朱 偉，鄭 婧，李 靜

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安 710016;2.山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西太原 030006)

興蒙造山帶構(gòu)造演化過程探討

朱 偉1，鄭 婧2，李 靜1

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安 710016;2.山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西太原 030006)

興蒙造山帶是我國北方十分重要的構(gòu)造單元。它是從中元古代開始發(fā)育的經(jīng)歷了多旋回構(gòu)造演化的巨型造山帶，是西伯利亞板塊和華北板塊兩活動(dòng)大陸邊緣之間的陸—弧—弧—陸的“軟碰撞”。在室內(nèi)外的基礎(chǔ)上結(jié)合前人研究結(jié)果對(duì)興蒙造山帶的演化過程進(jìn)行進(jìn)一步的階段性劃分和時(shí)序的厘定，將其構(gòu)造演化劃分為四個(gè)階段，分別是大陸裂解階段、洋盆擴(kuò)張階段、洋殼俯沖消減階段、強(qiáng)烈對(duì)接碰撞造山作用階段。

興蒙造山帶;構(gòu)造演化;內(nèi)蒙古中東部

自20世紀(jì)70年代末板塊構(gòu)造理論問世以來，人們對(duì)造山帶組成和演化的復(fù)雜性及規(guī)律性等取得了突破性認(rèn)識(shí)。興蒙造山帶以其獨(dú)有的組成、演化特征以及現(xiàn)今的地表特征受到了廣大研究人員的關(guān)注，是造山帶研究的理想場(chǎng)所，是我國北方十分重要的構(gòu)造單元。興蒙造山帶作為中亞造山帶東段在中國境內(nèi)段，也是松遼盆地以西和以北的興安嶺及內(nèi)蒙古東部古生代造山帶的總稱，包括早古生代加里東造山帶和晚古生代華力西造山帶，是古亞洲構(gòu)造域的重要組成部分，北與蒙古—鄂霍茨克造山帶相鄰，南接華北板塊北緣，其前身是分隔西伯利亞與華北兩個(gè)古陸的古生代大洋。興蒙造山帶是一個(gè)從中元古代開始發(fā)育的構(gòu)造活動(dòng)帶，它的發(fā)展并不是簡(jiǎn)單的對(duì)稱或偏對(duì)稱式，而是十分復(fù)雜的多旋回發(fā)展。它是西伯利亞和華北板塊兩活動(dòng)大陸邊緣之間的陸—弧—弧—陸碰撞，兩大陸板塊沒有直接發(fā)生對(duì)接，而是兩大板塊的“軟碰撞”，沒有造成地殼的大幅度加厚和褶皺［1］。眾多地質(zhì)學(xué)者在板塊構(gòu)造理論的指導(dǎo)下，對(duì)興蒙造山帶進(jìn)行了研究，并取得了一定的成果，這些成果從不同角度深化了對(duì)興蒙造山帶及鄰區(qū)地質(zhì)構(gòu)造格局和演化的認(rèn)識(shí)。本文在室內(nèi)外的基礎(chǔ)上結(jié)合前人研究結(jié)果對(duì)興蒙造山帶的演化過程進(jìn)行進(jìn)一步的階段性劃分和時(shí)序的厘定。

1 構(gòu)造演化過程

興蒙造山帶的構(gòu)造演化遵循威爾遜構(gòu)造旋回，可化為四個(gè)階段，分別是大陸裂解階段、洋盆擴(kuò)張階段、洋殼俯沖消減階段、強(qiáng)烈對(duì)接碰撞造山作用階段。

1.1 大陸裂解階段(晚太古代末―中元古代)

晚太古代末至早元古代初，酸性巖漿侵入，形成雙井微地塊基底。早元古代時(shí)期形成了錫林浩特中間地塊的變質(zhì)表殼巖，為一套淺海—半深海中酸性、基性火山巖及泥砂沉積巖建造，局部夾大理巖透鏡體。

中元古代，興蒙造山帶形成了太古界—下元古界結(jié)晶基底，主要發(fā)育以麻粒巖相和部分角閃巖相變質(zhì)巖，廣泛分布在“內(nèi)蒙地軸”及其向東延伸地帶和西伯利亞板塊南緣的阿爾丹等地。這些古老的變質(zhì)巖層被輝長巖和偉晶巖侵入，其中輝長巖的年齡為1 895 Ma，偉晶巖的年齡為1 850～1 950 Ma。渣爾泰群下部粗陸源碎屑沉積的形成以及堿性玄武巖和雙模式火山巖的噴發(fā)，貝加爾地區(qū)的阿基特坎火山巖的噴發(fā)(Rb－Sr等時(shí)線年齡為1 700±35 Ma)，這些地質(zhì)事件說明，自19億年以后，興蒙造山帶的發(fā)展可能開始進(jìn)入了陸內(nèi)裂谷階段。

1.2 洋盆擴(kuò)張階段(新元古代―早古生代)

新元古代，白云鄂博群巖層堆積和燕遼拗拉谷封閉，西伯利亞板塊南緣發(fā)育震旦—早寒武世的陸棚碳酸鹽沉積覆蓋于大量各種方向的新裂谷之上，正是這些裂谷導(dǎo)致古亞洲洋的打開。眾所周知，裂谷發(fā)展為大洋的時(shí)間應(yīng)在最早的蛇綠巖的構(gòu)造侵位時(shí)間之前。華北板塊北緣最早的蛇綠巖是形成于500～600 Ma的溫都爾廟蛇綠巖，西拉木倫河北岸的柯單山、五道石門、杏樹洼等蛇綠巖套的形成時(shí)代在奧陶紀(jì)，這些也說明古亞洲洋在震旦紀(jì)已經(jīng)打開［2］。

王荃、李錦軼［3，4］等發(fā)現(xiàn)的大量的蛇綠巖套證明新元古代至早古生代期間西伯利亞板塊和華北—塔里木板塊之間被古亞洲洋所隔開，寬度超過4 000 km，它是烏拉爾—蒙古—鄂霍茨克洋的一部分。然而，它并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的洋盆，而是由若干個(gè)小洋盆和微陸島鏈或中間地塊組成的巨大洋盆，這些中間地塊以錫林浩特地塊為代表。

1.3 洋殼俯沖消減階段(早古生代―早二疊世早期)

早古生代時(shí)期，古亞洲洋洋殼板塊沿溫都爾廟—西拉木倫河一線開始向南俯沖消減，形成溫都爾廟—西拉木倫河及其以南地區(qū)自北向南的溝－?。梵w系，最終在晚泥盆世之前完成了俯沖碰撞，并導(dǎo)致艾里格廟—錫林浩特板塊與華北板塊北緣活動(dòng)大陸邊緣對(duì)接在一起，形成了華北板塊北緣東西向早古生代加里東陸緣增生帶［5］。在俯沖碰撞的過程中，先后導(dǎo)致高壓低溫和低壓高溫雙變質(zhì)帶的形成和花崗巖的侵入，并使中志留統(tǒng)及其以前的沉積地層發(fā)生強(qiáng)烈變質(zhì)變形和蛇綠巖板片的構(gòu)造侵位。西拉木倫—溫都爾廟蛇綠巖套構(gòu)造侵位于奧陶紀(jì)、志留紀(jì)海相地層、島弧火山巖之中。蛇綠巖中具有奧陶紀(jì)放射蟲化石，白乃廟島弧系列火山巖年齡值在500 Ma左右，這些證據(jù)說明是早古生代中晚期形成的。這個(gè)強(qiáng)烈擠壓碰撞過程導(dǎo)致溫都爾廟—西拉木倫河一線及其以南地區(qū)大面積褶皺隆升，使絕大部分地區(qū)長時(shí)間的沉積作用的間斷，普遍缺失中泥盆統(tǒng)—早石炭統(tǒng)地層［6］。

西拉木倫河一帶曾被認(rèn)為是華北板塊和西伯利亞板塊的縫合線［7］，何國琦、唐克東等認(rèn)為分布于該帶的蛇綠巖套是早古生代加里東造山旋回的產(chǎn)物，并且西拉木倫河兩側(cè)的上古生界為含豐富化石的淺水到陸相沉積，因此西拉木倫不可能是興蒙造山帶洋殼最終消失的地帶［8］。

二連―賀根山一帶斷續(xù)有泥盆紀(jì)蛇綠巖分布。上部基性熔巖中夾硅質(zhì)巖和石灰?guī)r，含有放射蟲和珊瑚化石，時(shí)代為中晚泥盆世，這說明泥盆紀(jì)時(shí)，西伯利亞板塊和錫林浩特中間地塊仍被古大洋所隔開。

石炭紀(jì)時(shí)期，二連―賀根山洋殼向西伯利亞板塊南緣之下向北俯沖，艾里格廟―錫林浩特中間地塊逐漸與西伯利亞板塊南緣對(duì)接。由于兩大陸及其邊緣增生帶的碰撞擠壓，在錫林浩特中部等地發(fā)育同熔型和陸殼改造型花崗巖類巖石，并沿該帶發(fā)育晚泥盆世到早石炭世的海陸交互相磨拉石堆積［9］。二連―賀根山蛇綠巖帶構(gòu)成了西伯利亞板塊南緣晚古生代活動(dòng)陸緣帶和復(fù)合型縫合帶之間的分界。該蛇綠巖帶北側(cè)西伯利亞板塊南緣晚古生代活動(dòng)陸緣帶發(fā)育奧陶系、志留系、及泥盆系地層，上石炭統(tǒng)(寶力格組)為陸相火山巖建造，反映晚石炭世時(shí)，西伯利亞板塊的南緣已全部隆起成陸。

石炭紀(jì)后，區(qū)域上沉積了二疊系下統(tǒng)哲斯組地層，一段為一套淺海相沉積建造，以厚層―巨厚層狀青灰色、淺灰黑色燧石條帶、燧石結(jié)核、碎屑灰?guī)r為主，其中夾中薄層狀粉砂巖、泥巖，灰?guī)r中見海百合莖;二段以碎屑巖為主，這反映了海水逐步退卻的過程。由此說明，石炭紀(jì)至早二疊世早期，西伯利亞板塊和華北板塊之間仍存在一個(gè)殘留海盆。但從沉積地層的垂向變化來看，海水逐漸退卻這種演化時(shí)限可能持續(xù)到早二疊世早期。

1.4 對(duì)接碰撞造山作用階段(早二疊末期―晚侏羅世)

現(xiàn)存的地質(zhì)事實(shí)是，在區(qū)域上早二疊世沉積建造普遍發(fā)生褶皺變形和變質(zhì)作用，形成了數(shù)條連同石炭系地層在內(nèi)的東西向展布、軸面普遍北傾的大型緊閉復(fù)式線型褶皺?？聠紊?、小葦塘等蛇綠巖套構(gòu)造侵位于哲斯組復(fù)背斜之中。同時(shí)大規(guī)模晚二疊世同碰撞花崗巖類巖石侵位，這些事實(shí)充分說明，早二疊世末期華北板塊和西伯利亞板塊開始發(fā)生了強(qiáng)烈的碰撞，興蒙造山帶進(jìn)入了強(qiáng)烈碰撞造山作用階段。另外，二疊系下統(tǒng)哲斯組與侏羅系土城子組呈角度不整合接觸關(guān)系進(jìn)一步說明自早二疊世末期興蒙造山帶進(jìn)入強(qiáng)烈對(duì)接碰撞階段，開始隆起成陸。

區(qū)域上普遍缺失二疊系上統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)沉積地層，這表明華北板塊與西伯利亞板塊自早二疊世末期至早三疊世期間開始進(jìn)入強(qiáng)烈的碰撞造山過程，時(shí)間持續(xù)至早三疊世。有關(guān)資料表明［8～10］，由于西伯利亞板塊繼續(xù)向南運(yùn)動(dòng)和推擠，產(chǎn)生了擠壓逆沖變形作用，形成了大規(guī)模的逆沖推覆體系，這與華北板塊北緣中生代地殼構(gòu)造變形機(jī)制、動(dòng)力來源及其所處的大地構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。

1.5 后造山階段

區(qū)域上形成了多個(gè)內(nèi)陸山間斷陷盆地，主要沉積的地層有上侏羅系土城子組(J3t)，巖性以灰紫色砂礫巖、礫巖夾紫色細(xì)砂巖、粉砂巖為主;滿克頭鄂博組(J3mk)，巖性以灰綠色、紫灰色酸性熔巖及凝灰?guī)r為主，局部夾有灰綠色、紫紅色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥灰?guī)r及薄層安山質(zhì)玄武巖。其中，土城子組地層與二疊系哲斯組地層呈低角度不整合接觸，又被白音高老組(J3b)火山巖覆蓋。

區(qū)域上廣泛發(fā)育的地層巖性特征、大規(guī)模巖漿巖帶的侵位及火山噴發(fā)以及局部北北東向斷層角礫巖帶的發(fā)育，說明晚三疊世至中侏羅世時(shí)期，興蒙造山帶的構(gòu)造環(huán)境發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，與晚三疊世之前的以南北向擠壓為主的構(gòu)造環(huán)境截然不同。區(qū)域構(gòu)造線方向由近東西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|向的特點(diǎn)，就是晚三疊世至中侏羅世時(shí)期構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變的有力佐證。

印支期—燕山早期，興蒙造山帶一直處于古亞洲域構(gòu)造背景下，構(gòu)造環(huán)境為擠壓環(huán)境，地殼以縮短變形加厚機(jī)制為主。然而在晚侏羅世以后，其構(gòu)造格局與晚侏羅世以前的構(gòu)造環(huán)境和構(gòu)造格局截然不同。

從構(gòu)造環(huán)境的角度看，從擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)換發(fā)展到伸展拉張構(gòu)造環(huán)境，標(biāo)志著古亞洲洋的構(gòu)造體制的結(jié)束，進(jìn)入了一個(gè)新的構(gòu)造環(huán)境。

從構(gòu)造格局來看，晚侏羅世以前是以西拉木倫河斷裂為代表的近東西向的構(gòu)造格局，而晚侏羅世以后構(gòu)造格局發(fā)生了重大的改變，從近東西向轉(zhuǎn)變成北東向。區(qū)域上普遍發(fā)育的北東向斷裂，巖漿沿北東向斷裂侵位冷凝，形成北東向展布的花崗巖帶。

從區(qū)域沉積的地層來看，侏羅系上統(tǒng)土城子組、滿克頭鄂博組的沉積特征表明，晚侏羅世區(qū)域上表現(xiàn)為陸內(nèi)斷陷盆地的沉積環(huán)境，這進(jìn)一步說明晚侏羅世已經(jīng)進(jìn)入拉張的構(gòu)造環(huán)境。

從年代學(xué)來看，赤峰市克什克騰旗石板溝南東約300 m中粗粒黑云母正長花崗巖鋯石U－Pb LA－ICP－MS測(cè)年結(jié)果為138.4±3.2 Ma，屬晚侏羅世;乃林溝附近中粗粒黑云母正長花崗巖鋯石U－Pb LA－ICP－MS測(cè)年結(jié)果為132.4±1.5 Ma，巖體的侵位時(shí)間為早白堊世，但在時(shí)間上與晚侏羅世花崗巖之間沒有明顯的間斷。晚侏羅世到早白堊世，區(qū)域上發(fā)生強(qiáng)烈的深部巖漿活動(dòng)。從主、微量元素及稀土元素的構(gòu)造環(huán)境判別圖解可知，晚侏羅世和早白堊世花崗巖巖體均是拉張的構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物［11］。

有關(guān)資料表明［12～13］，侏羅紀(jì)晚期以來，古太平洋板塊向西偏北方向與歐亞大陸塊下方插入發(fā)生碰撞擠壓，隨著古太平洋板塊向歐亞板塊小角度斜向俯沖作用，在歐亞大陸邊緣形成島?。瓬希梵w制，并在大陸塊邊緣內(nèi)部引發(fā)二次拉張裂解，這就是造成北北東向的構(gòu)造帶先壓后張的動(dòng)力機(jī)制。這種動(dòng)力機(jī)制是導(dǎo)致中國東部大規(guī)模走滑斷層、沉積盆地和鈣堿性巖漿巖帶的主要原因。

晚侏羅世到早白堊世正是古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖作用最為強(qiáng)烈的時(shí)期。由于古太平洋板塊向歐亞板塊產(chǎn)生北西方向的擠壓俯沖，地幔物質(zhì)在邊緣盆地地區(qū)的上隆且向相反方向的流動(dòng)導(dǎo)致地殼的拉張，形成了北東向的斷裂構(gòu)造。正是在拉張的環(huán)境下，引起了巖石圈應(yīng)力釋放，導(dǎo)致巖石圈下地殼的局部熔融，這些熔融巖漿沿北東向斷裂帶上升，并在內(nèi)蒙古中東部地區(qū)深部侵位、冷凝結(jié)晶形成了北東向展布的花崗巖巖帶;而在地表則發(fā)生火山噴發(fā)作用，形成了安山巖、流紋巖等，伴有大量的淺紫色—紫紅色中酸性火山碎屑的沉積。

早白堊世，區(qū)域上繼承了晚侏羅世的構(gòu)造環(huán)境，且區(qū)域性北東、北北東向斷裂復(fù)活，巖漿沿裂隙上升導(dǎo)致花崗巖帶的侵位，同時(shí)伴有火山噴溢，形成了山間斷陷盆地。受主要斷裂的控制，巖體呈北北東向條帶狀展布。晚白堊世以后，形成了北東和北北東向以閃長巖、閃長玢巖、輝長巖為主的中基性脈巖。

中新世至上新世，東西向斷裂構(gòu)造復(fù)活，基性巖漿沿西拉木倫河及黃崗梁—甘珠爾廟斷裂發(fā)生多次大規(guī)模噴溢，地貌上表現(xiàn)為漢諾壩組熔巖臺(tái)地。

2 結(jié)語

興蒙造山帶是從中元古代開始發(fā)育的構(gòu)造活動(dòng)帶，經(jīng)歷了大陸裂解階段、洋盆擴(kuò)張階段、洋殼俯沖消減階段、強(qiáng)烈對(duì)接碰撞造山作用階段，最終導(dǎo)致西伯利亞板塊南緣和華北板塊北緣對(duì)接碰撞，但是兩大板塊沒有直接發(fā)生對(duì)接，而是兩活動(dòng)大陸邊緣之間的陸—弧—弧—陸的“軟碰撞”。晚侏羅世以后，興蒙造山帶進(jìn)入了后造山階段，受西太平洋構(gòu)造域的疊加作用影響，形成北東向構(gòu)造格局和伸展拉張的構(gòu)造環(huán)境。

［1］邵濟(jì)安.中朝板塊北緣中段地殼演化［M］.北京:北京大學(xué)出版社，1991.

［2］胡曉，許傳詩，牛樹根.華北地臺(tái)北緣早古生代大陸邊緣演化［J］，北京:北京大學(xué)出版社，1991.

［3］王荃內(nèi)蒙古中部中朝與西伯利亞古板塊縫合線的確定.地質(zhì)學(xué)報(bào)［J］，1986，(1):31 ～43.

［4］李錦軼內(nèi)蒙古東部中朝板塊與西伯利亞板塊之間古縫合帶的初步研究［J］，1985.

［5］周安朝.華北地塊北緣晚古生代盆地演化及盆山耦合關(guān)系［M］.煤炭工業(yè)出版社，2001.

［6］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古區(qū)域地質(zhì)志，北京:地質(zhì)出版社，1996.

［7］李春昱，等.地質(zhì)礦產(chǎn)部沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.中國北方板塊構(gòu)造文集(一)，1982.

［8］王瑜.中國東部內(nèi)蒙古—燕山造山帶晚古生代晚期—中生代造山作用過程［M］.地質(zhì)出版社，1996.

［9］唐克東，等.中朝板塊北側(cè)褶皺帶構(gòu)造演化及成礦規(guī)律.中國北方板塊構(gòu)造叢書.北京大學(xué)出版社.

［10］徐仲元，劉正宏，楊振升，等.內(nèi)蒙古大青山地區(qū)中生代造山運(yùn)動(dòng)及構(gòu)造演化［J］.長春科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，31(4):317 ～322.

［11］朱偉.內(nèi)蒙古克什克騰旗中生代花崗巖地質(zhì)特征及其構(gòu)造意義［D］.太原理工大學(xué)，2011.

［12］邵濟(jì)安，牟保磊，何國琦.華北北部在古亞洲域與太平洋域構(gòu)造疊加過程中的地質(zhì)作用［J］.中國科學(xué)(D輯)，1997，27(5):390 394.

［13］任收麥，黃寶春.晚古生代以來古亞洲洋構(gòu)造域主要塊體運(yùn)動(dòng)學(xué)特征初探［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2002，17(1):113 120.

P56

B

1004－1184(2013)05－0122－03

2013-04-17

朱偉(1985-)，男，陜西安康人，碩士研究生，主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作。