淺談內蒙古大興安嶺地區中南部侏羅系與白堊系之界線

曲洪祥 ，徐 桓 ，龔全德 ，杜士澍 ，高文勃 ，仲米山 ，譚 超 ，王一樹 ，吳 昊 ，張 磊 ，陳澤翰

1.中國武警黃金第四支隊，遼寧遼陽111000；2.遼寧省地質勘查院，遼寧大連116100

淺談內蒙古大興安嶺地區中南部侏羅系與白堊系之界線

曲洪祥1，2，徐 桓1，龔全德1，杜士澍1，高文勃1，仲米山2，譚 超2，王一樹2，吳 昊1，張 磊1，陳澤翰1

1.中國武警黃金第四支隊，遼寧遼陽111000；2.遼寧省地質勘查院，遼寧大連116100

通過對大興安嶺地區侏羅系與白堊系之間不整合面的討論，以地層區域對比及同位素測年數據等信息確定其界線，達到本區侏羅系與白堊系界線的可識別性、客觀性和穩定性之目的.同時，對該區主要地層形成的大地構造環境的研究，認為土城子組是碰撞造山后伸展階段形成的一套陸相紅層，也是侏羅紀結束的標準層；而滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組則是碰撞造山后垮塌階段形成的火山地層.以大規模火山爆發為特征，本區開始了白堊紀地殼演化階段.侏羅系與白堊系界線位于土城子組與滿克頭鄂博組之間，二者界線以區域不整合（假整合）為特征，不整合面形成于碰撞造山后伸展與垮塌的轉換時期.

J-K界線；土城子組；滿克頭鄂博組；不整合面；假整合；大興安嶺地區

0 引言

大興安嶺地區是中國東北地區中生代火山地層最為發育、火山作用最為強烈的地區之一.本區中生代地層劃分與對比問題，尤其是侏羅系與白堊系界線更是幾經厘定，至今尚有諸多劃分方案，如將侏羅系與白堊系界線置于白音高老組與巴音戈壁組之間［1］，梅勒圖組與巴彥花組之間［2］，王福店組與龍江組之間［3］，白音高老組與龍江組之間［4］，或置于白音高老組內部［5］.王慧等［6］據龍江組（產 Eosestheria）與白音高老組之間的不整合面，作為侏羅系與白堊系之界線.劉世偉［7］據該套地層現有的同位素測年數據統計，再結合東北地區乃至冀北－遼西地區中生代地層區域對比，認為滿克頭鄂博組、瑪尼吐組及白音高老組形成的地質年代置于早白堊世為宜.而邵積東等［8］據滿克頭鄂博組、瑪尼吐組及白音高老組中產Nestoria-Keratesthe組合和Peipiaosteus組合，認為該套化石組合所代表的地層年代為晚侏羅世.

前人在確定年代地層單位界線時，往往多以地層中所含化石所代表的地質年代進行討論.在應用地層中古生物化石內容進行地層劃分對比時，通常是利用標準化石來討論地層的地質年代.但是，標準化石的“標準性”是相對的、可變的，甚至是單一巖性內部常常出現年代地層之“系”級的界線.因此，隨著化石資料的不斷豐富和研究程度的逐步深入，地層界線有時會上移或下延，甚至致使巖石地層單位（組）年代歸屬問題無所適從，以跨“紀”而示之，如CPs（山西組）.在利用標準化石對地層進行劃分對比時，應注意古生物先驅、孑遺出現的時間與標準化石所代表地質年代的差異性［9］.此外，不同門類古生物的一些種屬起源、遷移、演變速度也與沉積環境息息相關，因而影響了地層中所含化石種屬及數量等.筆者認為，在應用標準化石來討論年代地層單位界線時，無疑是暫時的或有隨機性的（發現化石尚需才氣＋運氣）.因此，生物地層僅能表達該套地層之古生物群落的分布情況及演化特征而已，是多重地層劃分研究的主要內容之一.

總之，應用生物地層（帶）或同位素測年數據不斷地修改、厘定年代地層單位界線，是導致本區侏羅系與白堊系界線劃分方案繁多的主要原因之一.曲洪祥等［10-11］曾以不整合面討論了遼東半島南部（大連地層小區）震旦系與青白口系之界線；同時，不整合面也是建立遼寧南華系的主要依據之一.因此，本文也主要依據不整合面對大興安嶺地區侏羅系與白堊系界線進行討論，同時結合其他地質特征及地層區域對比等信息，即應用綜合地質方法確定其界線，以達到本區侏羅系與白堊系界線的可識別性、穩定性及客觀性之目的.

圖1 研究區土城子組分布與交通圖（據文獻［12］）Fig.1 Distribution of Tuchengzi Formation and communication map of the study area

1 研究區地層概況

研究區地處內蒙古大興安嶺中南部（如圖1）［12］，前中生代時期，屬北疆－興安地層大區、興安地層區、烏蘭浩特－哈爾濱地層分區；中、新生代時期，則隸屬于濱太平洋地層區、大興安嶺－燕山地層分區之烏蘭浩特－赤峰地層小區.本文地層劃分，原則上遵循《內蒙古自治區巖石地層》［1］劃分方案.古生代地層不甚發育，且發生了褶皺變形，并伴有淺變質作用，加之后期巖漿侵入作用、火山－沉積作用覆蓋和構造作用改造，致使該期地層發育不全，僅見二疊系壽山溝組、大石寨組、哲斯組、林西組等.中生代地層較為發育，以陸相火山熔巖－火山碎屑巖為主，少量為陸相碎屑巖.主要有三疊系哈達陶勒蓋組，侏羅系萬寶組、土城子組，白堊系滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組等.新生代地層零星見及，僅分布有五叉溝組玄武巖及松散堆積層.

2 主要地層特征

（1）土城子組

土城子組主要分布于烏蘭浩特市北部（77 km）胡爾勒鎮、德興屯一帶（如圖 2），面積為 13.6 km2；零星見于草根臺（3.9km2）、滿族屯（＜0.3km2）、樹木溝（＜0.1 km2）、薩然臺（＜ 0.1 km2）及蘑菇山（＜ 0.1 km2）等地（見圖 1）.該組為一套燥熱氣候條件下形成的陸相紅層，主要巖性為灰紫色復成分砂質礫巖、長石雜砂巖，夾灰紫色細砂巖、凝灰質砂質粉砂巖，偶夾流紋巖、安山巖及其火山碎屑巖（蛤蟆溝林場草根臺一帶），其特征基本可與燕遼地層分區土城子組對比.該組不整合于大石寨組、林西組及萬寶組等地層之上，其上為滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組所覆，二者為假整合接觸關系，多表現為區域上超的特征.厚度為11.3～1325 m.

圖2 德興屯－胡爾勒一帶地質簡圖?據烏蘭浩特市1∶25萬地質圖（中國地質大學，2013）修改.Fig.2 Geological sketch map of Dexingtun-Hurler area

（2）滿克頭鄂博組

主要巖性為流紋巖、流紋質晶屑凝灰巖、流紋質晶屑熔結凝灰巖，夾粗安巖、安山質晶屑凝灰巖.滿克頭鄂博組假整合于上侏羅統土城子組之上，厚度為221～1228 m.

（3）瑪尼吐組

主要巖性由灰綠色安山巖、灰紫色安山質晶屑凝灰巖、安山質晶屑熔結凝灰巖、安山質含角礫晶屑凝灰巖組成，夾少量灰白色凝灰質砂巖及細粒長石雜砂巖，局部發育沖積扇相礫巖、礫質砂巖.該組整合于滿克頭鄂博組之上，厚度為123～677 m.

（4）白音高老組

主要巖性為灰白色流紋巖、英安質晶屑凝灰巖、流紋質晶屑凝灰巖等酸性火山碎屑巖，夾少量淺灰綠色粉砂質頁巖、細粒長石砂巖及復成分細礫巖.該組沉積巖發育地帶，灰綠色粉砂質頁巖中產豐富的葉肢介（Nestoria）化石.該組假整合于瑪尼吐組之上，厚度為88～540 m.

3 侏羅系與白堊系界線討論

3.1 不整合面

前人研究不整合多用來劃分構造運動（包括褶皺作用與升降運動）階段，常把不整合的概念限定于角度不整合，而對于大量的具有地層學意義的非角度不整合（假整合與似整合）往往重視不夠，甚至還有很多不整合尚未被識別出來［13］.研究區內，中生代中晚期部分地層之間不整合是以不規則的侵蝕面或暴露面為特征的，其不整合多表現為假整合.不整合面上下巖層產狀基本平行，區域上追索可見上覆地層對不整合面的上超現象.如滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組均可見上超于土城子組之上.于阿力得爾河兩岸分別可見滿克頭鄂博組、瑪尼吐組與土城子組之間存在明顯的不整合面.于歸流河上游薩然臺一帶，可見白音高老組灰黑色薄層粉砂巖（產豐富的Nestoria）假整合于土城子組灰紫色厚層復成分礫巖之上.

3.2 地質年代討論

（1）土城子組

土城子組碎屑鋯石 U－Pb 年齡分別為 154.9±1.5 Ma（樹木溝：46°08′22″N，120°49′21″E）、163.1±1.6 Ma（胡爾勒：46°42′17″N，122°03′22″E，圖 3），而該組中的安山巖夾層鋯石 U－Pb 年齡為 158.0±1.8 Ma（草根臺：46°53′36″N，120°54′11″E）.因此，土城子組形成的地質年齡不會早于距今 163 Ma，應晚于 158.0±1.8 Ma，故土城子組的地質年代屬晚侏羅世.

（2）滿克頭鄂博組

滿克頭鄂博組粗安巖鋯石U－Pb年齡為142.9±1.6 Ma（樹木溝：46°08′22″N，120°49′21″E，圖 4），該組形成的地質年代屬早白堊世.

綜上討論，土城子組形成的地質年齡不會早于距今163.1 Ma，滿克頭鄂博組形成的地質時代應晚于距今 143 Ma左右.依據新的《中國地層表》［14］，侏羅系與白堊系分界年齡為145 Ma.研究區侏羅系與白堊系界線置于土城子組與滿克頭鄂博組之間為宜，二者界線以不整合為劃分標志.

3.3 區域大地構造環境分析

大興安嶺地區位于華北板塊與西伯利亞板塊之間的陸緣增生帶.晚二疊世—早三疊世時期，形成了蒙古－鄂霍次克洋；三疊紀—早侏羅世時期，為俯沖－陸陸碰撞階段；中、晚侏羅世時期，為蒙古－鄂霍次克洋碰撞造山階段，中國進入燕山運動第二幕強烈的擠壓作用階段［15］，同時伴隨有地下巖漿涌動上侵，致使燥熱氣候積極地響應，故研究區與燕遼地區普遍沉積了一套土城子組陸相紅色復陸屑式建造（陸相紅層），陸相紅層可以作為氣候等時面進行區域地層對比.

圖3 土城子組碎屑鋯石U－Pb年齡諧和圖?中國地質大學（北京）地質調查研究院.烏蘭浩特市1∶25萬區域地質調查報告.2013.Fig.3 The U-Pb concordia plot of detrital zircon from Tuchengzi Formation

圖4 滿克頭鄂博粗安巖鋯石U－Pb諧和圖?中國武警黃金第四支隊.復興屯等4幅1∶5萬區域地質調查報告.2015—2017.Fig.4 The U-Pb concordia plot of zircon from the trachyandesite of Manketouebo Formation

土城子組形成于碰撞造山后伸展（松弛）階段，為一套陸相紅層，是侏羅系結束的標準層.研究區大規模的火山作用發生于碰撞造山后伸展垮塌階段，此時本區即進入了白堊紀地殼演化時期，相繼形成了滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組等中酸性（或偏堿性）火山地層，同時伴隨中酸性巖漿侵入作用.在燕遼地區，該期火山（偏堿性）地層稱下白堊統張家口組.

綜上分析，侏羅系與白堊系界線形成于碰撞造山后伸展與伸展垮塌轉換時期.

4 問題討論

自《內蒙古自治區巖石地層》［1］將燕遼地區之侏羅系土城子組引進大興安嶺地區以來，陸續在該區原中生代地層中發現了土城子組.進而，土城子組之上的滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組能否與燕遼地區張家口組對比問題遂引得熱論.劉世偉［7］據兩區地層巖石組合類型、巖漿演化特點及同位素年齡等特征，認為兩區火山地層基本可比（如表1）［12］.

近年來，大興安嶺地區之滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組同位素年齡數據多集中于130～145 Ma之間.據國際地質年代學委員會（1967）推薦的劃分方案，侏羅系與白堊系之分界年齡為1375 Ma，故前人多將大興安嶺地區的以上3組火山地層年代置于晚侏羅世，現為大多地勘單位及地質科研院所沿用至今.如果按現行的《中國地層表》［14］之侏羅系與白堊系分界年齡（145 Ma）劃分方案，那么大興安嶺地區大規模火山活動地質時代應開始于早白堊世.

總之，本區土城子組巖性組合及同位素年齡均可與燕遼地區之土城子組對比，滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組與燕遼地區下白堊統張家口組巖性組合、巖漿演化特點及同位素年齡也有諸多的可比性（見表 1）.依據《中國地層表》［14］，燕遼地區侏羅系與白堊系界線置于土城子組與張家口組之間，進而說明本區侏羅系與白堊系界線置于土城子組與滿克頭鄂博組之間是有較充分依據的，二者界線是以不整合面為劃分標志，該不整合面（假整合）具有區域性，又是區域性的巖相轉換面，其界線下伏地層以陸相紅層（土城子組）結束為標志，上以廣泛分布的火山巖建造（含滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組）為特征.因此，該界面具有可識別性、穩定性及客觀性的特點.

5 結論

綜上所述，無論是不整合界面，還是地層區域對比、同位素年齡特征及大地構造背景分析等信息，均顯示了本區侏羅系與白堊系界線位于土城子組與滿克頭鄂博組之間.在大興安嶺地區，中生代中晚期（滿克頭鄂博期開始）是以大規模的火山爆發與噴溢作用為特征，本區由此翻開了白堊紀地殼演化歷史嶄新的一頁.

（1）研究區土城子組中碎屑鋯石同位素年齡在154～163 Ma之間，推測該組形成的地質年齡為145～163 Ma，該組形成的地質年代為晚侏羅世.滿克頭鄂博組同位素年齡為142.9±1.6 Ma，該組形成的地質年代為早白堊世.

（2）研究區侏羅系與白堊系界線置于土城子組與滿克頭鄂博組之間，二者界線以區域不整合（假整合）為特征，表現為區域上超面，形成于中生代碰撞造山后伸展與伸展垮塌轉換時期.

（3）研究區侏羅系與白堊系界線具有可識別性、穩定性及客觀性的特點，同時又具有區域性.該界線相當于燕遼地區上侏羅統土城子組與下白堊統張家口組之間界線.

表1 研究區中生代地層劃分與區域對比簡表Table 1 Mesozoic stratigraphic division and regional correlation of the study area

致謝：本文是在中國武警黃金一總隊張純哥總工程師、四支隊陳滿總工程師、中國地質調查局沈陽地質調查中心朱洪森研究員、中國地質大學葛夢春教授和劉文燦教授親臨野外指導和黃金第四支隊一大隊全體官兵的大力支持下完成的，在此深表衷心感謝！

［1］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社，1996.

［2］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志［M］.北京：地質出版社，1991.

［3］黑龍江省地質礦產局.黑龍江省區域地質志［M］.北京：地質出版社，1983.

［4］黑龍江省地質礦產局.黑龍江省巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社，1997.

［5］吉林省地質礦產局.吉林省巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社，1996.

［6］王慧，郭靈俊，白翠霞，等.大興安嶺中北部晚侏羅世—早白堊世地層新認識［J］.地質通報，2005，24（9）：868－871.

［7］劉世偉.大興安嶺地區中生代火山巖巖石地層的劃分與對比問題［J］.地質與資源，2009，18（4）：241－244.

［8］邵積東，譚強，王慧，等.大興安嶺地區中生代地層特征及侏羅紀－白堊紀界線的討論［J］.地質與資源，2011，20（6）：4－11.

［9］門鳳岐，趙祥麟.古生物學導論［M］.北京：地質出版社，1984.

［10］曲洪祥，張福生，梁有為.遼南（大連地層小區）青白口系與震旦系界線討論［J］.遼寧地質科技情報，1996（2）：1－4.

［11］曲洪祥，鮑慶忠，董萬德，等.遼寧南華系的劃分及其特征［J］.地質與資源，2011，20（6）：430－433.

［12］曲洪祥，陳滿，曹元寶，等.內蒙古大興安嶺東南部土城子組的發現及其意義［J］.地質與資源，2017，26（4）：339－345，338.

［13］魏家庸，盧重明，徐懷艾，等.沉積巖1∶5萬區域地質填圖方法指南［M］.武漢：中國地質大學出版社，1991.

［14］全國地層委員會《中國地層表》編委會，編.中國地層表（試用稿）［M］.北京：中國地質調查局，2012.

［15］馬寅生.燕山東段－下遼河盆地中新生代盆嶺構造及應力場演化［M］.北京：地質出版社，2004.

DISCUSSION ON THE BOUNDARY BETWEEN JURASSIC AND CRETACEOUS IN SOUTH-CENTRAL DAXINGANLING REGION，INNER MONGOLIA

QU Hong-xiang1，2，XU Huan1，GONG Quan-de1，DU Shi-shu1，GAO Wen-bo1，ZHONG Mi-shan2，TAN Chao2，WANG Yi-shu2，WU Hao1，ZHANG Lei1，CHEN Ze-han1
1.No.4 Gold Detachment，CAPF，Liaoyang 111000，Liaoning Province，China；2.Liaoning Institute of Geological Exploration，Dalian 116100，Liaoning Province，China

By discussion on the unconformity between Jurassic and Cretaceous in the south-central Daxinganling region，combining with regional stratigraphic correlation and isotope data，the boundary with identifiablity，objectivity and stability is determined.With study on the geotectonic setting for the forming of major strata，it is believed that the Tuchengzi Formation is a set of continental redbeds formed in the collision of post-orogenic extensional tectonic stage and is also the marker bed of the end of Jurassic，while Manketouebo Formation，Manitu Formation and Baiyingaolao Formation are volcanic strata formed in the post-collisional orogenic collapse tectonic stage.The Cretaceous crustal evolution begins with massive volcanic eruptions.The boundary of Jurassic and Cretaceous is between the Tuchengzi Formation and Manketouebo Formation，which is characterized by regional unconformity or disconformity.The unconformity surface is formed in the transition period from extension to collapse of post-collisional orogeny tectonic background.

J-K boundary；Tuchengzi Formation；Manketouebo Formation；unconformity surface；disconformity；Daxinganlingregion

1671-1947（2017）05-0439-06

P542.3

A

2017－02－16；

2017－04－14.編輯：張哲.

中國地質調查局“內蒙古1∶5萬復興屯（L51E012003）等四幅區礦調”項目（1212011504190），“1∶5萬特莫牧場（L51E009003）等四幅區礦調”項目（DD2016007804），“1∶5萬明水河林場（L51E008004）等三幅區調”項目（12120114013001）.

曲洪祥（1959—），男，教授級地質高級工程師，從事區域地質礦產普查工作，通信地址遼寧省大連市金州區五一路10號，E-mail//13644258268@139.com