北东向构造带地质特征

如题所述

除纬向构造带外,北东—北北东向构造是区内另一组重要的构造系统。特别是发育在工区东部呈北东—北北东向相间展布的一系列隆起带和坳陷带是这组构造系统最为醒目的宏观表现形式。其中,隆起带上分别由太古宙、元古宙及古生代等前中生代的古老地块及不同时期的侵入岩所组成,或称为构造岩浆岩带;而坳陷带中则主要由侏罗-白垩系火山岩及沉积岩所组成。自西向东依次为红山子-五分地构造岩浆岩带(隆起带)、多伦-棋盘山坳陷带、铭山老府-翁牛特旗构造岩浆岩带(隆起带)、锡伯河-半支箭坳陷带、黑里河-库里吐构造岩浆岩带(隆起带)、宁城老哈河坳陷带和努鲁儿虎山构造岩浆岩带(隆起带),以及研究区外侧的朝阳-北票坳陷带(图2-3)。

对于北东—北北东向隆起带和凹陷带形成演化及构造性质的归属问题,目前尚未见专题研究报道。在不同的文献中,前人多认为是中生代(尤其是燕山期)以来本区发生强烈构造岩浆活动的产物。然而,综合分析区域资料,我们认为,区内北东—北北东向的隆起带与凹陷带相间分布的构造格局绝不是一蹴而就的,而是经过了自古生代晚期、印支期直到燕山期等长期构造发展演化过程。从构造演化过程角度考虑,至少可以划分为两个时期,即华力西晚期—印支期和燕山晚期。华力西晚期—印支期(包括早燕山期)以北东向构造为主;燕山晚期则以北北东向构造为主。其中,燕山晚期的北北东向构造表现相对清晰,主要以断裂为主的构造活动,伴随着强烈的火山喷发和岩浆侵入,其具体特征将在下一节中叙述。

这里,我们仅就北东向构造在区内的表现特征作一概略分析。由于区内缺少三叠纪地层建造及其相关的构造变形特征,因此,总体上看,北东向构造在区内表现得不是非常明显。这也许是长期以来北东向构造未得到重视的主要原因之一。然而,我们注意到,近年来的地质工作及同位素年代学数据,将大量原属于华力西晚期或者部分属于燕山早期的花岗质岩石厘定为印支期。这些侵入岩在区内主要呈北东向展布,并有大量的燕山期花岗岩与其伴生在一起。它们共同组成北东向的构造岩浆岩带,在铭山—河北棋盘山之间以及北部桥头一带,沿隆起带西侧控制了二叠系出露,其展布方向大致与隆起带方向一致,从一定意义上看,显示了这一北东向隆起带(构造岩浆岩带)成生起源于华力西晚期。印支期花岗岩的厘定及其在工区内的表现形式,反映了工区内,甚至是区域范围内印支期构造岩浆活动是比较强烈的。而本书作者最新的成矿年代学测试也发现,某些钼矿床的形成确实与印支期岩浆活动有关。因此,我们主要根据印支期花岗岩的表现及分布特征,厘定出区内4个北东向的构造岩浆岩带(隆起带)。各构造岩浆岩带特征如下所述:

图2-3 多伦-赤峰地区中新生代隆起带与坳陷带构造格局分布示意图

一、红山子-五分地构造岩浆岩带

位于研究区西北部、克什克腾旗东南部、西拉木伦河以南的地区,西南起自克什克腾旗花鼓台一带,沿北东经红山、广兴元、边墙到五分地一带,长150km,宽30km。总体展布方向为北50°~60°东。主体构造形迹为北东向展布的花鼓台-五分地复式背斜、一系列同方向的断裂,以及受其控制的岩浆岩带组成。构造岩浆岩带向南西、南东侧分别为多伦中生代火山断陷盆地和棋盘山中新生代火山断陷盆地所覆盖;构造带西侧有北北东向大兴安岭主脊断裂通过。

(一)褶皱

花鼓台-五分地复式背斜分布范围与隆起带范围一致,复背斜主要由二叠系组成,核部由下二叠统的青凤山组碎屑岩组成,向两翼依次有原属下二叠统的班布加拉嘎组、黄岗梁组,上二叠统的铁营子组、染房地组等。倾角一般为50°~60°。大致包括两个次级Ⅱ复式褶皱,即西侧的鸡冠山-兰家营子华夏系复背斜和东侧的道营水-五分地复式背斜;其中,鸡冠山-兰家营子华夏系复背斜相对连续性较好,根据地层建造的不同又可划分为北东段的铁营子-兰家营子华夏系复背斜和南西段的鸡冠山-大北沟华夏系复背斜。而道营水-五分地复式背斜特征与鸡冠山-兰家营子华夏系复背斜相似,但因第三纪(古、新近纪)玄武岩大面积覆盖,地层出露不完整。以下仅以鸡冠山-兰家营子华夏系复背斜为例加以说明。

1.铁营子-兰家营子华夏系复背斜

为该隆起带北段,铁营子—兰家营子一带,复背斜长30余千米,最宽达16km。褶皱轴为北50°~55°东。核部地层仅为上二叠统下部铁营子组,两翼为上二叠统染房地组及黄岗梁组。核部一带不仅产状变化大,倾角由20°~60°不等,而且内部屡见次级褶曲。两翼倾角亦略有差异,以南东翼稍微陡些,一般在40°~50°之间;北西翼缓,约25°左右,推知该褶皱轴面应该倾向北西。

2.鸡冠山-大北沟华夏系复背斜

为该隆起带南段,位于西南鸡冠山—中部大北沟一带,可见长度超过22km,宽度一般为7~8km。主要由下二叠统火山-碎屑岩组成。沿其轴向(约50°)向北东方向倾伏。该复背斜因受后来的岩体侵入及断裂破坏,加之中、新生代地层覆盖,保存很不齐全。但根据地层的出露特点及产状分析,仍可看出属比较紧密和复杂的褶皱类型。近核部产状陡(达60°左右),两翼变缓些(30°~40°),因发育有次一级的褶皱而趋于复杂化。

复式褶皱北东端因邻近西拉木伦纬向构造带向北东东向偏转,形成略向北西突出的弧形构造形迹。至五分地一带基本上为近东西向,显示了早期东西向建造的存在及东西向构造对北东向构造的限制和影响。

(二)断裂

断裂主要有两组,分别为北东—南西向和北西—南东向。

北东—南西向断裂主要沿上述复式褶皱的核部及两翼,冲断层发育,但连续性较差。断裂大部分穿切二叠系,部分穿切了沿其出露的燕山期花岗岩。初步显示,这些断裂形成于二叠纪以后,在燕山期又多次活动。根据断裂发育密集程度,可以划分为南、北两段:

(1)南段:主要分布于鸡冠山-大北沟复背斜西翼,以龙王庙子附近最为发育,由数条大致平行的逆断层组成,它们依次向北西冲覆。其中,规模较大的一条是龙王庙子-娘娘庙逆断层,长达十几千米,走向大致北东—南西,断层面向南东倾斜,使二叠系冲覆于侏罗系之上。造成宽达50余米的破碎带,并使邻近的沉积岩层形成平行冲断面的紧密褶曲。与这些压性结构面伴生的张性断层也有发现。在龙王庙子地区,有数条大致平行的北西—南东向断层,切割了龙王庙子-娘娘庙冲断带。其中,黄土坑北西—南东向断层,被不规则的脉石英和萤石脉充填,胶结了大块的围岩角砾,表现了张性断层的特点。另外,在褶皱东南翼小坝底南,有一北东向冲断层,长4km,在断层面附近,花岗岩呈压碎结构,压碎带宽达30余米,呈北东—南西向延伸。

(2)北段:主要分布于铁营子-兰家营子复背斜内部,以复背斜核部的边墙-张家营子断裂规模较大。其中,边墙-张家营子断裂发育在铁营子组内部,并使其上部染房地组与其呈断层接触,出露长度达15km,沿断裂及其附近有小东沟岩体、边墙岩体及张家营子-大营子岩体侵入,它们的长轴方向均与断裂一致。

(3)在道营水-五分地复背斜的中段,有白岔-纪家营子北东向逆断层。长10km左右,断层面南东倾。波及地层为原二叠系黄岗梁组。

北西—南东向断层规模较大的主要有2条:一条是河盛源西南部的哈巴旗一带;一条在小东沟东南记营子—铁营子一带;它们均垂直复式背斜,并发育有断层角砾岩,也具有张性断层的特点。总体上看,这些大致走向北西—南东的张性断层和与其大体直交的大致北东—南西向的挤压配置在一起,组成比较清楚的“多”字型构造。

(三)侵入岩

在该复式背斜构造带上,华力西晚期及燕山早、晚期等不同时代的侵入岩发育。这些侵入岩在空间分布及展布方向上有一定的规律性。总体表现为由褶皱带中心向外侧,岩体的时代逐渐变新。

华力西晚期岩体出露于褶皱系中部的吴营子、广兴元一带,包括广兴元、吴营子和北大沟3个岩体,岩石类型早期为花岗闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩等,晚期为钾长花岗岩、二长花岗岩等。单个岩体呈岩株状或不对称的哑铃状,但总体呈南北向串珠状沿克什克腾旗—广兴元南北向河流(谷)分布。

燕山期侵入岩包括早、晚两期,以早期规模最大,具有多期次侵入特征,以广兴元-红山花岗岩规模最大,其次是上伙房、大营子斑状花岗岩、东大土沟脑等地的花岗闪长岩、石英闪长岩等。其中,红山岩体呈椭圆形岩基,面积达230km2,可能受东西向构造与北东—北北东向构造交会部位的影响。其侵入最新地层为白垩系晶屑凝灰岩等,并为第三纪(古、新近纪)玄武岩所覆盖。部分岩体总体呈现北东向沿着背斜核部及同方向的断裂侵入,如边墙岩体、张家营子-大营子岩体。燕山晚期岩体以花岗岩、花岗斑岩为主,在褶皱系的西南端花鼓台一带、道营水-五分地复式背斜内部,以及东部火山盆地中均有广泛出露。规模最大的属小东沟东侧的大托河(张家营子)岩体,岩体长轴方向与北东向构造方向一致,面积约105km2。岩体侵入最新地层为下白垩统,由中细粒钾长花岗岩组成。但是,综合分析燕山晚期花岗岩及花岗斑岩的展布方向,明显具有北北东向展布的特点,显示受到后期北北东向新华夏系构造的影响。

沿该隆起带,矿产资源非常丰富,已探明有小东沟中型钼矿床1处,红山小型铀-钼矿床1处,另有钼矿(化)点、铅锌矿点、铜矿点等多处。根据矿控因素的分析,矿产主要与燕山早、中期花岗岩有关。已探明的钼矿资源基本上都发育在燕山早期花岗岩的内外接触带附近。铅锌矿化主要发育在岩体的外接触带。

二、铭山(老府)-翁牛特旗构造岩浆岩带

该构造岩浆岩带东西出露宽25km,南北长80km,由3个相互分离的隆起带组成,即西南段的铭山-红花沟隆起、解放营子隆起和小营子隆起。隆起带跨越了传统的地台与褶皱带的界线。总体呈北东45°~50°方向展布。以铭山-红花沟隆起规模较大。由于各隆起所在的构造单元不同,因此,各自的地层及岩浆岩组成不同。

铭山-红花沟隆起位于赤峰-开原断裂以南地区,地层以太古宙变质岩为主,有少量中新元古代地层出露;岩浆岩以燕山期花岗岩为主,如铭山花岗岩体、四道沟花岗岩体等,少量的印支期闪长岩,如柴胡栏子金矿区的辉长闪长岩。隆起带内早期东西向断裂构造非常发育,由于这些断裂在中新生代多次活动,对隆起带的发生发展及其成矿作用具有重要影响。隆起带内自北而南为赤峰-开原断裂、阴河断裂、铭山-红花沟断裂、围场-青山-锦山断裂等。该隆起带在红花沟一带形成向南东突出的弧形构造。红花沟金矿田位于该隆起带向南东突出的弧形部位。

解放营子隆起和小营子隆起是多伦-翁牛特隆起褶皱带中次级构造单元翁牛特隆起的组成部分,地层组成主要为下古生界奥陶-志留系、志留系、石炭系、二叠系等,它们分别组成了炮手营子-李家营子背斜和上大庙-朝阳沟背斜及中洋草沟-下歪脖子井背斜等,均是东西—北东东向多伦-翁牛特复背斜的重要成分。

小营子隆起侵入岩以燕山早期大虾尔乌苏花岗闪长岩体为主,其次夹持有少量华力西晚期基性、超基性岩岩瘤。其南北两侧分别为少郎断裂和桥头-哈拉道口断裂。东部有北北东向断裂构造控制了梧桐花断陷盆地与该隆起带相邻。少郎河铅锌多金属矿结即位于该隆起带内。

解放营子隆起侵入岩则有华力西期花岗闪长岩、印支期闪长岩-花岗闪长岩、燕山期花岗岩、花岗斑岩等。燕山晚期花岗斑岩呈北东向分布,形成火山机构的一部分。尤其是印支期花岗闪长岩长轴方向为北东东向展布,显示岩浆岩侵位受北东向构造控制。同样,其南、北两侧分别为桥头-哈拉道口断裂和出头朗-水地断裂所穿切,东部有北北东向断裂穿过。隆起带南部有水地鸡冠山钼矿及上大坝银(锰)矿。

由于大面积第四系覆盖,除了各自地层中展示的早期东西向构造以外,与该隆起带伴随的褶皱及断裂构造均表现不很强烈。但值得注意的是,在隆起带西南段的铭山—河北棋盘山之间,以及北部桥头一带,有规模不大的二叠系出露,其展布方向大致与隆起带方向一致,从一定意义上显示了这一北东向隆起带(构造岩浆岩带)成生起源于华力西晚期。

三、黑里河-库里吐构造岩浆岩带

西南起宁城县黑里河,向北东经锦山、黑水直到敖汉旗的库里吐一带,区内该带东西宽45km左右,长约200km。总体展布方向为北东45°~50°方向。向南西延入河北平泉,是区内印支—燕山期花岗岩最为发育的隆起带。在赤峰市至黑水一带,被北北东向八里罕断裂切割,分隔成西南和东北两段。

西南段为宁城县黑里河—松山区瓦房一带,即习称的“马鞍山隆起”,主体岩石为太古宙变质岩、中新元古代碳酸盐岩夹碎屑岩、华力西期闪长岩及花岗岩、印支期二长花岗岩、燕山期花岗岩等。其中,1∶20万区域地质调查报告(喀喇沁旗幅)中确定的早燕山期喀喇沁岩体已被解体并分化成由印支期二长花岗岩和燕山期花岗岩-二长花岗岩组成的复式岩体。该岩体岩相变化较大,岩体总长70km,宽35km。在锦山一带尚有燕山中晚期安家营子花岗岩及其流纹斑岩脉岩群。该隆起带东、西两侧分别为红山-八里罕断裂带和赤峰-锦山断裂所围限,作为各自与相邻的中生代火山断陷盆地的边界断裂。

隆起带南、北段早期东西向断裂构造非常发育,南部为黑里河断裂带,北侧为锦山-青山-娄子店-金厂沟梁断裂(赤峰-开原断裂的组成部分)。这些断裂在中新生代多次活动。

北东段位于八里罕断裂的东侧,南起辽宁的黑水,北至内蒙古敖汉旗的库里吐一带;西以八里罕断裂为界,东至敖汉旗新惠镇。总体长约60km,宽为10~50km。以撰山子金矿为界,大致划分为南北两部分:南部大致与烧锅营子隆起范围相当,主要在辽宁境内。由华力西期、燕山期花岗岩组成;在岩体周边有少量中新元古代及古生代地层。受东西向断裂和北北东向断裂及岩浆岩的影响,地层多遭受紧闭式褶皱且产状变化多样。北部为敖汉旗复向斜的西段,地层组成主要为石炭系和二叠系。岩浆岩主要为燕山期花岗岩,少量华力西期花岗闪长岩,多以岩株状产出。

隆起带中早期东西向断裂构造非常发育,南部为苍子-井上断裂、北部有大庙-后公地断裂等。撰山子金矿区位于烧锅营子隆起的北侧外围。

四、努鲁儿虎山构造岩浆岩带

又称“建平(叶柏寿)-青龙镇隆起带”,它是斜接复合于东西向构造带之上的北东向次级隆起带。位于研究区东南部,南起辽宁建平(叶柏寿),北至敖汉旗下洼一带,西起敖汉旗乃林,东至辽宁黑城子,南部东西宽25km,北部东西宽125km。南北宽180km。

以赤峰-开原断裂为界,分为南北两部分:

南部以建平抬拱及努鲁儿虎隆起带为主体。隆断带中太古宙基底变质岩(表壳岩及太古宙花岗质片麻岩)广泛出露,组成努鲁儿虎复背斜:南、北两侧分别为叶柏寿-北票(承德-北票)深断裂带和赤峰-开原大断裂,二者在金厂沟梁以东合并后继续向东延伸。其中,承德-北票断裂本身即为北东向展布,并构成内蒙古地轴隆起带与燕辽沉降带的分界线。华力西晚期—印支期花岗岩大面积出露,属于华力西晚期的代表性的岩体如建平岩体、大庙-大黑山岩体等,而印支期花岗岩则以金厂沟梁金矿南侧的西台子似斑状花岗岩为代表。

北部则主要为敖汉旗复向斜的东段,以晚古生代地层为主组成多个不同规模的褶皱。家道沟-捣格郎营子华夏系复背斜带,核部主要为下石炭统上部的白家店组及中石炭统的家道沟组等。两翼地层除家道沟组外,依次尚有上石炭统酒局子组及下二叠统青风山组等。褶皱轴呈波状延伸。两翼发育有次级褶皱,较大的是酒局子北西的复向斜,此处倾角大多在40°~50°之间。岩浆岩以华力西期花岗岩为主,其次是少量的燕山期花岗岩。华力西期花岗岩总体呈北东东向展布,与南部华力西期花岗岩组成及展布方向一致。

北东向构造带伴随的断裂构造不甚发育,或者说是表现不明显。

以上较为详细地叙述了北东向构造岩浆岩带(隆起带)的基本组成和地质特征。实际上,关于区内北东向构造的性质和归属问题是本次研究工作中所注意和提出的问题。由于区内缺少三叠系地层建造及其相关的构造变形特征,因此,总体上看,北东向构造在区内表现不是非常明显,但近年来的地质工作又确实厘定出大量属于印支期的花岗质岩石,这些印支期侵入岩,一方面与区域性东西向断裂关系密切,部分岩体长轴呈近东西分布;另一方面,又有大量的燕山期花岗岩与其伴生在一起。它们共同组成北东向的构造岩浆岩带,这些构造岩浆岩带与燕山晚期北北东向构造形迹之间具有明显的叠加关系,后者多与北东向构造带之间呈小角度斜接复合关系。因此,综合各个方面的特点,我们认为,区内北东向构造具有明显的承前启后的特点。如果将北东向构造归属于传统的华夏系的话,这样一个构造体系在晚古生代即已开始启动,在印支期达到高峰,并延续到燕山早期。

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