华北克拉通是全球早期形成的陆壳之一,其形成和演化过程一直是地学研究的热点问题,前寒武纪全球板块裂解和拼合更是研究中的重点问题。中元古界兵马沟组作为熊耳群火山喷发事件和蓟县系滨海沉积两个泛事件间唯一的地层记录,具有重要的研究意义。对于中元古界蓟县系的研究,前人已利用多种方法进行过沉积、层序地层、生烃演化特征、微生物成因及构造等方面的探索,但对兵马沟组地层的研究成果还相对较少。本文应用沉积学、地层学等理论和沉积物粒度特征分析方法对豫西伊川兵马沟组进行了沉积环境分析和大地构造背景探讨。取得了以下认识:(1)伊川兵马沟组发育厚约670m的碎屑岩,依据岩性可将其分为上下两段,其中下段厚约120m,由砾岩、含砾砂岩和粗砂岩等粗碎屑岩组成,为一套泥石流沉积向河道充填沉积过渡的扇三角洲平原亚相;上段为有规律的细砾岩或粗砂岩等粗碎屑岩开始到粉砂岩或粉砂质泥岩等细粒碎屑岩结束的韵律组合,从粒度特征的概率值累积曲线上看,为“台阶状多段式”—“简单一段悬浮式”—“三段式”和“两段式”的过渡组合;而从C-M图特征曲线中也可以看出,样品的分布集中在中线附近,其整体形态明显平行于C=M的直线段,与典型的浊流沉积C-M图例相吻合,这些都证明了伊川兵马沟组的上段为一套碎屑流沉积向水下分流河道及支流间湾和河口沙坝沉积频繁过渡的扇三角洲前缘亚相;整体沉积环境演化为一个大旋回的扇三角洲平原向扇三角洲前缘过渡环境。(2)自熊耳群形成开始,华北克拉通南缘基本处于伸展构造背景下,在华北克拉通南缘逐步形成了由平行于大陆边缘的豫陕裂陷槽和垂直大陆边缘的吕梁裂陷槽组成的熊耳期三叉裂谷系,伊川地区位于裂谷边缘,地形高差大、坡度陡、物源近、构造活动强烈,形成了兵马沟组扇三角洲沉积,并在随后由南向北发生的大规模海进过程中,形成了上覆的海相沉积地层。