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东北地区晚古生代地层格架

李宁  
【摘要】:地层格架是指区域内各类地层在空间和时间(横向和纵向)上的展布或排列。大陆边缘沉积、地层区划和地层划分对比是东北地区晚古生代地层格架的核心内容。 大陆边缘沉积的认识,属于地层分布规律的研究范畴,是研究东北地区晚古生代地层格架的核心问题之一。大陆边缘沉积的确定是佳-蒙地块建立的重要支撑;是合理的地层区划、区域地层划分对比的理论依据之一;是地层格架建立的理论基础。反之,地层区划和地层划分对比表是地层分布规律高度总结和具体体现,亦是地层格架的主要表现形式。 1.大陆边缘沉积的确定 大陆边缘沉积的观点源于佳-蒙地块的认识。佳-蒙地块是由蒙古—鄂霍次克缝合线、西拉木伦河一延吉缝合线、中锡霍特俯冲带所围限的东北及邻区晚古生代一个巨型地块(王成文等2008a)。一个大陆,自然有其大陆边缘及其大陆边缘沉积。 本文通过环带状分布、活动型沉积、构造岩相带有规律分布及腕足动物古生物地理等方面的研究论证了我国东北地区晚古生代地层属于佳-蒙地块的大陆边缘沉积。 通过东北各省区地质图和俄罗斯远东南部及蒙古地质图分析得出区内晚古生代海相地层围绕佳-蒙地块边缘呈环带状分布(Wang, et al,2009).环带状分布特点是大陆边缘沉积的显著特征之一。 通过近年来对我国东北地区晚古生代地层的实地研究发现,在东北地区晚古生代地层中,绝大多数岩石地层单位均发育岩屑砂岩、岩屑长石砂岩;地层厚度、岩性、岩相横向变化均较显著;火山岩发育,在佳-蒙地块的北缘、南缘、东缘无一例外均可见到。所以东北地区晚古生代地层属于活动型沉积。 我们亦充分借鉴了有关西拉木伦河—延吉缝合线和蒙古-鄂霍次克缝合线近年来的研究成果,在佳-蒙地块上我们可以看到从大陆内部向外直到这些缝合线,发育古陆(剥蚀或陆相沉积区)—海陆交互相—浅海相(陆棚沉积为主)—深海相(洋壳或与洋壳关系密切的沉积)这样的岩相变化规律,这与理想的大陆边缘沉积岩相发育模式基本吻合,亦是大陆边缘沉积的明显佐证。尽管佳-蒙地块是一个残存的古大陆,其边缘已经遭受了强烈的增生或消减,但是,我们仍然在许多部位可以寻觅到这些残存的岩相带。 Tuvaella动物群是一个主要发育在中-晚志留世,以Tuvaella和Tanguspirifer等为特征分子的土著腕足动物群,独立形成蒙古-鄂霍次克生物地理区。Tuvaella动物群不仅仅分布在西伯利亚板块南缘(现在地理位置),同时亦出现在佳-蒙地块的北缘以及哈萨克斯坦板块的东北缘。西伯利亚板块、佳-蒙地块、哈萨克斯坦板块于中-晚志留世可能连接成一个弧形区域;对应洋盆可称之为额尔齐斯-中蒙古-鄂霍次克洋。在我国东北地区,Tuvaella动物群仅出现在蒙古-鄂霍次克缝合线以南地区。说明Tuvaella动物群在我国黑河-东乌旗一带的出现并不能作为这一地区属于西伯利亚板块的证据,这一地区应属于佳-蒙地块的北缘。 中二叠世哲斯腕足动物群的古生物地理区系特征的意义在于:哲斯腕足动物群自成一个地理区—内蒙古区表明其北亦有重要地理隔绝,暗示其北应该存在一个规模相对较大的古陆—佳-蒙地块。哲斯腕足动物群的凉水型属性、属于北方生物地理大区性质,说明中二叠世佳-蒙地块主体与华北板块有一个较远的距离,之间存在一个足够宽的深海洋盆一古亚洲洋南支。可知,从甘肃北山—哲斯—西乌旗—索伦—滨东—吉中到乌苏里斯克,中二叠世沉积属于佳-蒙地块南缘大陆边缘沉积,哲斯腕足动物群分布的南界应该是西拉木伦河—长春南—延吉缝合线较具体位置。 概括地说,本文的大陆边缘沉积是指以古大陆壳或过渡壳为基底、围绕古大陆边缘、以海相地层为主的活动型沉积。大陆边缘沉积类似地槽沉积,但需说明,“地槽不是大陆内部的坳陷带,也不是两个大陆之间的活动带,而是大陆边缘的地层沉积带”(李春昱等,1982)。 2.地层区划 佳-蒙地层大区的名称源于佳-蒙地块。依据王鸿祯等(1985,1990)提出的“构造域作为更高一级的构造单元的概念”和“对接带是更恰当的地层大区界线”的原则,蒙古-鄂霍次克缝合线、西拉木伦-延吉缝合线和中锡霍特俯冲带所围限的区域—即佳-蒙地块,应划分为一个地层大区—佳-蒙地层大区。 在佳-蒙地块的三条大陆边缘沉积中,每条大陆边缘的沉积地层均具有较强的一致性,而三条大陆边缘沉积地层之间存在明显差异。据此,将佳-蒙地块北缘、南缘、东缘的大陆边缘沉积区域分别命名为兴安地层区、内蒙古草原-松花江地层区和宝清-珲春地层区。 3.地层对比表 在本地区,像大型克拉通的陆表海上同—岩石地层单位在不同地点的地层剖面往往可以“层层”(地层剖面测制中的小层)对比的情况十分罕见,或许这即是活动型沉积与稳定型沉积的不同。根据大陆边缘沉积的属性,针对活动型沉积的特点,本文分别对三个地层区的晚古生代地层详细论述。在这种活动型沉积中,组级岩石地层单位岩石组合特征的对比是可行的;同时火山岩(火山事件)的标志层作用亦具有独特作用。通过岩石组合分析,证明很多组级岩石地层单位在同一个地层区之内可以通用,从而对地层单位进行清理,诸如佳-蒙地块北缘的泥鳅河组、红水泉组,南缘的西别河组、哲斯组、林西组等等。 在大量的岩石地层单位清理、厘定基础上,通过岩石地层、生物地层、年代地层等综合考证,尤其是结合近年来获得的牙形刺生物地层信息、较为丰富的火山岩同位素年龄数据,从而编制了以期作为划分对比精度的新一轮岩石地层对比表。


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