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摘要:本文通过1:5万区域地质调查,就前人工作和研究成果,对本区泥盆纪—早石炭世的古板块构造“遗迹”进行粗浅讨论,认为前人在该区划定的“双变质带”、“混杂堆积”和以之划定的“板块分界线”,尚存疑义。将头道桥断裂推定为“可能是一个古俯冲带”依据不足。本文认为,头道桥断裂未切穿壳层,不似一个“超壳断裂”, 不似一个“古俯冲带”。
关键词:内蒙古;头道桥;泥盆纪—早石炭世;板块构造;“遗迹”
中图分类号:F407.1
内蒙古鄂温克旗头道桥地区,在泥盆纪—早石炭世处于西伯利亚板块的东南缘。该区在加里东褶皱带的基础上,发育了泥盆系和下石炭统,经华力西早期构造运动使之褶皱成山,并发生低级区域变质,在区内铸就一套以北东向构造为特征的构造系统。在运动晚期,区内发生大规模花岗岩类岩浆侵入活动,使区内构造面貌变得更加复杂多样(图1)。
本区在以往的地质调查和科研工作中[1,2,3],均涉及到板块构造“遗迹”问题。本文结合该区1:5万区调工作,拟对这一问题加以讨论,以期对今后的工作提供参考。
一、头道桥地区泥盆纪—早石炭世区域地质构造背景
1、本区在加里东早期构造运动之后,在志留纪一直处于剥蚀状态,到泥盆纪早期裂陷成海,接受泥盆纪沉积,生成泥鳅河组和大民山组两套岩石地层。前者主要为一套浅海陆源碎屑岩建造,含腕足、珊瑚、三叶虫和海绵等化石;后者为半深海基性—酸性火山岩夹碎屑岩建造,含放射虫化石。至早石炭世,沉积环境变浅,沉积一套浅海碎屑岩类夹凝灰岩建造,含石燕化石,即洪水泉组。从泥盆纪—早石炭世,本区是处于海盆近边缘陆棚—大陆斜坡这一沉积环境。
2、夹于大民山组的海相火山岩,主要为角斑岩、细碧岩、英安岩、流纹岩和凝灰岩等,有轻微变质,为一套富钠的钙碱性火山岩石,基本属岛弧玄武岩系列[5],位于岛弧—活动大陆边缘区。
图1. 内蒙古头道桥地区地质构造略图
3、泥盆纪—早石炭世海盆,经华力西早期构造运动褶起封闭,形成一套以北东向构造为特征的构造格局。褶皱强烈,并有倒转,断裂发育,形成以北东向为主导,伴以北西向的断裂组合。其中以头道桥断裂规模最大。在本区,它切割于泥盆纪地层中,被晚侏罗世地层覆盖。向南西延入邻区,向北东沿维那河谷延伸,与1:20万区调报告所称“维那河断裂”重合。据1:20万区调资料所载,维那河断裂长35km,断裂北西盘断层三角面发育,沿断层线与其平行及伴生的次级断裂构造十分发育,并见一断层宽10m,走向北东45°,倾向北西,倾角56°。断裂破碎带内劈理、片理、糜棱岩极发育。断面擦痕指示为逆断层,可见煌斑岩脉沿断层带贯入。在断层西南端,压扭性质更为明显,为具有一定规模的压扭性断裂。这是一条不断认识和讨论的断裂。
4、在华力西早期构造运动的晚期,即泥盆纪—早石炭世地层褶起之后,在本区发生了大规模花岗岩类岩浆侵入活动,呈岩基状侵位于早石炭世及其以前的各时代地层中,总体受北东向构造控制,为一套以二长花岗岩和花岗岩占主导的花岗岩类岩石系列。测年数据在285±6—303±8Ma之间。属钙碱性铝过饱和岩石,显示“S”型花岗岩的特点。其岩石组合与“岛弧和活动大陆边缘花岗岩组合”中向陆一侧的特征[4]基本一致。
二、头道桥地区古板块构造“遗迹”问题的讨论
在1:20万喜桂图旗幅等三幅区调报告中,对头道桥一带发育的变质岩(主要为泥盆系和奥陶系)划分了两个变质岩带,即“高温/低压变质带”和“高压/低温变质带”。将二带的界线基本划在华力西期花岗岩类侵入体与泥盆系的侵入接触带上,并认为该界线,“应为板块分界线,其俯冲带向东南倾斜。”这是本区第一次涉及的板块构造“遗迹”问题。
1、经野外核查,这一“板块分界线”在本区范围,弯转曲折,接触关系清楚,为一条花岗岩体与泥盆纪岩层的侵入接触界线。界线西北侧未见受到强烈构造切割改造的迹象,不具大的断裂带的构造特征。将这样一条界线定为“板块分界线”,从构造形态上是难以确证的。
2、在所划定的“高压/低温变质带”内,出现有蓝闪石片岩,它出现于花岗岩体侵入界线的西北侧,头道桥东南部苏布格塔以南约2km处的奥陶纪地层中,为铁蓝闪石,呈针柱状,含量<1%。其岩石类型为蓝闪绿泥斜长石英片岩和蓝闪阳起绿帘斜长石英片岩。原岩为泥质—碎屑沉积岩。该蓝闪石片岩属奥陶纪哈拉哈河组,为本区泥盆纪—早石炭世海盆的变质基底。蓝闪石的生成是与加里东构造运动有关还是与华力西构造运动有关,因缺少年龄资料尚难论定。但一个事实可以肯定,即该蓝闪石片岩仅见于一个局部,仅出现于奥陶系之内,在泥盆系内未曾见到。因此,将该蓝闪石片岩与泥盆纪—早石炭世地层的区域变质作用相联系,证据明显不足。据专家研究[5],“并不是所有的蓝闪片岩都产于俯冲带的变质岩石中,在一些剪切带中,有时也会有蓝闪片岩出现。”可见蓝闪片岩并非俯冲带的专属类型,不能一见到蓝闪片岩就认为是俯冲带。
还应指出,在该“高压/低温变质岩带”内,发现有堇青石矿物出现,表明这一“高压/低温变质带”并非是一个严格意义上的高压带,而是与高温矿物共存的混合区。
以上情况表明,本区蓝闪石片岩生成的构造环境是一个尚难结论的问题,需要继续深入工作加以探讨。
3、对1:20万区调在头道桥以西地区圈定的“混杂堆积”,经实地检查,为泥盆纪地层,未见其他时代的外来岩块,亦未见基性—超基性岩残片,虽有小的断层切割,但其整体结构、构造并非十分杂乱。不是混杂堆积的典型特征。
4、1991年出版的《内蒙古自治区区域地质志》载有“头道桥—鄂伦春旗深断裂”,并列举头道桥地区的构造迹象和“板块活动遗迹”,如“混杂堆积”和“双变质带”等,并据以认为该断裂“可能是一个俯冲带”。由于在头道桥地区列举的断裂迹象,实为维那河断裂描述的内容,未见新资料的补充,将维那河断裂视为“古俯冲带”,而与1:20万所划“板块分界线”不同,这既颠覆了1:20万区调的意见,又未加论证或说明,因此对这一“可能”的推论,在头道桥地区是值得商榷的。
5、头道桥断裂(即维那河断裂的西南端),在本区为晚侏罗世火山岩和第四系所覆盖,形成一个较大规模的断裂带,在断裂带内次级破裂面发育。该断裂在重力场中显示不太清晰,仅局部地段为重力梯级带,并指示断面倾向北西,磁异常则不明显。该断裂两盘的泥盆系,其岩相建造无明显差异,相对落差不大,构造格局无明显改变,只是西北侧一盘相对有抬升,并显右行扭动方式。种种迹象表明,该断裂是区内一条规模较大的断裂,但其切割深度似未超过壳层,不似个古俯冲带。
三、几点认识
通过1:5万区调,结合对前人资料的分析研究,对头道桥地区的板块构造“遗迹”取得以下几点认识:
1、前人在头道桥地区划定的“双变质带”,是一个尚未理清变质时代,并不典型的“双变质带”。且在“高压/低温”区内分布有“低压/高温”矿物,构成一个混合区。因此,该区前人所划定的“双变质带”,难以构成“古俯冲带”的确认标志。
2、在头道桥地区出现的蓝闪石片岩,仅为一个局部,尚未见成带发育,且产于奥陶系中,乃为泥盆纪—早石炭世地层的沉积基底。与泥盆纪—早石炭世地层,分属两个构造层,尚无证据证明其蓝闪石是华力西构造运动的产物。以该蓝闪石片岩作为华力西构造期的“俯冲带”的佐证也是不够准确的。
3、头道桥以西分布的所谓“混杂堆积”,其地质结构、岩石组合、构造特征不具典型性,不似“古俯冲带”的产物。
4、在本区头道桥断裂,其形迹特征、产状、两盘岩相变化、重、磁场显示,均表明该断裂不似一个在华力西构造旋回产生的“超壳断裂”,不似一个“古俯冲带”。
参考文献:
[1] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志.地质专报.区域地质.第25号.地质出版社,1991.
[2] 朱绅玉,杨继贤.内蒙古北部地槽区的板块构造遗迹及其演变历史[J].中国区域地质,1991,(4):335—341.
[3] 王友勤等.东北区区域地层[全国地层多重划分对比研究(20)].中国地质大学出版,1997.
关键词:内蒙古;头道桥;泥盆纪—早石炭世;板块构造;“遗迹”
中图分类号:F407.1
内蒙古鄂温克旗头道桥地区,在泥盆纪—早石炭世处于西伯利亚板块的东南缘。该区在加里东褶皱带的基础上,发育了泥盆系和下石炭统,经华力西早期构造运动使之褶皱成山,并发生低级区域变质,在区内铸就一套以北东向构造为特征的构造系统。在运动晚期,区内发生大规模花岗岩类岩浆侵入活动,使区内构造面貌变得更加复杂多样(图1)。
本区在以往的地质调查和科研工作中[1,2,3],均涉及到板块构造“遗迹”问题。本文结合该区1:5万区调工作,拟对这一问题加以讨论,以期对今后的工作提供参考。
一、头道桥地区泥盆纪—早石炭世区域地质构造背景
1、本区在加里东早期构造运动之后,在志留纪一直处于剥蚀状态,到泥盆纪早期裂陷成海,接受泥盆纪沉积,生成泥鳅河组和大民山组两套岩石地层。前者主要为一套浅海陆源碎屑岩建造,含腕足、珊瑚、三叶虫和海绵等化石;后者为半深海基性—酸性火山岩夹碎屑岩建造,含放射虫化石。至早石炭世,沉积环境变浅,沉积一套浅海碎屑岩类夹凝灰岩建造,含石燕化石,即洪水泉组。从泥盆纪—早石炭世,本区是处于海盆近边缘陆棚—大陆斜坡这一沉积环境。
2、夹于大民山组的海相火山岩,主要为角斑岩、细碧岩、英安岩、流纹岩和凝灰岩等,有轻微变质,为一套富钠的钙碱性火山岩石,基本属岛弧玄武岩系列[5],位于岛弧—活动大陆边缘区。
图1. 内蒙古头道桥地区地质构造略图
3、泥盆纪—早石炭世海盆,经华力西早期构造运动褶起封闭,形成一套以北东向构造为特征的构造格局。褶皱强烈,并有倒转,断裂发育,形成以北东向为主导,伴以北西向的断裂组合。其中以头道桥断裂规模最大。在本区,它切割于泥盆纪地层中,被晚侏罗世地层覆盖。向南西延入邻区,向北东沿维那河谷延伸,与1:20万区调报告所称“维那河断裂”重合。据1:20万区调资料所载,维那河断裂长35km,断裂北西盘断层三角面发育,沿断层线与其平行及伴生的次级断裂构造十分发育,并见一断层宽10m,走向北东45°,倾向北西,倾角56°。断裂破碎带内劈理、片理、糜棱岩极发育。断面擦痕指示为逆断层,可见煌斑岩脉沿断层带贯入。在断层西南端,压扭性质更为明显,为具有一定规模的压扭性断裂。这是一条不断认识和讨论的断裂。
4、在华力西早期构造运动的晚期,即泥盆纪—早石炭世地层褶起之后,在本区发生了大规模花岗岩类岩浆侵入活动,呈岩基状侵位于早石炭世及其以前的各时代地层中,总体受北东向构造控制,为一套以二长花岗岩和花岗岩占主导的花岗岩类岩石系列。测年数据在285±6—303±8Ma之间。属钙碱性铝过饱和岩石,显示“S”型花岗岩的特点。其岩石组合与“岛弧和活动大陆边缘花岗岩组合”中向陆一侧的特征[4]基本一致。
二、头道桥地区古板块构造“遗迹”问题的讨论
在1:20万喜桂图旗幅等三幅区调报告中,对头道桥一带发育的变质岩(主要为泥盆系和奥陶系)划分了两个变质岩带,即“高温/低压变质带”和“高压/低温变质带”。将二带的界线基本划在华力西期花岗岩类侵入体与泥盆系的侵入接触带上,并认为该界线,“应为板块分界线,其俯冲带向东南倾斜。”这是本区第一次涉及的板块构造“遗迹”问题。
1、经野外核查,这一“板块分界线”在本区范围,弯转曲折,接触关系清楚,为一条花岗岩体与泥盆纪岩层的侵入接触界线。界线西北侧未见受到强烈构造切割改造的迹象,不具大的断裂带的构造特征。将这样一条界线定为“板块分界线”,从构造形态上是难以确证的。
2、在所划定的“高压/低温变质带”内,出现有蓝闪石片岩,它出现于花岗岩体侵入界线的西北侧,头道桥东南部苏布格塔以南约2km处的奥陶纪地层中,为铁蓝闪石,呈针柱状,含量<1%。其岩石类型为蓝闪绿泥斜长石英片岩和蓝闪阳起绿帘斜长石英片岩。原岩为泥质—碎屑沉积岩。该蓝闪石片岩属奥陶纪哈拉哈河组,为本区泥盆纪—早石炭世海盆的变质基底。蓝闪石的生成是与加里东构造运动有关还是与华力西构造运动有关,因缺少年龄资料尚难论定。但一个事实可以肯定,即该蓝闪石片岩仅见于一个局部,仅出现于奥陶系之内,在泥盆系内未曾见到。因此,将该蓝闪石片岩与泥盆纪—早石炭世地层的区域变质作用相联系,证据明显不足。据专家研究[5],“并不是所有的蓝闪片岩都产于俯冲带的变质岩石中,在一些剪切带中,有时也会有蓝闪片岩出现。”可见蓝闪片岩并非俯冲带的专属类型,不能一见到蓝闪片岩就认为是俯冲带。
还应指出,在该“高压/低温变质岩带”内,发现有堇青石矿物出现,表明这一“高压/低温变质带”并非是一个严格意义上的高压带,而是与高温矿物共存的混合区。
以上情况表明,本区蓝闪石片岩生成的构造环境是一个尚难结论的问题,需要继续深入工作加以探讨。
3、对1:20万区调在头道桥以西地区圈定的“混杂堆积”,经实地检查,为泥盆纪地层,未见其他时代的外来岩块,亦未见基性—超基性岩残片,虽有小的断层切割,但其整体结构、构造并非十分杂乱。不是混杂堆积的典型特征。
4、1991年出版的《内蒙古自治区区域地质志》载有“头道桥—鄂伦春旗深断裂”,并列举头道桥地区的构造迹象和“板块活动遗迹”,如“混杂堆积”和“双变质带”等,并据以认为该断裂“可能是一个俯冲带”。由于在头道桥地区列举的断裂迹象,实为维那河断裂描述的内容,未见新资料的补充,将维那河断裂视为“古俯冲带”,而与1:20万所划“板块分界线”不同,这既颠覆了1:20万区调的意见,又未加论证或说明,因此对这一“可能”的推论,在头道桥地区是值得商榷的。
5、头道桥断裂(即维那河断裂的西南端),在本区为晚侏罗世火山岩和第四系所覆盖,形成一个较大规模的断裂带,在断裂带内次级破裂面发育。该断裂在重力场中显示不太清晰,仅局部地段为重力梯级带,并指示断面倾向北西,磁异常则不明显。该断裂两盘的泥盆系,其岩相建造无明显差异,相对落差不大,构造格局无明显改变,只是西北侧一盘相对有抬升,并显右行扭动方式。种种迹象表明,该断裂是区内一条规模较大的断裂,但其切割深度似未超过壳层,不似个古俯冲带。
三、几点认识
通过1:5万区调,结合对前人资料的分析研究,对头道桥地区的板块构造“遗迹”取得以下几点认识:
1、前人在头道桥地区划定的“双变质带”,是一个尚未理清变质时代,并不典型的“双变质带”。且在“高压/低温”区内分布有“低压/高温”矿物,构成一个混合区。因此,该区前人所划定的“双变质带”,难以构成“古俯冲带”的确认标志。
2、在头道桥地区出现的蓝闪石片岩,仅为一个局部,尚未见成带发育,且产于奥陶系中,乃为泥盆纪—早石炭世地层的沉积基底。与泥盆纪—早石炭世地层,分属两个构造层,尚无证据证明其蓝闪石是华力西构造运动的产物。以该蓝闪石片岩作为华力西构造期的“俯冲带”的佐证也是不够准确的。
3、头道桥以西分布的所谓“混杂堆积”,其地质结构、岩石组合、构造特征不具典型性,不似“古俯冲带”的产物。
4、在本区头道桥断裂,其形迹特征、产状、两盘岩相变化、重、磁场显示,均表明该断裂不似一个在华力西构造旋回产生的“超壳断裂”,不似一个“古俯冲带”。
参考文献:
[1] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志.地质专报.区域地质.第25号.地质出版社,1991.
[2] 朱绅玉,杨继贤.内蒙古北部地槽区的板块构造遗迹及其演变历史[J].中国区域地质,1991,(4):335—341.
[3] 王友勤等.东北区区域地层[全国地层多重划分对比研究(20)].中国地质大学出版,1997.