大興安嶺北部元古界地層及大地構(gòu)造意義

白翠霞

摘要：通過(guò)系統(tǒng)總結(jié)分析天山—興安地槽褶皺系東段元古界興華渡口群的巖石組合特征及其變質(zhì)程度，確定興華渡口群內(nèi)部存在一個(gè)區(qū)域性的不整合界面，為大興安嶺北部元古界地層劃分及大地構(gòu)造認(rèn)識(shí)提供了新的資料。

關(guān)健詞：天山—興安地槽褶皺系 元古界興華渡口群 不整合界面 大地構(gòu)造

該區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謱儆谔焐健d安地槽褶皺系東段，以往對(duì)元古界地層研究程度低，認(rèn)識(shí)上存在頗多分歧，近些年隨著區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的不斷深入，獲得了一些基礎(chǔ)地質(zhì)資料，通過(guò)系統(tǒng)總結(jié)分析這些新獲得的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，結(jié)合以往的研究成果筆者就該地區(qū)元古界地層劃分及大地構(gòu)造意義初步探討。

一、元古界地層

1.1 地層劃分沿革

自六十年代以來(lái)，在該區(qū)開(kāi)展過(guò)1：20萬(wàn)和1：25萬(wàn)區(qū)調(diào)、東北地區(qū)區(qū)域地層編表、內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層單元清理項(xiàng)目等研究工作，其對(duì)元古界地層劃分如下表：

本文對(duì)原劃分的扎蘭屯群和興華渡口群進(jìn)行重新厘定是因?yàn)榉植荚阱a林浩特—烏蘭浩特—扎蘭屯一帶的原劃分為扎蘭屯群（興華渡口群）的巖石地層單位內(nèi)部存在一個(gè)區(qū)域性的不整合界面，而且不整合界面下部地層為一套區(qū)域變質(zhì)片巖組合，以斜長(zhǎng)黑云石英片巖、條帶狀斜長(zhǎng)黑云石英片巖為主；不整合界面上部地層為淺變質(zhì)砂礫巖、粉砂質(zhì)板巖夾變玄武巖。這兩套地層之間呈角度不整合接觸，且變質(zhì)程度、原巖組合及構(gòu)造環(huán)境明顯不同。該不整合面的發(fā)現(xiàn)并確定以及上覆地層中存在的微古化石，從根本上查明了本區(qū)原劃分的扎蘭屯群（興華渡口群）是由不同地質(zhì)歷史時(shí)期、不同構(gòu)造演化階段形成的巖石地層混合體，應(yīng)該解體分稱不同的巖石地層單位，本文認(rèn)為不整合界面之下的片巖組合應(yīng)稱寶音圖群，歸屬古元古界；不整合界面之上的變質(zhì)砂巖、變玄武巖組合稱艾力格廟組，歸屬新元古界。

1.2 不整合界面的確定及區(qū)域延伸

寶音圖群和艾力格廟組之間不整合面的發(fā)現(xiàn)緣于2004年度的礦點(diǎn)及路線檢查工作。不整合界面位于扎蘭屯市臥牛河鎮(zhèn)北及劉家崴子后山。臥牛河鐵礦是賦存于艾力格廟組內(nèi)的一套硅鐵質(zhì)建造，受后期構(gòu)造及熱液作用的疊加和北東向及北西向斷裂構(gòu)造的控制呈脈狀、條帶狀分布。圍巖的主要巖石類型有絹云母化變質(zhì)粉砂巖，紋層狀硅質(zhì)巖、變玄武巖等，特點(diǎn)是：淺變質(zhì)，弱變形，水平層理發(fā)育，前人歸入扎蘭屯群城基嘎查組。和劉家崴子組具多期變形特征的絹云綠泥石英片巖相對(duì)比，明顯具有不同的變質(zhì)作用特征和變形作用過(guò)程。

隨著礦點(diǎn)檢查工作的深入，向礦點(diǎn)四周的追索力度加大，在鐵礦東約2公里處的大乙山北發(fā)現(xiàn)一處變質(zhì)礫巖、變質(zhì)砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖的小露頭，變質(zhì)礫巖中的礫石幾乎全部由片巖及石英碎石組成，礫巖之中夾有含礫砂巖的薄層和透鏡體，產(chǎn)狀穩(wěn)定，向北西傾，沿走向和臥牛河鐵礦之圍巖為同一地質(zhì)體，在變質(zhì)礫巖露頭南約300米的小沖溝內(nèi)有強(qiáng)變形絹云綠泥石英片巖出現(xiàn)，在沖溝內(nèi)向上追索，不整合界面被發(fā)現(xiàn)，變質(zhì)礫巖是不整合界面之上的底礫巖。其中的片巖礫石呈棱角狀－次棱角狀，粒度1－4cm,個(gè)別可達(dá)6cm，無(wú)分選，為短途搬運(yùn)，近源堆積的產(chǎn)物。沿走向追索，礫巖層厚度變化較大，在距礫巖露頭南西約200米的沖溝內(nèi)，變質(zhì)礫巖不整合覆蓋在風(fēng)化片巖之上。不整合界面北東－南西走向，北西傾，沿不整合界面向南西延伸，其上覆的變質(zhì)礫巖逐漸相變?yōu)樽冑|(zhì)含礫砂巖，變質(zhì)砂巖。空間上在劉家崴子一帶，不整合界面轉(zhuǎn)向南東傾，傾角約40°，整體上構(gòu)成一個(gè)以寶音圖群為核部的短軸背斜構(gòu)造。

2005年，分別在劉家崴子后山和大乙山北兩地測(cè)制了地層剖面，控制了不整合界面上、下地層的巖石組合、地層層序及厚度。并在大乙山北不整合界面之上的變質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖內(nèi)采到了微體古生物化石。鑒定結(jié)果有：Leiominuscula sp.(小球形光面藻，未定種)，Leiosphaeridia sp.(光面球藻，未定種)，Prototracheites porus(具穴原始擬導(dǎo)管)及古片藻等疑源類和藻類碎片，并認(rèn)為：以上化石類型在新元古代穿時(shí)分布，其中Prototracheites porus(具穴原始擬導(dǎo)管)，似表明地層時(shí)代較新，可與南方震旦紀(jì)地層相當(dāng)。據(jù)此，將該地層歸屬為艾力格廟組。

眾所周知，角度不整合界面在地層劃分和構(gòu)造研究中具有重要意義，本次發(fā)現(xiàn)的不整合界面，在界面形態(tài)，上、下層位關(guān)系以及變質(zhì)、變形特征差異等方面標(biāo)志明顯，在位于錫林浩特—烏蘭浩特一線的老變質(zhì)巖中尚屬首次發(fā)現(xiàn)。

寶音圖群的厘定始于內(nèi)蒙古地質(zhì)志，資料來(lái)源于60－70年代的1：20萬(wàn)區(qū)調(diào)成果，指分布在狼山西段—錫林浩特—赤峰以北地區(qū)，呈南西—北東向展布，大致在東經(jīng)106°－119°，北緯42°－44°之間的區(qū)域變質(zhì)巖石組合。所列的三條地層剖面均無(wú)頂、底，上、下限不清。其中的巖石類型有：黑云鉀長(zhǎng)片麻巖、石榴白云母變粒巖、角閃二云片巖、石榴陽(yáng)起片巖、絹云石英千枚巖及炭質(zhì)絹云母板巖、硅化泥灰?guī)r等。囊括了低—中級(jí)變質(zhì)作用、不同變質(zhì)程度的巖石類型，前人稱之為“錫林浩特雜巖”。之后，針對(duì)“錫林浩特雜巖”，更詳細(xì)的地質(zhì)研究工作，一直沒(méi)有突破性的報(bào)道，有可能在“錫林浩特雜巖”內(nèi)部也存在類似的不整合界面。其中的千枚巖及炭質(zhì)絹云母板巖、硅化泥灰?guī)r同黑云鉀長(zhǎng)片麻巖、石榴白云母變粒巖、角閃二云片巖、石榴陽(yáng)起片巖相比較，明顯經(jīng)歷了不同的變質(zhì)、變形作用，這套分布較廣包括了不同變形、變質(zhì)程度的雜巖地層應(yīng)分屬不同的巖石地層單位，其間存在著較大的構(gòu)造界面。

和本區(qū)前古生界結(jié)晶基地巖系相似的地質(zhì)實(shí)體，除錫林浩特一帶有大面積出露外，在烏蘭浩特北額爾格圖一帶和吉林省洮南縣好田村也有小面積分布。其上部水泉組、五間房組同艾力格廟組可比，其下部戶地組內(nèi)具強(qiáng)變形、變質(zhì)的片巖、淺粒巖與寶音圖組可比，兩者之間也經(jīng)歷了不同的變質(zhì)、變形事件，之間有較大的構(gòu)造界面存在。

綜合上述，可以得到這樣的認(rèn)識(shí)：發(fā)育在扎蘭屯北部寶音圖群和艾力格廟組之間的不整合界面，不是偶然的、孤立的地質(zhì)現(xiàn)象，而是在新元古代末期，沿錫林浩特—烏蘭浩特—扎蘭屯一線穩(wěn)定的，陸塊裂解、海侵事件的客觀反映。標(biāo)志著蒙古—興安新元古大洋的雛形已經(jīng)形成。

1.3 扎蘭屯群（興華渡口群）的解體

扎蘭屯群始見(jiàn)于1：20萬(wàn)布特哈旗幅區(qū)調(diào)報(bào)告（1976），主要由絹云綠泥石英片巖、結(jié)晶灰?guī)r及赤鐵石英巖組成，時(shí)代屬于下元古界；內(nèi)蒙古地質(zhì)志（1985）將其歸于興華渡口群的下部層位。筆者在2003~2005年期間，在該區(qū)從事1：25萬(wàn)區(qū)調(diào)，填圖過(guò)程中，于劉家崴子后山發(fā)現(xiàn)一個(gè)不整合面，界面之下為片巖組合；界面之上為變質(zhì)砂礫巖及變玄武巖組合，當(dāng)時(shí)暫劃入奧陶系包爾漢圖群。隨著填圖面積擴(kuò)大，逐漸發(fā)現(xiàn)不整合界面上、下兩套巖石組合在變形、變質(zhì)程度上存在較大差別，并在界面之上的變質(zhì)粉砂巖中采集到微體古生物化石，時(shí)代歸屬為新元古代晚期。在區(qū)域上自錫林浩特—烏蘭浩特—扎蘭屯一線均存在一套強(qiáng)變形、變質(zhì)的片巖組合，其上為一套淺變質(zhì)砂礫巖、紋層狀含鐵硅質(zhì)巖或夾變玄武巖組合，兩者明顯經(jīng)歷了不同的變質(zhì)、變形事件，之間存在較大的構(gòu)造界面，兩套地層在區(qū)域上延伸范圍較大，應(yīng)做為不同巖石單位進(jìn)行劃分，本文稱不整合面之下變質(zhì)程度強(qiáng)的一套地層為寶音圖群，之上的一套淺變質(zhì)地層艾力格廟組（見(jiàn)研究區(qū)古元古界—新元古界地層劃分沿革一覽表）。

二、構(gòu)造意義探討

2.1 艾力格廟組火山巖

艾力格廟組為一套濱、淺海相的陸源碎屑—火山巖建造，火山巖主要為基性—超基性火山巖。對(duì)超基性巖薄片鑒定定名為蛇紋石蝕變巖，巖石化學(xué)成分中MgO含量高達(dá)37.58%，屬苦橄質(zhì)巖石。在空間上該超基性巖屬艾力格廟內(nèi)的熔巖夾層，是在陸殼減薄部位，上地幔的超基性熔漿溢流的產(chǎn)物。對(duì)艾力格廟組的變玄武巖進(jìn)行巖石化學(xué)特征分析，顯示為堿性巖石系列內(nèi)的鈉質(zhì)巖石類型，其可能的構(gòu)造背景為大陸邊緣裂谷。而基性、超基性熔巖的溢流顯示深部地幔呈隆升趨勢(shì)，導(dǎo)致上部地殼的拉張減薄。說(shuō)明本區(qū)在新元古代末期陸殼處于拉張構(gòu)造背景之下。

2.2 晚元古代末期的古洋殼殘留

古洋殼存在的主要依據(jù)是蛇綠巖的出現(xiàn)，在大興安嶺北段的新林—牙克石一帶分布有多處蛇綠巖塊體，這些蛇綠巖塊體雖然被古生界以后的地層覆蓋或受巖漿巖的吞噬，使其出露零星，但仍有規(guī)律可循。以新林蛇綠巖研究較為詳細(xì)，主要由上地幔和大洋殼兩部分組成，上地幔部分主要由變橄欖巖及含異剝鈣榴石巖塊和剪切蛇紋巖為基質(zhì)的混雜巖組成；古洋殼部分由層狀堆晶巖（下部為輝石巖、橄欖輝石巖，上部為層狀輝長(zhǎng)巖）、席狀巖床（輝綠巖、細(xì)粒輝長(zhǎng)巖）及最上部的變玄武巖組成。蛇綠巖類型屬洋脊型。因此沿新林—牙克石一帶的蛇綠巖體可能是新元古大洋的洋中脊位置。艾力格廟組是在該洋中脊南大洋南側(cè)新元古大洋形成之初，陸緣裂谷型的堿性火山沉積地層，是不整合覆蓋在古元古界結(jié)晶基底之上的新元古界地層的下部層位。

參考文獻(xiàn)：

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