华北陆台北缘构造-岩浆岩带

如题所述

一、白乃庙-温都尔庙前寒武纪-早古生代构造-岩浆岩带(Ⅲ)

前人的区域地质构造研究结果表明,在华北陆块早前寒武纪结晶基底的北缘分布有一条东西长900km,南北宽40~120km的前寒武纪-早古生代构造-地层单元,部分学者将其称之为温都尔庙-翁牛特早古生代增生地体(王荃等,1991;陈琦等,1992;唐克东等,1992)。白乃庙-温都尔庙前寒武纪早古生代构造-岩浆岩带就位于该构造-地层单元的西段,地处白云鄂博-多伦-赤峰-开原深大断裂(有人将其称之为华北陆台北缘深大断裂)与温都尔庙-西拉木伦断裂之间。该构造-岩浆岩带东西长为160km,南北宽15~60km,分布面积4200km2,主要由中元古界白银都西群变质岩、中元古界白乃庙群绿片岩和新元古界温都尔庙群绿片岩以及少量奥陶系和志留系火山-沉积岩所构成。前寒武系变质岩和早古生代变质火山-沉积岩地层简述如下:

a.白银都西群变质岩:这套变质岩地层位于研究区的西南一隅,主要由斜长角闪岩、变粒岩、浅粒岩、角闪斜长片麻岩、脉状或条带状混合岩所组成,其中斜长角闪岩全岩钐-钕同位素等时线年龄为(1394±46)Ma和εNd(t)值为7.9±2.1(2σ)(聂凤军等,1994a)。鉴于这套变质岩地层无论在成岩环境、构造形迹和变质级序上,还是在岩性组合、岩相学、元素地球化学和同位素年代学上均与白云鄂博群、白乃庙群和温都尔庙群存在有较明显差异,因此,陈琦等(1992)和聂凤军等(1994a)均将其命名为白银都西群,其原岩应该是不稳定古大陆边缘构造-岩浆活动的产物。

b.白乃庙群绿片岩:白乃庙群变质岩火山-沉积岩地层主要由绿泥斜长片岩、阳起斜长片岩、角闪斜长片岩、残玢变岩、绢云斜长片岩和绿泥石英片岩所组成,其中阳起斜长片岩锆石铀-铅法和全岩钐-钕法同位素等时线年龄分别为(1130±16)Ma(2σ)和(1107±28)Ma(2σ)(聂凤军等,1991a;Nie和Bjor-lykke,1999),另外,部分绿片岩角闪石钾-氩同位素年龄值为434~581M(a 聂凤军等,1993)。锆石铀-铅法和全岩钐-钕法年龄代表了绿片岩原岩的成岩时代,而角闪石钾-氩年龄反映了区域变质作用或热事件发生的时间。

c.温都尔庙群绿片岩:温都尔庙群变质火山-沉积岩地层主要分布在苏尼特右旗朱日和镇以北广大地区,其南侧与白银都西群呈断层接触关系,北部为上石炭统灰岩不整合覆盖。这套变质岩火山-沉积岩地层的主要岩石类型有变质枕状熔岩、绿片岩、蓝闪片岩、石英岩、石英片岩和碧玉岩以及混杂堆积岩,其中绿泥斜长片岩的钐-钕同位素等时线年龄为(807±49)Ma(2σ)和ε N(d t)值为2.7±1.3。另外,部分绿片岩角闪石钾-氩同位素年龄值为538~636M(a 聂凤军等,1993)。全岩钐-钕同位素年龄值代表了变质火山岩原岩的形成时代,而角闪石钾-氩年龄反映了区域变质作用或热事件发生的时间。

d.早古生代变质火山-沉积岩:代表性地层单元有中志留统徐尼乌苏组和上志留统那清组火山-沉积岩。徐尼乌苏组火山-沉积岩地层主要分布在白乃庙以南广大地区,为一向南倾斜的断裂岩片,与白乃庙群绿片岩呈角度不整合接触关系。这套地层的主要岩石类型有凝灰质砂砾岩、硬砂岩、板岩和含珊瑚化石的灰岩,其成岩环境和岩相学特征大体上可与上志留统那清组和西别河组沉积岩系相对比,属古大陆边缘裂陷槽环境中火山活动和沉积作用的产物。上志留统那清组沉积岩主要分布在苏尼特右旗赛汉塔拉镇与朱日和镇之间的一些地区,不整合地覆盖在新元古界温都尔庙群绿片岩地层之上。那清组沉积岩地层主要岩石类型为杂砂岩、泥岩和灰岩,其成岩环境、岩相学和变质变形特征完全可与上志留统西别河组沉积岩相对比。部分学者认为,那清组沉积岩是断陷盆地(或槽)内沉积作用的产物,同时也是华北陆块北缘早古生代构造-岩浆岩带内出现的“第一个沉积盖层”(李文国等,1982)。

另外,在白乃庙和温都尔庙地区东西两侧零星分布有其它早古生代火山-沉积岩地层,如奥陶系变质火山-沉积岩地层,尽管其岩性组合可与研究区西部奥陶系包尔汉图群相比,但是由于其分布范围十分有限,目前尚不清楚它们是否属于包尔汉图群变质火山-沉积岩地层的组成部分。

二、阿尔善图-查干淖尔晚古生代构造-岩浆岩带(Ⅳ)

前人区域地质构造研究结果表明,在前述白乃庙-温都尔庙前寒武纪-早古生代构造-岩浆岩带的北部分布有一条东西长1400km,南北宽25~65km的晚古生代构造-地层单元,部分学者将其称之为苏尼特-林西增生地体(王荃等,1991;陈琦等,1992;唐克东等,1992)。阿尔善图-查干淖尔晚古生代构造-岩浆岩带就位于该构造-地层单元的西段,其北界为西里庙-达青牧场挤压破碎带的一部分,南界为温都尔庙-西拉木伦断裂带。该构造-岩浆岩带东西长220km,南北宽25~35km,分布面积为6500km2。受晚古生代时期区域性地壳抬升和剥蚀作用的影响,工作区内缺失下-中泥盆统和下-中石炭统地层,所见地层主要有上泥盆统安格尔音乌拉组,中石炭统本巴图组和阿木山组,下二叠统三面井组、呼格特组、德言其庙组和额里图组火山-沉积岩。另外,各种分布形态和不同产出规模的花岗岩类侵入岩体分布广泛,并且与金矿床(点)具有密切空间分布关系。上泥盆统安格尔音乌拉组岩石类型主要有粉砂岩、砂岩、砂砾岩和灰岩以及安山岩和凝灰质细砂岩,其原岩为浅海相环境中形成的一套陆源碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩建造。中石炭统本巴图和阿木山组岩石类型主要有粉砂岩、细砂岩、生物灰岩、砂质板岩、钠长流纹斑岩和英安质凝灰熔岩。(内蒙古自治区地质矿产局编著,1996;内蒙古自治区地质矿产局,1991)。野外地质调查和室内研究结果表明,尽管上述中石炭统火山-沉积岩地层大体上可与典型的本巴图或阿木山组地层相对比,但是它们之间的差异也是十分明显的,是陆缘裂陷槽环境内中酸性火山活动与沉积作用的产物(聂凤军等,1994d,1993)。阿尔善图-查干淖尔晚古生代构造-岩浆岩带范围内下二叠统沉积岩地层分布广泛,主要由三面井组、呼格特组、德言其庙组和额里图组等地层单元所组成。尽管各地层单元无论是在产出环境和分布面积上,还是在岩性组合和化石类型上均存在有一定的差别,但是它们的形成时代和产出规模大体相似。岩石类型总体上以砂岩、粉砂岩和灰岩为主,局部地段见有中酸性火山岩。另外,在各下二叠统地层单元中,常常可以观察到递变层理、底面印模和巨砾滑塌堆积等地质现象。根据各下二叠统地层单元的上述地质特点,陈琦等(1992)认为,该构造-岩浆岩带内的下二叠统沉积岩地层是断陷槽环境内沉积作用的产物。

就花岗岩类和镁铁质侵入岩来讲,它们主要呈岩枝状、岩脉状、岩株状或岩基状分布在苏尼特右旗赛汉塔拉镇东北50km 处。岩石类型有辉绿岩、辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩,其中代表性辉绿岩脉的全岩铷-锶同位素年龄值为338Ma,辉长岩脉角闪石钾-氩同位素年龄值为363Ma,花岗闪长岩株锆石铀-铅同位素年龄值变化范围为346~365Ma(罗照华等,1995)。野外地质证据和同位素年代学研究结果表明,这些侵入岩体均是海西期深源岩浆(幔源?)上侵定位的产物(洪大卫等,2000)。

三、艾力格庙-锡林浩特前寒武纪中间地块(V)

该前寒武纪中间地块(V)地处西里庙-达青牧场挤压破碎带与索伦敖包-阿鲁科尔沁旗深大断裂所挟持地带,向西延伸至蒙古国呼都格乌勒(Hutag Uul)前寒武纪-早古生代地体,向东为中新生代构造-岩浆岩带所覆盖。在二连浩特-东乌珠穆沁旗一带,整个前寒武纪中间地块为一不规则状的狭长条带,东西长为560km,南北宽20~60km,分布面积为15000km2。在这一个独特的构造-岩浆岩单元内,规模大小不等和产出形态各异的前寒武纪古陆块呈团块群或条带产出,并且为泥盆系、石炭系和二叠系火山-沉积岩地层所包裹或呈断层接触关系。这些前寒武纪块体无论在岩石类型和岩石组合方面,还是在变形程度和变质级序上完全可与华北陆块内部或边缘地带的中元古界二道洼群、白银都西群和宝音图群变质岩地层相对比。另外,代表性古陆块斜长角闪岩全岩钐-钕同位素等时线年龄值分别为(1025±41)Ma(、1286±28.4)Ma和(1910±71.9)Ma;全岩铷-锶同位等时线年龄值分别为(651±21.3)Ma和(659.89±29.30)Ma(郝旭等,1997;徐备等,1994,1996),其中全岩钐-钕同位素年龄代表了变质岩原岩的成岩年龄,而全岩铷-锶同位素年龄反映了中元古界火山-沉积岩地层变质作用发生的时间。根据已有的构造地质、岩相学,地球化学和同位素年代学资料数据,可以初步推测,上述前寒武纪变质岩块体很可能是中元古代以后从华北陆块裂解形成的古陆壳残片。

近年来中蒙和蒙俄边境地区野外地质调查和综合性对比研究结果表明,在华北陆块与西伯利亚板块之间分布有一系列各种时代、不等规模和不同形态的中小地块,其产出环境和地质特征与华北古陆块或西伯利西板块等前寒武纪变质岩块体相似(徐备等,1997;Pei和Nie,1993;Sengor等,1993;陈琦等,1992)。这些数量众多的古陆块及其之间的中小洋盆地的俯冲、拼贴和消亡作用对华北陆块与西伯利亚板块的碰撞形式、岩浆活动强度和构造动力学机理均产生有重大影响。受大量中小古陆块“缓冲性碰撞型”作用的制约,研究区范围内大规模A型俯冲(推覆)构造和S型花岗岩的缺失也是预料之中的事情。综上所述,不难看到华北古陆与西伯利亚板块的拼合并不是一个简单的单一俯冲和碰撞过程,其形成作用远比科迪勒拉和喜马拉雅造山带要复杂得多。

除了前述前寒武纪中间地块外,在该构造-地层单元内还可观察到上石炭统阿木山组(也称宝力格庙组)和下二叠统包特格组(又称达里诺尔组)陆相火山-沉积岩,两套岩层的总厚度为3600m。另外,在该构造-地层单元的局部地段也可观察到下侏罗统布哈拉达根组和上白垩统二连达布苏组火山-沉积岩不整合覆盖在前寒武纪中间地块、上石炭统和下二叠统火山-沉积岩地层之上。

该构造-地层单元内各个地质时代,不同类型和各种规模的侵入岩比较发育,除了见有少量古生代镁铁质-超镁铁质侵入岩外,还出露有较大面积的晚古生代和中生代花岗岩,前者主要在该构造-地层单元的西部产出,而后者则多出现在该区的东段,反映了本区东部和西部受滨西太平洋板块活动影响程度存在有一定的差异。从构造形迹上看,区内各主要岩(体)层内除了产出有一些紧密线状褶皱外,各种形态和不同规模的断裂破碎带、张裂性和挤压性断层分布广泛、其中以近东西向、北东向和近南北向断层最为发育,并且与部分金属矿床(点)具有密切的时空分布关系。

四、二连浩特-贺根山晚古生代蛇绿混杂岩带(Ⅵ)

该蛇绿混杂岩带(Ⅵ)地处索伦敖包-阿鲁科尔沁旗深大断裂带和二连浩特-贺根山深大断裂带所挟持地带,向西延伸到蒙古国恩呼(En Shoo)晚古生代地体(又称泥盆纪岛弧火山-沉积岩带),向东为中-新生代构造-岩浆岩带所覆盖。在二连浩特-东乌珠穆沁旗一带,整个晚古生代蛇绿混杂岩带为一不规则状狭长条带,东西长为750km,南北宽25~90km,分布面积为42000km2。在蛇绿混杂岩带范围内,除了部分地段见有中奥陶统汗乌拉组海相沉积岩、下泥盆统敖包亭浑迪组海相火山-沉积岩和上石炭统阿木山组(或宝力格庙组)陆相火山-沉积岩地层外,下二叠统包特格组(或称达里诺尔组)陆相火山岩地层分布广泛,整套岩层厚度大于4200m。需要提及的是,该构造单元的一个重要特点就是各种产状和不等规模蛇绿岩块体或蛇绿混杂岩体十分发育,并且构成一条东西长500km,南北宽30~80km的蛇绿岩带,其中以贺根山一带的蛇绿岩块体出露规模最大和岩性组合最为完整。

在贺根山的阿尤拉海、朝克山、贺根山、白音山、崇根山、小坝梁和乌斯尼黑等地数量众多、形态各异和大小不一的蛇绿岩块体及其相关的混杂堆积岩体分布广泛,并且与铬矿床(点)具有密切的空间分布关系。在所有上述蛇绿岩块体中,朝克山和崇根山蛇绿岩块体的出露面积分别为100km2和400km2,以产出规模较大和岩性组合复杂为特点。蛇绿岩块体主要由4大类火成岩所构成,即地幔构造岩、堆晶杂岩、玄武质(或辉长质)岩墙和长英质侵入岩(包志伟等,1994;曹从周等,1986;白文吉等,1985)。地幔构造岩主要由纯橄岩、方辉辉橄岩和二辉橄榄岩所组成,其中囊状和透镜状纯橄岩就是铬矿体的容矿围岩。堆晶杂岩的岩石类型主要有辉长岩和橄榄辉长岩以及少量纯橄岩、橄长岩、单辉橄榄岩和斜长岩,其中辉长岩以叶理、褶曲和揉碎构造发育为特点。玄武质和辉长质侵入岩大多呈近直立状岩墙分布,长度为几十米到数百米,宽为0.5~1.5m。长英质侵入岩主要由斜长花岗岩和细晶岩脉所组成,长度为几米到几十米,宽度为几十厘米到几米,其形成时间明显晚于前述镁铁质-超镁铁质火成岩。

大量岩相学、矿物学和元素地球化学研究结果表明,无论是地幔构造岩、还是堆晶杂岩,其岩石学特征完全可与大洋中脊环境中的镁铁质-超镁铁质火成岩相对比,它们是大洋中脊幔源岩浆活动的产物(白文吉等,1995)。玄武质和辉长质侵入岩以明显亏损钇、锆、磷和稀土元素为特征,其成岩作用与岛弧构造环境中亏损地幔源火成岩的部分熔融有关(Liang,1991)。另外,镁铁质-超镁铁质岩浆在其喷溢或上侵定位过程中,可以通过自身的结晶分异作用形成一些小规模的斜长花岗岩和细晶岩脉(墙)。需要提及的是,贺根山一带部分蛇绿混杂岩的内部常常分布有厚度不等的硅质岩层,其所含栉水母类和放射虫化石的形成时代分别为中-晚泥盆世和晚泥盆世。斜辉辉橄岩全岩钾-氩同位素年龄分别为346Ma、380Ma和430Ma(包志伟等,1994;白文吉等,1985;唐克东等,1992),所有上述地质证据表明,贺根山一带蛇绿岩块体中的火成岩是前泥盆纪大洋中脊和岛弧构造环境中幔源岩浆活动的产物。相比之下,蛇绿混杂岩的形成与晚古生代华北陆块与西伯利亚板块的碰撞与对接活动有关。

关于蛇绿岩块体及相关混杂堆积岩的成因及地质意义,部分学者认为,华北陆块与西伯利亚板块碰撞对接作用发生的时间为晚泥盆世到早二叠世,蛇绿混杂岩的形成作用与两大古陆块的挤压构造活动有关(唐克东等,1992;Liang,1991)。另外一部分学者则认为,在晚石炭世到早二叠世期间、古蒙古洋壳对华北古陆块的俯冲和消减作用是导致蛇绿混杂岩形成的主导控制因素(包志伟等,1994;白文吉等,1985)。尽管人们在蛇绿混杂岩的形成机理上尚存在有较大意见分歧,但是大家均承认:①贺根山蛇绿岩块体是古蒙古洋壳的残片;②二连浩特-贺根山深大断裂及其两侧的蛇绿混杂岩所在的位置就是华北陆块与西伯利亚板块的古缝合带;③蛇绿混杂岩的形成时代应为晚古生代中晚期。

除了前述蛇绿岩块体及相关蛇绿混杂岩外,该构造单元内各个地质时代和不同规模的花岗岩类侵入岩分布广泛,其中海西期钙-碱性花岗岩约占全部侵入岩分布面积的69%。从构造形迹上看,除了在下二叠统格根敖包组火山-沉积岩地层中发育有紧密褶皱外,各种形状和不同规模的挤压性破碎带和断层分布广泛,其中以近东西向、北东向和近南北向断层最为发育,并且与金属矿床(点)具密切时空分布关系。

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