The establishment of Late Paleozoic stratigraphic framework in the northern belt of Beishan orogenic belt of Inner Mongolia
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摘要:
内蒙古北山造山带是研究中亚造山带时空演化的重要地区，也是天山造山带与兴蒙造山带对接的关键地区。长期以来，由于工作条件的制约，该地区研究程度相对薄弱，晚古生代地层格架混乱且矛盾。根据近年来在该地区完成的1：5万区调成果，通过晚古生代地层的区域分布、物质组成、时代归属等方面的系统梳理，并结合构造-岩浆配置和造山带结构的认识，重新建立了内蒙古北山地区黑鹰山地层分区晚古生代地层格架。重新划分和厘定出志留纪—泥盆纪雀儿山群红尖山组、碎石山组、清河沟组和圆锥山组，石炭纪绿条山组、白山组及二叠纪双堡塘组、金塔组，明确了雀儿山群为雀儿山陆缘弧环境形成的火山-沉积组合，包括晚志留世—中泥盆世红尖山组岛弧火山岩和碎石山组-清河沟组弧内盆地碎屑岩组合，以及晚泥盆世圆锥山组岛弧火山岩组合；石炭纪绿条山组、白山组形成于沟-弧-盆体系中，以红石山-百合山结合带为界南北具有明显的差异性：绿条山组北区为低成熟度的弧间盆地北缘滨浅海碎屑岩沉积，南区为成熟度较高的弧间盆地南缘滨浅海-半深海碎屑岩沉积；白山组北区为晚石炭世继承岛弧火山组合，南区为石炭纪陆缘弧火山组合。双堡塘组和金塔组为后碰撞－碰撞后的裂谷盆地沉积，具有下部碎屑岩、上部火山岩的二元结构，化石组合指示其时代为早—中二叠世。
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关键词:
- 北山造山带 /
- 红石山-百合山结合带 /
- 沟-弧-盆体系 /
- 陆缘岩浆弧 /
- 雀儿山群
Abstract:The Beishan orogenic belt of Inner Mongolia is an important area for studying the spatial-temporal evolution of the central Asian orogenic belt and the key to the connection between the Tianshan orogenic belt and the Xingmeng orogenic belt.The restriction of poor working conditions for a long time has led to its relatively weak research, so people's understanding of the late Paleozoic stratigraphic framework is in a state of confusion and contradiction.On the basis of completing the 1: 50000 regional survey in recent years, through the study of regional distribution of the Late Paleozoic formation as well as the combing of composition and age ascription system comb, and in combination with the tectono-magmatic configuration and structure of the orogenic belt, the authors reestablished the Late Paleozoic stratigraphic framework of Heying Mountain stratigraphic division in Beishan region of Inner Mongolia.The authors made reclassification and identification of Hongjianshan Formation, Suishishan Formation, Qinghegou Formation and Yuanzhuishan Formation of Quershan Group in the Late Silurian-Middle Devonian period as well as Lütiaoshan Formation, Baishan Formation of the Carboniferous period, Shuangbaotang Formation and Jinta Formation of the Permian period.It is shown that the Quershan Group is a volcano-sedimentary assemblage of the island arc on the continental margin, including island arc volcanic rocks of Hongjianshan Formation and intracarc basin clastic rock assemblages of Suishishan Formation and Qinghegou Formation in Late Silurian-Middle Devonian period, and island arc volcanic assemblage of Yuanzhui Mountain in the late Devonian period.The Lütiaoshan Formation and Baishan Formation of Carboniferous were formed in the trench-arc-basin system with Hongshishan-Baiheshan junction as the boundary, and there exists obvious difference in the north and in the south.The northern area of the Lütiaoshan Formation is a low maturity littoral neritic clastic rock deposit on the northern margin of the inter-arc basin; the southern region is a relatively high maturity littoral shallow sea-semi-deep sea clastic rock deposit on the southern margin of the inter-arc basin.The northern part of Baishan Formation is the Late Carboniferous inherited island arc volcanic assemblage and the southern part is the Carboniferous continental margin mountain arc volcanic assemblage.Shuangbaotang Formation and Jinta Formation are post-collision and post-collision rift basin sediments.They have the dual structure of lower clastic rock and upper volcanic rock.According to the fossil assemblage, they were formed in the Early-Middle Permian period.
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致谢: 野外调查工作得到中国地质调查局天津地质调查中心苗培森教授级高级工程师、赵凤清研究员、辛后田研究员、王惠初研究员、谷永昌教授级高级工程师，内蒙古地质矿产勘查院王新亮教授级高级工程师，河北省区域地质调查研究院张继东、胡醒民教授级高级工程师，山西省地质调查院孙占亮、王权、潘永胜教授级高级工程师等的指导，得到了内蒙古地质矿产勘查院、河北省区域地质调查研究院、天津地质调查中心1:5万区域地质调查项目部的大力支持和帮助，论文撰写和审稿过程中得到天津地质调查中心辛后田研究员的悉心指导，并提出了很多宝贵的意见和建议，在此一并表示衷心感谢。
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图 1 内蒙古北山地区古生代大地构造单元划分图(据参考文献③修改)
Figure 1. Division of Paleozoic geotectonic units in the north belt of Beishan area, Inner Mongolia
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图 2 内蒙古北山北带地质简图(据参考文献③修改)
1—中-新生界；2—中二叠世金塔组；3—早-中二叠世双堡塘组；4—晚石炭世北区白山组；5—石炭纪北区绿条山组；6—石炭纪南区白山组；7—石炭纪南区绿条山组；8—晚志留世-晚泥盆世雀儿山群；9—奥陶系-志留系；10—古元古代北山岩群；11—泥盆纪侵入岩；12—北区晚石炭世－早二叠世侵入岩(继承弧)；13—南区晚石炭世－早二叠世侵入岩(陆缘弧)；14—晚二叠世-晚三叠世后造山-造山后花岗岩；15—公婆泉早古生代弧岩浆侵入岩；16—百合山－额勒根乌兰乌拉石炭纪SSZ型蛇绿混杂岩带；17—断层
Figure 2. Geological map of the north belt of Beishan area, Inner Mongolia
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图版Ⅰ
a~f.甜水井测区在碎石山组中新发现的珊瑚化石; a. Mesofavosites sp.(中巢珊瑚)S-D2；b. Favosites sp.(蜂巢珊瑚)S-D；c. Aqishaphyllum cf.xinjiangense Cai(新疆阿奇山珊瑚相似种)D1；d. Schlotheimophyllum patellatum(Schlotheim)(盘状施罗海姆珊瑚)D1；e. Pseudochlamydophyllum sp.(假斗篷珊瑚)D1-2；f.？Aqishaphyllum sp.(阿奇山珊瑚)D1
图版Ⅰ.
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图版Ⅱ
a~f.甜水井测区在清河沟组中新发现的化石; a. Howelella(郝韦尔石燕)S-D1；b. Apicilirella cf. vulgalis (平常顶贝相似种)D1；c.Spinella(小刺贝)D1；d.Acrospirifer dyadobomus Su(双丘巅石燕D13)；e.Xinjiangolites? sp.(新疆槽珊瑚D1-2)；f.Syringaxon sp.(管轴珊瑚D1-2)
图版Ⅱ.
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图 3 甜水井测区在北区绿条山组早石炭世腕足类、头足类化石
a—Syringthyris cf.typus?(标准管孔石燕相似种)C1；b—Dzhaprahoceras sp.(扎普蜡克菊石)C1
Figure 3. Newly discovered Early Carboniferous brachiopods and cephalopods in the Lütiaoshan Formation in the north district of the Tianshuijing survey area
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图版Ⅲ
a~l.哈珠测区在南区绿条山组灰岩中新发现的有孔虫化石; a. Eotuberitina reitlingerae Maclay, 1958；b. Bradyina sp.；c. Cribrogenerina sp.；d. Palaeotextularia sp.；e. Climacammina sp.；f. Pseudostaffella sp.；g. Globivalvulina sp.；h. Neoarchaediscus sp.；i. Tetrataxis sp.；j. Millerella sp.；k. Mediocris ex gr.M. breviscula Vissarionova, 1961；l. Tuberitina sp.
图版Ⅲ.
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图版Ⅳ
a~d.甜水井北山北一带双堡塘组中新发现的碗足类(P-L-S带)和头足类化石; a."Plicatifera"minor (schellwien)(小型轮褶贝)P1-2；b. Licharewia cf.grewingi(Netschajew)(格雷温李哈列夫贝相似种)P22；c."Striatifera" graciosa Lee et Gu(美丽“细线贝”)P2；d. Pseudogastrioceras sp.(假股菊石)P2-3
图版Ⅳ.
表 1 晚志留世—晚泥盆世陆缘岛弧建造、石炭纪弧-盆建造及早—中二叠世拆沉裂谷盆地建造
Table 1 The Late Paleozoic stratigraphic division of Beishan north belt in Inner Mongolia
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表 3 绿条山组及白山组划分沿革
Table 3 The evolution of division of Lutiaoshan Formation and Baishan Formation
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表 4 北区白山组锆石U-Pb测年数据
Table 4 Zircon U-Pb dating data of Baishan Formation in the northern district
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表 5 南区白山组锆石U-Pb测年数据
Table 5 Zircon U-Pb dating data of Baishan Formation in the southern district
测区名称 测年岩性 测年结果/Ma 1:5万少斜沟(4幅)测区 流纹岩 326.7±1.5⑨ 1:5万大红山(6幅)测区 安山岩
流纹岩304±1⑪
313.7±3⑪1:5万甜水井(4幅)测区 流纹岩 314.9±1.3⑬ 1:5万清河沟(2幅)测区 玄武岩
流纹岩318±4⑮
328.1±1.4、326.3±1.4、302.1±4.4⑮1:5万哈珠(4幅)测区 玄武安山岩
安山岩
英安岩
流纹岩
流纹质晶屑熔结凝灰岩311.6±2.6⑩
327.9±1.6、325.6±1.4⑩
313.5±3.4⑩
314.7±1.4、298.7±1.5⑩
320.3±2.7⑩1:5万黑红山(3幅)测区 玄武安山岩
安山岩
安山质角砾熔岩
英安质熔结凝灰岩
流纹质熔结凝灰岩308.6±7.2⑫
342±5、330±12⑫
306±3.5⑫
317±2.8⑫
306±3.5⑫1:5万红梁子(3幅)测区 安山岩
英安岩
英安质晶屑熔结凝灰岩311.9±0.9⑦
314.9±1.4⑦
310.9±0.9、304.6±1.2⑦1:5万风雷山(4幅)测区 流纹岩 318.5±1.2⑧ 1:5万标山(4幅)测区 流纹岩 339.7±0.9⑥ 1:5万千条沟(5幅)测区 英安岩 329.7±1.6、325.6±1.6⑤
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表 6 双堡塘组及金塔组划分沿革
Table 6 The evolution of the division of Shuangbutang Formation and Jinta Formation
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