內(nèi)蒙古馬杰高勒烏拉山群特征及其時(shí)代劃分

張永全,陳彥朋,張久鳳,成 晨,劉 丹,王 巍,張瑞香,李 蕭

(1.中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院,山東東營(yíng)257000;2.空軍預(yù)警學(xué)院,湖北武漢430019; 3.勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心安全教育管理站,山東東營(yíng)257000)

內(nèi)蒙古馬杰高勒烏拉山群特征及其時(shí)代劃分

張永全1,陳彥朋2,張久鳳3,成 晨1,劉 丹1,王 巍1,張瑞香1,李 蕭1

(1.中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院,山東東營(yíng)257000;2.空軍預(yù)警學(xué)院,湖北武漢430019; 3.勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心安全教育管理站,山東東營(yíng)257000)

馬杰高勒烏拉山巖群研究相對(duì)較為薄弱,年代資料較少。通過(guò)鋯石熱電離質(zhì)譜測(cè)年方法得出,侵入石英閃長(zhǎng)巖中角閃石K-Ar年齡為2.46 Ga,鋯石U-Pb等時(shí)線(xiàn)年齡為(2 563±21)Ma,黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石U-Pb的一致線(xiàn)年齡為25.19億年。研究表明,本群巖層為深變質(zhì)相,均遭受區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用及花崗巖化作用,并有古老的閃長(zhǎng)巖、花崗巖及偉晶巖侵入,同時(shí)在呼和浩特北清楚見(jiàn)到二道洼群不整合于烏拉山群之上。將烏拉山群時(shí)代置于中太古代,鑒于變質(zhì)程度不及集寧群,故將其置于集寧群之上。

內(nèi)蒙古;馬杰高勒;烏拉山群;時(shí)代劃分

內(nèi)蒙古馬杰高勒地處內(nèi)蒙地槽和華北地臺(tái)的結(jié)合部位,地層具有一定的特殊性和復(fù)雜性,且遭受后期構(gòu)造的破壞和巖體的強(qiáng)烈侵蝕,多數(shù)地層殘缺不全、面貌改觀(guān),難識(shí)“廬山真面目”。1958年以來(lái),先后有不少地質(zhì)工作者對(duì)區(qū)內(nèi)地層做了不同程度的研究工作[1-2],為進(jìn)行區(qū)內(nèi)地層劃分提供了一定的資料,但由于古生物資料匱乏,地層時(shí)代劃分依據(jù)仍不充足。筆者通過(guò)鋯石等年代的測(cè)定,有效揭示了區(qū)內(nèi)地層的絕對(duì)地質(zhì)年代及每套地層的新老關(guān)系,判斷出相鄰地層之間的相互關(guān)系,成為重要的理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

內(nèi)蒙古馬杰高勒地層分屬內(nèi)蒙古—松花江地區(qū)和華北地層區(qū)。西北部屬內(nèi)蒙古—松花江地層區(qū)的準(zhǔn)索倫小區(qū),中部及東南部分屬華北地層區(qū)的白云鄂博小區(qū)及河套小區(qū)[3]。其中,前新生代地層出露面積約1 479 km2,占內(nèi)蒙古馬杰高勒總面積的24%,前古生代地層出露面積達(dá)1 112 km2,占前新生代地層出露面積的75%;新生代地層面積約3 000 km2,占內(nèi)蒙古馬杰高勒總面積的48%。前古生代地層主要分布在內(nèi)蒙古馬杰高勒中部,呈北東向展布,橫貫全區(qū),與各類(lèi)侵入巖體一起構(gòu)成雄姿巍峨的狼山主體[5](圖1)。

研究區(qū)出露的地層有中太古界烏拉山群,上元古界馬尼圖群及杰爾泰群,上古生界石炭系上統(tǒng)阿木山組、下二疊統(tǒng)大紅山組,中生界侏羅系中下統(tǒng)石拐群,白堊系下統(tǒng)李三溝組及白堊系上統(tǒng),新生界第四系中下更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)。其中分布在內(nèi)蒙古馬杰高勒中部的上元古界渣爾泰群最為發(fā)育,東南部河套平原的第四系亦發(fā)育較為齊全[6]。

2 中太古界烏拉山群特征

烏拉山群(Ar2wl)分布在內(nèi)蒙古馬杰高勒中部狼山南坡的馬杰高勒—布爾噶斯臺(tái)一帶,呈北東向展布,面積約130 km2,出露厚度為1 996 m[5]。本群是區(qū)內(nèi)變質(zhì)最深的一套區(qū)域變質(zhì)巖系,主要由灰色、灰黑色含石榴石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖及混合巖化的各類(lèi)片麻巖組成,局部夾大理巖薄層[6]。其上、下界限不清晰。鑒于本群分布范圍較小,且?guī)r層組合較為單一,所以沒(méi)有進(jìn)一步劃分。其層序地層按新老關(guān)系描述如下(表1):

圖1 內(nèi)蒙古馬杰高勒大地構(gòu)造位置

表1 剖面層序地層

2.1 典型剖面描述

馬杰高勒地區(qū)巖層出露良好,構(gòu)造輪廓清楚,層序較全,巖層組合具有代表性,以測(cè)制3條剖面建立本群層序(圖2)。

圖2 馬杰高勒中太古界烏拉山群(Ar2wl)實(shí)測(cè)剖面

2.2 巖石建造特點(diǎn)及變化趨勢(shì)

烏拉山群片麻巖,局部夾有大理巖及少許具交錯(cuò)層理的條帶狀石英巖,而斜長(zhǎng)角閃巖經(jīng)原巖恢復(fù)后顯示,原巖大部分屬于基性火山巖,少數(shù)屬于凝灰?guī)r[7]。這表明本群原巖為一套黏土質(zhì)、長(zhǎng)石石英砂質(zhì)夾少量碳酸鹽的沉積巖或基性火山巖,屬淺海相碎屑巖及基性火山巖建造,由于出露面積較小,橫向變化不明顯。

在烏拉山、大青山一帶,烏拉山群大面積出露,厚度巨大,并可進(jìn)一步劃分為5個(gè)巖組,其巖層與本區(qū)相似,可以對(duì)比。本區(qū)烏拉山群與固陽(yáng)地區(qū)烏拉山群的上部層位相當(dāng)(圖3),往西南可與渤海地區(qū)的千里山群對(duì)比,但相對(duì)厚度較小。

圖3 中太古界烏拉山群柱狀圖對(duì)比

3 測(cè)年特征

烏拉山巖群的時(shí)代屬中太古代,分布在內(nèi)蒙古烏拉山、大青山及桌子山等地區(qū),為中深變質(zhì)巖系,由各種片麻巖、變粒巖組成,分4個(gè)巖組。其沉積環(huán)境屬古陸邊緣海盆,原巖具火山噴發(fā)、沉積、再?lài)姲l(fā)、再沉積特點(diǎn)[8],含鐵英巖、石墨等礦層。變質(zhì)程度達(dá)高角閃巖相,局部麻粒巖相,遭受多次變形,局部混合巖化。侵入的石英閃長(zhǎng)巖中角閃石K-Ar年齡為2.46 Ga,鋯石U-Pb等時(shí)線(xiàn)年齡為(2 563±21) Ma,黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石U-Pb的一致線(xiàn)年齡為2.519 Ga。

圖4 太古代二長(zhǎng)花崗巖體協(xié)和曲線(xiàn)和平均年齡計(jì)算

圖5 太古代二長(zhǎng)花崗巖體協(xié)和曲線(xiàn)和平均年齡計(jì)算

4 時(shí)代探討

烏拉山群為一套巨厚的中—深區(qū)域變質(zhì)巖系,構(gòu)成了內(nèi)蒙地軸的基底。關(guān)于烏拉山—大清山一帶的古老變質(zhì)巖系的時(shí)代,有兩種不同意見(jiàn):有的認(rèn)為屬下太古界桑干群;有的認(rèn)為屬上太古界的五臺(tái)群。本文根據(jù)巖石的變質(zhì)程度、同位素年齡等資料的分析,將集中分布在烏拉山、大青山及桌子山等地區(qū)劃為桑干群的這套變質(zhì)巖系統(tǒng)稱(chēng)為烏拉山群,其上被二道洼群不整合覆蓋,置于深變質(zhì)的集寧群之上,主要證據(jù)為:

(1)本群巖層為深變質(zhì)相,均遭受區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用及花崗巖化作用,并有古老的閃長(zhǎng)巖、花崗巖及偉晶巖侵入。

(2)侵入這套片麻巖的偉晶巖脈中的云母測(cè)定同位素年齡值為1.8～1.9 Ga,說(shuō)明烏拉山群的生長(zhǎng)時(shí)代要早于1.9 Ga;在呼和浩特幅二道洼群的底部礫巖中取鋯石測(cè)定同位素的年齡值為2.35 Ga,說(shuō)明烏拉山群的年齡大于2.35 Ga。

(3)在呼和浩特北清楚見(jiàn)到二道洼群不整合于烏拉山群之上。

(4)烏拉山群中侵入的石英閃長(zhǎng)巖中角閃石K -Ar年齡為2.46 Ga,鋯石U-Pb等時(shí)線(xiàn)年齡為(2 563±21)Ma,黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石U-Pb一致線(xiàn)年齡為2.519 Ga。

5 結(jié) 論

(1)馬杰高勒地區(qū)出露的烏拉山巖群是一套由各種片麻巖、變粒巖組成的中深變質(zhì)巖系。沉積環(huán)境屬古陸邊緣海盆,原巖具有火山噴發(fā)、沉積、再?lài)姲l(fā)、再沉積等多旋回特征。

(2)侵入的石英閃長(zhǎng)巖中角閃石K-Ar年齡為2.46 Ga,鋯石U-Pb等時(shí)線(xiàn)年齡為(2 563±21)Ma,黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石U-Pb的一致線(xiàn)年齡為2.519 Ga。

(3)烏拉山群巖層為深變質(zhì)相,均遭受區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用及花崗巖化作用,并有古老的閃長(zhǎng)巖、花崗巖及偉晶巖侵入,將其時(shí)代歸于中太古代,但變質(zhì)程度不及集寧群,因此將其置于集寧群之上。

[1] 董啟賢,周俊昌.內(nèi)蒙古烏拉山區(qū)原烏拉山群地層劃分新議[J].中國(guó)區(qū)域地質(zhì),1984,23(3):19-37.

[2] 甘盛飛.內(nèi)蒙古烏拉山群麻粒巖相巖石的變質(zhì)溫壓條件[J].礦物巖石,1991,11(2):10-18.

[3] 張永全.內(nèi)蒙古狼山西段花崗巖—閃長(zhǎng)巖類(lèi)地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義[D].蘭州:蘭州大學(xué).2012.

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[8] 侯萬(wàn)榮.內(nèi)蒙古哈達(dá)門(mén)溝金礦床與金廠(chǎng)溝梁金礦床對(duì)比研究[D].北京:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院,2011.

[責(zé)任編輯]胡秋媛

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A

1673-5935(2016)04-0010-04

10.3969/j.issn.1673-5935.2016.04.003

2016-09-11

張永全(1986—),男,山東單縣人,中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院講師,主要從事區(qū)域構(gòu)造與成礦研究。