辽西阜新北部原建平群大理岩系中微古植物化石的发现及其意义_刘正宏

辽西阜新北部原建平群大理岩系中微古

植物化石的发现及其意义

刘正宏　程立人　徐仲元　郑长青

(长春科技大学地球科学学院,长春130061)

摘要　在辽西阜新北部原建平群大理岩系中发现了大量的微古植物化石,经鉴定有5个属,其组合时代为中元古代。这些微古植物化石的发现为确定这些大理岩形成时代提供了可靠证据,并对进一步探讨华北板块北缘古大陆边缘构造演化及整个东北亚地区的前寒武纪地质具有重要意义。

关键词　阜新　大理岩　微古植物化石

第一作者简介　刘正宏　男　39岁　副教授　博士　构造地质专业　已发表“华北板块北缘中段中元古代魏家沟

群的建立及其地质意义”等论文

收稿日期　199903211　大理岩产出的地质背景及特征

研究区位于辽西阜新北部旧庙一带,处于华北板块北缘,属于原内蒙地轴一部分。区域内主要由前寒武纪变质岩,各期基性—酸性侵入岩、以及中生代火山沉积地层构成(图1)。前人将区域内变质岩划归为太古宙建平群,从下而上划分了三个组:小塔子沟组,岩性主要为麻粒岩、片麻岩、变粒岩,夹斜长角闪岩;大营子组,岩性主要为片麻岩、变粒岩、浅粒岩、大理岩和磁铁石英岩;瓦子峪组,岩性为变粒岩、浅粒岩、片岩、石英岩和大理岩[1]。“八五”期间在该区内进行1∶5万区域地质调查过程中,将该区太古宙建平群解体为4个部分[2]:①太古宙变质上壳岩,由麻粒岩、斜长角闪岩、黑云长片麻岩和磁铁石英岩构成,出露面积较少,呈包体状产于太古宙变质深成岩中;②太古宙变质深成岩,由一系列花岗质片麻岩构成,分布面积较大,岩性均一稳定;③魏家沟岩群,为一套浅变质岩石组合,由原大营子组和瓦子峪组中的石英岩、变粒岩、浅粒岩、片岩和大理岩构成,它们在原岩建造、岩层组合、形成时代,以及变质变形特征方面与太古宙变质岩明显不同,形成古大陆边缘构造环境中;④中元古代变质变形花岗岩,由黑云母斜长花岗岩和黑云母二长花岗岩构成,它们多数遭受了强烈变质变形作用改造,转变为糜棱岩。

大理岩是魏家沟岩群中主体岩石,出露面积较大,在空间上有三种产出状态:一是呈独立的包体产于中元古代—中生代花岗岩中,其规模大小不一,最大者可达0.5km 2

,最小者

不足1m 2;二是呈构造透镜体或构造岩片产于中元古代花岗质变晶糜棱岩中,大理岩也发

生了强烈糜棱岩化作用;三是与石英岩、片岩共生在一起,被推覆在太古宙片麻岩上。本区多数大理岩是呈第三种状态产出的,野外研究结果表明石英岩产于下部,中间部位是片岩,大理岩产于最上部层位,构成了一个较完整的沉积旋回。根据原岩建造和地层对比研究,认

第18卷　第2期1999年6月 世　界　地　质WO RLD G EO LOG Y Vol .18　N o .2June 1999

图1　旧庙地区地质构造图

1.太古宙片麻岩;

2.中元古代魏家沟岩群;

3.中生代断陷盆地;

4.中元古代旧庙基性杂岩;

5.中元古代花岗岩;

6.印支期花岗岩;

7.燕山期花岗岩;

8.韧性推覆断层;

9.断层及性质;10.化石样品采集部位为这套岩层组合形成于被动大陆边缘构造环境中。

由于后期构造变形和岩桨作用的破坏,大理岩层出露不全,据元仓子大理岩实测地质剖面,其厚度大于200m 。大理岩类型较多,有纯大理岩、石墨大理岩、透闪大理岩、石墨透闪大理岩和含石英碎屑大理岩。由于大理岩所处的构造部位不同,遭受的变形改造程度也不同。部分大理岩遭受较弱变形作用改造,岩石为弱片麻状-块状构造,而遭受了强烈变形作用改造的大理岩表现为条纹、条带状构造。此外,大理岩结晶程度也不均匀,部分表现为粗粒变晶结构,粒度达3.5m m ,而其它一些大理岩结晶较弱,为微晶大理岩,具有变余层理构造。

2　微古植物化石组合特点及时代

微古植物化石样品主要采于元仓子和集中西部大理岩中,主要为石墨大理岩和石墨透闪大理岩,为细粒变晶结构,结晶程度相对低,具有变余层理构造。这些大理岩含有丰富的微古植物化石,由于受变质作用影响,这些有机质化石均已变成礁状或碳化。经室内鉴定有Lignum sp ,Quadratimorpha sp ,Gloeocapsomorpha sp ,Eoterahedron sp ,Eozygiom sp .5个属。

Lignum 属以前在我国均发现在青白口期及以后的地层中,L sp .是目前已知各种最古老者。Quadratimorpha 属常见于我国华北洪水庄组和震旦系,不过个体比发现的Q .sp 小得多。Eotetrahedron 发现于澳大利亚Bitter Spring Fo rmation 中[3],相当于我国青白口群下部层位,我们的标本在形态上与之相似,而内部构造不清楚。其它各属也是世界各地中元古界常见的化石。综上所述,辽西魏家沟岩群大理岩中所含的微古植物化石组合时代应为中31

　第2期 刘正宏等:辽西阜新北部原建平群大理岩系中微古植物化石的发现及其意义

32世　界　地　质 1999年元古代晚期,相当于我国蓟县纪晚期。

3　地质意义及有关问题讨论

上述微古植物化石的发现为确定这些大理岩形成时代提供了可靠证据。此外,我们对这些大理岩做了Rb Sr同位素等时线年龄测定,其结果为1036±60M a,这一结果仅代表了这些大理岩的变质变形年龄,而原岩形成的时代应更早一些。野外地质观察结果表明这些大理岩又被中元古代黑云母花岗岩侵入和破坏,后者侵位年龄为(1155±19)Ma(U Pb 等时线)。这些同位素测年结果与微古植物化石所确定的时代基本一致,所以魏家沟岩群属于中元古代晚期。

该区位于原内蒙地轴上,前人笼统地将区域内变质岩划归为太古宙,并认为地轴在太古宙以后,中生代之前处于相对稳定状态。然而,这些新发现和研究结果表明内蒙地轴在中元古代以来,发生过沉积作用、岩浆活动和变质变形事件,地壳一直处于活动状态,而不具备稳定地轴演化的特征。

根据岩层组合、原岩建造、微体化石组合分析和同位素测年结果,魏家沟岩群中石英岩、片岩和大理岩组合形成于中元古代稳定被动大陆边缘构造环境中。与研究区南部长城系、蓟县系相比,它们是同时代的、不同构造环境下的不同产物。后者是发育在板内拗拉谷中[4],为一套陆源碎屑岩、泥质岩及碳酸盐岩建造。在拗拉谷发展的后期,由于地壳抬升,逐渐发生海退,露出地表,没有遭受变质变形作用改造。而区内魏家沟岩群形成在大陆边缘构造环境中,在中元古代晚期受强烈变质变形事件改造,并伴有岩浆活动。如果从形成时间、原岩建造、微体化石组合、大地构造背景及变质变形特征方面看,区内魏家沟岩群可与华北板块北缘西段白云鄂博群、渣尔泰山群[5]以及东段吉林色洛河群[6]相对比。

上述微古植物化石的发现及其相关岩层组合的确定,表明华北板块北缘地壳在中元古代时经历了下降沉积和隆起造山演化过程。这一事件序列与Rodinia超大陆的形成过程基本类似,是否暗示与该超大陆有关,是当前华北以及东北亚地区值得研究的问题。

4　主要化石描述

方形藻属　Genus Quadratimorpha sin e t liu,1973

方形藻(未定种)　Quadratimorpha sp(图版Ⅰ1,2)

化石轮廓为不规则的四边形,四边长为150～200μm不等,有背、腹之分,表面光滑或具横向细纹前端有一向腹弯曲的囊缘,后端具一较粗壮的囊柄。两个前侧边具有较宽的向腹弯曲的边缘。

比较　所描述的标本与邢玉盛,刘桂芝1973年建立的Quadratimorpha一属的基本特征是一致的[7]。而且我们所描述的标本是一个实体标本,基本特征更加清楚,与之不同的是较后者个体大得多。

产地层位　辽西,中元古界魏家沟岩群

时代　中元古代晚期至震旦纪

古对藻属　Genus Eozygiom Schopf et Blacic,1971

古对藻(未定种)　Eozygiom sp(图版Ⅰ3)

包鞘为黑色碳化有机质,长椭球形,中部收缩,呈似哑铃状。长轴约170μm,短轴约

100μm ,表面光滑,但具有稀硫的椭圆形穴坑,穴坑径为10μm 。

比较　该标本在形态上与schopf et Blacic 采自澳大利亚晚元古代Bitter spring Forma -tion 的标本所建立的Eozygiom minutum 的主要特征是一致的,只是所描述标本个体较大,而且内部构造不甚清楚,不宜定种名。

产地层位　辽西,中元古界魏家沟岩群

时代　中元古代晚期—晚元古代

植片藻属　G enus Lignum Sin ,1962

植片藻(未定种)　Lignum sp .(图版Ⅰ4)

原植体薄片状,长度大于400μm ,宽度大于200μm ,具有纵向平行排列的中空棱脊,其宽度大于200μm ,各棱脊间距不等,一般在18～20μm ,最宽可达25～27μm ,最窄仅在6～7μm 。原植体为有机质,现已碳化为黑色膜片,厚度为1～2μm 。

比较　该未定种在形态上与我国三峡地区震旦系所产Lignum sp [8]很相似,不过所描述化石是实体标本,可见部分大,而后者是薄片,可见部分较小,故难以详细对比。

产地层位　辽西,中元古界魏家沟岩群

时代　中元古代晚期至震旦纪

粘球形藻属　Genus Glo eocapsomorpha ZalessKy ,1982

粘球形藻(未定种)　Glo eocapsomorpha sp (图版Ⅰ5)

胶鞘呈不规则的椭球形或不规则的团块状,直径由几十微米至100μm 以上。但所描述标本最大长度140μm ,最大宽度近100μm ,而表面粗糙,礁碳状,破裂者可见到内部若干球形或椭球状细胞的痕迹。

比较　该属的延续时间较长,从元古界长城系串岭沟组一直到侏罗系均有发现。所描述标本与长城系串岭沟组的标本很接近,可能是由其延伸而来,不同之处是前者个体较大。

产地层位　辽西,中元古界魏家沟岩群

时代　中元古代至中生代

古四边藻属　G enus Eotetrahedron Schopf ,1978

古四边藻(未定种)　Eotetrahedron sp (图版Ⅰ6)

化石因略受挤压而呈不等边锥形四面体状,长度约140μm ,最宽处约100μm ,表面光滑或略显微弱纹理。这可能是由于细胞的两次分裂形成的四面体的四分体。

比较　所描述的标本与Schopf et 采自澳大利亚Bitter Spring Fo rmation 的标本而建立Eotetrahrdyon Princeps 的形态特征基本相同,它是由于4个孢子在与胶质包裹的过程中,形成最紧密排列方式而形成的四面体形。

产地层位　辽西,中元古代魏家沟岩群

时代　中元古代晚期至晚古生代

微古植物化石由长春科技大学地古教研室赵达教授鉴定。杨振升教授和赵达教授审阅了本文,并提出宝贵意见,特此致谢。

参考文献

1　辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志.北京:地质出版社,1989.23～25

2　刘正宏,徐仲元,杨振升.华北板块北缘中段中元古代魏家沟岩群的建立及其意义.长春科技大学学报,1999,29(1):6～11

33　第2期 刘正宏等:辽西阜新北部原建平群大理岩系中微古植物化石的发现及其意义

34世　界　地　质 1999年

3　Schopf J W,Blacic J M.N ew microorganisms from the Bitter Spring F ormation of the no rth-central Amadeus Basin,Australia.J Paleontol,1971,45:925～960

4　洪作民.华北陆台北缘中元古代构造特征及其演化.辽宁地质科技情报,1995,13:169～174

5　内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志.北京:地质出版社,1991.45～57

6　吉林省地矿局.吉林省区域地质志.北京:地质出版社,1989.45～47

7　邢裕盛,刘桂芝.燕山地区震旦纪微古植物群及其地质意义.地质学报,1973,47(1):1～64

8　湖北省地质局三峡地层研究组.峡东地区震旦纪至二叠纪地层古植物.北京:地质出版社,1978.109～125

The Discovery and Significance of Micropaleontological

Fossils in Marbles in Primary Jianping Group

at Northern Fuxin,Western Liaoning Province

Liu Zhenghong,　Cheng Liren,　Xu Zhongyuan,　Zheng Changqing

(Changchun University of Scienc e and Technology,Changc h un130061)

A bstract　A lot of assemblage of micropaleontological fossils had been discovered in mar-bles w hich belong to primary Archean Jianping Group during1∶50000geological survey.Five genus have been identified,and the researches suggest their age be M iddle Pro terozoic.The discovery of those micropaleontological fossils provide direct evidences for dating the age of mar-bles,and it is im portant in study ing the tectonic evolution of continent margin in No rth China platform and northeast Asia.

Key words　Fux in,marble,micropaleontological fossils

图版说明

(标本均采自辽宁阜新北部魏家沟岩群,现保存在长春科技大学地球科学学院地层古生物教研室)

1.2Quadratimorpha sp.

1.腹视,X300;标本编号:Lx17—7;登记号:960225。

2.后腹视,X300:标本编号:Lx17—6;登记号:960224。

3.Eo zy gion sp.

正面视,X500;标本编号:Lx17—2;登记号:960220。

4.Lignum sp.

碎片,X300;标本编号:Lx17—1;登记号:960219。

5.Gloeo caps omorpha sp.

斜视:X400;标本编号:Lx17—4;登记号:960222。

6.Eotetrahedron sp

斜视;x600;标本编号;L x17—8;登记号:960227。

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