論西拉木倫斷裂帶的研究及其意義

【摘要】西拉木倫深斷裂在內(nèi)蒙古自治區(qū)東部，是中國(guó)東北地區(qū)的一條規(guī)模較大的斷裂帶。是石炭系、二疊系地層的分區(qū)界線，斷續(xù)出露蛇綠巖帶，是一個(gè)更深層的斷裂帶，為了進(jìn)一步研究斷裂帶的變形特征與活動(dòng)歷史，筆者通過對(duì)前人成果的綜合研究及經(jīng)棚—林西—大阪一帶野外工作，對(duì)西拉木倫深斷裂的地貌形態(tài)、地質(zhì)特征等的分析，認(rèn)為西拉木倫深斷裂是一條新生代以來的深斷裂，主要發(fā)育在西拉水倫河河谷，性質(zhì)為脆性的張性斷裂。

【關(guān)鍵詞】特征；意義；深斷裂帶；西拉木倫

一、前言

西拉木倫深斷裂帶主體位于天山—興蒙地槽系的中東部，沿西拉術(shù)倫河近東西走向延伸的大型斷裂構(gòu)造。該斷裂帶的構(gòu)造屬性及成礦作用一直是地質(zhì)界研究的熱點(diǎn)問題。

宏觀上沿西拉術(shù)倫河近東西走向延伸，即向西經(jīng)達(dá)里諾爾—溫都爾廟—白云鄂博北側(cè)而掩沒于沙漠戈壁中；沿西拉木倫向東沿通遼市—長(zhǎng)春—延吉一線，掩沒于松遼盆地內(nèi)部，被中、新生代沉積覆蓋，斷裂帶寬幾十公里，長(zhǎng)達(dá)一千余公里，是一條長(zhǎng)期活動(dòng)的深大斷裂。在東段具體位置和空間展布特征的確定對(duì)揭示古亞洲洋構(gòu)造域東段的構(gòu)造演化和最終閉合性質(zhì)具有重要意義。

二、西拉木倫深斷裂帶特征

西拉木倫深斷裂有三分之一被中、新生代沉積物所覆蓋，出露較好、特征明顯的主要分布在赤峰市西拉木倫河一帶。

在基巖出露較好的西拉木倫河流域，構(gòu)造現(xiàn)象極為明顯。深斷裂表現(xiàn)為東西方向延伸的斷裂帶，擠壓破碎現(xiàn)象十分明顯，斷裂面發(fā)育，傾向南或南南東，傾角較大，一般為30—50°，局部地段片理化帶或靡棱化帶發(fā)育，沿?cái)嗔褞纬蓶|西向緊密的同斜、倒轉(zhuǎn)、平臥褶皺，這些現(xiàn)象顯示和說明，該地區(qū)發(fā)育一條受來自由北向南的水平擠壓應(yīng)力作用下形成的近東西向斷裂構(gòu)造。西拉木倫深斷裂兩側(cè)新生代玄武巖噴發(fā)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為裂隙式噴發(fā)（如上新統(tǒng)赤峰玄武巖）、中心式噴發(fā)（如上更新統(tǒng)達(dá)里諾爾玄武巖）。

因此新生代以來所表現(xiàn)出來的地質(zhì)現(xiàn)象說明：西拉木倫深斷裂帶所受到的力學(xué)應(yīng)力場(chǎng)的性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了變化，現(xiàn)具有張性或張扭性特征。

三、西拉木倫北東東向韌性變形帶特征

該帶分布于西拉沐淪河北岸，總體北東東向展布，寬大于5km，長(zhǎng)度大于80km。變形巖石為中二疊統(tǒng)哲斯組（P2zs）礫巖、砂礫巖夾砂巖。

韌性變形總體表現(xiàn)為從北向南從無到有、由弱到強(qiáng)、糜棱面理走向由北東到北東東到近東西。傾向南北擺動(dòng)，以向南東—南南東—南為多，傾角多陡立（>50°），個(gè)別較緩（30～50°），在傾向南東—南的糜棱面理上發(fā)育拉伸線理，傾伏向北東東—東，傾伏角平緩（<30°，多為5～20°），根據(jù)不對(duì)稱眼球狀構(gòu)造等指向構(gòu)造等判斷，該變形帶為略南傾的右行壓扭韌性變形帶。

根據(jù)韌性變形的強(qiáng)度和變形類型從北到南可劃分為三個(gè)帶，分別稱弱韌性變形帶、韌性右行走滑帶和韌性壓扁帶。

弱韌性變形帶從北到南韌性變形逐漸增強(qiáng)，強(qiáng)干巖層及礫石基本不見韌性變形，而較軟巖層及礫石則發(fā)生較弱的塑性變形，如灰?guī)r礫石呈弱壓扁、弱拉長(zhǎng)的橢球狀。壓扁面陡立，走向60～70°，與地層層面斜交，傾向主體南東—南南東東，拉伸線理水平到東傾，傾伏角一般小于15°。

四、深斷裂是南北兩大陸的重要分界線

西拉木倫深斷裂兩側(cè)，古生代的沉積巖相、建造類型、古生物特征自古生代以來都存在明顯的差異。

斷裂帶南側(cè)內(nèi)蒙地槽范圍內(nèi)最早的沉積記錄為白云鄂博群，主要分布在內(nèi)蒙的白云鄂博至溫都爾廟一帶，為淺海相陸源碎屑巖和碳酸鹽建造。代表當(dāng)時(shí)這一地區(qū)為廣闊的淺海環(huán)境。之后，該地區(qū)又發(fā)育了溫都爾廟群，唐克東等認(rèn)為溫都爾廟群是震旦—寒武紀(jì)形成的洋殼。奧陶紀(jì)該地區(qū)出現(xiàn)了火山孤島堆積。說明自晚元古界至奧陶紀(jì)以來，白云鄂博至溫都爾廟一帶為海洋環(huán)境，并隨著西伯利亞板塊和中朝板塊的相向運(yùn)動(dòng)，海域不斷縮小，在溫都爾廟一帶出現(xiàn)火山活動(dòng)。深大斷裂帶北側(cè)，奧陶紀(jì)（包括奧陶紀(jì)）以前的沉積環(huán)境、巖相及古生物特征與深斷裂南側(cè)基本一致，反映兩側(cè)同屬一個(gè)構(gòu)造環(huán)境。

志留紀(jì)以后西拉木倫深大斷裂帶南北兩側(cè)的沉積巖相、建造類型、古生物特征開始出現(xiàn)明顯的差異。南側(cè)西部白云鄂博至溫都爾廟一帶，志留系稱巴特敖包組（S2—S3）、西別河組（S3）?？傮w為一套碎屑碳酸鹽建造，富含珊瑚、腕足化石。在中西部西拉木倫河流域，志留系主要分布在西拉木倫河上游兩岸及解放營(yíng)子至下石碑一線。地層總體呈東西向展布，普通遭受高—低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用。最大厚度6km，原巖為一套碎屑巖和碳酸鹽組合?？v觀西拉木倫深斷裂帶南側(cè)的志留紀(jì)建造和古生物特征，總體反映當(dāng)時(shí)這一地區(qū)的沉積環(huán)境為淺?！獮I海環(huán)境。在局部地帶也存在有其他類型的沉積建造。深斷裂北側(cè)志留系僅見于東烏珠穆沁旗準(zhǔn)查干烏拉和寶力格廟一帶，巖性為斑點(diǎn)板巖、含粉砂質(zhì)硅質(zhì)板巖、結(jié)晶灰?guī)r等，含腕足類化石，原巖為海相細(xì)碎屑巖建造。

上述西拉木倫深斷裂帶南北兩側(cè)的沉積環(huán)境均為淺海—濱海環(huán)境，屬被動(dòng)大陸邊緣性質(zhì)。兩側(cè)志留系中所含古生物化石經(jīng)原長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院研究，認(rèn)為斷裂帶南側(cè)以含條紋石燕貝（Striispirifer）、獨(dú)雕貝（Idioglyptus）及珊瑚、三葉蟲動(dòng)物群為特征；其北側(cè)以含圖瓦貝（Tuvaella）動(dòng)物群為特征。

西拉木倫深大斷裂帶南側(cè)泥盆—石炭系出露齊全，下部為淺海相碎屑巖和碳酸鹽建造，向上過度為陸相碎屑巖及火山巖，海相層中含珊瑚和腕足化石，陸相層中含瓣鰓和植物化石。代表沉積環(huán)境已經(jīng)開始從海洋環(huán)境向陸地環(huán)境轉(zhuǎn)變，局部地帶伴隨火山噴發(fā)及巖漿侵入。深斷裂北側(cè)泥盆—石炭系為海陸交互相碎屑巖、火山碎屑巖及孤島型火山巖。于海陸交互相碎屑巖中含腕足、珊瑚及瓣鰓化石。代表當(dāng)時(shí)深斷裂北側(cè)主要是濱海—陸地環(huán)境，相對(duì)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，局部地段仍存在溫暖的淺海環(huán)境。

西拉木倫深大斷裂帶南北兩側(cè)的二疊系十分發(fā)育，南側(cè)早二疊世早期稱三面井組（呼和浩特*）或青鳳山組，下部為陸源磨拉石建造，向上過渡為碳酸鹽建造，含豐富的蜓、腕足及海相雙殼化石，發(fā)育華夏型植物。斷裂帶北側(cè)早二疊世早期稱大石寨組或鹽池北溝組，為長(zhǎng)英質(zhì)硬砂巖、板巖、灰?guī)r及火山巖，發(fā)育冷水性動(dòng)物群。早二疊世晚期稱黃崗梁組，為海相碎屑巖、灰?guī)r及火山巖，發(fā)育冷水型動(dòng)物群。晚二疊世無論南北均為陸相碎屑巖建造。但南側(cè)含華夏植物群分子，北側(cè)含安加拉植物群分子，兩植物群的混生現(xiàn)象仍然不夠明顯，而只限于一般種屬的混生。

五、深大斷裂帶兩側(cè)的蛇綠巖套及其藍(lán)閃片巖、混雜堆積

與蛇綠巖套密切共生

據(jù)近年來有關(guān)對(duì)西拉木倫深大斷裂帶及其兩側(cè)發(fā)現(xiàn)的蛇綠巖套的研究，大致將其劃分為南北兩個(gè)帶蛇綠巖南帶：主要分布于溫都爾廟和西拉木倫河上游北岸，溫都爾廟群體本身就是一個(gè)比較完整的蛇綠巖套，是震旦—寒武紀(jì)形成的洋殼，于早奧陶世同中期板塊發(fā)生俯沖作用的產(chǎn)物。分布于西拉木倫河上游北岸柯單山、五道石門及杏樹洼一帶的志留系和二疊系地層，何國(guó)琪等學(xué)者[8]研究認(rèn)為應(yīng)屬蛇綠巖套，此蛇綠巖套與溫都爾廟地區(qū)的蛇綠巖套一起構(gòu)成了南蛇綠巖帶。南蛇綠巖帶的形成時(shí)代均屬早古生代。

蛇綠巖北帶：主要分布在索倫敖包和賀根山地區(qū)，該地區(qū)蛇綠巖套有兩種類型。一種為超基性巖、基性巖、中基性火山熔巖組合；另一種為變質(zhì)橄欖巖系、超基性、基性堆積雜巖系、基性熔巖系，形成時(shí)代均為晚古生代中—晚期。

在上述蛇綠巖套分布的地區(qū)，已發(fā)現(xiàn)多處存在藍(lán)山片巖，該地區(qū)藍(lán)閃片巖賦存在溫都爾廟群或“含鐵變質(zhì)巖系”的變質(zhì)基性熔巖、凝灰?guī)r和鐵硅質(zhì)巖中，與蛇綠巖套共生。但在西拉木倫河上游兩岸還沒有發(fā)現(xiàn)蛇綠巖套與藍(lán)閃片巖共生的現(xiàn)象。

在蛇綠巖套分布的區(qū)域，也發(fā)育有混雜堆積。主要有兩種：一種是不同時(shí)代、不同類型的地層或巖塊組成的混雜堆積體，如分布在西拉木倫河上游柯單山、五道石門、杏樹洼一帶的混雜堆積，石炭系、下二疊統(tǒng)的灰?guī)r透鏡體面積從幾平方米到幾十平方米，巖塊之間為疏松的碎屑物充填，巖塊與充填物普遍遭受剪切作用，形成一些菱形體和楔形體，與下伏志留系地層呈斷層接觸；另外在溫都爾廟地區(qū)、蘇尼特左旗也有這種混雜堆積，它們與西拉木倫河上游柯單山、五道石門、杏樹洼，天山鎮(zhèn)東的混雜堆積均與南蛇綠巖帶共生，同屬早古生代洋殼向中朝板塊俯沖所形成的產(chǎn)物。另一種混雜堆積的類型是呈帶狀侵位于溫都爾廟群的超基性巖塊、細(xì)碧巖建造及鐵硅質(zhì)巖建造的混雜堆積體，其中發(fā)現(xiàn)有藍(lán)閃片巖存在，并與蛇綠巖套共生。

六、西拉木倫深斷裂及其兩側(cè)的航磁特征

在區(qū)域航磁特征，林西—林東—突泉一線的北西側(cè)，航磁異常曲線呈明顯向南東突出的弧形負(fù)異常帶。據(jù)原內(nèi)蒙古第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)綜合研究資料顯示，上延10km、20km仍有清晰顯示。

七、結(jié)論

根據(jù)上述論述表明，西拉木倫深大斷裂帶的構(gòu)造現(xiàn)象非常明顯，其活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣。它不僅是中生代的沉積巖相、建造類型、古生物及古地理區(qū)劃的分界線，同時(shí)也控制著中新生代巖漿活動(dòng)及火山噴發(fā)類型。研究和探討西拉木倫深大斷裂帶本身的構(gòu)造現(xiàn)象及其兩側(cè)的巖相、古生物區(qū)劃、蛇綠巖套、混雜堆積、藍(lán)閃片巖及航磁特征，及其在西伯利亞板塊和中朝板塊之間的位置以及這兩大板塊之間廣大區(qū)域的構(gòu)造發(fā)展簡(jiǎn)史具有非常重要的意義。

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