內(nèi)蒙古烏蘭浩特市蘇呼河地區(qū)蘇中組地質(zhì)特征

[關(guān)鍵詞] 蘇中組；古杯化石；早寒武世；蘇呼河；內(nèi)蒙古

1984年唐守賢正式建立蘇中組，代表蘇呼河地區(qū)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(qū)域地質(zhì)調(diào)查二隊(duì)在蘇呼河車(chē)站北山鹿溝組中首次發(fā)現(xiàn)古杯化石，將該套地層歸于早泥盆世，置于上志留統(tǒng)古爾斑河組之上、下泥盆統(tǒng)西古蘭河組之下。1978年，吉林省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)在阿爾山市伊爾施鎮(zhèn)蘇呼河車(chē)站北山剖面發(fā)現(xiàn)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(rèn)為含古杯類(lèi)化石的層位屬下寒武統(tǒng)，并將該套地層命名為蘇中組，之后的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、科研工作，均采用蘇中組［1-4］，時(shí)代歸于早寒武世。本文為進(jìn)一步確定該地層時(shí)代，對(duì)蘇呼河地區(qū)的蘇中組進(jìn)行了詳細(xì)的地層層序劃分和古生物化石研究。

1 . 地質(zhì)背景

研究區(qū)古生代大地構(gòu)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(gòu)造線方向以北東、北北東向?yàn)橹鳎?jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程，主要表現(xiàn)為早石炭世后造山型閃長(zhǎng)巖的侵位以及晚石炭世—早二疊世活動(dòng)陸緣裂陷盆地的沉積。古生代地層區(qū)劃屬北疆—興安地層大區(qū)，興安地層區(qū)，東烏—呼瑪?shù)貙臃謪^(qū)［1］（圖1A）；中新生代屬濱太平洋地層區(qū)，大興安嶺—燕山地層分區(qū)，博克圖—二連浩特地層小區(qū)。該研究區(qū)是中國(guó)東部大陸環(huán)太平洋火山活動(dòng)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(fā)的主要形成機(jī)制。大規(guī)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?yàn)橹行律鷰r漿活動(dòng)影響，導(dǎo)致古生代地質(zhì)體發(fā)生了不同程度的變形變質(zhì)。古生代地層在靠近中生代侵入巖的地段多發(fā)生熱接觸變質(zhì)作用，圍巖蝕變現(xiàn)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(duì)較好。

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

2. 蘇中組分布與形成環(huán)境

蘇中組主要分布于蘇呼河北山（伊爾施鎮(zhèn)蘇中工區(qū)）、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(xì)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(jié)晶灰?guī)r；中部為黑色、深灰色結(jié)晶灰?guī)r夾黑色頁(yè)巖；上部為青灰色厚層灰?guī)r，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(jié)晶灰?guī)r組成，頂部見(jiàn)少量含砂質(zhì)條帶灰?guī)r，其上被晚侏羅世火山巖不整合覆蓋，未見(jiàn)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(cè)與下泥盆統(tǒng)泥鰍河組呈斷層接觸；南東側(cè)與下奧陶統(tǒng)哈拉哈河組也為斷層接觸，控制最大厚度﹥99.4 m，區(qū)域上該組被晚泥盆世細(xì)粒輝石閃長(zhǎng)巖侵入。巖性以灰色結(jié)晶灰?guī)r、蜂窩狀灰?guī)r為主，夾少量青灰色板巖，頂部灰?guī)r含古杯類(lèi)化石，巖層傾角一般大于70°。灰?guī)r呈泥晶狀，屬低能環(huán)境下的沉積物；泥巖中發(fā)育細(xì)小紋層理及小型波狀層理，說(shuō)明海水相對(duì)寧?kù)o；泥（板）巖呈黑色，形成于還原環(huán)境，古杯化石的存在，說(shuō)明當(dāng)時(shí)海水較淺［6，7］。綜上，該地層形成于海水相對(duì)穩(wěn)定的淺海還原環(huán)境。

3 . 地層層序

蘇中組地層層序以蘇呼河北山下寒武統(tǒng)蘇中組剖面（起點(diǎn)坐標(biāo)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?guī)r（未見(jiàn)頂），含古杯、海百合

莖等化石…＞15.0 m

4．青灰色變質(zhì)粉砂質(zhì)板巖，發(fā)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?guī)r，含海百合莖等化石…… 50.6m

2．淺灰色碳酸鹽化碎裂狀粉晶灰?guī)r……………………… 23.9 m

1．淺綠灰色紋層狀變質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖（未見(jiàn)底） ………… ＞3.7 m

——斷層——

泥鰍河組（D1-2n）淺灰綠色變質(zhì)砂礫巖

剖面由下到上反映兩個(gè)相對(duì)完整的沉積韻律，每個(gè)韻律下部為粉砂質(zhì)泥巖，上部為粉晶灰?guī)r（圖3）。

4 . 古杯化石組合

在微晶灰?guī)r中采集的古杯化石，經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院王惠正高級(jí)工程師鑒定，有Robustocyathus cf.proskurjakovi（Toll）普羅斯庫(kù)爾雅柯夫強(qiáng)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(jiǎn)單篩孔古杯（新種），為早寒武世的產(chǎn)物。20世紀(jì)80年代末開(kāi)展的1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，在微晶灰?guī)r中采集了大量的古杯化石，經(jīng)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(shí)也為早寒武世［8］。唐守賢（1984）將該地區(qū)早寒武世古杯化石命名為Archaeo?cyathus– Robustocyathu 組合。這個(gè)生物群在內(nèi)蒙古其他地方均未發(fā)現(xiàn)過(guò)，本組合的總體面貌顯示了早寒武世古杯動(dòng)物群的特征。

Desocyathus ， Protopharetra bipartita 以及Archaeocy?athus等是俄羅斯西薩彥嶺地區(qū)Cahawtbl - Kronbekuu層中部或中下部Lebedicyathus duplicatus 帶、Clathricoseinus 帶的主要成員和常見(jiàn)分子。它們亦常見(jiàn)于我國(guó)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(dāng)于三葉蟲(chóng)Megaparaeolenus帶之下、Drepanu?roides帶之上。其時(shí)代應(yīng)為我國(guó)滄浪鋪期，并相當(dāng)于俄羅斯和蒙古國(guó)廣義的勒拿階下部［9］。

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

5. 結(jié)論

（1）蘇呼河地區(qū)蘇中組巖性為變質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、結(jié)晶灰?guī)r夾粉砂質(zhì)板巖，形成于淺海環(huán)境，后期巖石發(fā)生了淺變質(zhì)。

（2）根據(jù)灰?guī)r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(shí)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(duì)研究本區(qū)地質(zhì)發(fā)展史有重要意義。