内蒙古马杰高勒乌拉山群特征及其时代划分

2016-02-13张永全陈彦朋张久凤张瑞香

中国石油大学胜利学院学报 2016年4期

关键词：斜长片麻岩闪长岩

张永全,陈彦朋,张久凤,成晨,刘丹,王巍,张瑞香,李萧

(1.中国石油大学胜利学院油气工程学院,山东东营257000;2.空军预警学院,湖北武汉430019; 3.胜利油田技术检测中心安全教育管理站,山东东营257000)

内蒙古马杰高勒乌拉山群特征及其时代划分

张永全1,陈彦朋2,张久凤3,成晨1,刘丹1,王巍1,张瑞香1,李萧1

(1.中国石油大学胜利学院油气工程学院,山东东营257000;2.空军预警学院,湖北武汉430019; 3.胜利油田技术检测中心安全教育管理站,山东东营257000)

马杰高勒乌拉山岩群研究相对较为薄弱,年代资料较少。通过锆石热电离质谱测年方法得出,侵入石英闪长岩中角闪石K-Ar年龄为2.46 Ga,锆石U-Pb等时线年龄为(2 563±21)Ma,黑云斜长片麻岩中锆石U-Pb的一致线年龄为25.19亿年。研究表明,本群岩层为深变质相,均遭受区域变质作用、混合岩化作用及花岗岩化作用,并有古老的闪长岩、花岗岩及伟晶岩侵入,同时在呼和浩特北清楚见到二道洼群不整合于乌拉山群之上。将乌拉山群时代置于中太古代,鉴于变质程度不及集宁群,故将其置于集宁群之上。

内蒙古;马杰高勒;乌拉山群;时代划分

内蒙古马杰高勒地处内蒙地槽和华北地台的结合部位,地层具有一定的特殊性和复杂性,且遭受后期构造的破坏和岩体的强烈侵蚀,多数地层残缺不全、面貌改观,难识“庐山真面目”。1958年以来,先后有不少地质工作者对区内地层做了不同程度的研究工作[1-2],为进行区内地层划分提供了一定的资料,但由于古生物资料匮乏,地层时代划分依据仍不充足。笔者通过锆石等年代的测定,有效揭示了区内地层的绝对地质年代及每套地层的新老关系,判断出相邻地层之间的相互关系,成为重要的理论依据。

1 区域地质概况

内蒙古马杰高勒地层分属内蒙古—松花江地区和华北地层区。西北部属内蒙古—松花江地层区的准索伦小区,中部及东南部分属华北地层区的白云鄂博小区及河套小区[3]。其中,前新生代地层出露面积约1 479 km2,占内蒙古马杰高勒总面积的24%,前古生代地层出露面积达1 112 km2,占前新生代地层出露面积的75%;新生代地层面积约3 000 km2,占内蒙古马杰高勒总面积的48%。前古生代地层主要分布在内蒙古马杰高勒中部,呈北东向展布,横贯全区,与各类侵入岩体一起构成雄姿巍峨的狼山主体[5](图1)。

研究区出露的地层有中太古界乌拉山群,上元古界马尼图群及杰尔泰群,上古生界石炭系上统阿木山组、下二叠统大红山组,中生界侏罗系中下统石拐群,白垩系下统李三沟组及白垩系上统,新生界第四系中下更新统、上更新统及全新统。其中分布在内蒙古马杰高勒中部的上元古界渣尔泰群最为发育,东南部河套平原的第四系亦发育较为齐全[6]。

2 中太古界乌拉山群特征

乌拉山群(Ar2wl)分布在内蒙古马杰高勒中部狼山南坡的马杰高勒—布尔噶斯台一带,呈北东向展布,面积约130 km2,出露厚度为1 996 m[5]。本群是区内变质最深的一套区域变质岩系,主要由灰色、灰黑色含石榴石黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩及混合岩化的各类片麻岩组成,局部夹大理岩薄层[6]。其上、下界限不清晰。鉴于本群分布范围较小,且岩层组合较为单一,所以没有进一步划分。其层序地层按新老关系描述如下(表1):

图1 内蒙古马杰高勒大地构造位置

表1 剖面层序地层

2.1 典型剖面描述

马杰高勒地区岩层出露良好,构造轮廓清楚,层序较全,岩层组合具有代表性,以测制3条剖面建立本群层序(图2)。

图2 马杰高勒中太古界乌拉山群(Ar2wl)实测剖面

2.2 岩石建造特点及变化趋势

乌拉山群片麻岩,局部夹有大理岩及少许具交错层理的条带状石英岩,而斜长角闪岩经原岩恢复后显示,原岩大部分属于基性火山岩,少数属于凝灰岩[7]。这表明本群原岩为一套黏土质、长石石英砂质夹少量碳酸盐的沉积岩或基性火山岩,属浅海相碎屑岩及基性火山岩建造,由于出露面积较小,横向变化不明显。

在乌拉山、大青山一带,乌拉山群大面积出露,厚度巨大,并可进一步划分为5个岩组,其岩层与本区相似,可以对比。本区乌拉山群与固阳地区乌拉山群的上部层位相当(图3),往西南可与渤海地区的千里山群对比,但相对厚度较小。

图3 中太古界乌拉山群柱状图对比

3 测年特征

乌拉山岩群的时代属中太古代,分布在内蒙古乌拉山、大青山及桌子山等地区,为中深变质岩系,由各种片麻岩、变粒岩组成,分4个岩组。其沉积环境属古陆边缘海盆,原岩具火山喷发、沉积、再喷发、再沉积特点[8],含铁英岩、石墨等矿层。变质程度达高角闪岩相,局部麻粒岩相,遭受多次变形,局部混合岩化。侵入的石英闪长岩中角闪石K-Ar年龄为2.46 Ga,锆石U-Pb等时线年龄为(2 563±21) Ma,黑云斜长片麻岩中锆石U-Pb的一致线年龄为2.519 Ga。

图4 太古代二长花岗岩体协和曲线和平均年龄计算

图5 太古代二长花岗岩体协和曲线和平均年龄计算

4 时代探讨

乌拉山群为一套巨厚的中—深区域变质岩系,构成了内蒙地轴的基底。关于乌拉山—大清山一带的古老变质岩系的时代,有两种不同意见:有的认为属下太古界桑干群;有的认为属上太古界的五台群。本文根据岩石的变质程度、同位素年龄等资料的分析,将集中分布在乌拉山、大青山及桌子山等地区划为桑干群的这套变质岩系统称为乌拉山群,其上被二道洼群不整合覆盖,置于深变质的集宁群之上,主要证据为:

(1)本群岩层为深变质相,均遭受区域变质作用、混合岩化作用及花岗岩化作用,并有古老的闪长岩、花岗岩及伟晶岩侵入。

(2)侵入这套片麻岩的伟晶岩脉中的云母测定同位素年龄值为1.8～1.9 Ga,说明乌拉山群的生长时代要早于1.9 Ga;在呼和浩特幅二道洼群的底部砾岩中取锆石测定同位素的年龄值为2.35 Ga,说明乌拉山群的年龄大于2.35 Ga。

(3)在呼和浩特北清楚见到二道洼群不整合于乌拉山群之上。

(4)乌拉山群中侵入的石英闪长岩中角闪石K -Ar年龄为2.46 Ga,锆石U-Pb等时线年龄为(2 563±21)Ma,黑云斜长片麻岩中锆石U-Pb一致线年龄为2.519 Ga。