大興安嶺巖漿巖帶中生代地層區(qū)域對比研究

李俊錄，李天琦

(1. 河北省區(qū)域地質調查院，河北 廊坊 065000； 2. 河北省地質工程勘查院，河北 保定 071051)

0 前 言

大興安嶺中生代巖漿巖帶位于祖國版圖的東北部，總體走向NNE向。在該巖漿巖帶上，堆積了巨厚的中生代火山巖，而火山活動間歇期，沉積了較為穩(wěn)定的陸源碎屑巖。該時期氣候溫暖濕潤，生物繁茂，形成了著名的熱河生物群，為地層的區(qū)域對比奠定了基礎。筆者通過近年來對該巖漿巖帶火山巖地層的研究，對不同省市、自治區(qū)對該套地層劃分方案進行對比，建立起了較為統(tǒng)一的對比標志。

眾所周知，大興安嶺中生代巖漿巖帶處于同一構造環(huán)境之下，具有相同的成巖環(huán)境和同一生物群落。因此，將這一區(qū)域的中生代地層進行對比是切實可行的(表1)。

1 地層對比研究

1.1 南大嶺組—興隆溝組

分別出露于冀北和遼西地區(qū)。在冀北以中性火山巖為主，是為南大嶺組，而遼西地區(qū)主要為中基性火山巖，命名為興隆溝組。1∶25萬承德市幅將南大嶺組之中的植物化石劃分為Neocalamitescarrerei-Cladophlebis組合帶，并出現(xiàn)早三疊世Dictyophyllum植物分子，據(jù)此判斷南大嶺組時代應為早侏羅世。冀西下花園一帶該組安山巖同位素年齡值分別為177.7及173.8 Ma(K-Ar法)，興隆溝組安山巖同位素年齡為191.7～198.5 Ma(K-Ar法)，其時代為早侏羅世中晚期。

表1大興安嶺巖漿巖帶中生代地層對比

1.2 紅旗組—下花園組下部—北票組

下部為灰白、灰綠、淺褐色礫巖、含礫粗砂巖、砂巖夾頁巖；上部為砂巖、粉砂巖、泥巖夾數(shù)層可采煤，產植物化石；三者均為含煤地層。在下花園組中植物化石主要有Desmiophyllumsp.，Selaginellitessp.，Elatidessp.，Coniopterissp.，Podozamitessp.，Czekanouwskiasp.，C.hymenophylloides，Sphenobaiera，Czeranousriana，Eguisetitessp.等；紅旗組中主要植物化石有Podozamiteslanceolatus，Pityophyllumstaratshini，Cladophlebistsaidamoensis，Toditeswilliansoni，Neocalamiteshoerensis，Equisetiteslateralis，Ginkgoschmidtiana，Phoenicopsisspeciosa，Czekanowskiarigida，Coniopterishymenophylloides等。二者均屬Coniopteris-Phoenicopsis植物群Coniopterishymenophylloides組合帶，混生有晚三疊世—早侏羅世網(wǎng)葉蕨—格子蕨(Clathropteris)植物群分子，其時代一般認為屬早—中侏羅世。下花園組安山巖夾層同位素年齡值為178.79Ma(K-Ar法)，其時代應為早侏羅世晚期。

1.3 萬寶組—新民組—下花園組上部

萬寶組上部為碳質泥巖、粉砂巖、砂巖夾薄煤層和凝灰?guī)r層，下部為礫巖夾砂巖，含雙殼類化石：Ferganoconchacf.sibirica；植物化石：Neocalamitessp.，Coniopterishymenophylloides，Raphaeliadiamensis，Todteswilliamsoni，Cladophlebiscf.argutula，Phoenicopsisangustifolia，Czekanowskiarigida。新民組底部為酸性火山巖夾凝灰質砂巖、粉砂巖煤泥及煤線，中部為黑色粉砂質頁巖夾酸性火山巖及煤線、可采煤，頂部為雜色酸性火山巖夾粉砂巖，含植物化石Coniopterissp.，Pityophyllumsp.，Elatocladussp.，Phoenicopsissp.；雙殼類化石Ferganoconchajorekensis，F(xiàn).aff.Burejensis，F(xiàn).aff.anodontoides；葉肢介化石Lioestheriasp.[1]。下花園組上部為細碎屑巖，所含化石見前述。

《內蒙古自治區(qū)巖石地層》認為萬寶組和新民組為相變過渡關系，二者差異僅在于所夾酸性火山巖的多寡[1]；許洪才等人在1∶25萬隆化縣幅地質報告中，認為“ 1∶5萬小牛群測區(qū)劃分的新民組下部為煤系地層，上部為酸性火山巖組合，酸性火山巖平緩覆蓋于煤系地層之上，兩者為不整合接觸”，基于此將新民組地層解體，并將煤系地層劃歸下花園組，酸性火山巖劃歸張家口組。本文認為，新民組的正、副層型剖面較為可靠，僅是小牛群一帶的新民組靠近冀北，缺失了上部的酸性火山巖夾層，因而完全可以與下花園組對比。

總觀上述三組，所含植物化石均屬Coniopteris-Phoenicopsis植物群，該植物群以早侏羅世最為繁盛，F(xiàn)erganoconcha cf. sibirica和Lioestheria sp.生活時限較長，斷代意義不大。結合下花園組中的同位素年齡，認為該套地層劃歸早侏羅世為宜，部分地段可延入中侏羅世早期。

1.4 萬寶組上部—海房溝組

九龍山組以灰色、灰紫色、紫紅色粗碎屑巖為主，夾細碎屑巖，局部夾安山巖，產植物化石Podozamites eichwaldi Schimqer.，P. lanceolala(L.etH.) Braum.和雙殼類化石Ferganoconcha，雙殼類化石非常繁盛。萬寶組上部以灰色、灰黃色粗碎屑巖為主，不含化石。而海房溝組為砂礫巖、砂巖、粉砂巖、頁巖夾煤及流紋巖。從巖性組合來講，海房溝組下部與新民組(萬寶組)更為接近，其上部的粗碎屑巖與九龍山組相對應。九龍山組所含植物化石屬Coniopteris-Phoenicopsis植物群的上部組成部分，海房溝組產昆蟲組合Sinoplecia liaoningsis-Mesoneta antiqua及植物群組合Coniopteris-Eboracia等，反映中侏羅世化石的特點。

1.5 塔木蘭溝組—髫髻山組

二者巖性均為紫灰色、灰色中性火山巖，夾沉積巖。前者含植物化石Pityophyllum sp.，Podozamites sp.等，同位素年齡為152～158 Ma(4件K-Ar全巖)、144 Ma(K-Ar等時線)和145.1 Ma(Rb-Sr等時線)[2]；后者不含化石，安山巖同位素年齡值為167.7 Ma(K-Ar)。從這些同位素測年可以看出，塔木蘭溝組在其成巖年代上略晚于髫髻山組。由同位素資料分析，塔木蘭溝組和髫髻山組形成時代為中侏羅世中晚期。

1.6 土城子組

由于該組巖性上的特殊性，故在大興安嶺—燕山一帶對比分歧不大，產有爬形類組合Chaoyoungosaurus-Jeholosauripus和葉肢介Nestoria Pissori，Nestoria asiatica。關于該組的時代，各家爭議較大，主要有三種意見：其一為中侏羅世，其二為中—晚侏羅世，其三為晚侏羅世。筆者贊同1∶25萬隆化縣幅地質報告的意見，認為該組的Nestoria個體小，紋飾簡單，是發(fā)育初期階段的代表，與大北溝組的Nestoria差異較大，歸屬中侏羅世比較合適。

1.7 滿克頭鄂博組—張家口組

為一套酸性—亞堿性火山熔巖、火山碎屑巖夾火山—沉積碎屑巖。張家口組中化石極為貧乏，滿克頭鄂博組中見有植物化石Czekanowskia sp.，Phoenicopsis anyustifolia，Pityophyllun staratshchini；葉肢介化石Magumbonia parameca，Nestoria sp.，Keratestheria sp.；雙殼類化石Ferganoconcha sibirica[3]。但通過筆者研究，上述這些化石均產于原滿克頭鄂博組上部以沉積巖為主的層位中，其間所夾酸性火山巖極少，可單獨劃出，與原瑪尼吐組下部的沉積巖一同劃歸海力圖組而與冀北的大北溝組對比。這樣，滿克頭鄂博組與張家口組可完全對比。

張家口組同位素年齡較多，到目前為止，共收集K-Ar法20件，Rb-Sr等時線3組，SHRIMP法6組，LA-ICP-MS法5組，其中K-Ar法年齡變化范圍較大，最大為158.9 Ma，最小為116.5 Ma，平均為139.51 Ma；Rb-Sr法所獲得張家口組上部年齡為138 Ma，而SHRIMP和LA-ICP-MS在張家口組頂部所獲得年齡分別為135.4和135.2 Ma，說明張家口組頂部年齡為135～138 Ma[4]。滿克頭鄂博組同位素年齡為115～161 Ma[3]。趙國龍等[5]1989年所測年齡152.92 Ma，變化范圍較大，但其代表中值年齡的平均值為138 Ma，與張家口組年齡基本吻合。

綜上所述，滿克頭鄂博組和張家口組形成時代應為晚侏羅世，這一點，各家均無爭議。

1.8 海力圖組—大北溝組

均為沉積地層。前者指位于滿克頭鄂博組之上，瑪尼吐組安山巖或白音高老組酸性火山巖之下的一套沉積巖、火山碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖組合，局部夾有中性火山熔巖和酸性火山碎屑巖。含葉肢介化石Keratestheria，Nestoria。該組包括《內蒙古自治區(qū)巖石地層》中所劃分的滿克頭鄂博組上部、瑪尼吐組下部和白音高老組下部的沉積巖部分。而大北溝組巖性略有變化，在冀北的灤平盆地為頁巖、粉砂巖[6]，在森吉圖盆地(部分跨入多倫縣境)為沉凝灰?guī)r、凝灰質礫巖、凝灰質砂巖夾頁巖。

關于海力圖組和大北溝組的年齡，目前尚無同位素資料，康子林、李俊錄等在灤平盆地根據(jù)“年齡平攤數(shù)據(jù)內插”法獲得的大北溝組底界年齡為140.24 Ma，頂界年齡為137.67 Ma。時代應為晚侏羅世。

1.9 瑪尼吐組、白音高老組、梅勒圖組—義縣組

這四個組涵義差別較大。本文認為，義縣組為前三個組的總和，義縣組底部的中性火山巖相當于瑪尼吐組安山巖，頂部的中基性火山巖相當于梅勒圖組中基性火山巖，而白音高老組對應于義縣組中部的酸性火山巖、沉積巖。

義縣組為一套中性火山巖夾酸性火山巖、沉積巖，呈韻律式變化，韻律的多少在不同盆地差異較大，在冀北的灤平盆地僅為兩層中性火山巖夾沉積巖；森吉圖盆地中表現(xiàn)為5層中性火山巖夾4層酸性火山巖、沉積巖，酸性火山巖與火山碎屑沉積巖、沉火山碎屑巖和沉積巖為相變關系；化吉營盆地同樣為兩層安山巖夾一層沉積巖，夾層在走向上由南西向北東依次為頁巖→砂巖→礫巖→沉角礫凝灰?guī)r→酸性火山巖，各種巖性均為相變過渡關系。該組所含化石豐富，均為熱河生物群鼎盛時期的分子，主要有Eosestheria，Lycoptera，鳥類和Cicatricosisporites等[4]。該組共收集同位素年齡樣18件，年齡值自107.9～133 Ma，平均為119.75 Ma。據(jù)張宏等資料，該組底部同位素年齡為130.2～131.4 Ma(L-A-ICP-MSU-Pb)。

瑪尼吐組為一套中性火山巖，相當于義縣組底部層位，該組在橫向上不穩(wěn)定。不含化石，同位素K-Ar年齡為109.19 Ma、120.06 Ma、115.15 Ma、104.43 Ma和120 Ma，Rb-Sr年齡149 Ma。平均119.64 Ma。

白音高老組原始定義：上部為酸性熔巖、凝灰?guī)r、英安質熔結凝灰?guī)r，下部為凝灰質砂巖、細砂巖夾粉砂質泥質頁巖及少量酸性凝灰?guī)r、熔巖。現(xiàn)定義：為雜色酸性火山碎屑巖、酸性熔巖、酸性熔結凝灰?guī)r夾中酸性火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖、沉積巖及安山巖。但該組的層型剖面為一套火山碎屑沉積巖夾中性火山巖組合，含Keratestheriarugosa，K.bukaczensis，Magumboniasp.，Jibeimnodialevidensa，Nestoriasp.等化石[1]，與海力圖組、大北溝組無論從巖性還是從化石組合上均具有相同性，并非白音高老組所定義的以酸性火山巖為主，且剖面底部與瑪尼吐組安山巖為斷層接觸，并不能確定是否為安山巖之上的層位，因此筆者認為層型剖面代表的是白音高老組下部層位，而應劃入海力圖組。白音高老組原始定義的上部酸性火山巖夾含Eosestheria，Lycoptera化石的沉積巖，才是真正意義上的白音高老組。該組8件全巖K-Ar法和單礦物K-Ar法測年樣年齡在105～124.06 Ma之間，Rb-Sr等時線年齡147.29 Ma，單礦物U-Pb法年齡為150.02 Ma。

梅勒圖組為一套中基性火山巖夾中酸性火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖。不含化石。6件全巖K-Ar年齡為94.2～119.5 Ma，全巖Rb-Sr等時線年齡為146 Ma。

由上述分析可知，義縣組K-Ar同位素年齡與瑪尼吐組—白音高老組上部—梅勒圖組測定的K-Ar同位素年齡基本相當，所含化石組合相同，可完全對比。根據(jù)同位素年齡和化石組合特征，本文認為上述四組時代應為早白堊世。

1.10 九佛堂組

為一套灰黑色、黑色紙片狀頁巖、泥巖和泥質粉砂巖，與下伏義縣組為整合或假整合接觸。本組所含動植物化石的豐度，較之義縣組已大為遜色，主要有魚類：Lycopterasp.，L.tokunagai，L.davidi，L.longicephalus；葉肢介：Eosestheriacf.subrotund，E.chrysaboformis，E.intermedia，Eosestheriasp.；昆蟲：Ephemeropsistrisetalis，Sinosirexgigantea；介形蟲：Lycopterocyprissp.，Cyprideasinensis，C.unicostata，Ziziphocyprissp.；孢粉：Piceapollenitessp.，Deltoidosporasp.，Obtusisporissp.，Schizaeoisporitossp.，Pinuspollenitessp.，Pinitessp.，Biretisporitespotoniei，Cicatricosisporitesdorogensis，F(xiàn)ixisporitessp.，Pliciferadecora，Triporoletessingularis，Jiaohepollisflexuosus，Parvisaccitessp.，Densoisporitessp.，Cyathiditessp.，C.minor，Concavissimisporitesvariverrucatus，C.punctatus，Piceitessp.，Podocarpiditessp.，Converrucosisporitessp. 等，為典型的早白堊世化石組合。九佛堂組同位素年齡為116.12 Ma(K-Ar)。綜合化石和同位素測年資料，可以認定九佛堂組的時代為早白堊世。

1.11 大磨拐河組、甘河組、伊敏組—阜新組—青石砬組

在這幾個組中除甘河組為基性火山巖以外，其余均為含煤地層。如果將甘河組作為一個夾層看待，那么大磨拐河組和伊敏組可以合并。

大磨拐河組下部為灰色粗碎屑巖，上部為深灰色細碎屑巖夾煤層，為退積型層序，含植物化石Acanthopterisonychioides，Sphenobaieralonhifolia，Pityophyllumsp.，Phoenicopsissp.，Coniopterissetacea等；葉肢介Liograptasp.，Eosestheriasp；介形蟲Cyprideavitimensis，C.sylcata等。

伊敏組下部為細碎屑巖夾煤層，上部粒度較粗，為進積型層序，含植物化石Coniopterisburejensis，Ruffordiagoepperti，Ginkgosibiricus，G.digitata，Taeniopterissp. 等。

阜新組以灰白色、灰色砂巖、礫巖為主夾深灰色泥巖、碳質頁巖和煤層，含植物化石Onychiopsiselongata，Ginkgosp.，Phoenicopsisspeciosa等。

青石砬組以灰、灰黑、灰綠色凝灰質粉砂巖、砂巖、細砂巖為主，夾數(shù)層煤層，底部見有礫巖沉積，產植物化石：Coniopterisnympharum，Cladophlebisargutula，Gonatosorusketova，Podozamiteseichwaldi，Ginkgoitessibiricus.，Pityophyllumsp.，Elatocladusdongbeiensis；魚類化石：Lycopterasp.，L.tokunagai；昆蟲類化石：Ephemeropsistrisetalis，Nilssoniopterissp.，Podozamitessp。

由上可知，大磨拐河組、伊敏組、阜新組和青石砬組均為含煤地層，所含植物化石屬阜新植物群分子，而Lycopteratokunagai更為熱河生物群的晚期分子，因此將上述各組置于早白堊世是適宜的。

1.12 二連組—孫家灣組—南天門組

均為一套淺灰色、灰綠色、紅褐色、磚紅色粗碎屑巖組合，局部夾煤線，含恐龍化石。關于這三個組的時代歸屬，普遍認為屬晚白堊世。

2 結 語

內蒙古自治區(qū)東部與冀北地區(qū)、遼西地區(qū)在侏羅紀處于同一構造環(huán)境之下，雖然南北兩端在沉積環(huán)境上略有差異，但其生物組合、成巖環(huán)境大致相同，各省的巖石地層可建立起大致的一一對應關系。

大興安嶺—燕山中生代巖漿巖帶地域遼闊，橫跨六省市(自治區(qū))，各地對該區(qū)中生代地層劃分不盡相同，給區(qū)域地層對比帶來極大困難。本文認為，通過巖石、古生物化石和同位素年齡，上述地層是可以進行區(qū)域對比的。由于本人研究區(qū)域的局限性以及收集資料的有限性和時限性，決定了本文難免有以偏概全之處，望各位同仁給予批評指正。