遼西阜新夏家溝地區(qū)新元古界殷屯組發(fā)現(xiàn)的意義

盧崇海，劉振偉，曹煜昊，李 彪，徐 聳，關(guān)樹野，陳歷佳，盧思橋

1.遼寧省礦產(chǎn)勘查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110031；2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110032

0 引言

筆者于2020年4月在對遼西夏家溝地區(qū)中元古界長城系常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組進(jìn)行野外考察過程中，在阜新夏家溝地區(qū)發(fā)現(xiàn)新元古界北方南華系殷屯組.前人研究未發(fā)現(xiàn)該層位的存在.該地層以角度不整合覆在長城系串嶺溝組之上，出露面積約90 m2，呈北西向展布，出露寬度3.5 m，長度大于25 m，由一套混雜堆積的紫紅色冰磧雜礫巖構(gòu)成.

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)出露的地層主要有中元古界長城系常州溝組、串嶺溝組、團(tuán)山子組、大紅峪組，薊縣系高于莊組、楊莊組、霧迷山組；新元古界北方南華系下統(tǒng)殷屯組；中生界上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)羊草溝組，侏羅系髫髻山組、土城子組，白堊系義縣組、阜新組、沙海組等組成.巖漿巖主要有新太古代小牽馬嶺英云閃長質(zhì)片麻巖，中生代基性火山巖、花崗斑巖及安山玢巖.構(gòu)造以脆性北東向構(gòu)造為主，其次為北西向和弧形斷裂，褶皺構(gòu)造不發(fā)育（圖1）.

圖1 遼西夏家溝地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map of Xiajiagou area in western Liaoning

2 主要地層分區(qū)

本區(qū)出露的中、新元古界分屬于中朝地層大區(qū)（Ⅰ）華北地層區(qū)（Ⅰ1）燕遼地層分區(qū)的遼西小區(qū)（Ⅰ11）［1-2］.以下主要描述與新發(fā)現(xiàn)的新元古界北方南華系殷屯組有關(guān)的巖石地層單位.

2.1 中元古界長城系常州溝組（Pt21c）

分布于九官臺(tái)至頭道營子一帶，下部主要為淺紫色厚層中粗粒含礫石英砂巖、灰白色石英砂巖；上部為淺粉色中厚層中粒、中細(xì)粒石英雜砂巖、石英砂巖.底部以礫巖與新太古宙片麻巖呈角度不整合接觸.本組在遼西地區(qū)變化較大，凌源一帶較厚，可達(dá)1 600 m，向北、向東逐漸變薄.建平地區(qū)厚600 m，朝陽地區(qū)厚290 m，義縣地區(qū)厚790 m，葫蘆島地區(qū)厚130 m.

2.2 中元古界長城系串嶺溝組（Pt21cl）

分布地點(diǎn)同常州溝組.巖性下部為灰紫色薄層、中厚層鐵質(zhì)石英砂巖，中細(xì)粒長石石英砂巖夾黃綠色、灰褐色、灰紫色泥質(zhì)粉砂巖及頁巖；上部為灰綠色－灰黑色微薄層—薄層粉砂質(zhì)頁巖，粉砂巖夾薄層粉晶白云巖；底部出現(xiàn)灰紫色砂質(zhì)頁巖與大紅峪組分界，與下伏常州溝組呈整合接觸.該組厚300 m.

2.3 新元古界北方南華系下統(tǒng)殷屯組（Pt31y）

分布于阜新市夏家溝村南東750 m處，地理坐標(biāo)：41°46′39″N，121°19′43″E，是本次考察發(fā)現(xiàn)的新元古界巖石地層單位.該套地層出露面積約90 m2，呈300°走向，寬約3.5 m，長約25 m，與中元古界長城系串嶺溝組呈角度不整合接觸（圖2、3）.巖性由紫紅色中厚層粗礫狀冰磧雜礫巖組成［3］，厚約3 m.

圖2 遼西夏家溝地區(qū)新元古界北方南華系下統(tǒng)殷屯組剖面圖Fig.2 Profile for Yintun Formation of Neoproterozoic Lower

3 遼西夏家溝地區(qū)殷屯組與遼北遼南地區(qū)殷屯組對比

1）遼西夏家溝地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的北方南華系下統(tǒng)殷屯組與遼北殷屯（圖4）、遼南大孤山（圖5）等地區(qū)發(fā)現(xiàn)的殷屯組從巖性組合、產(chǎn)出特征等均具有廣泛的一致性，呈混雜堆積，可見礫石壓扁、壓坑（圖6a），小礫石鑲嵌在大礫石中（圖6b、c）及礫石上的冰川擦痕（圖6d）等冰磧作用現(xiàn)象.

圖4 鐵嶺殷家屯地區(qū)殷屯組冰磧礫巖混雜堆積圖Fig.4 Moraine conglomerate melange of Yintun Formation in Yinjiatun area of Tieling City

圖5 遼南大孤山地區(qū)殷屯組冰磧礫巖混雜堆積Fig.5 Moraine conglomerate melange of Yintun Formation in Dagushan area，southern Liaoning

圖6 遼西新元古界北方南華系殷屯組冰磧雜礫巖特征Fig.6 Characteristics of moraine conglomerates from Yintun Formation of Neoproterozoic North Nanhuan System in western Liaoning

2）遼西夏家溝地區(qū)出露的北方南華系殷屯組巖性已固結(jié)成巖，不同于第四紀(jì)冰川形成的產(chǎn)物（松散堆積）.

3）遼西殷屯組與下伏長城系串嶺溝組呈角度不整合接觸（圖2），而遼北、遼南出露的殷屯組則是平行不整合在新元古界永寧組之上.

4 新發(fā)現(xiàn)的北方南華系下統(tǒng)殷屯組意義

筆者于2000年4月考察了遼西夏家溝地區(qū)中元古界長城系、薊縣系巖石地層單位剖面.以往眾多學(xué)者認(rèn)為遼西地區(qū)缺失陸相新元古界巖石地層單位沉積，只見有少量的海相新元古界巖石地層單位沉積（長龍山組、景兒峪組）.筆者在中元古界長城系串嶺溝組上部首次發(fā)現(xiàn)殷屯組，雖然該套巖石地層單位出露范圍不大，但具有重要的地質(zhì)意義.前人認(rèn)為遼西地區(qū)在新元古代時(shí)期整體處于抬升期［4］，缺少陸相巖石地層單位沉積.本次在遼西夏家溝地區(qū)新發(fā)現(xiàn)殷屯組的存在，從其巖性特征表現(xiàn)出冰磧活動(dòng)特征，證實(shí)了新元古代早期階段在遼西地區(qū)局部存在冰川活動(dòng).該發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)意義如下.

1）新發(fā)現(xiàn)的遼西地區(qū)殷屯組出露長大于25 m，寬約3.5 m，由一套紫紅色混雜堆積的冰磧雜礫巖構(gòu)成（圖3）.巖石已固結(jié)成巖，礫石可見壓坑、礫石壓扁、小礫石鑲嵌在大礫石中（圖6），礫石中可見冰川擦痕（圖6d）等冰磧作用現(xiàn)象.礫石大小在10 cm×5 cm，呈混雜堆積（圖3），膠結(jié)物由小礫石及粗砂構(gòu)成.礫石成分比較單一，主要為石英巖或石英砂巖，成巖物質(zhì)與中元古界長城系常州溝組石英巖及石英砂巖特征一致.因此，推斷物質(zhì)來源為中元古界長城系常州溝組.

圖3 遼西新元古界北方南華系殷屯組冰磧礫巖混雜堆積Fig.3 Moraine conglomerate melange of Yintun Formation of Neoproterozoic Lower North Nanhuan System in western Liaoning

2）遼西地區(qū)殷屯組巖性與鐵嶺殷屯和大連復(fù)州城地區(qū)出露的新元古界北方南華系下統(tǒng)殷屯組巖性進(jìn)行對比［5-7］，具有完全一致的特征.即巖性均呈紫紅色色調(diào)，混雜堆積，可見礫石壓扁、小礫石鑲嵌在大礫石中，礫石具有壓坑、冰川擦痕等冰磧作用特征.

3）遼西夏家溝地區(qū)出露的殷屯組形成的大地構(gòu)造環(huán)境不是裂谷中產(chǎn)生的（伸展作用），而是該期冰磧作用的產(chǎn)物.

4）據(jù)報(bào)道［8-11］，有關(guān)學(xué)者在遼南地區(qū)橋頭組和興民村組中采集了侵入在該地層中的輝綠巖樣品.采用鋯石U－Pb和Pb－Pb法測定同位素年齡，獲得了（900±34）～（886±5）Ma等4個(gè)年齡數(shù)據(jù).雖然個(gè)別年齡數(shù)據(jù)曲線和諧不十分理想，但提供了一個(gè)重要信息，即遼寧地區(qū)成冰紀(jì)形成的時(shí)代大約在950～850 Ma，推測成冰紀(jì)在中國北方地區(qū)時(shí)限約為100 Ma.這導(dǎo)致下步亟待解決的2個(gè)問題：一是在北方地區(qū)是否存在拉伸系的問題，如果北方地區(qū)存在伸系，形成至演化有多長時(shí)間？二是北方的成冰期時(shí)代可能要比國外和南方形成得早［12-21］，需要采集可靠樣品介質(zhì)，做同位素測年樣品加以厘定.上述2個(gè)問題有待今后詳細(xì)研究予以確定.

4 結(jié)論

1）在遼西夏家溝地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)陸相新元古界北方南華系殷屯組冰磧礫巖.冰磧礫巖具有紫紅色混雜堆積特點(diǎn)，礫石可見壓坑，壓扁，小礫石鑲嵌在大礫石中及冰川擦痕等冰磧作用現(xiàn)象.該發(fā)現(xiàn)為討論遼西地區(qū)新元古代地殼演化提供了新的資料.

2）遼西夏家溝地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的北方南華系殷屯組，通過與遼北、遼南出露的北方南華系殷屯組對比，具有較高的一致性，均屬于冰磧作用成因，為遼寧地區(qū)新元古代第一次冰磧作用的產(chǎn)物.此項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)對討論北方地區(qū)是否存在拉伸系具有一定的地質(zhì)意義.