辽西地区白垩纪张老公屯组火山岩的层位及时代

郑月娟，张 健，陈树旺，丁秋红，李永飞，王 杰，郜晓勇，苏 飞，李晓海，刘忠诚

（沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110034）

辽西地区白垩纪张老公屯组火山岩的层位及时代

郑月娟，张 健，陈树旺，丁秋红，李永飞，王 杰，郜晓勇，苏 飞，李晓海，刘忠诚

（沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110034）

辽西地区白垩系义县组之上存在一期火山喷发活动已得到大多数学者的认可，但其所属层位仍有争议，主要有4种意见：位于孙家湾组之上；位于孙家湾组与阜新组之间；位于九佛堂组与阜新组之间，与沙海组层位相当；位于沙海组与九佛堂组之间.根据野外出露情况、区域分布特征及同位素年代资料等,认为该期火山岩位于孙家湾组之下，覆盖于义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组等不同层位上，同位素年龄为97～106 Ma，属早白垩世晚期.

辽宁西部；早白垩世晚期；张老公屯组；火山活动

自20世纪40年代，室井渡［1］首次提出“大凌河火山岩”以来，对辽宁西部在义县火山喷发旋回之后白垩纪是否有更新一期火山喷发活动一直存有争议.目前大多数研究者认为存在这套火山岩，但其层位及时代归属始终存有争议，不同研究者对其提出了不同的看法.先后使用过的地层名称有：大凌河组、务欢池组、召都巴组、榆树沟组、张老公屯组、大兴庄组（表1）［1-7］.目前主要有两种：大兴庄组和张老公屯组.鉴于大兴庄组和张老公屯组均建组于1989年，且下文所述的张老公屯组的建组剖面可确定层位，有同位素年龄，本文采用张老公屯组.

从表1中可以看出，关于该火山岩的层位目前主要有4种意见：（1）位于孙家湾组之上，称为大兴庄组［8-9］，时代为晚白垩世；（2）位于孙家湾组之下，称为张老公屯组，早白垩晚期，与阜新组上部层位（水泉层）（原半拉山组）相当［4］；（3）位于九佛堂组与阜新组之间，称为张老公屯组，活动时期与沙海组沉积大致相同，早白垩世［6］；（4）位于九佛堂组之上，沙海组之下，称为榆树沟组，时代为早白垩世［7］.辽宁省地质矿产勘察开发局［8］对上述地层单位进行了清理，将大凌河组、务欢池组、召都巴组并入大兴庄组，榆树沟组并入义县组，张老公屯组则被划入阜新组.

表1 辽西地区白垩系张老公屯组划分沿革表Table 1 History of stratigraphic division and correlation of the Cretaceous Zhanglaogongtun Formation in Western Liaoning

笔者通过野外实际考察及对前人资料的综合分析，从野外产出情况、同位素测年资料、区域分布及其对比3个方面论述张老公屯组的产出层位及时代.

1 野外产出层位及标准剖面

到目前为止，张老公屯组火山岩尚无顶底地层接触关系清楚、为广大学者所认可的代表剖面.

将大兴庄组置于孙家湾组之上的主要依据是，其平行不整合于孙家湾组红层及其下伏老地层（沙海组、九佛堂组、义县组）之上以及少量的同位素年龄数据，且所提供的同位素年龄数据样品并非采自剖面所列孙家湾组之上的火山岩中［8-9］.辽西白垩系除孙家湾组红层外，还存在有沙海组四段红层、沙海组一段红层、九佛堂组（泥河子组）红层［10］.主要区别在于孙家湾组红层分选差，砾石磨圆程度低，成岩程度较低、较松散.由此可见，搞清红层的具体层位是问题的关键所在，也是今后需加强工作的方向.

金帆［6］将张老公屯组置于阜新组与九佛堂组之间，与沙海组大致相当.其主要依据为该期火山岩“覆于九佛堂组之上”，“切穿沙海组煤系地层”，“伏于冰沟组紫红色砾岩和巨厚黄白色砾岩之下”，“未见这期火山岩切穿或覆盖中、东部盆地的阜新组和冰沟组地层”，“在阜新西哈拉哈沙海组二段中含丰富的凝灰质成分”.

常征路等［7］将“榆树沟组”置于沙海组与九佛堂组之间的主要依据是，在大凌河南“不整合或假整合在所有晚中生代地层之上”，“在大凌河以北它除假整合在九佛堂组之上外，还被沙海组覆盖，而且在沙海组、阜新组和孙家湾组中都无任何火山活动迹象”.

综合上述3种论点的主要依据，都没有提供被广大学者认可的剖面以证明其与上覆、下伏地层的接触关系.相比之下，有关这期火山岩的描述中唯一一个有上覆层的剖面就是张老公屯组的建组剖面——义县南郭帽屯－杏子山剖面［4］.

郭帽屯－杏子山剖面：

下白垩统孙家湾组

33.灰紫色砾岩厚度不详

下白垩统张老公屯组

32.灰紫色气孔状、致密状安山岩及安山质火山角砾岩 ＞65.35m

下白垩统沙海－阜新组

31.灰黄色砂岩夹砾岩 ＞128.33m

30.灰黄色砂岩 厚度不详

29.掩盖

28.灰黄色砂岩夹煤线 98.92m

该剖面上火山岩上被孙家湾组以角度不整合覆盖，这一结论被大多数学者所接受［6-7，11］.但常征路［7］认为该砾岩层为“锦县砾岩层”，属于榆树沟组中段，而火山岩则为榆树沟组下段.据笔者野外观察，这套紫灰色砾岩，砾石大小混杂，大者可达数米，几乎未经分选，砾石磨圆程度低，多为棱角或半棱角状.泥基含量较大，多呈泥砾结构.无层理，成岩程度较低，较松散.

对该火山岩与下伏的黄色砂岩的接触关系有不同看法：王五力等［4］认为二者是平行不整合接触，金帆［6］也认为其“平整地覆于黄色砂岩之上”，常征路等［7］也认为其“清楚地盖在杨柳屯含煤层或泥河子层之上”.但董国义［11］认为其与下伏阜新组－沙海组为断层接触关系，推断该火山岩为义县组.但下文将述及的同位素年龄不支持这种推断.

综上所述，如果有证据表明张老公屯建组剖面上的火山岩年轻于义县组顶部，那么将张老公屯组火山岩置于孙家湾组之下应是最合理的选择.

2 同位素测年资料

到目前为止，张老公屯组火山岩中尚未发现有沉积夹层，因此主要的年龄证据来源于同位素年龄.

在义县张老公屯建组剖面上张老公屯组的同位素年龄为104 Ma左右［4］.在阜新碱锅地区早白垩世阜新组上部存在一期基性火山活动，其同位素年龄为85～106 Ma，且多数在 97～106 Ma 之间［12-15］（表 2）.而义县组顶部层位火山岩的年龄为 122～119 Ma［16］.由此可见，义县南张老公屯组建组剖面上的张老公屯组火山岩确实是义县组沉积之后的又一期火山活动的产物，邵济安等［17］也曾描述“阜新组来自于亏损软流圈的碱性玄武岩（106 Ma）不整合覆盖在义县组之上”.该期火山岩的同位素年龄为97～106 Ma.

3 区域分布情况

该期次火山岩喷发强度及分布范围均远不及义县期火山喷发，主要分布于锦州、义县地区，在朝阳波罗赤、阜新碱锅等地也有零星出露.其大多侵入并覆盖于义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组之上，岩性以中性、中酸性和碱中性火山岩为主，个别有中基性火山岩.

区域上与辽西张老公屯组火山岩层位相当的是铁岭－法库及西丰地区的玉新组及吉林双阳地区的金家屯组.在西丰地区，玉新组呈角度不整合覆于下白垩统长安组含煤岩系之上，与上覆泉头组为整合接触，厚约273m，是以中酸性火山岩为主的一套火山岩系，岩性以灰白色流纹岩及安山岩为主，夹安山质凝灰岩及集块岩，底部普遍有一层厚约30m的灰白色流纹质凝灰岩.在铁法地区，玉新组在地表没有出露，据钻孔资料，为位于阜新组之上，泉头组之下的一套火山岩系，其岩性主要由玄武岩、安山岩、英安岩、石英粗面岩及流纹岩组成，厚 30～140m［5］.辽宁省地勘局将玉新组划归泉头组［8］.在吉林双阳地区，金家屯组主要岩性为一套中酸性火山岩夹火山碎屑岩，平行不整合于长安组之上，上被泉头组不整合覆盖，时代为早白垩世［18］.

另外，分布于黑龙江省东部的东山组亦可视为张老公屯组的同期火山岩.东山组分布局限，角度不整合于穆棱组含煤地层及以下较老地层之上，为浅灰绿、灰绿色凝灰质、安山质火山角砾岩夹灰白色、灰绿色砂岩，时限为 106.9～101 Ma［19］，相当于阿尔必期的早－中期［20］.

孙家湾组在辽西主要分布于晚中生代盆地的的边缘，到目前为止，未发现有确切依据的孙家湾组红层之上有火山岩存在；在康平、铁岭、昌图、开原一带更为广泛发育的孙家湾组（泉头组）之上，也全无火山岩的踪迹.孙家湾组（泉头组）由开原经四平向北绵延至松辽盆地，沉积非常广泛，层序依次为青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组及明水组.泉头组与青山口组之间，既无不整合面，也无火山岩.这种区域性的地质规律说明，在辽西及其邻区，孙家湾组沉积后，晚白垩世期间没有发生火山喷发.

综上所述，从区域分布情况来看，在孙家湾组（泉头组）之下、阜新组含煤地层及相当层位之上，辽西及其东北部邻区普遍存在一期火山岩.

表2 阜新组顶部（张老公屯组）玄武岩年龄一览表Table 2 Isotopic data of basalts of the top part of Fuxin Formation（Zhanglaogongtun Formation）

4 结论

从野外产出状况、区域分布及同位素测年资料的综合分析来看，将张老公屯组置于孙家湾组之下、阜新组之上较为合理，时代应为早白垩世晚期.辽西地区及其东北部邻区早白垩晚期普遍存在一期火山活动.

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THE HORIZON AND AGE OF THE CRETACEOUS ZHANGLAOGONGTUN FORMATION IN WESTERN LIAONING PROVINCE

ZHENG Yue-juan,ZHANG Jian,CHEN Shu-wang,DING Qiu-hong,LI Yong-fei,WANG Jie,GAO Xiao-yong,SU Fei，LI Xiao-hai,LIU Zhong-cheng

（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China）

IthasbecomeacommonunderstandingthattheCretaceousvolcanicrocks（Zhanglaogongtun Formation）overlap theYixianFormationandotherolderstratainWesternLiaoningProvince.However,the horizon and age of the volcanic rocks are in dispute.There are four major viewpoints:1）above the Sunjiawan Formation:2）between the Sunjiawan and Fuxin formations;3）between the Fuxin and Jiufotang formations;and 4）between the Shahai and Jiufotang formations.According to the sequence of strata,regional stratigraphic correlation and isotopic age data,the Zhanglaogongtun Formation should occur between the Sunjiawan and Fuxin formations,overlapping the Yixian,Jiufotang,Shahai and Fuxin formation and other olderstrata.Theisotopicageranges97-106Ma,indicatingalateEarlyCretaceousage.

late Early Cretaceous;Zhanglaogongtun Formation;volcanic activity;Western Liaoning Province

1671-1947（2012）01-0077-04

P588.14

A

2010－05－05；

2010-06-10.编辑：张哲.

郑月娟（1964—），女，硕士，教授级高级工程师，从事地层古生物研究及区域地质调查工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街1号，E-mail//syzyuejuan@cgs.gov.cn