大兴安岭北部元古界地层及大地构造意义

摘要：通过系统总结分析天山―兴安地槽褶皱系东段元古界兴华渡口群的岩石组合特征及其变质程度，确定兴华渡口群内部存在一个区域性的不整合界面，为大兴安岭北部元古界地层划分及大地构造认识提供了新的资料。

关健词：天山―兴安地槽褶皱系 元古界兴华渡口群 不整合界面 大地构造

该区大地构造单元划分属于天山―兴安地槽褶皱系东段，以往对元古界地层研究程度低，认识上存在颇多分歧，近些年随着区域地质调查工作的不断深入，获得了一些基础地质资料，通过系统总结分析这些新获得的基础地质资料，结合以往的研究成果笔者就该地区元古界地层划分及大地构造意义初步探讨。

一、元古界地层

1.1 地层划分沿革

自六十年代以来，在该区开展过1：20万和1：25万区调、东北地区区域地层编表、内蒙古自治区岩石地层单元清理项目等研究工作，其对元古界地层划分如下表：

本文对原划分的扎兰屯群和兴华渡口群进行重新厘定是因为分布在锡林浩特―乌兰浩特―扎兰屯一带的原划分为扎兰屯群（兴华渡口群）的岩石地层单位内部存在一个区域性的不整合界面，而且不整合界面下部地层为一套区域变质片岩组合，以斜长黑云石英片岩、条带状斜长黑云石英片岩为主；不整合界面上部地层为浅变质砂砾岩、粉砂质板岩夹变玄武岩。这两套地层之间呈角度不整合接触，且变质程度、原岩组合及构造环境明显不同。该不整合面的发现并确定以及上覆地层中存在的微古化石，从根本上查明了本区原划分的扎兰屯群（兴华渡口群）是由不同地质历史时期、不同构造演化阶段形成的岩石地层混合体，应该解体分称不同的岩石地层单位，本文认为不整合界面之下的片岩组合应称宝音图群，归属古元古界；不整合界面之上的变质砂岩、变玄武岩组合称艾力格庙组，归属新元古界。

1.2 不整合界面的确定及区域延伸

宝音图群和艾力格庙组之间不整合面的发现缘于2004年度的矿点及路线检查工作。不整合界面位于扎兰屯市卧牛河镇北及刘家崴子后山。卧牛河铁矿是赋存于艾力格庙组内的一套硅铁质建造，受后期构造及热液作用的叠加和北东向及北西向断裂构造的控制呈脉状、条带状分布。围岩的主要岩石类型有绢云母化变质粉砂岩，纹层状硅质岩、变玄武岩等，特点是：浅变质，弱变形，水平层理发育，前人归入扎兰屯群城基嘎查组。和刘家崴子组具多期变形特征的绢云绿泥石英片岩相对比，明显具有不同的变质作用特征和变形作用过程。

随着矿点检查工作的深入，向矿点四周的追索力度加大，在铁矿东约2公里处的大乙山北发现一处变质砾岩、变质砂岩夹泥质粉砂岩的小露头，变质砾岩中的砾石几乎全部由片岩及石英碎石组成，砾岩之中夹有含砾砂岩的薄层和透镜体，产状稳定，向北西倾，沿走向和卧牛河铁矿之围岩为同一地质体，在变质砾岩露头南约300米的小冲沟内有强变形绢云绿泥石英片岩出现，在冲沟内向上追索，不整合界面被发现，变质砾岩是不整合界面之上的底砾岩。其中的片岩砾石呈棱角状－次棱角状，粒度1－4cm,个别可达6cm，无分选，为短途搬运，近源堆积的产物。沿走向追索，砾岩层厚度变化较大，在距砾岩露头南西约200米的冲沟内，变质砾岩不整合覆盖在风化片岩之上。不整合界面北东－南西走向，北西倾，沿不整合界面向南西延伸，其上覆的变质砾岩逐渐相变为变质含砾砂岩，变质砂岩。空间上在刘家崴子一带，不整合界面转向南东倾，倾角约40°，整体上构成一个以宝音图群为核部的短轴背斜构造。

2005年，分别在刘家崴子后山和大乙山北两地测制了地层剖面，控制了不整合界面上、下地层的岩石组合、地层层序及厚度。并在大乙山北不整合界面之上的变质钙质粉砂岩内采到了微体古生物化石。鉴定结果有：Leiominuscula sp.(小球形光面藻，未定种)，Leiosphaeridia sp.(光面球藻，未定种)，Prototracheites porus(具穴原始拟导管)及古片藻等疑源类和藻类碎片，并认为：以上化石类型在新元古代穿时分布，其中Prototracheites porus(具穴原始拟导管)，似表明地层时代较新，可与南方震旦纪地层相当。据此，将该地层归属为艾力格庙组。

众所周知，角度不整合界面在地层划分和构造研究中具有重要意义，本次发现的不整合界面，在界面形态，上、下层位关系以及变质、变形特征差异等方面标志明显，在位于锡林浩特―乌兰浩特一线的老变质岩中尚属首次发现。

宝音图群的厘定始于内蒙古地质志，资料来源于60－70年代的1：20万区调成果，指分布在狼山西段―锡林浩特―赤峰以北地区，呈南西―北东向展布，大致在东经106°－119°，北纬42°－44°之间的区域变质岩石组合。所列的三条地层剖面均无顶、底，上、下限不清。其中的岩石类型有：黑云钾长片麻岩、石榴白云母变粒岩、角闪二云片岩、石榴阳起片岩、绢云石英千枚岩及炭质绢云母板岩、硅化泥灰岩等。囊括了低―中级变质作用、不同变质程度的岩石类型，前人称之为“锡林浩特杂岩”。之后，针对“锡林浩特杂岩”，更详细的地质研究工作，一直没有突破性的报道，有可能在“锡林浩特杂岩”内部也存在类似的不整合界面。其中的千枚岩及炭质绢云母板岩、硅化泥灰岩同黑云钾长片麻岩、石榴白云母变粒岩、角闪二云片岩、石榴阳起片岩相比较，明显经历了不同的变质、变形作用，这套分布较广包括了不同变形、变质程度的杂岩地层应分属不同的岩石地层单位，其间存在着较大的构造界面。

和本区前古生界结晶基地岩系相似的地质实体，除锡林浩特一带有大面积出露外，在乌兰浩特北额尔格图一带和吉林省洮南县好田村也有小面积分布。其上部水泉组、五间房组同艾力格庙组可比，其下部户地组内具强变形、变质的片岩、浅粒岩与宝音图组可比，两者之间也经历了不同的变质、变形事件，之间有较大的构造界面存在。

综合上述，可以得到这样的认识：发育在扎兰屯北部宝音图群和艾力格庙组之间的不整合界面，不是偶然的、孤立的地质现象，而是在新元古代末期，沿锡林浩特―乌兰浩特―扎兰屯一线稳定的，陆块裂解、海侵事件的客观反映。标志着蒙古―兴安新元古大洋的雏形已经形成。

1.3 扎兰屯群（兴华渡口群）的解体

扎兰屯群始见于1：20万布特哈旗幅区调报告（1976），主要由绢云绿泥石英片岩、结晶灰岩及赤铁石英岩组成，时代属于下元古界；内蒙古地质志（1985）将其归于兴华渡口群的下部层位。笔者在2003~2005年期间，在该区从事1：25万区调，填图过程中，于刘家崴子后山发现一个不整合面，界面之下为片岩组合；界面之上为变质砂砾岩及变玄武岩组合，当时暂划入奥陶系包尔汉图群。随着填图面积扩大，逐渐发现不整合界面上、下两套岩石组合在变形、变质程度上存在较大差别，并在界面之上的变质粉砂岩中采集到微体古生物化石，时代归属为新元古代晚期。在区域上自锡林浩特―乌兰浩特―扎兰屯一线均存在一套强变形、变质的片岩组合，其上为一套浅变质砂砾岩、纹层状含铁硅质岩或夹变玄武岩组合，两者明显经历了不同的变质、变形事件，之间存在较大的构造界面，两套地层在区域上延伸范围较大，应做为不同岩石单位进行划分，本文称不整合面之下变质程度强的一套地层为宝音图群，之上的一套浅变质地层艾力格庙组（见研究区古元古界―新元古界地层划分沿革一览表）。

二、构造意义探讨

2.1 艾力格庙组火山岩

艾力格庙组为一套滨、浅海相的陆源碎屑―火山岩建造，火山岩主要为基性―超基性火山岩。对超基性岩薄片鉴定定名为蛇纹石蚀变岩，岩石化学成分中MgO含量高达37.58%，属苦橄质岩石。在空间上该超基性岩属艾力格庙内的熔岩夹层，是在陆壳减薄部位，上地幔的超基性熔浆溢流的产物。对艾力格庙组的变玄武岩进行岩石化学特征分析，显示为碱性岩石系列内的钠质岩石类型，其可能的构造背景为大陆边缘裂谷。而基性、超基性熔岩的溢流显示深部地幔呈隆升趋势，导致上部地壳的拉张减薄。说明本区在新元古代末期陆壳处于拉张构造背景之下。

2.2 晚元古代末期的古洋壳残留

古洋壳存在的主要依据是蛇绿岩的出现，在大兴安岭北段的新林―牙克石一带分布有多处蛇绿岩块体，这些蛇绿岩块体虽然被古生界以后的地层覆盖或受岩浆岩的吞噬，使其出露零星，但仍有规律可循。以新林蛇绿岩研究较为详细，主要由上地幔和大洋壳两部分组成，上地幔部分主要由变橄榄岩及含异剥钙榴石岩块和剪切蛇纹岩为基质的混杂岩组成；古洋壳部分由层状堆晶岩（下部为辉石岩、橄榄辉石岩，上部为层状辉长岩）、席状岩床（辉绿岩、细粒辉长岩）及最上部的变玄武岩组成。蛇绿岩类型属洋脊型。因此沿新林―牙克石一带的蛇绿岩体可能是新元古大洋的洋中脊位置。艾力格庙组是在该洋中脊南大洋南侧新元古大洋形成之初，陆缘裂谷型的碱性火山沉积地层，是不整合覆盖在古元古界结晶基底之上的新元古界地层的下部层位。

参考文献：

[1] 内蒙古自治区地质调查院.内蒙古扎兰屯市幅1:25万区域地质调查报告.2005年.

[2] 邵积东等.内蒙古大地构造分区及其地质特征.内蒙古地质，(2):1-27.

[3] 内蒙古地质矿产局.内蒙古自治区地质志.地质出版社.1991.

[4] 李春昱.中国版块构造轮廓.中国地质科学院院报,2(1):11-20.1981.