內蒙古烏蘭浩特市蘇呼河地區蘇中組地質特征

[關鍵詞] 蘇中組；古杯化石；早寒武世；蘇呼河；內蒙古

1984年唐守賢正式建立蘇中組，代表蘇呼河地區早寒武世碳酸巖鹽地層，該套地層曾是寧奇生等（1959）所建鹿溝組（S-D₁）的一部分。1976年，黑龍江省區域地質調查二隊在蘇呼河車站北山鹿溝組中首次發現古杯化石，將該套地層歸于早泥盆世，置于上志留統古爾斑河組之上、下泥盆統西古蘭河組之下。1978年，吉林省區域地質調查隊在阿爾山市伊爾施鎮蘇呼河車站北山剖面發現含古杯化石地層的頂、底均與泥盆系呈斷層接觸，而且斷層所限的各地層巖性組合、古生物特征等均截然不同，認為含古杯類化石的層位屬下寒武統，并將該套地層命名為蘇中組，之后的區域地質調查、科研工作，均采用蘇中組［1-4］，時代歸于早寒武世。本文為進一步確定該地層時代，對蘇呼河地區的蘇中組進行了詳細的地層層序劃分和古生物化石研究。

1 . 地質背景

研究區古生代大地構造位置屬于西伯利亞板塊南大陸邊緣，中新生代上疊盆地覆于其上。古生代構造線方向以北東、北北東向為主，經歷了復雜的地質構造演化過程，主要表現為早石炭世后造山型閃長巖的侵位以及晚石炭世—早二疊世活動陸緣裂陷盆地的沉積。古生代地層區劃屬北疆—興安地層大區，興安地層區，東烏—呼瑪地層分區［1］（圖1A）；中新生代屬濱太平洋地層區，大興安嶺—燕山地層分區，博克圖—二連浩特地層小區。該研究區是中國東部大陸環太平洋火山活動帶的重要組成部分，也是大興安嶺—燕山中生代重要的巖漿巖帶，太平洋板塊向歐亞板塊俯沖碰撞是中生代巖漿侵入、火山噴發的主要形成機制。大規模火山巖沿北東—北北東向呈帶狀集中分布于大陸邊緣。也正是因為中新生代巖漿活動影響，導致古生代地質體發生了不同程度的變形變質。古生代地層在靠近中生代侵入巖的地段多發生熱接觸變質作用，圍巖蝕變現象明顯，變形主要為緊閉褶皺，并伴有脆性斷裂，但巖石原始層理、沉積特征、古生物化石等保存相對較好。

研究區出露的地層（圖1B）有下寒武統蘇中組（ε₁s）、下奧陶統哈拉哈河組（O₁h）、中上奧陶統裸河組（O_2-3lh）、上志留統臥都河組（S₃w）、中下泥盆統泥鰍河組（D_1-2n）、新近系上新統五岔溝組（N₂w）及第四系全新統沖洪積物（Qh）。

2. 蘇中組分布與形成環境

蘇中組主要分布于蘇呼河北山（伊爾施鎮蘇中工區）、中蒙邊境胡得仁高京等地，出露面積均較小，為一套淺海相碳酸鹽巖夾細碎屑巖沉積。在蘇呼河北山一帶厚157 m，上、下與早中泥盆世泥鰍河組呈斷層接觸，下部為灰色蜂窩狀結晶灰巖；中部為黑色、深灰色結晶灰巖夾黑色頁巖；上部為青灰色厚層灰巖，含古杯化石Ajacicyathussp.等。在伊爾施西20 km 中蒙邊境胡得仁高京一帶該組厚172 m，主要由青灰色蜂窩狀中厚層結晶灰巖組成，頂部見少量含砂質條帶灰巖，其上被晚侏羅世火山巖不整合覆蓋，未見底。

蘇呼河以北一帶的蘇中組總體呈北東東向展布［5］，北西側與下泥盆統泥鰍河組呈斷層接觸；南東側與下奧陶統哈拉哈河組也為斷層接觸，控制最大厚度﹥99.4 m，區域上該組被晚泥盆世細粒輝石閃長巖侵入。巖性以灰色結晶灰巖、蜂窩狀灰巖為主，夾少量青灰色板巖，頂部灰巖含古杯類化石，巖層傾角一般大于70°。灰巖呈泥晶狀，屬低能環境下的沉積物；泥巖中發育細小紋層理及小型波狀層理，說明海水相對寧靜；泥（板）巖呈黑色，形成于還原環境，古杯化石的存在，說明當時海水較淺［6，7］。綜上，該地層形成于海水相對穩定的淺海還原環境。

3 . 地層層序

蘇中組地層層序以蘇呼河北山下寒武統蘇中組剖面（起點坐標120°07′，47°23′）（圖2）為代表，自下而上為：

5．淺灰色碳酸鹽化輕碎裂狀粉晶灰巖（未見頂），含古杯、海百合

莖等化石…＞15.0 m

4．青灰色變質粉砂質板巖，發育紋層理及波狀層理……… 6.2 m

3．淺灰色碳酸鹽化輕碎裂狀粉晶灰巖，含海百合莖等化石…… 50.6m

2．淺灰色碳酸鹽化碎裂狀粉晶灰巖……………………… 23.9 m

1．淺綠灰色紋層狀變質粉砂質泥巖（未見底） ………… ＞3.7 m

——斷層——

泥鰍河組（D1-2n）淺灰綠色變質砂礫巖

剖面由下到上反映兩個相對完整的沉積韻律，每個韻律下部為粉砂質泥巖，上部為粉晶灰巖（圖3）。

4 . 古杯化石組合

在微晶灰巖中采集的古杯化石，經內蒙古自治區地質調查院王惠正高級工程師鑒定，有Robustocyathus cf.proskurjakovi（Toll）普羅斯庫爾雅柯夫強壯古杯（比較種），Ethmophyllum hinganensis Guo（sp．nov.）興安篩孔古杯（新種）（圖4），Ethmophyllum simplex Guo（sp．nov.）簡單篩孔古杯（新種），為早寒武世的產物。20世紀80年代末開展的1∶20萬區域地質調查，在微晶灰巖中采集了大量的古杯化石，經郭勝哲鑒定，有9屬13種，主要有Ajacia?cyathus sp．，Densocyathus sp．，Coscinocyathus，Robustocy?athus ravurskii，Archaeocyathus ravurshii，Ethmophyllum hin?ganense，Ethmophyllum simplex，Protopharetra bipartita，Syringocyathus？ sp．等種屬，生存時也為早寒武世［8］。唐守賢（1984）將該地區早寒武世古杯化石命名為Archaeo?cyathus– Robustocyathu 組合。這個生物群在內蒙古其他地方均未發現過，本組合的總體面貌顯示了早寒武世古杯動物群的特征。

Desocyathus ， Protopharetra bipartita 以及Archaeocy?athus等是俄羅斯西薩彥嶺地區Cahawtbl - Kronbekuu層中部或中下部Lebedicyathus duplicatus 帶、Clathricoseinus 帶的主要成員和常見分子。它們亦常見于我國貴州省金沙巖孔的明心寺組和牛蹄塘組、湖北省宜昌滄浪鋪階水井沱組等。它相當于三葉蟲Megaparaeolenus帶之下、Drepanu?roides帶之上。其時代應為我國滄浪鋪期，并相當于俄羅斯和蒙古國廣義的勒拿階下部［9］。

綜上，根據所含古杯化石以及層序特征、巖石組合、接觸關系等，將蘇中組時代置于早寒武世。

5. 結論

（1）蘇呼河地區蘇中組巖性為變質粉砂質泥巖、結晶灰巖夾粉砂質板巖，形成于淺海環境，后期巖石發生了淺變質。

（2）根據灰巖中所含Ethmophyllum hinganensis Guo（sp． nov.）興安篩孔古杯（新種）等化石，確定蘇中組的地層時代為早寒武世。

（3）蘇中組為大興安嶺中段古生代最老地層，對研究本區地質發展史有重要意義。