內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)晚古生代格根敖包組地層的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

張渝金，吳新偉，楊雅軍，江斌，郭威

（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110032；2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061）

內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)晚古生代格根敖包組地層的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

張渝金1，2，吳新偉1，2，楊雅軍1，江斌1，2，郭威1，2

（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110032；2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061）

通過區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，在內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)前人劃分的“大石寨組”中，新發(fā)現(xiàn)了一套走向北東向的地層，巖石組合為安山質(zhì)熔巖、中性火山碎屑巖和正常沉積碎屑巖，并含有動植物化石，為一套海陸交互相火山－碎屑巖沉積建造.本文將其厘定為格根敖包組，時代為晚石炭—早二疊世.該套地層在扎蘭屯地區(qū)為首次發(fā)現(xiàn)，對大地構(gòu)造及地層劃分等基礎(chǔ)地質(zhì)的研究有著重要意義.

格根敖包組；晚石炭—早二疊世；區(qū)域?qū)Ρ龋坏刭|(zhì)意義；內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)

1 地質(zhì)概況

內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)位于大興安嶺中段東坡，構(gòu)造較為復(fù)雜，第四系覆蓋嚴重，地質(zhì)研究程度較低.大地構(gòu)造位置處于興安地塊與松嫩地塊結(jié)合部，地層分區(qū)屬興安地層區(qū)，東烏-呼瑪?shù)貙臃謪^(qū)［1］.

晚古生代格根敖包組為本次區(qū)域地質(zhì)調(diào)查??沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.1∶5萬濟沁河林場幅等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.2012.工作中新厘定的巖石地層單位，原1∶20萬華安公社幅將其命名為“高家窩棚組”，全國地層多重劃分對比研究將“高家窩棚組”歸入大石寨組.由于該套地層的巖石組合、生物化石等地質(zhì)特征與區(qū)域上的大石寨組地層有明顯的差異性，而與東烏珠穆沁旗地區(qū)的格根敖包組具有相似性，可進行區(qū)域?qū)Ρ?因此，本文將該套地層暫歸為格根敖包組，并在扎蘭屯地區(qū)為首次發(fā)現(xiàn)（圖1），對大地構(gòu)造及地層區(qū)劃等基礎(chǔ)地質(zhì)的研究有著重要意義.

2 剖面描述

該套地層剖面位于根多河林場東雞心溝和馬龍溝一帶，巖層走向為北東向，兩翼傾向相反，傾角均在50°左右，組成一大型的背斜構(gòu)造.巖石組合下部為深灰色安山巖、火山碎屑巖，上部主要為一套黃綠色、灰綠色正常細碎屑巖夾少量火山碎屑巖.控制厚度大于1 270 m.

圖1 扎蘭屯根多河地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1Simplified geological map of Genduohe area in Zhalantun

根多河林場格根敖包組上段（C2-P1g2）剖面（圖2a）

3 巖石組合及變化特征

由剖面可知，該套地層可分為上下兩段.下段主要為一套中性火山巖，巖石類型有深灰、灰綠色安山巖，灰綠色英安巖，灰綠色綠泥石化安山巖等.上段主要為一套正常碎屑巖和少量火山碎屑巖，巖石類型主要為凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、細砂質(zhì)粉砂巖、長石石英細砂巖、泥巖.上段粉砂巖及粉砂質(zhì)細砂巖中含蘆木、海百合莖等生物化石.總體上巖石粒度由下而上逐漸變細，顏色變深，火山物質(zhì)逐漸減少.表明水體加深，火山活動減弱的規(guī)律性.

圖2 扎蘭屯根多河地區(qū)格根敖包組地層實測剖面Fig.2Practical measured profile of Gegenaobao Formation in Genduohe area of Zhalantun

該套地層總體走向為北東向，呈條帶狀展布，出露面積54 km2.由北西到南東地層兩側(cè)均有北東向巖體侵入，中生代火山巖角度不整合于地層之上.區(qū)內(nèi)橫向變化特征明顯，經(jīng)追索中南部主要為火山熔巖（安山巖、英安巖），兩側(cè)為條帶狀分布的正常沉積碎屑巖.碎屑巖粒度中間明顯變細，反映了測區(qū)北東方向水體加深，火山巖減少，火山活動逐漸減弱，海侵方向應(yīng)由南西向北東入侵.

4 沉積環(huán)境討論

該套地層層理不發(fā)育，并多發(fā)生輕微的變質(zhì)作用，缺少指相性的沉積構(gòu)造，對沉積環(huán)境的確定帶來一定的困難.

從剖面可以看出早期火山活動較強，后期火山活動逐漸減弱，并過渡到正常碎屑沉積.沉積序列整體上呈現(xiàn)由粗碎屑到細碎屑再到頂部少量粗碎屑的變化特征，基本巖石組合為細砂巖、粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖、泥巖互層.砂巖碎屑以石英、長石和巖屑為主，碎屑磨圓較差，多呈棱角狀，以顆粒支撐為主，結(jié)構(gòu)成熟度中等，表明水動力條件相對較強.此外，在粉砂巖中發(fā)育大量動植物化石，植物化石除單獨出現(xiàn)外，有時與動物化石同層出現(xiàn).

綜合上述特征，表明該套地層是在以下環(huán)境形成［2］.

（1）早期具有強烈的火山活動.

（2）靠近陸源，物源供給充分.

（3）含海相動物化石和陸相植物化石，并同層出現(xiàn)，表明沉積環(huán)境為海陸交互相的近岸環(huán)境.

（4）水動力條件變化頻繁，但相對較弱，水體不深.

該地層應(yīng)為盆地邊緣環(huán)境的產(chǎn)物，屬早期近陸源碎屑沉積.邵積東［3］認為格根敖包組是西伯利亞板塊和華北板塊閉合后形成統(tǒng)一大陸接受的海陸交互相沉積.

5 區(qū)域?qū)Ρ群蜁r代討論

圖3 根多河地區(qū)格根敖包組中采集到的海百合莖化石Fig.3Crinoid fossil from Gegenaobao Formation in Genduohe area

格根敖包組為本次1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中新劃分出的地層單位.在測制扎蘭屯根多河林場方家溝剖面時，于該套地層中首次采集到了海百合莖化石（見圖3），并采集到大量的植物碎片，可鑒定的有陸相植物Calamitis sp.等.另外，在根多河林場東6 km處6686高地采到Artisia sp.,Eusigillaris sp.等化石，其中Artisia見于蘇聯(lián)頓巴斯的下石炭統(tǒng)和庫茲巴斯上炭統(tǒng)，德國和英國的上石炭統(tǒng)，Eusigillaris見于蘇聯(lián)頓巴斯的上石炭統(tǒng)中下部??黑龍江省區(qū)測二隊.1∶20萬華安公社幅區(qū)調(diào)查報告.1976..此外，1∶20萬華安公社幅內(nèi)與該套地質(zhì)體相當(dāng)?shù)哪⒐綒狻㈡乩恰⒐嗪右粠г瓕毩Ω邚R組剖面下部為火山熔巖，上部為凝灰?guī)r、細砂巖及粉砂質(zhì)板巖等，含Angaropteridium cordiopteroides（Schm.）Zal.,Neuropteris sp.,Angaridium cf.mongolicum, Dicranophyllum sp.,Noeggerathiopsis derzavinii等，反映了我國北方大興安嶺地區(qū)晚石炭至早二疊世生物群的演化特征，并呈現(xiàn)海陸交互相的特點.因此，該套地層應(yīng)從全國地層清理的大石寨組中劃分出來.

該套巖石組合主要為中性火山熔巖和細碎屑巖夾少量粗碎屑巖，在區(qū)域上與東烏珠穆沁旗鹽池北山的層型剖面??謝同倫.東烏珠穆沁旗地區(qū)古生代地層研究報告.1963.以及西烏珠穆沁旗烏蘭哈拉蓋廟溫多爾霍托勒實測剖面［4］可對比（見圖4）.東烏旗地區(qū)格根敖包組是指含腕足動物和少量植物化石的一套海相火山巖及碎屑巖組合，西烏旗地區(qū)格根敖包組是一套不整合覆于泥盆系蛇綠巖套之上的海陸交互相火山-碎屑巖沉積，其時代均置于晚石炭世至早二疊世.它與同時期的寶力高廟組呈同時異相特征［1，4-5］，區(qū)別在于前者為海陸交互相地層，后者則是典型的陸相地層.只是格根敖包組作為殘留海的產(chǎn)物，其上部層位要高于寶力高廟組，其時限應(yīng)延到早二疊世［4］.

圖4 格根敖包組地層柱狀對比圖Fig.4Comparison of stratigraphic columns of Gegenaobao Formation

本次工作對扎蘭屯根多河地區(qū)格根敖包組粉砂巖的65粒鋯石進行了分析測試，碎屑鋯石年齡介于2432～337 Ma之間，4個年齡區(qū)間分別為337～355、361～463、501～520和739～814 Ma.4組年齡與區(qū)域上的巖漿事件對應(yīng).此外，有2個元古宙碎屑年齡，不排除沉積物經(jīng)歷了元古宙巖漿事件的可能性.因此，格根敖包組沉積物源比較復(fù)雜，主要來自泥盆至早石炭世巖漿物源，少量來自元古宙興安造山帶基底.其沉積時代應(yīng)晚于337 Ma.

因此，根據(jù)本區(qū)巖石特征、生物組合、同位素測年結(jié)果及其所反映的沉積環(huán)境，結(jié)合區(qū)域上格根敖包組的特征，將該套地層時代置于晚石炭世至早二疊世.

6 地質(zhì)意義

本次厘定的格根敖包組,時代依據(jù)較為充分，并非前人劃分的大石寨組，對于研究本區(qū)地史演化增添了新的內(nèi)容，對于重新認識和劃分本區(qū)的大地構(gòu)造及地層區(qū)劃有著極為重要意義.本次發(fā)現(xiàn)的該套地層呈北東向，總體展布與區(qū)域構(gòu)造線協(xié)調(diào)一致，應(yīng)屬于東烏-呼瑪?shù)貙臃謪^(qū)，是盆地邊緣環(huán)境下的產(chǎn)物，屬早期近陸源碎屑沉積，為一套海陸交互相火山-碎屑巖沉積，時代置于晚石炭世至早二疊世.此外，研究區(qū)發(fā)育的格根敖包組地層，其下部的火山巖（火山活動）可能與松嫩地塊和興安地塊的拼貼作用有關(guān).

［1］李文國，李慶富，姜萬德.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996:1—344.

［2］孫永傳.碎屑巖沉積相和沉積環(huán)境［M］.北京：地質(zhì)出版社,1986: 186—216.

［3］邵積東.內(nèi)蒙古境內(nèi)有關(guān)重大基礎(chǔ)地質(zhì)問題的討論［J］.西部資源, 2012:47—19.

［4］王友勤，蘇養(yǎng)正，劉爾義.東北區(qū)區(qū)域地層［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1997:1—175.

［5］鮑慶中，等.內(nèi)蒙古西烏珠穆沁旗地區(qū)石炭二疊紀巖石地層［J］.地層學(xué)雜志,2005,29（增刊）:512—519.

THE DISCOVERY AND GEOLOGICAL IMPLICATION OF THE LATE PALEOZOIC GEGENAOBAO FORMATION IN ZHALANTUN AREA,INNER MONGOLIA

ZHANG Yu-jin1,2,WU Xin-wei1,2,YANG Ya-jun1,JIANG Bin1,2,GUO Wei1,2
（1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China; 2.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China）

Duringtheregionalgeologicalsurvey,theGegenaobaoFormation,whichhadbeenregardedastheLowerPermian Dashizhai Formation,was discovered in Zhalantun of Inner Mongolia.The strata are NE striking,Late Carboniferous-Early Permian in age,with rock association of andesitic lava,intermediate pyroclastics and normal clastics,containing animal and plant fossils,to be a volcanic-sedimentary rock series of paralic facies.This formation is firstly found in Zhalantun area.The discoveryisimportantlysignificantforbasicgeologicalstudy,suchastectonicsandstratigraphicdivision.

Gegenaobao Formation;Late Carboniferous-Early Permian;regional comparison;geological significance; Zhalantun area;Inner Mongolia

1671-1947（2014）03-0272-04

P534.4

A

2013－09－25；

2014－01－06.編輯：李蘭英．

中國地質(zhì)調(diào)查局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目（編號1212011120664、1212011120665、1212011120666）資助.

張渝金（1984—）男，在讀博士，工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街280號，E-mail//yujin-123@163.com