遼西地區白堊紀張老公屯組火山巖的層位及時代

鄭月娟，張 健，陳樹旺，丁秋紅，李永飛，王 杰，郜曉勇，蘇 飛，李曉海，劉忠誠

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

遼西地區白堊紀張老公屯組火山巖的層位及時代

鄭月娟，張 健，陳樹旺，丁秋紅，李永飛，王 杰，郜曉勇，蘇 飛，李曉海，劉忠誠

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

遼西地區白堊系義縣組之上存在一期火山噴發活動已得到大多數學者的認可，但其所屬層位仍有爭議，主要有4種意見：位于孫家灣組之上；位于孫家灣組與阜新組之間；位于九佛堂組與阜新組之間，與沙海組層位相當；位于沙海組與九佛堂組之間.根據野外出露情況、區域分布特征及同位素年代資料等,認為該期火山巖位于孫家灣組之下，覆蓋于義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組等不同層位上，同位素年齡為97～106 Ma，屬早白堊世晚期.

遼寧西部；早白堊世晚期；張老公屯組；火山活動

自20世紀40年代，室井渡［1］首次提出“大凌河火山巖”以來，對遼寧西部在義縣火山噴發旋回之后白堊紀是否有更新一期火山噴發活動一直存有爭議.目前大多數研究者認為存在這套火山巖，但其層位及時代歸屬始終存有爭議，不同研究者對其提出了不同的看法.先后使用過的地層名稱有：大凌河組、務歡池組、召都巴組、榆樹溝組、張老公屯組、大興莊組（表1）［1-7］.目前主要有兩種：大興莊組和張老公屯組.鑒于大興莊組和張老公屯組均建組于1989年，且下文所述的張老公屯組的建組剖面可確定層位，有同位素年齡，本文采用張老公屯組.

從表1中可以看出，關于該火山巖的層位目前主要有4種意見：（1）位于孫家灣組之上，稱為大興莊組［8-9］，時代為晚白堊世；（2）位于孫家灣組之下，稱為張老公屯組，早白堊晚期，與阜新組上部層位（水泉層）（原半拉山組）相當［4］；（3）位于九佛堂組與阜新組之間，稱為張老公屯組，活動時期與沙海組沉積大致相同，早白堊世［6］；（4）位于九佛堂組之上，沙海組之下，稱為榆樹溝組，時代為早白堊世［7］.遼寧省地質礦產勘察開發局［8］對上述地層單位進行了清理，將大凌河組、務歡池組、召都巴組并入大興莊組，榆樹溝組并入義縣組，張老公屯組則被劃入阜新組.

表1 遼西地區白堊系張老公屯組劃分沿革表Table 1 History of stratigraphic division and correlation of the Cretaceous Zhanglaogongtun Formation in Western Liaoning

筆者通過野外實際考察及對前人資料的綜合分析，從野外產出情況、同位素測年資料、區域分布及其對比3個方面論述張老公屯組的產出層位及時代.

1 野外產出層位及標準剖面

到目前為止，張老公屯組火山巖尚無頂底地層接觸關系清楚、為廣大學者所認可的代表剖面.

將大興莊組置于孫家灣組之上的主要依據是，其平行不整合于孫家灣組紅層及其下伏老地層（沙海組、九佛堂組、義縣組）之上以及少量的同位素年齡數據，且所提供的同位素年齡數據樣品并非采自剖面所列孫家灣組之上的火山巖中［8-9］.遼西白堊系除孫家灣組紅層外，還存在有沙海組四段紅層、沙海組一段紅層、九佛堂組（泥河子組）紅層［10］.主要區別在于孫家灣組紅層分選差，礫石磨圓程度低，成巖程度較低、較松散.由此可見，搞清紅層的具體層位是問題的關鍵所在，也是今后需加強工作的方向.

金帆［6］將張老公屯組置于阜新組與九佛堂組之間，與沙海組大致相當.其主要依據為該期火山巖“覆于九佛堂組之上”，“切穿沙海組煤系地層”，“伏于冰溝組紫紅色礫巖和巨厚黃白色礫巖之下”，“未見這期火山巖切穿或覆蓋中、東部盆地的阜新組和冰溝組地層”，“在阜新西哈拉哈沙海組二段中含豐富的凝灰質成分”.

常征路等［7］將“榆樹溝組”置于沙海組與九佛堂組之間的主要依據是，在大凌河南“不整合或假整合在所有晚中生代地層之上”，“在大凌河以北它除假整合在九佛堂組之上外，還被沙海組覆蓋，而且在沙海組、阜新組和孫家灣組中都無任何火山活動跡象”.

綜合上述3種論點的主要依據，都沒有提供被廣大學者認可的剖面以證明其與上覆、下伏地層的接觸關系.相比之下，有關這期火山巖的描述中唯一一個有上覆層的剖面就是張老公屯組的建組剖面——義縣南郭帽屯－杏子山剖面［4］.

郭帽屯－杏子山剖面：

下白堊統孫家灣組

33.灰紫色礫巖厚度不詳

下白堊統張老公屯組

32.灰紫色氣孔狀、致密狀安山巖及安山質火山角礫巖 ＞65.35m

下白堊統沙海－阜新組

31.灰黃色砂巖夾礫巖 ＞128.33m

30.灰黃色砂巖 厚度不詳

29.掩蓋

28.灰黃色砂巖夾煤線 98.92m

該剖面上火山巖上被孫家灣組以角度不整合覆蓋，這一結論被大多數學者所接受［6-7，11］.但常征路［7］認為該礫巖層為“錦縣礫巖層”，屬于榆樹溝組中段，而火山巖則為榆樹溝組下段.據筆者野外觀察，這套紫灰色礫巖，礫石大小混雜，大者可達數米，幾乎未經分選，礫石磨圓程度低，多為棱角或半棱角狀.泥基含量較大，多呈泥礫結構.無層理，成巖程度較低，較松散.

對該火山巖與下伏的黃色砂巖的接觸關系有不同看法：王五力等［4］認為二者是平行不整合接觸，金帆［6］也認為其“平整地覆于黃色砂巖之上”，常征路等［7］也認為其“清楚地蓋在楊柳屯含煤層或泥河子層之上”.但董國義［11］認為其與下伏阜新組－沙海組為斷層接觸關系，推斷該火山巖為義縣組.但下文將述及的同位素年齡不支持這種推斷.

綜上所述，如果有證據表明張老公屯建組剖面上的火山巖年輕于義縣組頂部，那么將張老公屯組火山巖置于孫家灣組之下應是最合理的選擇.

2 同位素測年資料

到目前為止，張老公屯組火山巖中尚未發現有沉積夾層，因此主要的年齡證據來源于同位素年齡.

在義縣張老公屯建組剖面上張老公屯組的同位素年齡為104 Ma左右［4］.在阜新堿鍋地區早白堊世阜新組上部存在一期基性火山活動，其同位素年齡為85～106 Ma，且多數在 97～106 Ma 之間［12-15］（表 2）.而義縣組頂部層位火山巖的年齡為 122～119 Ma［16］.由此可見，義縣南張老公屯組建組剖面上的張老公屯組火山巖確實是義縣組沉積之后的又一期火山活動的產物，邵濟安等［17］也曾描述“阜新組來自于虧損軟流圈的堿性玄武巖（106 Ma）不整合覆蓋在義縣組之上”.該期火山巖的同位素年齡為97～106 Ma.

3 區域分布情況

該期次火山巖噴發強度及分布范圍均遠不及義縣期火山噴發，主要分布于錦州、義縣地區，在朝陽波羅赤、阜新堿鍋等地也有零星出露.其大多侵入并覆蓋于義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組之上，巖性以中性、中酸性和堿中性火山巖為主，個別有中基性火山巖.

區域上與遼西張老公屯組火山巖層位相當的是鐵嶺－法庫及西豐地區的玉新組及吉林雙陽地區的金家屯組.在西豐地區，玉新組呈角度不整合覆于下白堊統長安組含煤巖系之上，與上覆泉頭組為整合接觸，厚約273m，是以中酸性火山巖為主的一套火山巖系，巖性以灰白色流紋巖及安山巖為主，夾安山質凝灰巖及集塊巖，底部普遍有一層厚約30m的灰白色流紋質凝灰巖.在鐵法地區，玉新組在地表沒有出露，據鉆孔資料，為位于阜新組之上，泉頭組之下的一套火山巖系，其巖性主要由玄武巖、安山巖、英安巖、石英粗面巖及流紋巖組成，厚 30～140m［5］.遼寧省地勘局將玉新組劃歸泉頭組［8］.在吉林雙陽地區，金家屯組主要巖性為一套中酸性火山巖夾火山碎屑巖，平行不整合于長安組之上，上被泉頭組不整合覆蓋，時代為早白堊世［18］.

另外，分布于黑龍江省東部的東山組亦可視為張老公屯組的同期火山巖.東山組分布局限，角度不整合于穆棱組含煤地層及以下較老地層之上，為淺灰綠、灰綠色凝灰質、安山質火山角礫巖夾灰白色、灰綠色砂巖，時限為 106.9～101 Ma［19］，相當于阿爾必期的早－中期［20］.

孫家灣組在遼西主要分布于晚中生代盆地的的邊緣，到目前為止，未發現有確切依據的孫家灣組紅層之上有火山巖存在；在康平、鐵嶺、昌圖、開原一帶更為廣泛發育的孫家灣組（泉頭組）之上，也全無火山巖的蹤跡.孫家灣組（泉頭組）由開原經四平向北綿延至松遼盆地，沉積非常廣泛，層序依次為青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組.泉頭組與青山口組之間，既無不整合面，也無火山巖.這種區域性的地質規律說明，在遼西及其鄰區，孫家灣組沉積后，晚白堊世期間沒有發生火山噴發.

綜上所述，從區域分布情況來看，在孫家灣組（泉頭組）之下、阜新組含煤地層及相當層位之上，遼西及其東北部鄰區普遍存在一期火山巖.

表2 阜新組頂部（張老公屯組）玄武巖年齡一覽表Table 2 Isotopic data of basalts of the top part of Fuxin Formation（Zhanglaogongtun Formation）

4 結論

從野外產出狀況、區域分布及同位素測年資料的綜合分析來看，將張老公屯組置于孫家灣組之下、阜新組之上較為合理，時代應為早白堊世晚期.遼西地區及其東北部鄰區早白堊晚期普遍存在一期火山活動.

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THE HORIZON AND AGE OF THE CRETACEOUS ZHANGLAOGONGTUN FORMATION IN WESTERN LIAONING PROVINCE

ZHENG Yue-juan,ZHANG Jian,CHEN Shu-wang,DING Qiu-hong,LI Yong-fei,WANG Jie,GAO Xiao-yong,SU Fei，LI Xiao-hai,LIU Zhong-cheng

（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China）

IthasbecomeacommonunderstandingthattheCretaceousvolcanicrocks（Zhanglaogongtun Formation）overlap theYixianFormationandotherolderstratainWesternLiaoningProvince.However,the horizon and age of the volcanic rocks are in dispute.There are four major viewpoints:1）above the Sunjiawan Formation:2）between the Sunjiawan and Fuxin formations;3）between the Fuxin and Jiufotang formations;and 4）between the Shahai and Jiufotang formations.According to the sequence of strata,regional stratigraphic correlation and isotopic age data,the Zhanglaogongtun Formation should occur between the Sunjiawan and Fuxin formations,overlapping the Yixian,Jiufotang,Shahai and Fuxin formation and other olderstrata.Theisotopicageranges97-106Ma,indicatingalateEarlyCretaceousage.

late Early Cretaceous;Zhanglaogongtun Formation;volcanic activity;Western Liaoning Province

1671-1947（2012）01-0077-04

P588.14

A

2010－05－05；

2010-06-10.編輯：張哲.

鄭月娟（1964—），女，碩士，教授級高級工程師，從事地層古生物研究及區域地質調查工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區黃河北大街1號，E-mail//syzyuejuan@cgs.gov.cn