划分方案。但由于泥河湾组相变复杂，区内构造活动活跃，地层划分对比难度极大。所以至今没有建立一个公认的地层划分方案。
第一，泥河湾层的建立
1924年，法国传教士E. Lieent和Teilhard de chardin对河北阳原盆地泥河湾村附近发现的动物化石给予了极大的关注。通过当地教会，他们购买了大量的哺乳动物化石(俗称龙骨)，并将其送往天津的Hoang Ho paiho (Tiensin)博物馆进行地层学和古生物学研究。
1924年，桑志华等人在泥河湾村附近的桑干河岸边，在红粘土层以上、黄土层以下的泥灰岩中，发现了厚厚的蚌壳。根据美国古生物学家Daloo的研究，它们并不是现代物种，推测这些化石产生的地层应该属于更新世早期。从1924到1925，巴伯、桑志华、德金日等人先后在该层位采集到丰富的厚蚌壳和哺乳动物化石。据此，Barbour将这种泥灰岩命名为“泥河湾组”，认为其时代为上新世晚期或更新世早期，相当于欧洲的Villafranchian期(G. B. Barbour，1924，1925)。
1929年，德·金日和皮维特多出版了《泥河湾哺乳动物化石》一书，列出了泥河湾动物群的化石，这份名单一直沿用至今(夏丹，1930)。
在1933中，杨提出桑干河流域的泥河湾堆积是一个真正的湖相堆积，由淡水砂浆、细砂和粘土组成，从地层和化石性质上看，属于上新世最上部，即第四纪最下部。如果以马修提出的“马的首次出现”作为第三纪与第四纪的分界标准，将泥河湾层划归第四纪更为稳妥(杨，1933)。
1948第18届国际地质大会提出，欧洲的维拉弗兰奇层应为更新世下限，中国的泥河湾层相当于维拉弗兰奇层，可视为中国更新世下限。这一观点被中国地质学界所接受。从此，“泥河湾组”作为中国北方早更新世的标准地层而闻名中外。
二是泥河湾层时代的重新厘定
泥河湾层作为中国北方早更新世的“标准剖面”，近十年来受到了明显的挑战。自已故王乃甲先生提出泥河湾层上部可能包括中更新世地层(王乃甲，1958)以来，大量的化石、古地磁测量和测年资料表明，泥河湾层不仅包括早更新世，还包括晚上新世、中更新世和晚更新世。
(1)生物化石
泥河湾层哺乳动物丰富。著名的泥河湾动物群主要分布在盆地东端的泥河湾村和下沙沟附近，其主要成员与维拉夫朗动物群相似，被认为是早更新世的典型动物群(夏丹，1930)。
近20年来，除了原有的泥河湾动物群外，泥河湾层还发现了东窑子头动物群(唐映军等，1983)、新窑头动物群(刘西庆，1983)、小亮亮动物群(游玉珠等，1980)。
小型哺乳动物化石，如布氏田鼠幼体(1934)、东方田鼠。now和小布氏鼠兔(1942)发现于蔚县盆地刘虎河东岸东窑子头村泥河湾层下部。通过研究对比，认为泥河湾层下部泥河湾动物群的这些新成员属于上新世晚期(郑，1981)，不仅增添了泥河湾动物群的古色彩，也为同时期欧洲动物群与亚洲动物群的对比提供了有力的证据(表2-2)。
表2-2泥河湾层发现的哺乳动物化石类群
(2)古地磁测量
迄今为止，不同学者对泥河湾地层进行了四次系统的古地磁测量(程，1978；李华梅，1983；袁，1996；陈茂南，1981)，虽然在细节上有些差异，但在整体时间框架上是一致的:泥河湾层的下限低于M/Ga界线，相当于克纳事件的底部，其上限在布戎正极性世之内。全剖面包括高斯正极性时代、松山负极性时代和布戎正极性时代的一部分。这一结论再次证明泥河湾层是一个穿时地层单位，包括上新世晚期、更新世早期、更新世中期和更新世晚期。
近年来，朱日祥、邓等。对洪雅、花宝沟等九个剖面进行了新的测量和研究。结果表明，泥河湾组仅出露于郝家台-大田洼地区奥杜瓦伊亚时间底部，除洪雅剖面泥河湾组底部靠近高斯-马图雅山地磁极性反转边界(表2-3)。
表2-3泥河湾层古地磁测量结果列表
(3)测年数据
近年来在泥河湾组研究中获得了一些新的测年资料，其中郝家台湖相组顶部叠层石测年资料(U系列法)约为32万年前(夏，1993)；根据ESR和U系列测年，虎头梁湖相地层中顶部两个叠层石的年龄分别约为65438±0.3年和90000年(夏，65438±0.993年)。根据U系列法(闵龙瑞，1998)，西木莲湖相地层顶部叠层石的年龄约为22万年。许佳尧湖相地层顶部哺乳动物化石的U系列测年数据约为6.5438亿年以上(陈铁梅，654.38+0982)。盆地南部大田洼湖相地层顶部水菱镁矿的14C年龄为26000年前(严润恩，1993)。这些数据表明泥河湾层的时代可以延续到中晚更新世(表2-4)。
表2-4泥河湾盆地部分测年数据
第三，地层划分和对比
上述材料表明，泥河湾层不仅包括早更新世沉积，还包括中、晚更新世沉积，甚至包括晚上新世沉积。但由于泥河湾层厚，相变明显，断层发育，给地层的划分对比带来许多困难。在长期的研究过程中，学者们从不同的研究领域提出了许多关于地层归属和划分对比的观点，可以归纳为四种意见:
1.泥河湾层属于早更新世。
在泥河湾盆地研究的早期，人们在划分方案中将泥河湾层划分为早更新世。如Barbour将黄土之下、红土之上的河流、湖泊地层称为泥河湾层，并根据岩性特征将泥河湾层分为上、中、下三带:下带称为砾石砂带，中带称为砂粘土带，上带称为白泥灰岩带，相当于欧洲的Barbour时期(1927)。德金日将泥河湾组划分为下维拉法兰组和上维拉法兰组(德金日，1924)。袁复礼认为泥河湾层属于早更新世，分为上、下两部分。泥河湾层下部为砾石混粘土，含贻贝鳃化石。上部为浅红色、浅绿色和灰白色砂、粘土和泥灰岩。在分析河北省蔚县泥河湾湖相沉积层次和韵律的基础上，他认为泥河湾层自下而上可分为五个亚层，第一亚层代表湖面的初始阶段，属残坡积；第二亚层是湖初的涌回水期；第三亚层为湖泊平静期，沉积细粒夹层；第四亚层代表湖中心的粘土沉积期；第五亚层代表水面缩小和钙富集时期，石膏和薄石灰岩沉积，为贻贝的生活创造了有利条件。
根据软体动物化石，黄宝玉将泥河湾盆地泥河湾层划分为早更新世，并划分为上、中、下三段，其中下段富含软体动物化石，以Lammprotula-Cuneopsis为主要组合，腹足类为stenothydra-Parafossarulus。中段以河蚬-豆荚为主体，腹足类有柳叶珊瑚-西伯利亚龙的组合；上段鳃类不多，但腹足类丰富，以条柄副螺-radioxtelhardii组合为主(黄宝玉，1981)。
王和赵将泥河湾组重新命名为早更新世，并根据岩性特征将泥河湾组划分为四段:底部夹灰黄色砾岩和砾质砂岩，含花瓣状鳃化石；下部为灰黄色、棕黄色砂岩、砾质砂岩和亚粘土互层；中部为灰绿色、灰黄色粘土、亚粘土、泥灰岩；上部为灰黄色、黄绿色、红色细砂，含砾细砂夹亚粘土(王，1964)。
中国科学院泥河湾新生代地层组根据岩性特征和脊椎动物化石，将泥河湾层划分为上下两层，下层为灰白色、灰绿色细粒沉积物，含鱼类化石。上部为灰黄色粗粒沉积物，含哺乳动物化石，两者之间有一不整合面(泥河湾新生代地层群，1974)。根据岩性和哺乳动物化石，黄万波和唐映军确认泥河湾组属于早更新世，并将其分为上段和下段(黄万波等，1974)。
任根据蔚县钻孔剖面和洪雅剖面的岩性特征，将泥河湾层划分为两个岩性段，并根据孢粉组合，认为泥河湾层属早更新世(任，1982)。
根据岩性和哺乳动物化石，林永洲将泥河湾组划分为上段和下段，下段也划分为上段和下段，均属早更新世(林永洲，1984)。
根据虎头梁剖面下部含刺鱼层的孢粉分析，刘锦玲认为归入早更新世(刘锦玲，1980)更为合适。
2.泥河湾层包括早更新世和中更新世。
随着泥河湾研究的深入，人们开始注意到泥河湾地层可能包括中更新世地层。根据大同盆地湖泊沉积物与红壤的关系，杨景春提出泥河湾湖泊沉积物的时代，其下部为早更新世，上部为中更新世(杨景春，1961)。
黄宝仁根据对泥河湾盆地和怀来盆地介形类化石的研究，认为泥河湾层下部主要含Ilyocypris和Leucocythere，属早更新世。其上部层位分为两部分，下部以Limnocyihere dubiosaDaday、L. sancti-patricii Brady和L. binada Huang为主，上部以cando ona-Ilyo-Cypris-Cyprinotus较多，均属中更新世，称为虎头梁组(黄宝仁，1980)。
吴、袁、根据地层、岩性特征、气候变化与脊椎动物化石接触关系的证据，将泥河湾组划分为三个岩性段，其中第一个岩性段属早更新世；第二岩性段为早更新世晚期；第三岩性段属于中更新统(吴等，1980)。
根据地层接触关系、岩性特征、气候变化、水化学等证据，周廷儒提出出露泥河湾层下部应划归早更新世中晚期，上部应划归中更新世(周廷儒，1991)。
3.泥河湾层包括早、中、晚更新世。
泥河湾地层能否持续到晚更新世，一直是大家关心的问题。根据一系列新发现的哺乳动物化石和石器，特别是许佳尧文化遗址的发掘资料，齐威对泥河湾层的归属提出质疑，认为泥河湾层不仅包括早、中更新世地层，还包括晚更新世地层，建议采用许佳尧组的名称(齐威，1978)。
刘西庆和夏总结了前人的研究成果，明确指出泥河湾组包括早更新世、中更新世和晚更新世，其中早更新世可分为三个部分(刘西庆等，1983)。
根据虎头梁剖面叠层石的发现及其测年资料，夏确认泥河湾层上部确实存在晚更新世地层(夏，1993)。
陈茂南进一步提出泥河湾组应为一个单元(群)，包括早更新世、中更新世和晚更新世，并分别命名为泥河湾组、小渡口组和许佳尧组(陈茂南，1988)。
4.泥河湾层包括上新世晚期。
泥河湾层的下限一直被认为是我国第四系的下限。根据阳原盆地和大通盆地钻井提供的岩性、岩相、电性、化石组合和地层接触关系，韩运升将地下泥河湾组划分为上新统南榆林组和下更新统泥河湾组(韩运升，1983)。由于缺乏哺乳动物化石的断代数据和可靠证据，目前很少有人认同这种划分。
后来，唐映军对泥河湾层底部发现的东窑子头动物群的性质进行了分析，认为该动物群属于上新世与更新世之间的过渡动物群，有可能将其置于上新世顶部(唐映军，1983)。
根据桑干河盆地和怀来盆地的资料，齐威提出泥河湾组包括上新世河流和湖泊沉积(相当于红土层)、早更新世泥河湾组和晚更新世许佳尧组(齐威，1996)。
杨子庚还认为泥河湾层应该是一个单元(群)，泥河湾群下部属于上新世，称为东窑子头组，泥河湾群中部称为泥河湾组，分为上、中、下三部分，其中下部属于上新世晚期，中上部属于更新世早期。泥河湾群上部称为小渡口组，属中更新统，泥河湾群顶部称为许佳尧组，属晚更新统(杨子庚，1996)。根据野外剖面观察，夏提出泥河湾层底部具有上新世至更新世的过渡性质，故划为上新世更为合适，建议命名为南沟组(夏，1993，1996)。
根据泥河湾层的古地磁测量，袁认为泥河湾层始于3。40毫安，结束于0。13毫安。根据古气候分析，泥河湾组分为三段，分别命名为泥河湾组1、泥河湾组2和泥河湾组3。其中，1剖面对应红粘土层，属上新世；第二、三段分别对应武城黄土和离石黄土，属早更新世和中更新世(袁，1996)(表2-5)。
在前人提出的各种方案的基础上，根据新的生物化石、古地磁测量和年代测定资料，我们拟提出如下划分建议(图2-10):
1.泥河湾层(南沟组)底部
传统泥河湾层的下边界画在灰绿色的河湖相地层与嬉皮士红土的边界上。20世纪70年代，在传统泥河湾层底部发现一套由冲洪积砾石层、粉砂层和泥炭组成的褐色混合堆积层，俗称栗子层，厚度约15 m..这套矿床在粘土矿物组成、主要化学成分和动物化石方面有明显的过渡(夏，1993)。根据该层与下伏上新统红土的侵蚀接触，上新统红土被含有泥河湾动物群的灰绿色河湖相地层所覆盖，其中发现的动植物化石含有许多上新世古物种，如轭齿象、三趾马以及比泥河湾动物群成员更古老的物种，如变异猞猁、骆驼、蔚县叉角羚等。，推断他们的时代应该属于上新世晚期(。李毅，1984；夏，1993)。古地磁测量也表明，该层位于肯纳事件底部之上，松山-高斯界线之下，约3。01 ~ 2.48单克隆抗体(程，1978)。该层在刘虎河两岸广泛出露，如洪雅水漾站剖面、南沟剖面、北水泉铺剖面，其中洪雅南沟剖面最为完整，建议命名为南沟组，相当于上新世末至早更新世初的过渡时期(王乃a等，1996)。沿河谷向南，在东窑头地区，泥河湾层下部是一套巨厚的河流砾石层，其中发现有东窑头动物群。唐映军认为该动物群具有明显的过渡性，属于上新世晚期-更新世早期，应与南沟组属同一时代(唐映军，1980；李毅，1984)。
表2-5不同作者泥河湾分层方案对比
有学者认为泥河湾组下限应位于南沟组顶部，时代为2。43 Ma B p(周坤书，1983)，与第四纪下限一致。有学者认为泥河湾组的下限应定在南沟组底部，时代为3年。01 Ma B.P .，从而泥河湾组的时代可追溯到上新世晚期(夏，1993；袁，1996)。这个还没有定论。
2.泥河湾组下部(泥河湾组)
该层主要由灰绿色粉质粘土和粘质粉砂组成，夹黄绿色细砂和砾石层，属河流和湖泊沉积，厚度50 ~ 60 m，有人称之为“绿泥河湾层”，广泛出露于阳原盆地东南部和刘虎两岸，其中以洪雅水漾站剖面下部(第三岩性段)和郝家台剖面下部(第二岩性段)最具代表性。
根据该层著名的泥河湾动物群，近年发现了新窑子动物群，其组成与欧洲的维拉夫拉动物群相似，属于早更新世的代表动物群(邱占祥，2000)。李华梅等人在洪雅、郝家台等地，确定该层位于松山负极性，并发现奥德韦极性事件(李华梅，1982；袁，1996)。我们认为泥河湾层下部应属早更新世。由于泥河湾组作为我国早更新世的标准地层早已闻名，虽然该地层在原命名地泥河湾村附近没有完全出露，但我们仍建议对泥河湾组下部进行命名，以保持地层命名的连续性。
图2-10泥河湾盆地主要代表性第四纪地层剖面划分对比
3.泥河湾组中段(郝家台组)
该层主要为棕黄色粘质粉砂，夹灰绿色粘质粉质粘土、黄绿色细砂和砾石层，属于河流和湖泊沉积。有人称之为黄泥河湾层，厚度40 ~ 50 m..在整个泥河湾盆地广泛出露，以洪雅水漾站中段(第四岩性段)和郝家台段上段(第三岩性段)最具代表性。
按此层，中国北方中更新世动物群中有重要分子，如桑干大角鹿、肿骨鹿、梅氏犀牛、石鼎鼢鼠、布氏田鼠(齐威，1997)；大同西平地区火山熔岩及其下伏烘烤层的热释光年龄数据在0。38和0。34马b p(裴景贤，1981)。阳原盆地大黑沟地区，该层为红土水平改造层(原，1979)；在石盒子里的后沟和大田洼，该层与上覆的红壤逐渐过渡；李华梅等人在洪雅、郝家台、虎头梁发现了该层位的哈拉米诺极性事件和正极性时间(李华梅，1984；元，1996)等。，我们认为泥河湾层中部应属中更新世。由于泥河湾层中部在郝家台剖面上部出露最为完整，建议将泥河湾层中部命名为郝家台组。
4.泥河湾层上部(虎头梁组)
该层以棕黄色粘质粉砂、细砂和砾石互层为特征，属河流和湖泊沉积，厚度40 ~ 50 m，主要出露于泥河湾盆地中部，其中虎头梁段上部最具代表性。
根据该层含有马鹿、原始牛、河套大角鹿、野驴、方氏鼢鼠等中国北方晚更新世动物群的重要分子(，1997)；阳原许佳尧出土哺乳动物骨骼的铀系年龄数据为8。8 ~ 11.41 Ma B.P .(陈铁梅等，1982)。虎头梁剖面中两个叠层石的ESR年龄分别为123 000年和93 000年，铀系法年龄分别为132 000年和94 000年(夏，1993)。大同盆地须宝水菱镁矿的14C年龄为25 850±300 A(严润若，1987)，阳原盆地大田洼层碳酸钙的14C年龄为27 700±550 A，虎头梁剖面上部钙结核的14C年龄为27 676 745a148和0。34马B.P .(裴景贤，1981)等。我们认为泥河湾层上部属于晚更新世。由于泥河湾层上部在虎头梁剖面出露最为完整，建议将泥河湾层上部命名为虎头梁组。