內蒙古境內有關重大基礎地質問題的討論

摘要：內蒙古地域遼闊，從西到東跨越了哈薩克斯坦、塔里木、西伯利亞、華北四大板塊和巨大的興蒙造山帶，由于經受多次造山運動及其疊加改造，地質構造復雜，地質問題較多。筆者根據以往的區調成果及近年區調工作所獲得最新資料和相關的科研成果，通過總結和深入研究，對賀根山斷裂帶的構造屬性及相關地質問題，西拉木倫河斷裂帶的構造屬性及西延問題，華北陸塊孔茲巖系是否屬于古元古界的問題，錫林郭勒雜巖的時代歸屬問題，侏羅紀與白堊紀的界線劃分問題等重大地質問題提出了新的看法，并進行了初步討論。

關鍵詞：內蒙古 重大基礎地質問題 討論

內蒙古地域遼闊，地質構造復雜，按照大地構造單元劃分，跨越了西伯利亞板塊，華北板塊、塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊四大板塊。板塊之間的構造活動帶構成了巨大的興蒙造山帶。由于多次造山運動及其疊加改造，再加之地質工作程度還不很高，所以有不少重大地質問題認識不清或有較大爭議。如賀根山斷裂帶的構造屬性及相關地質問題，西拉木倫河斷裂帶的構造屬性及西延問題，哈薩克斯坦板塊的劃分問題，阿拉善是否為獨立地塊的問題，華北陸塊孔茲巖系及相關片麻巖組合是否屬于古元古界的問題，興蒙造山帶古生代各造山運動構造特征及其疊加改造作用的問題，各時段構造巖漿帶的成因機制及其巖漿演化問題，古亞洲洋構造域向濱太平洋構造域的轉換機制問題，錫林郭勒雜巖的時代歸屬問題，侏羅紀與白堊紀的界線劃分問題等。實際上，問題很多，現僅選擇以下幾個重大地質問題作一討論。

一、賀根山斷裂帶的構造屬性及相關地質問題

賀根山斷裂帶是一條蛇綠巖組合相對較全的蛇綠混雜巖帶，有不少構造地質學家通過對蛇綠混雜巖帶的研究，認為是板塊構造的拼合帶，也就是西伯利亞板塊與華北板塊的拼合帶。蛇綠巖獲得同位素年齡360—380Ma，時代為晚泥盆世。近年又有不少學者提出了不同的看法，一種意見是根據地球物理剖面資料分析，認為賀根山蛇綠混雜巖帶無根，不是深大斷裂。另一種意見認為西拉木倫河斷裂帶（亦有早二疊世蛇綠巖）為西伯利亞板塊與華北板塊的拼合帶。目前爭議較大。

本人認為，西伯利亞板塊與華北板塊的拼合帶，還應是賀根山蛇綠混雜巖帶。理由有以下幾點：

1. 賀根山蛇綠混雜巖帶北側為北疆—興安地層大區，南側為華北地層大區，該構造帶即為兩個一級地層區的分界線，也就是兩個大的構造塊體的分界線，實際上就是西伯利亞板塊與華北板塊的分界線。

2. 蛇綠混雜巖帶兩側具有不同的地層建造和演化特點。

奧陶紀：北側興安地層大區出露的地層有：早奧陶世烏賓敖包組、銅山組，中奧陶世多寶山組、巴彥呼舒組，晚奧陶世裸河組，從早到晚地層出露較全。除多寶山組為島弧火山巖建造外，其他各組均為海相碎屑巖及碳酸巖建造；而南側華北地層大區，僅有早—中奧陶世包爾漢圖群島弧火山巖建造一個地層單位。可以看出，其兩側的巖石地層單位和建造類型截然不同，表明地質構造演化存在著巨大差異。

志留紀：北側興安地層大區缺失早、中期的沉積，僅有晚志留世臥都河組，為一套淺海相碎屑巖建造，以含大量Tuvaella腕足動物群為特征；而南側的華北地層大區，早—中志留世為徐尼烏蘇組、曬烏蘇組，晚志留世為西別河組，均為海相碎屑巖及碳酸巖建造，含豐富的珊瑚、腕足類化石。晚志留世所含腕足為Protathyrisina-Atrypoidea組合，珊瑚為Sspongophyllum-Ptychoptyllum組合。可以看出，兩側出露的巖石地層單位明顯不同，生物化石特征也截然不同。

泥盆紀：北側興安地層大區，從早到晚出露齊全，早中泥盆世有泥鰍河組、哈諾敖包組，中晚泥盆世有大民山組、塔爾巴格特組，晚泥盆世為安格爾音烏拉組。泥鰍河組和塔爾巴格特組為海相碎屑巖及碳酸巖建造，大民山組為中基性火山巖、硅質巖、碎屑巖建造，哈諾敖包組、安格爾音烏拉組為陸相和海陸交互相碎屑巖建造。地層十分發育，前三個組含大量腕足、珊瑚及頭足類化石，后兩個組含植物化石；而南側華北地層大區，實際上是缺失泥盆紀的沉積，僅在蘇尼特左旗敖木根呼都格一帶的色日巴彥敖包組底部見有晚泥盆世的Nalivkinella，Kueichowpora珊瑚和腕足化石，其他各地區該組的化石均以早石炭世為主。地質構造環境顯然不同。

石炭—二疊紀：北側興安地層大區，僅有晚石炭—早二疊世寶力高廟組和格根敖包組，前者為陸相火山巖及碎屑巖建造，含大量植物化石；后者為海陸交互相碎屑巖及火山巖建造，含植物化石及海相動物化石。而且格根敖包組呈角度不整合覆于蛇綠混雜巖帶之上；南側華北地層大區，早石炭世為色日巴彥敖包組海相碎屑巖建造，晚石炭世有本巴圖組海相碎屑巖及中基性火山巖建造和阿木山組海相碎屑巖及碳酸巖建造，含豐富的筳類、腕足等化石，屬于典型的特提斯型動物群。形成的構造環境不同，建造類型不同，生物化石組合特征不同。由此可以看出，具有十分明顯的構造分區特點。

上述資料充分反映了古生代各時段兩側的地層建造不同、生物區系不同、地質構造環境及其演化特點不同。多個不同說明它們是形成于兩個明顯不同的地質演化過程中。也就是說，分屬兩個獨立的地質構造演化體系。由此可以進一步說明，它們分屬兩個構造塊體，即西伯利亞板塊和華北板塊。賀根山蛇綠混雜巖帶就是這兩大板塊構造的拼合帶。

3. 賀根山蛇綠混雜巖帶斷續長一百余公里，寬20公里。根據近年完成的重力資料反映，賀根山一帶為一北東向延伸，寬20公里的深大斷裂帶，兩側的邊界斷裂相向，而且產狀較陡。蛇綠巖就夾持于其中。由此可以說明，兩側邊界斷裂相向，是造成蛇綠混雜巖以構造楔的形式賦存于近地表。造成了賀根山蛇綠混雜巖帶無根。并非就不是深大斷裂，也并非就不是板塊構造的拼合帶。

蛇綠巖所獲同位素年齡多在360—380Ma，可以判定兩大板塊的拼合時間應當是泥盆紀晚期，或早石炭世。理由是本區缺失早石炭世的沉積。晚石炭世有格根敖包組不整合于蛇綠巖之上，說明是兩大板塊閉合后形成統一大陸接受的海陸交互相沉積。根據石炭—二疊紀斷裂帶兩側仍具有明顯的構造分區特點這一實際情況，極有可能兩大板塊的拼合期在早二疊世晚期。但要有同位素年齡資料依據。

二、西拉木倫河斷裂帶的構造屬性及其西延問題

以西拉木倫河斷裂帶為界，南北兩側亦為明顯不同的兩套地層系統，北部早石炭世為色日巴彥敖包組海相碎屑巖建造，晚石炭世為本巴圖組、阿木山組海相碎屑巖及碳酸巖建造，早、中二疊世為壽山溝組海相碎屑巖建造、大石寨組海相碎屑巖及火山巖建造、哲斯組海相碎屑巖及碳酸巖建造，晚二疊世為林西組陸相地層；南部早石炭世為朝吐溝組海相中基性火山巖夾碎屑巖建造、白家店組海相碳酸巖建造、石嘴子組海相碎屑巖建造，晚石炭世為酒局子組陸相地層，早、中二疊世為三面井組海相碎屑巖及碳酸巖建造、額里圖組陸相火山巖夾碎屑巖建造、于家北溝組海相碎屑巖建造，晚二疊世為鐵營子組陸相地層。建造類型明顯不同。

上述海相地層中均含有大量筳、珊瑚、腕足類海相動物化石，陸相地層中含大量植物化石。其生物群特征，北部區以冷水型動物群和安格拉植物群為主，南部區則為暖水型動物群和華夏植物群，也均明顯不同。

由上述資料可以看出，構造分區特點明顯，而且斷裂帶構造特征清楚，在北岸有二疊紀蛇綠巖。許多學者都認為這是一條重要的構造帶，并將其向西與索倫山蛇綠巖相連，認為是同一構造帶。近年又有人認為，西拉木倫河斷裂帶就是西伯利亞板塊和華北板塊的拼合帶。

我們認為上述兩種認識，均與實際地質資料相悖。如果這樣將西拉木倫河蛇綠巖與索倫山蛇綠巖相連，就是在同一構造塊體中

畫一條線，這條線的南北兩側均為本巴圖組、阿木山組、大石寨組、哲斯組等北部區的同一套地層系統。也就是說，在同一套地層中怎么能形成兩大板塊的拼合帶，這顯然不妥。由此可以說明，西拉木倫河斷裂帶與索倫山斷裂帶不能相連，不是同一條斷裂帶。

前已述及，西拉木倫河斷裂帶兩側同時代的地層建造和生物組合特征截然不同，具有明顯的構造分區特點，這是事實。但是他仍然屬于同一地層大區、同一地層區的不同地層分區的界線。盡管是個重要構造帶，但他顯然不可能是一級構造單元的分界線，也就是說，他不是西伯利亞板塊和華北板塊的分界線。

西拉木倫河斷裂帶向西延的實際界線，應從桑根達來—朱日和東南—白乃廟南與槽臺斷裂相接。

主要證據：一、這一線兩側分別為上述南北兩套地層系統；二、在朱日和東南通過1:5萬區調填圖，確定在北部的阿木山組與南部的酒局子組之間為一斷裂構造特征明顯的大型斷裂帶，航磁異常圖上為一明顯的正負異常梯度帶；三、北部阿木山組中含大量晚石炭世典型的筳類Fusulina，Tyiticites及腕足化石，南部酒局子組含大量晚石炭世典型的植物化石Neuropteyis pseudovata，Calamites sp.等。根據這一重要資料依據，我們認為該斷裂帶就是西拉木倫河斷裂帶的西延部分。應該說，對西拉木倫河斷裂的延伸有了準確的認識。至于索倫山斷裂帶向東如何延伸，有待于今后進一步研究。

三、關于錫林郭勒雜巖的時代歸屬問題

錫林郭勒雜巖是1:20萬區調命名于錫林浩特一帶的一套變質程度不一、巖石組合復雜的中、淺變質巖系。主要巖石類型有黑云斜長片麻巖、變粒巖、絹云石英片巖、綠泥片巖、花崗質片麻巖（片麻狀花崗巖）及千枚巖、變質砂巖等。不同地點巖石組合、變質程度不盡相同。實際上是解體不徹底的一個大口袋。由于當時未獲得同位素年齡資料，本區又屬于古生代造山帶的范疇，考慮其又經受了一定程度的變質，所以就將其暫置于早古生界。巖石地層清理時，根據變質程度將其劃歸古元古界寶音圖群。近年，依據新獲得一些同位素年齡數據，又有人提出錫林郭勒雜巖時代為早古生代。

我們通過對錫林郭勒雜巖所有出露區的資料進行詳細研究，并經多處實地驗證，認為有三部分內容：一、淺變質的千枚巖、變質砂巖等與志留紀徐尼烏蘇組巖性組合相當，應劃歸徐尼烏蘇組；二、有角閃質和二長質兩種類型的片麻狀花崗巖，是經加里東構造運動改造形成的片麻狀花崗巖類，應劃歸加里東期。據石光海、劉敦一先生于角閃質片麻狀花崗巖中獲得SHRIMP鋯石U—Pb年齡437±3Ma得到了證實。同時也獲得了捕獲鋯石3，100Ma的年齡數據；葛孟春等于片麻狀花崗巖中獲得鋯石激光燒釋法同位素年齡452±5Ma，同時也獲得捕獲鋯石2，492、1，902、1，100、950Ma幾組年齡數據，充分說明有老的基底存在； 三、黑云斜長片麻巖、變粒巖、絹云石英片巖、綠泥片巖組合，應劃歸古元古界寶音圖群。有以下三點證據：1. 具有相似的變質建造類型，都以富鋁的砂泥質建造為主夾中基性火山巖，在翁牛特一帶片巖中有十字石、藍晶石，在寶音圖一帶有十字石、石榴石。石榴子石形成了礦床，在錫林浩特一帶，近年區調工作又新劃分出了含石墨石榴黑云斜長片麻巖；2. 具有相同的變質作用，錫林浩特地區的綠泥片巖中含角閃石殘晶，綠片巖屬退變質作用改造的產物，黑云斜長片麻巖和變粒巖，據角閃石、黑云母、斜長石礦物組合特征為高綠片巖—低角閃巖相。與寶音圖和翁牛特一帶的寶音圖群相一致；3. 取得了一批不同方法的同位素年齡數據，邵積東、王挨順等于達青牧場以南一帶黑云斜長片麻巖中獲得Rb—Sr等時線年齡1062Ma，認為屬變質年齡；劉建雄等于白云鄂博北部綠片巖中獲得單顆粒鋯石U—Pb年齡2496 ±26、2，227± 15 Ma；王友等于西拉木倫河一帶侵入十字石、藍晶石片巖的花崗質片麻巖中獲得Sm—Nd等時線年齡2473 Ma；徐備等于蘇尼特左旗一帶綠片巖中獲得Sm—Nd等時線年齡1，910 Ma；（趙鳳清等，2008）于侵入寶音圖群的片麻狀花崗巖中獲得SHRIMP鋯石U—Pb年齡1，672 ±10 Ma，葛夢春等于錫林浩特一帶含石墨石榴黑云斜長片麻巖中獲得Sm—Nd等時線年齡1，710 Ma。上述這些資料足以說明，這套變質地層應為古元古代，屬中、新元古代—古生代大洋中的古陸塊。不能由于獲得幾個古生代的年齡數據，就將其一概而論的劃歸早古生代，顯然不妥。應當將其解體分別進行合理的歸屬。這樣處理是符合客觀實際的。

四、關于孔茲巖系及相關片麻巖組合歸屬古元古界的問題

90年代，吳昌華等于興和一帶的孔茲巖系中獲得了幾組古元古代鋯石U—Pb同位素年齡數據，劉喜山、金巍等于大青山一帶的孔茲巖系中也同樣獲得了幾組古元古代U—Pb同位素年齡數據，認為孔茲巖系形成于古元古代。認為其時代為古元古代。近年又有不少人于孔茲巖系中獲得了一批古元古代的年齡數據。特別是王權等在1:25萬大同市幅前寒武紀變質巖系中獲得了40余件鋯石LA-ACPMS和SHRIMP同位素年齡數據，主體集中于古元古代。因此，他將興和巖群命名為陽高組，置于新太古代；將集寧巖群劃為黃土窯組和沙渠村組兩個組，巖石組合僅限于孔茲巖系，將其置于古元古代。深成體除葛胡窯片麻巖、峨溝片麻巖、義合片麻巖年齡大于25億年，置于新太古代外，其他多個片麻巖深成體根據所獲年齡均劃歸古元古代。這樣簡單的處理，尚顯不妥。

本人對該項目所獲得同位素年齡數據進行了統計和詳細研究。其中1，820—1，881Ma的數據13個，1，900—1，992 Ma的數據19個，2，000—2，098 Ma的數據9個，2，373 Ma的數據1個，2，440—2，487 Ma的數據6個，2，500—2，591Ma的數據6個。如果按相近的年齡段劃分，實際上就是兩個年齡區間，這兩個區間的年齡數據相對比較集中。一組為2，440—2，591Ma，有12個，這一批年齡可能是成巖年齡，為新太古代；另一組為1，851—2，149Ma，有28個，這一批年齡應當是構造熱事件年齡，時代為古元古代。這一點，由日本高知大學桑托斯教授在土貴烏拉所獲得成果得到了證實。桑托斯于土貴烏拉一帶孔茲巖系中獲得了假藍寶石+斜方輝石+石英、矽線石+斜方輝石+石英兩個超高溫變質礦物共生組合。同時，于孔茲巖系中也獲得了1，920Ma鋯石SHRIMP同位素年齡。由于獲得了兩個超高溫變質礦物組合，所以將其確定為哥倫比亞超大陸拼合帶，拼合時間依據1，920Ma鋯石SHRIMP同位素年齡確定為古元古代。拼合作用的年齡顯然是構造熱事件年齡。

另外，有多個變質深成體和變質侵入巖侵入上述表殼巖組合，變質深成體年齡數據在1，850—2，567Ma之間；變質侵入巖的年齡數據也多在1，800—1，850 Ma之間。而且，黃土窯組石榴淺粒巖中就獲得了2，544 Ma的年齡數據。由此可以進一步說明，集寧巖群和興和巖群同屬于太古代。由于還未獲得大的年齡數據，尊重目前所獲得資料，可以暫置于新太古代。興和巖群有可能為中太古代。置于古太古代，確實沒有資料依據，所以可以不這樣無根據去處理。

根據上述資料可以總結，2，400—2，600 Ma的年齡數據，可能是太古代變質表殼巖和變質深成體的形成年齡，或者更早；1，851—2，149Ma的年齡數據，應當是構造熱事件年齡，也就是變質變形作用的改造年齡；還有一批經受輕微變質未經受變形作用改造的花崗巖類，年齡多在1，800—1，850Ma之間，這一批侵入巖應當是變質變形作用后侵入的，也就是古元古代強烈變質變形作用之后的巖漿活動。

五、關于侏羅紀與白堊紀地層界線劃分問題

關于侏羅紀與白堊紀的界線，國際地層表（2008）推薦的年齡界線為145Ma。這一年齡界線，主要是通過海相中生代地層的層序地層、生物地層、旋回地層、磁性地層的研究確定的。萬曉樵等通過對西藏的海相中生代地層進行詳細研究，認為與國際上所確定的年齡界線是一致的。中國地質學會地層委員會在中國地層年表中推薦使用了這一年齡界線。2010年7月在承德和錦州召開的大興安嶺中南段、冀北、遼西中生代地層劃分對比研討會上，提出的第一方案是依據國際通用的145Ma的年齡界線將侏羅—白堊紀的界線置土城子組中間，由于意見較大，這次會議最后將這一界線初步確定在土城子組與張家口組之間，但仍然分歧較大。

我們認為海相地層的研究結果直接推廣到陸相地層尚顯不妥。一是海相的層序地層、旋回地層、磁性地層均不同于湖相的層序、旋回特點及磁性曲線特征，更不同于火山噴發堆落或溢流的火山巖地層。二要考慮陸相地層的特點和已往所獲得的大量實際資料。

滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組相當于河北的張家口組和大北溝組。如果按上述意見劃分，那么滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組均要劃歸早白堊世。從已有大量實際資料看，滿克頭鄂博組在不同地區分別獲得了大量的Nestoria-Keratestheria組合和Peipiaosteus組合等古生物化石，部分地區的瑪尼吐組和白音高老組中也獲得了Nestoria化石，從古生物學家的研究情況看，所給定的時代十分明確，均為晚侏羅世。根據這一充分的資料依據，無法將上述地層劃歸早白堊世。

龐其清等研究冀北灤平盆地張家溝剖面中的介形蟲認為，晚侏羅世晚期大北溝組以大個體灤平介組合Luanpingella的出現為特征，而早白堊世早期大店子組以女星介Cypridea組合的出現并大量繁盛為特征，上述兩個介形類組合就是侏羅—白堊紀的生物地層界線。

牛紹武、田樹剛等研究認為：冀北大北溝期生物組合以尼斯托葉肢介群（Nestoria）、灤平介—始副金星介—達爾文介組合（Luanpingella-Eoparacypria-Darwi1a）和北漂尋群（Peipiaosteus）為特征，其中尼斯托葉肢介群的許多分子是從土城子期延續來的，說明該組合與下伏生物組合關系更為密切。大店子期（義縣期）以出現女星介Cypridea群、東方葉肢介群Eosestheria群、狼鰭魚Lycoptera、鸚鵡嘴龍Psittcosaurus sp.等為特征，說明這兩套生物組合之間存在一大的生物界線，這一界線就應該是侏羅—白堊紀的界線。

牛紹武等最新研究成果認為，中國北方陸相侏羅紀晚期至白堊紀早中期可劃分為Pseudograpta-Nestoria葉肢介動物群（土城子組—大北溝組）和Eosestheria-Yanjiestheria葉肢介動物群（大店子組 —大石砬子組）。以Nestoria動物群的集群絕滅和Eosestheria動物群的出現為特征，大北溝組與大店子組之間的界線就是這兩大葉肢介動物群不同發展階段的分界線，也就是中國北方陸相侏羅—白堊紀的界線。

從同位素年齡數據看，上述三套火山巖地層所獲得全巖K—Ar法年齡相對偏新，主要有兩個年齡段，即110—130Ma 和140—160 Ma，單礦物K—Ar等時線年齡普遍偏老，多在145Ma以上，侵入上述三套火山巖地層的花崗巖類21個單顆粒鋯石U—Pb年齡，有15個大于145Ma。由此可見，分析精度相對高的年齡數據，多為晚侏羅世。全巖K—Ar法年齡相對偏新，可以考慮Ar活潑，容易丟失所致。在2010年11月相繼召開的華北、東北區調成果匯報及研討會上獲悉，各項目均不同程度地獲得了一批SRIMP 鋯石U—Pb同位素年齡。吉林大學劉正宏等在大興安嶺中北部開展的河源地區等四幅1：5萬區調項目，于滿克頭鄂博組流紋巖中獲得SRIMP 鋯石U—Pb同位素年齡147±1Ma；葛文春等在東北地區巖漿作用研究新進展中于滿克頭鄂博組中獲得SRIMP 鋯石U—Pb同位素年齡150—160Ma等多組年齡數據。這些新資料的獲得，進一步證實將滿克頭鄂博組劃歸早白堊世是不妥的。

劉正宏等于白音高老組的流紋巖中也獲得了131±1Ma和129±0.43Ma兩組SHRIMP鋯石U—Pb同位素年齡；葛文春等于白音高老組中獲得SHRIMP鋯石U—Pb同位素年齡120—140Ma；目前正在實施的區調項目又獲得了一大批110—130 Ma。這些資料又進一步說明，白音高老組有可能為早白堊世。但要對含Nestoria的白音高老組的層位進行進一步的核實、認定后，方可進行地層單位的重新厘定和時代劃分。但是，目前根據同位素年齡資料，結合古生物化石依據，尤其在滿克頭鄂博組和瑪尼圖組中多次出現的Nestoria-Keratestheria組合和Peipiaosteus組合分析，認為劃歸晚侏羅世還是合理的。

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