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内蒙古地质构造单元划分及存在的有关问题

发布时间:2022-02-11 08:40:09 浏览数:


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摘要:通过对内蒙古地质构造单元最新划分方案的研究,对部分一、二级构造单元的界线(如索伦——西拉木伦河结合带)和几个二、三级构造单元的划分提出了质疑,并且依据大量实际资料进行了讨论,提出了新的意见,供内蒙古广大地质工作者参考和合理的利用。

关键词:内蒙古;地质构造单元;划分;有关问题

一、地质构造单元划分

自新中国成立以来,有不少学者在进行全国地质构造单元划分的同时,对内蒙古的地质构造单元进行过不同的划分。如(黄汲清,任纪舜,姜春发等,1977)在中国大地构造基本轮廓的研究中,将内蒙古划为中朝准地台和天山兴安地槽褶皱区及额尔古纳地槽褶皱系;(李春昱,1981)对中国板块构造轮廓研究和划分中,将内蒙古划为中朝板块和西伯利亚板块两大板块;其中较为系统的划分始于1983年,开始编制的第一代内蒙古区域地质志,于1991年出版。当时依据的是槽台学术观点,将内蒙古划分为华北地台、内蒙古中部地槽褶皱系、兴安地槽褶皱系、天山地槽褶皱系、祁连地槽褶皱系等5个一级构造单元,并且进一步划分了17个二级构造单元和40个三级构造单元。(邵积东1998)将内蒙古划分为西伯利亚板块、华北板块和塔里木板块。(潘桂棠,肖庆辉,陆松年,邓晋福等.2009)将内蒙古也划为西伯利亚板块、华北板块和塔里木板块。(邵积东2010)将内蒙古划分为西伯利亚板块、华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块。

全国矿产资源潜力评价项目,内蒙古基础地质背景研究以板块构造理论和全新的思维,将内蒙古的地质构造单元进行了重新划分。但由于不同承担单位在认识上存在差异,所以在划分上仍有所不同。具体划分情况见图。

二、新的划分方案存在的主要地质问题

1. 索伦山——林西(西拉木伦河)结合带

索伦山——林西(西拉木伦河)结合带被划为Ⅱ级构造单元,在Ⅱ级构造单元的基础上又进一步划分了达青牧场——扎赉特旗俯冲增生杂岩带、林西残余盆地、西拉木伦俯冲增生杂岩带、索伦山蛇绿混杂岩带、查干乌拉俯冲增生杂岩带、苏尼特右旗坳陷盆地、桑根达来断陷盆地7个Ⅲ级构造单元。

在上述划分的讨论中,认为索伦山与西拉木伦河都有早二叠世的蛇绿岩,应为同一个构造带,并将其作为一级构造单元的分界线,这显然是错误的。

在西拉木伦河断裂带的南北两侧,确实为明显不同的两套地层系统,北部为晚石炭世本巴图组海相中基性火山岩、碎屑岩组合,含蜓化石Profusulinella -Pseudostaffella带和Fusulina-Fusulinella带;阿木山组海相碳酸岩、碎屑岩组合,含蜓化石Triticites带和Pseudoschwagerina带;早、中二叠世有寿山沟组海相碎屑岩组合,大石寨组海相中基性火山岩及碎屑岩组合,含海相动物化石,哲斯组海相碳酸岩及碎屑岩组合,含蜓化石Monodiexodina带,腕足化石Spiriferella-Kochiproductus-Yakovlevia带,珊瑚化石Plerophyllum crassoseptatum-Tachylasma zhesiensi-T.variabila带;晚二叠世为林西组黑色砂板岩的陆相地层,含植物化石Callipteris-Noeggerathiopsis带。南部对应的晚石炭世则为酒局子组碎屑岩夹煤层的陆相地层,含植物化石Neuropteris-Lepidodendron带;早、中二叠世则为三面井组海相碎屑岩、碳酸岩组合,含蜓化石Misellina ovalis-Parafusulina splendens带,额里图组陆相火山岩及碎屑岩地层,含Pecopteris tenuicostata, Emplectopteris minima,Danaeites mirabilis, Taeniopteris norinii,Annularia gracilescens等植物化石,于家北沟组海相碎屑岩夹火山碎屑岩,含海相动物化石;晚二叠世为铁营子组,以砂砾岩为主的陆相地层,含植物化石。建造类型明显不同,生物特征北部为冷水型动物群和安格拉植物群,南部则为暖水型动物群和华夏植物群,也均明显不同。构造分区特点明显,断裂带构造特征清楚,并见有早二叠世的蛇绿岩。这确实是一条重要的构造带。

但在索伦山构造带南部则为晚石炭世本巴图组、阿木山组、早、中二叠世大石寨组、哲斯组,是西拉木伦河断裂带以北的地层系统,并非是西拉木伦河断裂带南部的晚石炭世酒局子组、早中二叠世三面井组、额里图组、于家北沟组这套地层系统。那么,将索伦山构造带与西拉木伦河构造带相连,就是在同一套地层系统中,也就是在同一构造块体中划一条线,作为大构造单元分化性构造边界,显然不妥。

实际上,西拉木伦河断裂向西应从桑根达来——朱日和东南——白乃庙南与华北陆块边缘断裂相连接。主要依据:①这一线两侧分别为上述南北两套地层系统;②在朱日和东南通过近年区调填图,确认在北部为含Triticites的阿木山组与南部含Neuropteris植物化石的酒局子组之间为一断裂构造特征明显的大型断裂带,航磁异常图上为一明显的正负异常梯度带。根据这一可靠的资料依据,认为该断裂带就是西拉木伦河断裂带的西延部分,对西拉木伦河断裂的延伸有了准确的认识。至于索伦山断裂带向东如何延伸,尚需进一步研究。

2. 包尔汉图——温都尔庙弧盆系

包尔汉图——温都尔庙弧盆系为Ⅱ级构造单元,在此基础上又划分了朝阳地——翁牛特旗弧——陆碰撞带、温都尔庙俯冲增生杂岩带、宝音图岩浆弧3个Ⅲ级构造单元。

朝阳地——翁牛特旗弧-陆碰撞带的划分,仅根据山湾子陆源火山弧(O-S1)和青龙山镇晚石炭世俯冲火山岩,推测其至少在寒武纪末期和早石炭世末期发生过俯冲活动;而在朝阳地出露的超基性岩长轴方向与围岩新太古代建平群片麻理产状一致,就反映出新太古代之后的俯冲挤压特征,显然是缺乏依据。

温都尔庙俯冲增生杂岩带,主要指的是温都尔庙群,这种划分存在有一定的错误。原1∶20区调在温都尔庙群底部划出了玄武岩,并见有超基性岩。在胡尔嘎庙等3幅1∶5万区调中,经野外实地调查,发现有玄武岩,与超基性岩、辉绿岩岩石面貌特征相似,变质变形不强。而与真正划入温都尔庙群的绢云石英片岩、石英片岩、石英岩、磁铁石英岩夹大理岩及绿片岩等含铁建造明显不同,其分布特点也不尽协调。当时分析超基性岩和辉绿岩为基性脉岩或岩墙群,变玄武岩为包尔汉图群。

近年区调工作,周志广在西乌旗达青牧场西南发现了大量变质玄武岩,获得锆石U-pb同位素年龄421±2Ma;葛梦春在锡林浩特以东一带玄武岩安山岩中获得锆石U-pb同位素年龄411±59Ma,时代为奥陶纪,将其划归包尔汉图群。李承东等在温都尔庙一带于变玄武岩中获得锆石U-pb同位素年龄470Ma,于变质砂岩中获得相当于中志留世的碎屑锆石年龄。以此年龄将温都尔庙群的时代确定为寒武纪——中志留世。初航于变玄武岩中获得245-357 Ma,以此年龄将温都尔庙群置于晚二叠世——早三叠世。这显然是错误的。因为变玄武岩、安山岩并非温都尔庙群的内容,它不能够代表温都尔庙群含铁建造的形成时代。

另外,在构造单元划分讨论中认为,中、晚元古代大洋板块向南俯冲形成温都尔庙群俯冲增生楔,由温都尔庙群蛇绿岩、洋内弧和远洋沉积物堆积而成,并有高压变质带存在。

其中蛇绿岩指的是白音查干一带的碳酸盐化、滑石化蛇纹岩、绿帘绿泥石英片岩、绿泥片岩等枕状熔岩和蚀变辉长岩,温都尔庙地区的蛇纹石化橄榄岩、斜长角闪岩、斜长花岗岩。据1∶5万区调(1995)获得图林凯超基性岩Sm-Nd同位素年龄为1642±224Ma;斜长角闪岩锆石U-Pb同位素年龄1974.6Na;斜长花岗岩锆石U-Pb同位素年龄1906.0Ma。

洋内弧指的是温都尔庙群桑达来呼都格组钠长绿帘绿泥片岩、绿泥石英片岩、透闪石阳起片岩、硅质岩、磁铁化安山岩、大理岩等岩石组合,原岩为枕状拉斑玄武岩、安山岩、铁硅质岩。在绿帘绿泥片岩中获得锆石U-Pb同位素年龄值为1799.9Ma(1∶5万区调)。

远洋沉积指的是哈尔哈达组深海相二云母石英片岩、绿泥石英片岩、绿帘绿泥片岩、硅质岩、磁铁石英岩岩石组合。

高压变质带兰闪石片岩产在哈尔哈达组绿泥石英片岩中。据颜竹筠、唐克东等研究,兰闪片岩中有兰闪石、硬柱石、文石、多硅白云母、迪尔石、铁滑石等矿物出现,说明兰闪片岩属典型的高压相系。

上述认识存在明显的不妥或错误:①斜长角闪岩同位素年龄为1974.6Na,斜长花岗岩同位素年龄为1906.0Ma,这显然不是中新元古代,同时也不是蛇绿岩组合;②温都尔庙群中没有硅质岩和磁铁安山岩,而是有石英岩、磁铁石英岩;③二云母石英片岩、绿泥石英片岩、绿帘绿泥片岩、石英岩、磁铁石英岩、大理岩作为洋内弧和远洋沉积显然是错误的;④兰闪石片岩产在哈尔哈达组绿泥石英片岩中,说法不妥。不能将超基性岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩、兰闪石片岩等蛇绿岩组合,甚至包括安山岩强加于温都尔庙群中,这是错误的。

在温都尔庙一带确实存在有蛇绿岩组合(硅质岩、枕状玄武岩、超基性岩、兰闪片岩、辉长岩、辉绿岩等),实际上是叠置于温都尔庙群之上的加里东期的蛇绿构造混杂岩带,与温都尔庙群不是同一套变质建造,不能将其并入温都尔庙群,温都尔庙群更不是俯冲增生杂岩。还需进一步研究,予以合理的划分。

3. 宝音图岩浆弧

内蒙古地质矿产勘查院将其划归包尔汉图——温都尔庙弧盆系,而内蒙古第十地质矿产勘查开发院将其划归了哈日博日格弧盆系巴彦毛道岩浆弧中,这种划分不尽合理。宝音图隆起呈北北东向分布,是分割内蒙古东西构造格局的一条重要构造带,应当单独划分。即使归并,也要考虑构造活动演化的相关性。

4. 恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带

内蒙古地质矿产勘查院将其划为恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带,内蒙古第十地质矿产勘查开发院将其划为恩格尔乌苏俯冲增生杂岩带。是一个被认为是华北板块与塔里木板块之间恩格尔乌苏洋封闭,碰撞对接带上的蛇绿混杂岩带。据王廷印等(1986)研究,带内具有层序较全的蛇绿岩组合。底部为变质橄榄岩(地幔岩),向上依次为堆晶岩、基性岩墙群、枕状熔岩和远洋沉积变质硅质岩,其次为块状海绵状硅质碳酸盐岩岩石等硅化型风化壳;堆晶岩由细粒角闪辉长岩组成,顶部见有斜长花岗岩;基性岩墙群为次玄武岩、辉绿岩、辉绿玢岩;枕状熔岩为拉斑玄武岩、橄榄玄武岩、安山玄武岩;远洋沉积为硅质岩、硅质碧玉岩、细碧角斑岩、锰结核等。它们以构造岩片侵位于上石炭统以本巴图组为基质的沉积地层中。带内发育有二叠纪俯冲岩浆杂岩(TTG)岩石构造组合。

作为蛇绿混杂岩带讨论是可以的,但作为俯冲增生杂岩带讨论,将其南部晚石炭世阿木山组以及石炭纪——二叠纪花岗岩出露区全部划为俯冲增生杂岩,可能不妥。从蛇绿岩的形成时代看,为早二叠世末期——中二叠世,那么,俯冲增生作用一定要晚于蛇绿岩的形成时代,由此可以说明,阿木山组以及石炭纪花岗岩不能是俯冲增生杂岩。所以,应考虑修订划分方案。

5. 敦煌陆块

划分方案中谈到,北山地区出露的变质基底岩系为中、新太古代高级变质的表壳岩、变质深成体和古元古代北山岩群云母石英片岩、黑云变粒岩、磁铁石英岩(下转150页)(上接87页)组合。中元古界古洞井群、新元古界园藻山群、震旦系洗肠井群,古洞井群、园藻山群为典型的盖层沉积,洗肠井群为冰积沉积。

上述划分方案存在以下几方面问题:①在内蒙古的北山地区不存在中、新太古代高级变质岩系;②北山岩群在黑鹰山-蓬勃山以南一带广泛出露,构成近东西向分布的古陆块,在其南侧与敦煌陆块之间为一浩瀚的古生代大洋,因此将其归属于敦煌陆块不尽合理;③中新元古界盖层沉积及震旦系冰积沉积,归属敦煌陆块,值得进一步讨论。

6. 大兴安岭弧盆系

划分了漠河前陆盆地、额尔古纳岛弧、哈达图——新林俯冲增生杂岩带、海拉尔——呼玛弧后盆地、红花尔基——李增碰山兰片岩构造混杂带、东乌旗——多宝山岛弧、二连——贺根山蛇绿混杂岩带、锡林浩特岩浆弧八个三级构造单元。主要问题有以下几点:①中新元古界佳疙瘩组为一套绢云片岩、二云片岩、绢云石英片岩、绿泥片岩、千枚岩组合,将其作为岛弧环境值得进一步讨论。另外将佳疙瘩组界定为南华系、将额尔古纳河组界定为震旦系缺乏依据;②新划分的哈达图——新林俯冲增生杂岩带缺少物质组成的论述,划分依据不明确;③锡林浩特岩浆弧,在文字讨论中认为是从华北陆块分离出去的古陆块,将其又划归于大兴安岭弧盆系二级构造单元,不尽合理;将达青牧场俯冲增生杂岩带划归于索伦——扎鲁特旗结合带二级构造单元,亦可不妥。锡林浩特岩浆弧与达青牧场俯冲增生杂岩带两个二级构造单元之间无明显的大的构造界线,这样划分显然不尽合理。

7. 地层区划

由于地质构造单元划分不合理,导致了地层区划的混乱。如晚石炭世本巴图组、阿木山组和中二叠世哲斯组在两个二级构造单元和三个三级构造单元中同时出现;乌宾敖包组在额尔古纳岛弧中出现,说明地质构造单元和地层区划的划分是错误的。同一套地层建造、相同的古生物化石组合,应当是在同一沉积构造环境中形成,不应将其划归不同的构造单元或不同的地层区。

本人通过详细研究全国矿产资源潜力评价项目对内蒙古地质构造单元的划分方案,发现存在诸多问题和错误,本次仅对上述几方面的问题进行讨论,并且提出不同的意见,供在内蒙古工作的地质工作者参考和合理利用。

参考文献:

[1] 内蒙古自治区地质调查院、内蒙古地质矿产勘察院、内蒙古第十 地质矿产勘察院编著,内蒙古自治区矿产资源潜力评价大地构造 相图及说明书,(2015,正在出版).

[2] 内蒙古自治区地质矿产局编著,内蒙古自治区区域地质志[M], 地质出版社.1991.

[3] 内蒙古自治区地质矿产局编著,全国地层多重划分对比研究:内 蒙古自治区岩石地层[M],中国地质大学出版社,1996.

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