狼山发现蛇绿混杂岩--华北克拉通与中亚造山带碰撞边界的关键证据

通过对内蒙古西部狼山地区进行野外调查,笔者等在狼山南缘的一系列构造逆冲片露头中发现了蛇绿混杂岩。根据野外观测、岩石薄片鉴定、岩石地球化学分析和锆石U-Pb定年等综合研究,确定了蛇绿混杂岩的基质为绿泥石片岩,而混杂岩块包括:紫红色硅质岩、石英角斑岩、玄武岩、蚀变辉绿岩和变质辉长岩等。其中,绿泥石片岩、玄武岩、蚀变辉绿岩中年轻的岩浆锆石年龄将岩浆喷发时代锁定在早白垩世晚期到晚白垩世早期,而且该三种岩石都具有高铝(Al_2O_3>17%)玄武岩的特征,指示了本区白垩纪与俯冲带相关的构造环境。依据狼山白垩纪蛇绿混杂岩的发现笔者等尝试重新厘定华北克拉通与中亚造山带之间的碰撞时间和边界:作为华北克拉通西北重要组成部分的鄂尔多斯地块在晚白垩世向北俯冲并最终与中亚造山带碰撞拼合,从而造成了阴山造山带西段狼山的隆起。根据构造地貌相似性原理,华北克拉通北部边界可能要从白云鄂博至西拉木伦河一带向南移到阴山—燕山一带,而最后的碰撞时间则由晚古生代推迟到晚白垩世。华北克拉通与西伯利亚克拉通之间的中亚造山带的宽度也进一步向南加宽为整个蒙古南部与内蒙古高原区,构成新的中亚造山带。这一认识为华北克拉通和中亚造山带中新生代构造演化研究以及重要成矿带成因机制探讨提供了新的大地构造模型,也为促进华北克拉通中生代破坏理论的改进提供新的信息和思路。

乌拉特后旗测老庙坳陷早白垩世古流向分析

位于狼山以北的测老庙地区是内蒙古西部巴音戈壁盆地群东部边缘的次级坳陷,面积850 km^2,沉积主体为白垩纪陆相碎屑岩。在目前能够搜集到的所有资料(包括内部资料)中,前人在该坳陷内的沉积相模式分析以及水文地质研究等工作均认为:测老庙坳陷下白垩统巴音戈壁组的物源区主要是坳陷东南侧的狼山,这意味着狼山在早白垩世就已经隆起。几十年内,这个模式一直作为指导思想影响着该地区找矿勘探方向,但找矿效果均不佳,造成了极大的财力、物力和人力资源的浪费。笔者等认为是这一模型存在问题,因为早白垩世巴音戈壁期狼山尚未隆起,无法充当测老庙坳陷的主要物源区。在沉积盆地分析中,利用古流向判别沉积岩的物源区方位是一种非常简便、有效的研究方法,然而笔者等未找到前人在本研究区进行该项工作的记录。笔者等在测老庙坳陷露头区对巴音戈壁组碎屑岩进行了大规模的古流向测量工作:寻找发育波痕和前积纹层等沉积构造为主的露头48处,并依46组前积纹层和5组波痕测得共计51组数据,利用野外现场恢复和室内赤平投影的方法恢复其原始古流向,最终用玫瑰花图和古流向分布图展示测老庙坳陷早白垩世古流向格局。分析结果表明,测老庙坳陷在早白垩世巴音戈壁期的古流向以自北向南为主,向SE、SW两个方向对称递减,集中分布在140°~210°的范围内,甚至在紧靠狼山的区域,古流向垂直指向狼山山脉延伸方向。据此可以判断:狼山不是巴音戈壁组碎屑岩的主要物源区,狼山最早也应在早白垩世巴音戈壁末期之后才可能隆起。这一研究结果为测老庙地区早白垩世沉积岩相关矿产的勘探开发提供了重要的科学依据,为狼山隆起时代的研究提供了重要的突破点,同时也为沉积岩的古流向测量、恢复与物源区分析提供了成功的范例。