大兴安岭东部地区下白垩统龙江组新认识

丁秋红，陈树旺，商翎，李永飞，王杰

（1.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034；2.辽宁省地质矿产研究所，辽宁 沈阳 110032）

大兴安岭东部地区下白垩统龙江组新认识

丁秋红1，陈树旺1，商翎2，李永飞1，王杰1

（1.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034；2.辽宁省地质矿产研究所，辽宁 沈阳 110032）

对龙江地区龙江组建组剖面进行了岩石地层、生物地层、同位素年代和岩石地球化学等多方面的研究，重新厘定了龙江组的含义.新义龙江组岩石组合由安山岩、英安岩及其火山碎屑岩、流纹质火山碎屑岩和沉积碎屑岩组成；生物化石属于Eosestheria-Lycoptera-Ephemeropsis trisetalis热河生物群中期生物化石组合，其中叶肢介化石以Eosestheria opima-E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis（丰满东方叶肢介-光华东北东方叶肢介）组合为代表；火山岩的岩石地球化学SiO2含量在59.71%～75.65%之间，具有高Al2O3（12.19%～19.39%）和高Na2O（1.04%～5.24%），较富碱性（Na2O+K2O 3.65%～6.25%）的特点，火山岩属于高钾钙碱性岩系列；轻稀土（LREE）富集.全岩激光40Ar/39Ar同位素年龄等时线年龄值为125.4±1.8 Ma.

龙江组；大兴安岭东部；岩石地球化学；同位素年龄

近年，笔者在“松辽外围地区中新生代盆地群油气地质综合调查”项目实施中，对大兴安岭龙江地区原龙江组建组剖面［1］进行了多重地层划分研究.根据新资料，重新厘定了龙江组的含义，为在大兴安岭地区进一步划分对比与龙江组相当的地层提供了基础资料.

1 龙江组划分沿革及重新厘定

龙江组的划分及其含义经过多次变动，至今仍无定论.黑龙江省区调队（1972）在1∶20万的扎赉特旗幅中建立了“中兴安岭火山岩组”和“上兴安岭火山岩组”.1974年，大庆中生代地层讨论会议决定，将上述两组合并为龙江组，即将以中性、中酸性火山岩为主夹沉积碎屑岩层，且含热河生物群化石的地层称为龙江组.黑龙江省区调二队（1976）在华安幅及布特哈旗幅中的南平组（现已改称万宝组）之上、九峰山组之下的中性、中酸性和酸性熔岩及其火山碎屑岩夹沉积岩地层全部划归了龙江组.黑龙江省地层表编写组（1979）采纳了大庆中生代地层讨论会议的划分方案并正式发表［1］.黑龙江省区域地质志编写组（1993）把龙江组的含义修订为仅相当于原来的“中兴安岭火山岩组”，且将其上的“上兴安岭火山岩组”改建为光华组［2］.黑龙江省地质矿产局（1997）在《黑龙江省岩石地层》一书中沿用了黑龙江省地质志的划分方案［3］，并指定龙江县山泉镇光华大队剖面（P19剖面）的下部加上邵家窝棚剖面（P16剖面）的上部作为龙江组的正层型，而将P19剖面的上部指定为光华组的正层型.

笔者对龙江盆地的龙江组剖面进行了野外观测，采集了岩石、古生物、岩石地球化学和同位素等样品，开展了岩石地层、生物地层、同位素年代和岩石地球化学等多重地层划分与对比研究工作.通过研究认为，P16剖面本身的1～9层，加上P19剖面的1～6层，为龙江组下段，其与下伏地层中侏罗统万宝组呈平行不整合接触.P19剖面的第7层（即灰绿色凝灰质细砾岩），向上接“光华组”的层型剖面（7～21层）为龙江组上段，这样将“光华组”并入龙江组之中，并将龙江组定义为分布于大兴安岭地区，不整合在白音高老组或更老的地层之上，被甘河组不整合覆盖，其岩性为中性、中酸性、酸性火山岩与沉积碎屑岩组合，含Eosestheria-Lycoptera-Ephemeropsis trisetalis热河生物群中期生物化石组合（表1）.

2 剖面位置及描述

2.1 下白垩统龙江组下段

龙江县山泉林场—邵家窝棚下白垩统龙江组下段（K3l1）剖面描述如下（图1）：

上述剖面相当于1∶20万所测的邵家窝棚剖面（P16剖面）1～9层中兴安岭火山岩组的下部地层.在龙江盆地，龙江组下段岩石组合以英安岩、粗面安山岩为主，夹中酸性火山碎屑岩和流纹岩.中性火山熔岩普遍轻微蚀变，表现为绿帘石化，认为与后期的火山岩岩脉的侵入有关.原邵家窝棚剖面所列的蚀变安山玢岩系后期的贯入岩脉.本组地层呈喷发不整合覆盖在中侏罗统或更老的地质体之上.

表1 龙江盆地地层划分沿革表Table 1Historical review of the stratigraphic division in Longjiang Basin

图1 龙江县山泉林场—邵家窝棚下白垩统龙江组下段实测剖面图Fig.1Section of Lower Longjiang Formation from Shanquan Forestry Center to Shaojiawopeng in Longjiang County

2.2 下白垩统龙江组上段

龙江县山泉公社—光华一队下白垩统龙江组上段（K1l2）剖面描述如下（图2）：

1∶20万所测的山泉公社光华大队剖面（P19剖面）的7～21层，即上兴安岭火山岩组的下、中部地层即为龙江组上段.龙江组上段岩性以灰白色凝灰岩为主夹凝灰质泥岩、粉砂岩，产动植物化石.在龙江盆地，龙江组平行不整合覆盖在万宝组或不整合覆盖在更老的地层之上.

图2 龙江县山泉公社—光华一队下白垩统龙江组上段实测剖面图Fig.2Section of Upper Longjiang Formation from Shanquan to Guanghua in Longjiang County

上述剖面的13层，产叶肢介Eosestheria opima（=Longjiangestheria opima W.Wang,1980）,Eosestheria（Dongbeiestheria）shanquanensis（=Dongbeiestheria shanquanensis W.Wang,1980）,E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis（=DongbeiestheriashanquanensisW. Wang,1980）,Eosestheriasp.（＝Pseudograpta murchisoniae）,Neimongolestheria（＝Plocestheria）;昆虫Ephemeropsis trisetalis,Coptoclava longipoda;虾类Liaoningogriphus quadripartitus等.第11层产介形类Cypridea（Cypridea）cf.luanpingensis,Damonella sp., Darwinulacontracta等;双壳类Ferganoconcha subcentralis（有的研究者认为该种当改为Arguniella subcentralis）,F.sibirica;尚有腹足类和少量植物化石CladophlebisbrownianaDunrer,Pityophyllimsp., Equisetites sp.

在剖面的上部灰紫色粗面英安岩采集了同位素样品，用全岩激光40Ar/39Ar法测试结果等时线年龄值为125.4±1.8 Ma（图3）.

3 岩石地球化学特征

龙江组代表性火山岩样品的分析结果见表2、3.

经过去烧失量计算后，龙江组火山岩及凝灰岩，在Le Bas等［4］的TAS火山岩分类图解上绝大部分落入亚碱性系列、中性－酸性岩的流纹岩、英安岩和粗面英安岩区，少部分落入安山岩（图4）.在SiO2-K2O图解（图5）上，火山岩主要为高钾钙碱性系列.

图3 龙江组火山岩样品全岩40Ar/39Ar测年分析结果Fig.340Ar/39Ar isotope age of the volcanic rocks of Longjiang Formation

表2 龙江组火山岩主量元素分析结果Table 2Major element contents in the volcanic rocks of Longjiang Formation

表3 龙江组火山岩微量元素和稀土元素分析结果Table 3Trace element and REE contents in the volcanic rocks of Longjiang Formation

图4 龙江组火山岩分类TAS图解（据La Bas等，1986）Fig.4Total alkali vs.SiO2diagram for the volcanic rocks of Longjiang Formation

龙江组下段火山岩的SiO2含量在59.71%～74.03%之间，显示了高Al2O3（14.47%～19.01%）和高Na2O（2.71%～5.24%），较富碱性（Na2O+K2O 6.25%）的特点.TiO2含量为0.22%～1.01%.龙江组上段火山岩的SiO2含量在63.88%～75.65%之间，也显示了高Al2O3（12.19%～19.39%）和高Na2O（1.04%～4.48%），较富碱性（Na2O+K2O＞3.65%）的特点.TiO2含量为0.09%～1.32%.

图5 K2O-SiO2图解（分类据Pecerrilloand Taylor,1976）Fig.5K2O-SiO2diagram（Classification after Pecerrillo and Taylor,1976）

在Pecerrillo和Taylor［5］K2O－SiO2图解（图5）中，大部分落入高钾钙碱性岩系列，少量为钙碱性岩系列和橄榄安粗岩系列，只有零星落入低钾拉斑质岩系列范围.结果表明，在龙江组中属于爆发相的凝灰岩和属于溢流相的熔岩具有相同的演化趋势.

从稀土元素分析数据（表3）看，龙江组火山岩稀土元素总量（REE）介于111.78～323.84之间.在球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线图（图6）上，曲线形态为明显的右倾形式，所有样品表现出相同的演化趋势，都具有轻稀土富集，轻、重稀土元素具有较强的分馏作用，轻稀土元素内部之间发生了一定的分馏作用，重稀土元素分馏不明显.δEu=0.04～0.82，除龙江组中的流纹岩表现为明显的Eu负异常外，总体来看Eu略呈现负异常.

图6 龙江组火山岩REE配分模式（球粒陨石参考值，据文献［6］）Fig.6Chondrite-normalized REE patterns of the volcanic rocks of Longjiang Formation（chondritic meteorite reference value after Taylor et al.,1985）

4 同位素年代

选择了山泉公社光华大队P19剖面龙江组的流纹岩YL018样品，进行了全岩40Ar/39Ar测年（图3、表4），样品由北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室分析测试.40Ar/39Ar同位素等时线年龄值为125.4±1.8 Ma.

5 区域地层对比

大兴安岭地区中北部和东、西坡各地，如龙江县山泉镇光华大队、扎兰屯市柞木梁子、阿荣旗那克塔石油矿、阿荣旗查巴奇东山根、呼伦贝尔市伊列克得北山、奈吉公社图幅乌里西北、莫尔道嘎镇金林达赖沟林场西北、额尔古纳右旗上库力、拉布达林农牧场良种站东山、阿尔哈沙特、罕达盖林场东南等剖面，均以中性、中酸性火山岩和碎屑沉积岩为主［7-10］，常含叶肢介化石Eosestheria opima,E.（Dongbeiestheria）shanquanensis,E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis等，昆虫化石Ephemeropsis trisetalis,部分地区尚见鱼类Lycoptera davidi,L.sinensis,且与下伏地层呈角度不整合接触.尽管往昔不同单位、不同时间、不同地点分别采用龙江组、光华组等组级或段级岩石地层单位名称，但它们的基本层位是相当的（表1）.根据《地层规范》地层名称选取和使用的原则，本文统一采用龙江组一名.

表4 龙江组火山岩激光40Ar/39Ar年代学数据Table 4Laser40Ar/39Ar dating results for the Mesozoic volcanic rocks of the Longjiang Formation

大兴安岭中北部火山岩地区化石稀少，但在沉积夹层中可以见到少量叶肢介和植物化石.这些沉积岩夹层无论是自然露头还是槽探揭露都非常薄，最厚也不过十几米.含叶肢介的化石层更薄，往往只有几厘米厚，且属种非常单调.含热河生物群中晚期类群的化石组合包括叶肢介Eosestheria sp.,Eosestheria（Dongbeiestheria）sp.;昆虫Ephemeropsis trisetalis, Coptocla1a sp.;双壳类Ferganoconcha sibirica,F. subcentralis;介形虫Darwinula contracta,Cypridea cf. lunpingensis等.从生物地层对比的角度看，龙江组生物化石总体组合特征与辽西地区义县组下部的生物组合面貌基本相似，只不过龙江组的生物化石类型颇单调.本次工作采集了同位素样品，用激光Ar-Ar法测试结果为125.4 1.8 Ma.因此，根据生物地层、岩石组合以及与下伏地层间的区域性角度不整合面的接触关系，均显示龙江组与辽西地区的义县组下部基本上可以对比.

6 结论

（1）新义龙江组是指岩石组合由安山岩、英安岩及其火山碎屑岩、流纹质火山碎屑岩和沉积碎屑岩组成，底部通常以凝灰质砾岩或砂砾岩呈角度不整合覆在白音高老组或更老的地层之上，其上被甘河组以平行不整合或喷发不整合覆盖.生物化石属于Eosestheria-Lycoptera-Ephemeropsis trisetalis热河生物群中期生物化石组合，其中叶肢介化石以Eosestheria opima-E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis（丰满东方叶肢介-光华东北东方叶肢介）组合为代表.

（2）火山岩的岩石地球化学SiO2含量在59.71%～75.65%之间，具有高Al2O3（12.19%～19.39%）和高Na2O（1.04%～5.24%），较富碱性（Na2O+K2O 3.65%～6.25%）的特点，火山岩属于高钾钙碱性岩系列.

（3）龙江组40Ar/39Ar同位素年龄为125.4±1.8 Ma.

致谢：本文所涉及的同位素样品数据由北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室分析测试，岩石地球化学数据由沈阳地质调查中心实验室分析测试；共同参加野外工作的还有沈阳地质矿产研究所张立君研究员、刘世伟教授级高级工程师、庞庆帮研究员，中国地质科学院资源所张永生研究员.对他们的辛勤劳动和支持表示衷心的谢意！

［1］黑龙江省地层表编写组.东北地区区域地层表·黑龙江省分册［M］.北京：地质出版社,1979.

［2］黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志［M］.武汉：中国地质大学出版社,1993.

［3］黑龙江省地质矿产局.黑龙江省岩石地层［M］.武汉：中国地质大学出版社,1997.

［4］Le Bas MJ,Le Maitre R W,Streckeisen A,et al.A chemical classification ofvolcanicrocksbasedonthetotalalkali-sillicadiagram［J］.JPetro,1986, 27:745—750．

［5］Pecerrillo A,Taylor S R.Geochemistry of Eocene calcoalkaline volcanic rocks from the Kastamonu Area,northern Turkey［J］.Contrib Mineral Petrol,1976,58:63—81.

［6］Taylor S R,McLennan S M.The continental crust:Its composition and evolution［M］.Oxford Blackwell,1985:1—312.

［7］王莹.大兴安岭侏罗—白垩系研究新进展［J］.地层学杂志,1985, 9（3）:203—209.

［8］王惠，郭灵俊，白翠霞，等.大兴安岭中北部晚侏罗世—早白垩世地层新认识［J］.地质通报,2005,24（9）:867—871.

［9］邵积东，王惠，安存杰，等.大兴安岭北部地区晚侏罗世—早白垩世地层划分有关问题的讨论［J］.地层学杂志,2005,29（增刊）:573—577.

［10］刘世伟.大兴安岭地区中生代火山岩岩石地层的划分与对比问题［J］.地质与资源,2009,18（4）:241—244.

NEW UNDERSTANDING OF THE LOWER CRETACEOUS LONGJIANG FORMATION IN THE EASTERN DAXINGANLING REGION

DING Qiu-hong1,CHEN Shu-wang1,SHANG Ling2,LI Yong-fei1,WANG Jie1
（1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China; 2.Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources,Shenyang 110032,China）

On the basis of field survey,the stratotype section of Longjiang Formation is researched particularly on the lithostratigraphy,biostratigraphy,isotope chronology and lithogeochemistry.The meaning of Longjiang Formation is redefined.The neologism of Longjiang Formation consists of andesite and dacite with its pyroclastic rocks,rhyolitic pyroclastic rocks and sedimentary clastic rocks.The paleontological fossils belong to Eosestheria-Lycoptera-Ephemeropsis trisetalis fossil assemblage of the Middle Jehol Biota.Among them,Conchostracans are represented by the Eosestheria opima-E.（Dongbeiestheria）guanghuaensis assemblage.The volcanic lithogeochemistry is characterized by SiO2contents between 63.88%and 75.65%,high Al2O3（12.19%to 19.39%）,high Na2O（1.04%to 5.24%）,rich alkalis（Na2O+K2O 3.65%to6.25%）andstrongenrichmentinlightrareearthelements（LREE）.Theisotopicageof40Ar/39Aris125.4±1.8Ma.

Longjiang Formation;Eastern Daxinganling;lithogeochemistry;isotopic age

1671-1947（2014）03-0215-08

P534.53；P539

A

2013－01－28；

2014-03-24.编辑：张哲．

中国地质调查局“松辽外围中新生代盆地群油气地质综合调查”项目（编号1212010782001）资助．

丁秋红（1964—），女，博士，研究员，从事中生代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280号，E-mail//1109251593@qq.com