内蒙古科尔沁右翼中旗一带下二叠统寿山沟组沉积环境探讨

许 燕 孙少槐,2 刘宴文

1.内蒙古自治区地质调查院 呼和浩特 010020 2.中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院 北京 100083

内蒙古科尔沁右翼中旗一带下二叠统寿山沟组沉积环境探讨

许 燕1孙少槐1,2刘宴文1

1.内蒙古自治区地质调查院 呼和浩特 010020 2.中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院 北京 100083

通过对内蒙古科尔沁右翼中旗1∶20万区调及1∶5万前进公社亥吐幅、西巴彦花幅、华杰幅区调综合整理，进一步研究了科尔沁右翼中旗一带下二叠统寿山沟组的岩石地层层序、岩性岩相变化及构造环境。

寿山沟组；地层层序；沉积环境

一、地层沿革及划分

寿山沟组是陶南生等于1974年创名，创名地点在吉林省桦甸县榆木桥乡东约3km寿山沟。主要根据寿山沟两侧石灰岩中发现的栖霞期珊瑚化石和蜓类化石，不同于茅口期的范家屯组，因此，称寿山沟组。

内蒙古区调二队（1984）在巴林左旗碧流台地区进行了1∶5万区调时，将大石寨组火山岩之下的海相滨海相碎屑组合称为青风山组。《全国地层多重划分对比研究内蒙古自治区岩石地层》的划分对比方案，考虑它的层位、沉积特征及时限，废弃青凤山组的名称，改称寿山沟组[3]。

1∶20万区域地质调查时为索伦组①索伦组，有变质砂岩、板岩、结晶灰岩及少量片理化凝灰砂岩组成。索伦祖底部被华力西期、燕山期花岗岩侵入，底界不清，上部与大石寨组片理化凝质砂岩整合接触，出露面积268平方公里，总厚度2，949—3，313米。索伦祖，在古生代地层中最为发育。主要组成呼和哈达向斜的两翼，其中北翼出露较全向西至塔尔布勒吉伸入，其次组成巴润石场倒转向斜及乌苏布拉格单斜一部分，葛根庙倾伏向斜的翘起部位和代钦塔拉倾没背斜的倾没部位，此处在中吉利花、花界等地也有零星出露。

1∶5万区域地质调查时划归下二叠统寿山沟组②内蒙古自治区地质调查院（2009）进行内蒙古1∶5万前进公社亥吐幅（L51E019005）、西巴彦花幅（L51E019006）、华杰幅（L51E0200050三幅区域地质调查时将原1∶20万科右中旗幅区调所划的下二叠统索伦组依据岩石组合、沉积环境，划归下二叠统寿山沟组。

二、地层分布及发育特征

图1 地质矿产简图及矿点分布图

1-第四系；2-梅勒图组；3-白音高老组；4-玛尼吐组；5-满克头鄂博组；6-塔木兰沟组；7-万宝组；8-大石寨组；9-寿山沟组；10-色日巴彦敖包组；11-晚二叠世中细粒黑云母二长花岗岩；12-晚三叠世中粗粒黑云母二长花岗岩；13-中侏罗世巨粗粒正长花岗岩；14-晚侏罗世含斑中细粒二长花岗岩；15-晚侏罗世花岗闪长岩；16-早白垩世细粒闪长岩；17-早白垩世中细粒石英闪长岩；18-早白垩世石英二长斑岩；19-早白垩世晶洞碱长花岗岩；20-早白垩世二长闪长玢岩；21-满克头鄂博期流纹斑岩；22-玛尼吐期次安山岩；23、白音高老期流纹斑岩；24-梅勒图期次安山岩；25-侵入及第四系界线；26-角度不整合界线；27-实测断层；28-推测断层；29-铜钼矿点及编号；30-铜铅锌矿（化）点；31-铁及铁多金属矿（化）点；32-铜矿（化）点；33-锌及锌银矿化点；34-萤石矿点；35-叶腊石矿点；36-铅锌矿（化）点；37-金矿（化）点；38、锡矿化点；39-铅锌锡矿化点及编号；40-花岗岩石材

寿山沟组主要分布于嘎亥图镇、布敦花铜矿及中部乌额格其苏木一带，石灰窑及扎鲁特原种场零星出露，见图1。

该套地层虽分布面积大，但基岩出露不好，地貌上多形成低缓山丘。岩层总体呈北东走向，倾向多为北西340°～30°或南东150°～200°，倾角较陡，在55°～80°之间，产状由南东向北西逐渐由北西倾变为南东倾。该套地层总体构成布敦花—嘎亥图复式向斜翼部，嘎亥图镇以东地层出露较全，厚度大。中二叠统大石寨组整合于寿山沟组之上，被中侏罗统万宝组及晚侏罗世火山岩角度不整合覆盖。

三、岩石地层层序

寿山沟组下部为灰黑色碳质板岩、红柱石黑云母角岩、灰、灰黄色片理化变质中细粒长石砂岩、灰黄绿色变质含砾细砂岩夹浅青灰、灰白色砂质灰岩及灰黑一灰青色符山石石榴石角岩。上部为青灰色千枚状粉砂质板岩、浅灰-灰黄色片理化变质中细粒长石石英砂岩、灰黑色变质中细粒杂砂岩、凝灰质砂岩、纹层状大理岩、变质粉砂岩及钙硅质岩。最大厚度2，562.32m。

嘎亥图镇北沙尔花剖面（图2）控制了寿山沟组中下部层位。底界被中二叠世斑状中细粒黑云母二长花岗岩侵入，顶部中二叠统大石寨组整合其上。控制厚度＞1494.28m，地层层序如下：

中二叠统大石寨组（P2d）纹层状变质石英角斑岩

7.灰黑色含碳质红柱石二云母角岩……………………………35.18m

6.灰黑色红柱石二云母角岩……………………………………61.24m

5.灰黑色红柱石黑云母角岩夹青灰色斑点状红柱石黑云母角岩………………………………………………………………… 148.34m

4.灰黑色红柱石黑云母角岩夹青灰色斑点状红柱石角岩……86.97m

3.灰黑色红柱石黑云母角岩夹多层红柱石角岩………………83.45m

2.为灰黄褐一灰绿色角岩化粉砂质泥岩………………………17.34m

1.灰黑、青灰色红柱石二云母角岩夹红柱石黑云母角岩………………………………………………………………… 127.15m

— —侵入接触— —

——整合接触——

寿山沟组（P1s∧）：

中二叠世斑状中细粒黑云母二长花岗岩

嘎亥图镇查干敖瑞东剖面（图3）相当于沙尔花剖面的上部。该剖面顶底界不清。控制厚度约771.39m，地层层序总体正常，局部倒转。

下二叠统寿山沟组（P1s∧）：

19.灰青色片理化泥钙质长石细砂岩，具薄层状构造、水平层理…………………………………………………………………… 4.91m

18.灰绿色粉砂质绢云母板岩………………………………… 33.12m

17.岩性组合为浅灰黄色变质中细粒岩屑长石石英砂岩（发育露头级的楔状交错层理）、具水平层理的浅灰色变质粉砂岩及青灰色含碳质粉砂质板岩局部夹1～2m厚的浅灰褐色灰岩……………… 196.40m

16.铅灰色含榴石碳质粉砂质斑点板岩……………………… 81.96m

图2 嘎亥图镇北沙尔花下二叠统寿山沟组及中二叠统大石寨组地层剖面

15.铅灰色含榴石碳质粉砂质斑点板岩与土黄褐色粉砂质泥岩互层………………………………………………………………… 108.86m

14.灰黑色含榴石黑云母碳质粉砂质板岩…………………… 54.45m

13.铅灰色碳质粉砂质斑点板岩………………………………121.08m

12.青灰色含碳质石榴石符山石透辉石角岩………………… 60.59m

11.铅灰色碳质粉砂质堇青石斑点板岩……………………… 58.21m

10.灰黑一灰青色符山石石榴石角岩………………………… 62.80m

9.灰黑色红柱石含碳质粉质斑点板岩与青灰-灰绿色含碳质红柱石粉 砂 质 板 岩 互 层 …………………………………………………37.39m

8.灰黑色含碳质红柱石二云母角岩夹青灰—灰绿色红柱石角岩………………………………………………………………… 114.84m

— —未见顶— —

16.青灰色粉砂质板岩与片理化中细粒长石石英砂岩互层… 63.20m

15.灰绿色粉砂质板岩与灰绿、灰褐色片理化中细粒长石砂岩互层夹片理化含砾砂岩…………………………………………………46.46m

14.土黄褐色泥质板岩与灰黄绿色变质长石石英粉砂岩互层………

………………………………………………………………… 182.56m

13.青灰、灰黄褐色粉砂质板岩与变质长石石英细砂岩互层…32.55m

12.灰黄、灰红色中一薄层状岩屑长石石英砂岩………………13.79m

11.青灰色粉砂质板岩与灰黄色变质细砂岩互层……………204.06m

10.灰褐色矽卡岩化钙质细砂岩…………………………………8.08m

9.青灰色粉砂质板岩与灰黄绿色变质细砂岩互层……………16.15m

8.灰黄绿色变质细砂岩夹灰绿色变质岩屑长石粗砂岩…… 115.08m

7.灰色角砾状石榴石矽卡岩夹灰褐色纹层状细晶大理岩及灰黑色变质粉砂岩…………………………………………………………60.13m

6.灰白色纹层状钙硅质岩夹钙硅质角岩………………………29.33m

— —未见底— —

图3 查干敖瑞东北下二叠统寿山沟组实测地层剖面

四、沉积环境

寿山沟组下部岩性以灰黑色碳质粉砂质板岩、浅灰色变质粉砂岩、灰黑色变质泥岩及变质中细粒长石砂岩为主，少量灰黑色泥灰岩，岩石中含较多碳质碎屑。冲冼层理（图4）发育的岩层代表了水动力较强的滨岸浅滩相，脉状层理（图5）及水平层理发育的岩层是潮坪环境的产物。

图4 寿山沟组下部近滨海滩冲冼层理

图5 寿山沟组潮坪环境脉状层理

中部以变质中细粒长石石英砂岩、岩屑长石石英砂岩、砂质灰岩、变质粉砂岩及薄层状大理岩为主，泥岩少见，岩石碎屑颗粒分选较好、次浑圆状、颗粒支撑。岩屑长石石英砂岩具楔状交错层理（图6），砂屑灰岩具低角度冲冼层理，变质中细粒长石石英砂岩可见较典型的风暴沉积层理—丘状层理，大罕山蚕场灰岩中发现了海百合茎化石③1973年，吉林省地质局区域地质调查大队，1∶20万科右中旗幅区域地质测量报告。，反映为浅海滨岸环境。

图6 寿山沟组下部交错层理

上部岩性为黑灰色变质粉砂岩、青灰色纹层状微晶大理岩、深灰色硅泥质粉砂质板岩及变质长石杂砂岩为主，夹多层浅灰色钙硅质岩（具近垂直层理的毫米级震动液化脉）、硅泥质岩及凝灰质粉细砂岩，见水平层理，沉积物色深、粒细、层薄、出现黄铁矿晶体，表现为水体较深的还原环境。震动液化脉和凝灰质的出现反映出当时有地震及火山爆发。

矽卡岩化纹层状大理岩Ba、Sr丰度值分别为313×10-6和1144×10-6，在普列夫斯的Ba-Sr图解上样点落入咸水区；Sr/Ba=3.65＞1，由于Sr/Ba比值随盐度的提高面有明显增大的趋势，显示其形成于海洋环境。

寿山沟组为一套滨浅海相陆源碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造及半深海相类复理石沉积建造，总体为一套海进退积序列沉积，其形成应伴随盆地的稳定持续扩张，其应形成的构造环境应为相对稳定的被动陆缘盆地。

图6 寿山沟组地层柱状对比图

五、岩性变化及时代讨论

不同地区出露的寿山沟组岩性、岩相各有差异。布敦花铜矿及准布敦花变质程度变深，形成大量的绢云线千枚岩。沙尔花北2.5km处见泻湖相灰黑色碳质板岩，向东相变为灰黑色泥灰岩。在查干敖瑞—宝力格花—乌珠仁塔本乌拉一带为近滨砂质灰岩（具冲冼层理）、浅海陆棚相的长石石英砂岩及纹层状微晶灰岩组合。六条剖面（图6）分别代表了寿山沟组上下不同层位。

寿山沟组区域上主要分布于西拉木伦河以北西乌旗、巴林左旗及吉林省桦甸县等地。西乌旗地区哈日根台岩性组合为黄灰色、灰色黑色砾岩、含砾砂岩、粉砂岩夹灰岩薄层（产Fenestella sp.（窗格苔藓虫）、Rhipidomella sp.（扇房贝））或透镜体等粗碎屑岩，以及灰黑色泥质粉砂岩（产Camarotoechia sp.（穹房贝）、Rhipidomella sp.（扇房贝）、粉砂质板岩、变质泥岩、夹长石石英砂岩、砾岩或瘤状灰岩。吉林省桦甸县榆木桥乡岩性组合自下而上为银灰色千枚状粉砂岩及浅灰、灰紫色厚层状灰岩（产腕足类、珊瑚类化石）、泥灰岩及生物碎屑灰岩（产海百合茎化石）。研究寿山沟组虽未发现古生物化石，但岩石组合可与区域上的一致。另外，寿山沟组被中二叠世含斑中细粒花岗闪长岩侵入，岩体外接触带具显著的热接触变质现象。综上将寿山沟组形成时代应为早二叠世。

[1]1∶20万科右中旗幅区域地质测量报告，地质矿产报告，吉林省地质局区域地质调查大队，1991.

[2]何会文等，内蒙古1∶5万西巴彦花幅（L51E019006）、前进公社亥吐幅（L51E019005）、华杰幅（L51E020005）区域地质调查报告，内蒙古自治区地质调查院，2009.

[3]李文国，全国地层多重划分对比研究内蒙古自治区岩石地层，内蒙古自治区地质矿产局，中国地质大学出版社，1996.