西拉木伦深断裂的区域构造意义

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摘要：西拉木伦深断裂在内蒙古自治区东部是石炭系、二叠系地层的分区界线，断续出露蛇绿岩带，是一个更深层的断裂带，代表华北板块内部在二叠纪经历了拉张―小洋盆的形成――小洋盆最后封闭的发展演化史。

关键词：西拉木伦深断裂 蛇绿岩带 地球物理

该深断裂大致沿西拉木伦河呈近东西向展布，长340km，宽50km，在地表显示为西段南倾为主。倾角55°―65°，东段北倾为主、倾角56°―85°，控制并右行切错经棚燕山早期花岗岩体，形成宽数km破碎带和糜棱岩带。断裂两侧构造线方向迥异，北侧为NE一NNE向，南侧为近EW向；重力异常和航磁异常等值线也由断裂北侧NE一NNE向、至断裂发生东西向扭折，且重力异常呈东西向重力梯级带，航磁呈EW向低值正异常带。该断裂带还控制新生代开鲁盆地、浑普达克沙地和新生代玄武岩。

1. 是内蒙古自治区东部重要的地层分区界线

1.1 西拉木伦深断裂南侧地层层序：

1.1.1 铁营子组（P2t）主要分布于克什克腾旗铁营子及其以南一带。岩性为灰紫色砂砾岩、砂岩、灰绿色凝灰质砂岩、粉砂岩，底部为砾岩或巨砾岩，不整合在于家北沟组和早二叠世花岗岩之上。含植物化石Cordaites-Alethopteria组合带，为一套滨湖环境的碎屑岩组合[1]。

1.1.2 于家北沟组：（P1y）分布于正镶白旗～翁牛特旗一带岩性为砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩夹板岩和火山碎屑岩组合，其上被铁营子组不整合覆盖。早二叠世南部总体体现了特提斯暖水动物群和华夏植物群的特点，局部也可见有冷水型动物群的混入。但总的特点与北部区不同。为一套滨浅海相岩石组合，

1.1.3 额里图组（P1e）分布于镶黄旗～多伦一带，在克什克腾旗南及翁牛特旗亦有分布，其中下部为灰色含砾长石砂岩、不等粒砂岩、细砂岩夹粉砂质页岩及凝灰岩，上部为凝灰角砾岩、凝灰岩、安山岩。到克什克腾旗和翁牛特旗一带火山岩增多。其上与于家北沟组整合接触。为一套陆相火山岩及碎屑岩组合。

1.1.4 三面井组（P1s）分布于白乃庙～镶黄旗～多伦一带，赤峰一带亦有零星出露。为一套含砾不等粒杂砂岩、长石细砂岩、粉砂质板岩等碎屑岩组合，下部发育生物碎屑灰岩。下部不整合于石炭系或老岩体之上，其上与额里图组整合接触。浅海～滨海相岩石组合，

1.1.5 石咀子组分布于翁牛特旗白家店、敖汉旗杨家杖子等地。分布同白家店组，为一套海相细砂岩、粉砂岩、砂质页岩夹薄层灰岩的岩石组合。其与白家店组为指状交错相变关系，与上覆酒局子组整合接触。为泻湖～潮坪环境，白家店组构成其中的碳酸盐台地

1.1.6 白家店组（Cbj）分布于翁牛特旗白家店、敖汉旗杨家杖子等地。为整合于朝吐沟组之上，被石咀子组超覆的一套碳酸盐岩系，即以各种灰岩为主夹砂岩及板岩。

1.1.7 朝吐沟组（Cc）分布于敖汉旗朝吐沟、赤峰市七大分子及奈曼旗木匠沟等地由变质玄武岩、玄武安山岩、中酸性熔岩、各类凝灰岩夹绢英片岩及少量石英岩组成，局部夹结晶灰岩，无化石。该组不整合于西别河组之上，其上与白家店组整合接触。为海相火山―复理石建造。

1.2 西拉木伦深断裂北侧地层层序：

林西组（P2l）广泛分布于北部区，为一套湖相、泻湖相黑灰色砂板岩组合，含淡水动物及植物化石，与哲斯组不整合接触。为湖相、泻湖相

1.2.1 哲斯组(含包特格组)P1z为一套滨浅海相杂砂岩、砂岩、板岩夹生物碎屑灰岩的岩石组合，底部为砾岩，不整合于大石寨组之上。含丰富的珊瑚、腕足类及头足类、腹足类、苔藓虫等化石。

1.2.2 大石寨组（P1d）在区内分布较广泛，为位于哲斯组和寿山沟组之间的一套海相中酸性火山岩建造，即蚀变安山岩、各类凝灰岩夹黑色板岩及凝灰质砂岩。岛弧岩系

1.2.3 寿山沟组（P1S）分布于巴林左旗一带，原称青凤山组。为灰色变质长石杂砂岩、细砂岩、粉砂岩夹板岩组合，属滨浅海相碎屑岩建造。

1.2.4 阿木山组（C2a）分布与本巴图组大致相当。岩石组合为生物灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩夹钙质砂岩、粉砂岩等。含丰富的海相动物化石。在区内分布较广泛，为浅海相―生物礁相

2. 西拉木伦深断裂中的增生杂岩和蛇绿混杂岩

该断裂带曾是加里东期板块俯冲带，其北侧有Pt1宝音图群中―深变质岩，沿断裂带有O―S系增生杂岩和蛇绿混杂岩。

近两年，在双井地区任家营子幅开展1∶5万区调 ，发现蛇绿岩组合的岩石有:纯橄榄岩、方辉橄榄岩、辉石岩、辉长岩、辉绿岩、蚀变玄武岩及硅质岩。橄榄岩已强烈蛇纹石化，有的地段可发育豆荚状铬铁矿；蚀变玄武岩最为发育，其余岩石多与此伴生。

蛇绿岩――洋壳“残片”呈长条状、透镜状零星分布于上志留统杏树洼组(S3x)中，二者均呈断层接触。在与蚀变玄武岩伴生的灰绿色硅质岩中发现了晚古生代放射虫，经中国科学院南京古生物研究所王玉净研究员鉴定有:Latantifistullids，Hegleriasp.代为石炭―二叠纪。在蚀变玄武岩中采取同位素样品做锆石U-Pb一致线年龄为344.6Ma(地矿部沈阳地质矿产研究所测试)，为早石炭世。因此可以确认杏树洼一带洋壳“残片”―蛇绿岩形成于石炭纪[2]。

3. 西拉木伦深断裂地球物理特征

诚如满都―包头地学断面揭示的那样，该断裂在阿拉坦合力―敖汉旗地学断面上，早先南倾的加里东期板块俯冲带已“隐伏”于深部，现表现为北倾的冲断带。该断裂位于翁牛特幔隆（地壳厚33―35km）与林西幔坳（地壳厚38km）间的幔坡上，两侧下，中地壳结构迥异：南侧下地壳厚度较大、地震纵波速度（Vp）较小，中地壳厚约11km、Vp较小（6.2―6.3kim/s）、且为单层结构；北侧下地壳厚度较小、Vp较大，中地壳厚度和Vp均较大、且以6.3km/s速度界面分两亚层；两亚层皆有高导层，可能代表析离滑移面，特别是下亚层（26―31km）之高导低速层之滑移面很可能是地壳部分熔融处；该滑移面向上延伸，产状变陡，成为铲式断层。正是这一北倾的铲式滑移断层控制了该断裂带北侧的林西―天山CuSnAg（PbZn）成矿亚带及其岩浆源区。还应提及的是，该断裂带还是一个更深层的断裂带，软流圈顶面深度由153km突变为断裂带北侧的93km。这可能就是区域性北北东向重力异常等值线和大兴安岭重力梯度带何以至此发生东西向扭折的深部原因[3]。

由此，我们取得如下3点认识：

（1）西拉木伦河北部(包括杏树洼、五道石门等地)蛇绿岩带，根据放射虫化石和与其伴生的牙形类Mesogondolellasp.确定其形成时代为中二叠世，以中晚期可能性最大，这个时间也是古生代时小洋盆最后封闭形成缝合线的时间，这条蛇绿岩带应属于海西期板块构造活动的产物[4]。

（2）保存在一个大陆地壳中的蛇绿岩代表着古老洋壳的残片，最年轻的蛇绿岩所占据的地区一般被认为是两个古老板块之间碰撞带的位置。

（3）西拉木伦深断裂控制着石炭系―二叠系分布，向东西两端延伸不远，于北侧大石寨组岛弧带的延伸相平行，所有证据表明，西拉木伦古洋盆是在二叠纪形成的，是一个局限海盆，不是中朝板块与西伯利亚板块的界线，而记录了华北板块内部晚古生生了拉张―小洋盆的形成―小洋盆最后封闭的发展演化史。

参考文献

[1] 内蒙古自治区地质矿局，1991，内蒙古自治区区域地质志。

[2] 樊志勇，内蒙古西拉木伦河北岸杏树洼一带石炭纪洋壳“残片”的发现及其构造意义，区调新知，1996

[3] 刘伟,刘国兴,韩江涛关于西拉木伦河断裂东延走向的研究,吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026

[4] 王玉净(中国科学院南京地质古生物研究所,南京210008)樊志勇内蒙古西拉木伦河北部蛇绿岩带中二叠纪放射虫的发现及其地质意义