西拉沐倫河兩岸旱二疊世晚期哲斯組及于家北溝組巖石地層、地層格架及生物地層特征

1、西拉沐倫河兩岸旱二疊世晚期哲斯組及于家北溝組巖石地層、地層格架及生物地層特【摘要】西拉沐倫河深斷裂是內(nèi)蒙古中部的主要構(gòu)造線， 又是古生代錫林浩特一磐石地層分區(qū)與赤峰地層分區(qū)的界 線。早二疊世晚期的哲斯組和于家北溝組分屬以上兩個地層 分區(qū)。本文重新厘定哲斯組和于家北溝組的巖石地層，建立 兩個地層分區(qū)早二疊世晚期沉積盆地地層格架，劃分早二疊 世晚期的生物地層，并討論其代表的地質(zhì)意義?！娟P(guān)鍵詞】哲斯組；于家北溝組；巖石地層；地層格架; 生物地層西拉沐倫河兩岸早二疊世晩期的哲斯組和于家北溝組是早二疊世錫林浩特中間地塊與雙井微地塊沿西拉沐倫河深斷裂帶拼合后的第一蓋層，以西拉沐倫河深斷裂帶為界，北南兩側(cè)均

2、形成陸表海，哲斯組和于家北溝組正是在這種環(huán)境下發(fā)育而來。1、哲斯組巖石地層及地層格架哲斯組（p1z八）分布于西拉沐倫河北岸的磐石一錫林浩特地層分區(qū)內(nèi)，連續(xù)沉積于早二疊世大石寨組之上，被晚二疊世林西組角度不整全覆蓋，分為三個連續(xù)沉積的巖性段：下段(plzl)：以灰一深灰色變質(zhì)中細(xì)粒長石巖屑砂 巖與粉砂質(zhì)板巖互層沉積為主，盆地北側(cè)邊緣為灘相生物碎 屑灰?guī)r、大理巖，南側(cè)見有少量的變質(zhì)砂礫巖和變質(zhì)粗砂巖。中段(plz ' 2)：以灰一灰黑色韻律沉積的粉砂質(zhì)板巖 及變質(zhì)粉砂質(zhì)細(xì)砂巖為主體，盆地北側(cè)邊緣為灰一灰褐色變 質(zhì)含礫粗砂巖、變質(zhì)細(xì)砂巖夾變質(zhì)砂礫巖，南側(cè)見有少量的 變質(zhì)砂礫巖和變質(zhì)含礫粗砂巖

3、。上段(plz3)：下部為灰色變質(zhì)礫巖、變質(zhì)細(xì)粒不等 粒長石巖屑砂巖夾變質(zhì)粉砂巖；上部為紫色變質(zhì)巨礫巖為 主，夾少量的變質(zhì)細(xì)砂巖及變質(zhì)粉砂巖。僅分布于雙井微地 塊北緣。據(jù)三個巖性段的沉積建造和地層層序疊置特征和，建立 早二疊世晚期二間房一雙井沉積盆地地層格架。(1) 哲斯組為一套海退序列沉積物組合，下段及中段 為高水位體系域(hst),屬逐漸增強(qiáng)的雙向加積一進(jìn)積地層 結(jié)構(gòu)；上段為陸棚邊緣楔(smw),屬雙向進(jìn)積一加積地層結(jié) 構(gòu)。兩大體系之間由2型不整合(sb2)分開。(2) 從年代地層格架中，明顯地反映出由低水扇(lsf) 高水位體系域(hst)陸棚邊緣楔(smw)的雙向進(jìn)積一 加積特點(diǎn)，水域

4、逐漸變窄，水體逐漸變淺直完全退去。(3) 地層格架中存在二個界面，其一為低水扇(lsf) 的頂界面(tfs),它的地質(zhì)意義在于由復(fù)理石建造向類復(fù)理 石建造的轉(zhuǎn)化；其二是高水位體系域與陸棚邊緣楔的分界面 2型不整全（sb2）,它反映出區(qū)域類復(fù)理石建造向磨拉石拉 石建造的轉(zhuǎn)化。（4）由于大石寨期島弧火山鏈的存在，為生物提供了 良好的生存環(huán)境，致使富含生物化石的碳酸鹽巖建造發(fā)育， 為研究區(qū)域地層提供化石和層位標(biāo)志。2、于家北溝組巖石地層及地層格架于家北溝組（ply）分布于西拉沐倫河南岸的赤峰地層 分區(qū)內(nèi)，連續(xù)于早二疊世額里圖組之上，被晚二疊世鐵營子 組角度不整合覆蓋，亦分為三個連續(xù)沉積的巖段：下段（

5、plyl）：灰綠一灰黃色變質(zhì)凝灰質(zhì)含礫不等粒巖 屑雜砂巖、變質(zhì)（凝灰質(zhì)）細(xì)粒（長石）巖屑雜砂巖夾變質(zhì) 凝灰質(zhì)砂質(zhì)礫巖及蝕變安山巖。中段（ply2）：灰一灰黑色粉砂質(zhì)板巖、斑點(diǎn)狀凝灰質(zhì) 含粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)細(xì)粒巖屑砂巖夾變質(zhì)凝灰質(zhì)含礫粗砂巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)含礫不等粒巖屑雜砂巖 及變質(zhì)凝灰質(zhì)礫巖。上段（ply3）：灰紫一紫色變質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖與紫色鈣質(zhì) 板巖韻律性沉積為特點(diǎn)，夾河南營子砂礫巖層（hsc）雜色 變質(zhì)砂質(zhì)巖與紫色變質(zhì)粉砂巖互層沉積為特征。據(jù)本組三個巖段的沉積建造和地層層序特征，建立早二 疊世晚期拐子溝一于家北溝沉積盆地地層格架。(1) 于家北溝組為一套較完整由海進(jìn)一海退全過程的 沉積物組合

6、，最大海侵面(ss)在中段的中上層位，下段存 在低水扇(lst),下段及中段中部和下部為海侵體系域(tst),上部為高水位體系域(hst),上段為陸棚邊緣楔 (smw),形成了下部進(jìn)積，上部退積一加積的地層結(jié)構(gòu)。(2) 年代地層格架上看，水域由窄變寬又變窄，水體 由淺變深又變淺特點(diǎn)。(3) 地層格架中存在2個界面：饑餓段(ss)分開海 侵體系域(tst)和高水位體系域(hst),是最大海侵面；2 型不整合(sb2)分開高水位體系域(hst)和陸棚邊緣楔(smw),是本區(qū)海水退去的標(biāo)志。(4) 于家北溝組下段的低水扇(lsf)是水下重力流沉 積。位于中段中部的深切河谷充填物(ivf)是淺海入海三

7、 角洲沉積，上段的陸棚邊緣楔(smw)以河流相、潮坪相沉 積為主，向南西為滯留海盆沉積，海水淡化明顯。3、早二疊世晚期西拉沐倫河兩岸的生物地層3. 1西拉沐倫河北岸早二疊世晩期生物地層西拉沐倫河北岸，就大石寨組及哲斯組化石分布特征， 做早二疊世晚期化石分布及生物地層劃分：(1) spiriferellakelhaviiformisyakovlevia 組 合分布于大石寨組頂部及哲斯組底部的生物碎屑灰?guī)r中， 主要化石有 腕 足類:spirife-rella, kelhaviiformis , yakovlevia , muirwoodia , rhombopora , neospirifer ,

8、 stenoscisma, diotyoclostus 等； 蜓類：parafusulina, pseudodolicina ； 珊瑚： plerophyllum , calaphyllum , tachylasma, basleophyllum, lophophyllidium 等。主要是 北極動物群成員，少量提斯動物群分子，其同區(qū)域s-k-y 組合一致，時代屬早二疊世晚期偏早階段。(2) plerophyllum一tachylasma 組合同s-k-y組合層位相比偏早，主要化石同s-k-y組 合的主要化石基本一致，化石的主要種屬除少量特提斯型分 子外主要為北極型分子，該組合層位穩(wěn)定。(3)

9、leptodus nobilis waagin 延限.帶分布于哲斯組下段上部和中段中，主要化石種屬有：腕 足 類: leptodus , cancrinella , cleiothyridina , liosetella , horridonia , echinconchus 等； 珊瑚： metriphyllum, asserculi nia； 刺毛蟲：chaetetes； 植 物：gigantonolea等。動物化石多為小殼體特化類型，屬特 提斯類型，植物化石為華夏植物群分子，反映出氣候變暖的 趨勢。其時代晚于s-k-y組合，屬早二疊世晚期中晚階段。3. 2西拉沐倫河南岸早二疊世晚期生物地

10、層西拉沐倫河南岸，就于家北溝組生物化石分布特征，做 早二疊世晚期化石分布及生物地層劃分：(1) pecopteris 頂峰帶分布于于家北溝組下段下部層位，主要化石屬有：植物: pecopteris erientalis , p. arbarescens , p. cyathea , p. hemitelioides ；同 時伴生 植物：sphenophyllum , taeniopteris, giga nto peris, annul aria 等。多屬華夏植 物群的重要分子。其時代為早二疊世中晚期。(2) yakovlevia一muirwoodia一chonetes 組合帶分布于于家北溝組

11、建組剖面的下段上部層位，主要化石 種屬有：腕足類：yakovlevia, muirwoodia, chonetes, waagenies, leptodus 等； 蜓類：monodiexodina； 雙殼類： avic-ulopecten ； 同時伴生有植物：annularia , sphenophyllum, gigantopteris等。其中植物化石多為華夏 植物群的分子，動物化石多為特提斯動物群分子，其中的 monodiexodina蜓類化石的存在，其時代應(yīng)為早二疊世中期 偏晚階段。4、幾點(diǎn)認(rèn)識(1) 西拉沐倫河兩岸早二疊世晚期地層均為陸表海沉 積，由類復(fù)理石向磨拉石建造轉(zhuǎn)化。(2) 西拉沐倫河北岸早二疊世晚期沉積盆地為一套海 退序列沉積物，而南岸為由海進(jìn)至海退全過程沉積物。(3) 從生物地層上看，y-m-c組合帶層位低于s-k y組合，說明于家北溝組低于哲斯組下段層位。(4) 西拉沐倫河北岸二疊世晚期由海相變?yōu)楹恿飨?而南岸由海相變?yōu)槌逼合嗪秃恿飨唷?5) 西拉沐倫河斷裂帶是早二疊世早期的錫林浩特中間地塊與雙井微地塊的拼合帶，早二疊世晚期該斷裂帶大規(guī) 模造山運(yùn)動開始。本文利用近幾年1 :5萬區(qū)調(diào)資料，編寫過程中得到朱 慧忠、王友、劉永高、張慶洲等同志的大力支持，同時在論 文的打印和圖件處理上得到本院微機(jī)室程超英、李立新同志 的幫助，這里一并表示感