中国东部地区晚古生代生物地理区划

中国东部地区晚古生代生物地理区划

一、以板块构造观点诠释东北大地构造属性中国东北部及其周边地区主要包括中国东北部、蒙古东南部和俄罗斯东南部远东地区。我国东北—内蒙古地区处于核心地带,且地质工作程度相对较高,亦是佳—蒙地块的主体,研究中具有举足轻重的地位,亦是本文重点讨论的区域。东北地区晚古生代大地构造属性认识存在多种不同的观点。黄汲清先生(HuangT.K.,1945)依据槽台学说的稳定和活动两种大地构造单元的比较大地构造学思想,将东北地区划归东亚海西地槽褶皱带的一部分;黄汲清、姜春发(1962)按地槽褶皱回返的时期将东北地区分为内蒙—大兴安岭加里东和吉黑海西两个地槽褶皱系;黄汲清等(1977)依据古生物特征将延边地区从吉黑地槽褶皱系中划出,归入滨太平洋地槽褶皱系;黄汲清等(1980)又进一步将东北地区分为额尔古纳、内蒙—大兴安岭、吉黑、延边褶皱系。这套大地构造单元被《吉林省区域地质志》(吉林省地质矿产局,1988)、《内蒙古自治区区域地质志》(内蒙古自治区地质矿产局,1991)、《黑龙江省区域地质志》(黑龙江省地质矿产局,1993)等广泛运用。20世纪80年代以来,一些大地构造学家开始以“板块构造”的观点诠释东北地区的大地构造属性。李春昱(1980)在东北地区识别出得尔布干、阴山—图们、索伦山—贺根山、那丹哈达岭4条板块俯冲带。稍后一些大地构造学家相继提出了“众多微板块、多条缝合带”的认识,并演绎出众多微板块不断拼合的观点。张贻侠等(1998)依据满绥地学断面所揭示的东北地区深部地壳结构的特点,结合地表工作,划分出额尔古纳—大兴安岭、松嫩—张广才岭、佳木斯、兴凯等微陆块和黑河—扎赉特、嘉荫—牡丹江、牡丹江—穆棱等古缝合带。任纪舜等(1999)认为中国东北及其邻区总体上属于西伯利亚和华北板块之间的多岛洋,使用了艾拉格、中蒙古—额尔古纳、达里甘嘎、扎兰屯、鄂伦春、结雅、托托尚、锡林浩特、松花江、布列亚—佳木斯、兴凯等微陆块名称。谢鸣谦(2000)提出拼贴板块构造的概念,划分出克鲁伦—额尔古纳、伊勒呼里、托托尚—锡林浩特、松辽、布列因—佳木斯、兴凯等微板块;德尔布干、嫩江、呼玛—伊尔施、索伦—贺根山、鹤岗—清津、锡霍特中央等俯冲带;图库棱格腊、西拉木伦、饶河—那丹哈达岭等缝合带;东锡霍特、锡霍特、西拉木伦、南蒙—兴安、扎格迪、额尔古纳等褶皱带。实际上,是将板块构造微缩,微板块及微板块之间与板块及板块之间存在同样的构造格局及演化过程。另外,余和中等(2001)使用了额尔古纳—兴安、兴安、松辽、伊春、牡丹江、佳木斯等古陆名称。彭玉鲸(2002)划分出额尔古纳、松嫩、布列亚(含佳木斯)、兴凯、伊勒呼里等陆块。关于我国东北的主要邻区——俄罗斯远东南部地区,20世纪80年代以来,以板块构造思想对蒙古—鄂霍次克地槽褶皱区研究取得若干进展(ЗоненшайнЛ.П.идр.,1990),其中最突出的是蒙古—鄂霍次克洋从古生代以来一直存在,其东段最终闭合于晚侏罗世至早白垩世。根据笔者近年研究,东北及邻区晚古生代属于一个稳定地块:佳—蒙地块(图1)。下面将根据笔者在古生物地理学、岩石地层学、变质地质学、构造地质学等方面的研究中获得的有关资料、信息加以说明。二、哲斯腕足动物群的归属人们通常将全球二叠纪腕足动物的地理区系划分为3个大区(Realm),即北方生物地理大区(BorealRealm)或称北极大区(ArcticRealm)、特提斯生物地理大区(TethyanRealm)和冈瓦纳生物地理大区(GondwanaRealm)(Ustritsky,1962;Stehli,1973;殷鸿福,1988;王成文,1994、1996;王成文、张松梅,2003;ShiG.R.etal.,1994;ShiG.R.,1998)。亦有将北方大区进一步分为西伯利亚大区、北美大区者(徐桂荣、杨伟平,1988;Bambach,1990;尚庆华、金玉玗,1997)。尽管划分细节时有不同,总体上是大同小异。北方大区位于潘加(Pangea)泛大陆的北部,属温凉气候带,包括西伯利亚、泰梅尔、新地岛、伯朝拉、斯瓦尔巴德群岛、格陵兰、加拿大北极区、育空、美国的俄勒冈乃至其以南地区以及我国艾比湖—居延海—西拉木伦河一线以北地区。在二叠纪腕足动物的古生物地理大区再造图上,特提斯大区呈现的是东宽西窄的样式。从北美的得克萨斯到南美的秘鲁—玻利维亚地区的距离远比从我国华北到印度支那的距离短的多。这种东部敞开,西部收拢的图形与洋流的作用关系可能更为密切。沿潘加泛大陆西缘由南、北两个方向向赤道带流动的凉水(或冷水)洋流以及在潘加泛大陆东侧由赤道向南、北流动的暖水洋流可能是造成这种图样的主因。在这里也需要强调,温度和纬度的控制比较相近,但温度控制可能更确切(王成文、张松梅,2003)。自从赵亚曾(1927)和Grabau(1931)将哲斯腕足动物群展示给世人以来,哲斯腕足动物群已经成为一个世界著名的动物群。迄今,哲斯腕足动物群已不仅指产出在内蒙古自治区达尔罕茂明安联合旗满都拉乡哲斯敖包地区哲斯组的腕足动物,而是从甘肃北山—哲斯—西乌旗—索伦—滨东—吉中到俄罗斯乌苏里斯克发育的中二叠世(Roadian—Capitanian)凉水型腕足动物群的总称。哲斯腕足动物群古生物地理区系归属一直受到人们关注,亦提出过多种划分方案,如:分为北山—兴安和内蒙—吉林两个亚区,统归准噶尔—兴安区(詹立培、李莉,1979、1984);划归北方大区(徐桂荣、杨伟平,1988);属于北方大区的乌拉尔—蒙古区(尚庆华、金玉玗,1997);属于特提斯大区的中—蒙区(ShiG.R.,1998);划归古赤道生物大区的中—蒙—日区(ShiG.R.etal.,2002)等。显然,这些划分方案差距较大。划分方案的巨大差别主要起因于对哲斯腕足动物群的性质认识。一般认为哲斯腕足动物群是一个冷、暖水混生的动物群(李文国,1983;李莉、谷峰,1984;詹立培、李莉,1984;徐桂荣、杨伟平,1988;Tazawa,1992;尚庆华、金玉玗,等,1997;ShiG.R.,1998;ShiG.R.etal.,1994、2002)。既然是混生动物群,那么不论划归北方大区还是划归特提斯大区似乎均在情理之中。问题在于:关于混生现象,许多学者都曾提及,但缺乏深入研究,往往以混生一言以蔽之,缺乏两大区系典型属种地理分布的详细考证。哲斯腕足动物群含大量典型凉水型分子,如Yakovlevia、Lamnimargus、Kochiproductus、Waa-genoconcha(Yazengoconcha)、Waagenoconcha(Wangyuconcha)、Anidanthus、Pseudomarginifera、Licharewia、Permospirifer、Paeckelmanella、Fusispirifer、Spiriferella、Alispiriferella、Blasispirifer、Spiriferellina、Kitakamithyris等。就目前所知,Yakovlevia、Waagenoconcha(Wangyuconcha)、Licharewia、Permospirifer、Alispiriferella、Blasispirifer等属仅分布于北方大区,亦是北方大区的特征分子(图2);而Lamnima-rgus、Kochiproductus、Waagenoconcha(Yazengo-concha)、Anidanthus、Pseudomarginifera、Pae-ckelmanella、Fusispirifer、Elivina、Arcullina、Spiriferella、Kitakamithyris等是两极分布的分子(图3)。这些两极分布的分子以在北方大区繁盛、在冈瓦纳大区少见、在特提斯大区缺失为特征。两极分布的凉水型分子是区分特提斯大区和北方大区及冈瓦纳大区的重要标志之一。特别需要指出的是这些凉水型的分子(含两极分布的分子)在哲斯腕足动物群中往往是繁盛或比较繁盛的分子,这些凉水型分子不论是属种的多样性方面还是种的个体丰度方面均极高,它们构成了哲斯腕足动物群的主体。相反,在哲斯腕足动物群中,真正的暖水型分子(如我国华南的一些典型暖水型分子)并未出现。已往人们认为属于暖水型的一些分子,如:Richthofenia、Leptodus、Kiangsiella、Aulosteges等并非典型暖水型分子。尽管笔者尚未进行全面、深入的研究,但种种迹象表明,它们是世界性广布分子,至少并不局限于特提斯生物地理大区。如Richthofenia、Leptodus、Aulosteges等在巴基斯坦盐岭长身贝灰岩中就曾大量出现过(Waagen,1882—1885)。Aulosteges在斯瓦尔巴德地区(Gobbett,1963)亦见其踪迹。Kiangsiella在南美的玻利维亚—秘鲁(Normanetal.,1953)以及澳大利亚(Thomas,1958)均有所见及。综上所述,哲斯腕足动物群是一个凉水型腕足动物群。真正典型暖水型分子并未出现,一些以往认为暖水型的分子并非是真正的暖水型分子,称之为混生腕足动物群并不确切。哲斯腕足动物群与俄罗斯西伯利亚、泰梅尔、新地岛—北乌拉尔—伯朝拉,斯瓦尔巴德群岛,格陵兰加拿大育空等地区同时期腕足动物群面貌较为相似,但最为相似的是新地岛—北乌拉尔—伯朝拉和斯瓦尔巴德群岛所产同时期腕足动物群。哲斯腕足动物与新地岛—北乌拉尔—伯朝拉地区的同时代的腕足动物群(Чернышев,1902;Бархатова,1970;Куликов,1974;Калашников,1993、1998等)有很强的相似性。首先,含大量相同种,如Marginiferatypicalseptentrionalis、Yakovleviamammata、Kochiproductusporrectus、Waagenoconcha(Waagenoconcha)humboldti、Linoproductuscora、Pseudomarginiferaaagardi、Derbyiagrandis、Licharewiagrewingki、Permospiriferkulikovi、Paeckelmanellaexpansa、Spiriferellasalteri、Spiriferellinacristata、Neophricodothyrisasiatica、Dielasmaitaitubensis、D.millepunctatum、D.truncatum、Notothyrisnucleolus等。更为重要的是,哲斯腕足动物群中出现的典型凉水型属Yakovlevia、Kochiproductus、Waagenoconcha(Yazengoconcha)、Anidanthus、Pseudomarginifera、Licharewia、Permospirifer、Paeckelmanella、Alispiriferella、Spiriferella、Spiriferellina等,均见于新地岛—北乌拉尔—伯朝拉地区。斯瓦尔巴德群岛Brachiopodchert(含SpiriferLimestone)的腕足动物(Wiman,1914;Gobbett,1963)与哲斯腕足动物群在总体面貌上亦较为相似。两地区相同种较多,如:Marginiferatypicalseptentrionalis、Yakovleviamammata、Kochiproductusporrectus、Waagenoconcha(Waagenoconcha)humboldti、Linoproductuscora、Pseudomarginiferaaagardi、Derbyiagrandis、Paeckelmanellaexpansa、Neospiriferstratoparadoxus、Spiriferellinacristata、Neophricodothyrisasiatica、Dielasmaitaitubensis、Dielasmatruncatum等。典型的凉水分子亦大多相同,如Kochiproductus、Waagenocon-cha(Yazengoconcha)、Yakovlevia、Anidanthus、Pseudomarginifera、Spiriferella、Licharewia、Paeckelmanella等。格陵兰AssistanceFormation腕足动物群(Dunbar,1955)与哲斯腕足动物群总体面貌亦有可对比性。两者不但都有Marginiferatypicalseptentrionalis、Pseudomarginiferaaagardi、Neospi-riferstriatoparadoxus、Spiriferellinacristata、Derbyiagrandis、Yakovleviamammata等相同种,而且有众多相同的典型凉水型属,如Yakovlevia、Kochiproductus、Waagenoconcha(Yazengoconcha)、Spiriferella、Alispiriferella、Spiriferellina、Paeckelmanella等。显著区别在于格陵兰AssistanceFormation腕足动物群含有丰富的Horridonia,而在哲斯腕足动物群中至今未见该属的踪迹。哲斯腕足动物群在有些方面与巴基斯坦盐岭ProductusLimestone腕足动物群(Waagen,1882—1885)、喜马拉雅地区同时期腕足动物群(Diener,1897a、1897b、1899、1903)以及东帝汶Basleo腕足动物群(Broili,1916;Hamlet,1928)亦有相似性。其中,Waagenoconcha(Waagenoconcha)humboldti、Linoproductuscora、Leptodusnobilis、Orthotichiaderbyia、Derbyiagrandis、Stenoscismapurdoni、Hustediagrandicosta、Cleiothyridinaroissyi、Gypospirifermarcoui、Spiriferellinacristata、Dielasmaitaitubensis、D.truncatum等种相同。除个别分子外,这些种的属基本为世界性分布的分子。非常明显,出现在哲斯腕足动物群的一些北方大区的特征属,如Yakovlevia、Waagenoconcha(Wangyuconcha)、Licharewia、Permospirifer、Alispiriferella、Blasispirifer等在盐岭、喜马拉雅、东帝汶等地区未曾出现。就种级水平而言,土著分子含量高是哲斯腕足动物群另一个显著特征。笔者(王成文、张松梅,2003)曾将哲斯腕足动物群分为5个组合带,每个组合带中土著种含量分别为59%、67%、75%、75%、81%。笔者描述的腕足动物106种,其中有79种为土著种,土著种含量为75%左右。参照土著分子占75%或者以上可建大区(Realm),50%—75%可建域(Region),25%—50%可建区(Province),10%—25%可建亚区(Subprovice)(Hauffman,1973)的标准,土著种占75%建区(Province)应该不成问题。笔者(2003)称其为内蒙古区(InnerMongoliaProvince)。当然,在地理位置上,哲斯腕足动物群是以内蒙古中—东部为核心,西延至甘肃北山,东延至俄罗斯远东乌苏里斯克地区(甚至包括日本仙台等地区),北延至蒙古国南部。总之,根据哲斯腕足动物群凉水型属性和土著分子含量高的特征,其古生物地理区划应该属于北方生物地理大区的内蒙古区。哲斯腕足动物群古生物地理区系特征的大地构造意义在于:1)哲斯腕足动物群自成一个地理区,内蒙古区表明其北有重要地理隔绝,暗示其北应该存在一个规模相对较大的古陆(佳—蒙地块)。2)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:古亚洲洋南支。换言之,在中二叠世这个洋盆并未闭合,并具有一定的规模,并且佳—蒙地块的西端可能与华北相连,东端向北翘起(图2、3)。3)由上可知,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—蒙地块南部陆缘沉积,而非所谓“裂陷槽”。4)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。笔者在长春南东的劝农山周家窑哲斯组(原范家屯组)采到了Pseudomarginiferaussuricus(Fredecks)、Kochiproductussp.、Yakovleviasp.、Spiriferellasp.等哲斯腕足动物群的典型分子,周家窑哲斯组腕足动物应属于哲斯腕足动物群。西拉木伦河—延吉缝合线应在长春以南通过,位置最可能在土顶镇―磐石一带。在延边地区,东宁的亮子川存在典型的哲斯腕足动物群;在满河地区的满河组(相当哲斯组)采集到Spiriferella;在山秀岭大蒜沟组中发育华夏植物群。西拉木伦河—延吉缝合线东端的较具体位置应该在延吉、山秀岭之间。三、陆边缘沉积相在我国东北及其邻区,晚古生代地层发育较佳,保存较好。这些晚古生代地层围绕佳—蒙地块核心呈环带状分布,明显构成佳—蒙地块的大陆边缘沉积。此外,尚有如下一些特征:主要岩石类型为碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩;岩石主体未见发生绿片岩相(及其以上)的区域变质迹象;主要为海相地层,有的属于碳酸盐岩台地相;在某些部位明显地不连续;有的清晰表现出古陆剥蚀区—陆相—海相的岩相分带;生物化石较为丰富。按照地层发育的特征,笔者分成中二叠世、晚石炭世—早二叠世、早石炭世、早泥盆世的大陆边缘沉积等几部分加以简略说明。1哲斯组的岩性中二叠世海相大陆边缘沉积在佳—蒙地块北缘出露较少,条带很窄。主要分布在鄂霍次克—蒙古缝合线以南的地区,如俄罗斯赤塔、阿穆尔州,多在我国境外。从牡丹江—佳木斯—黑河—扎兰屯—阿尔山—东乌旗一线以北的我国境内,未见有中二叠世海相地层的沉积,此时期主要为古陆剥蚀区。反之,佳—蒙地块南缘的大陆边缘海相地层非常发育。中二叠世哲斯组(广义)及其相当地层,从甘肃北山—哲斯—西乌旗—索伦—滨东—吉中到俄罗斯乌苏里斯克,有着广泛的分布,并呈现出近东西向条带状展布的特点(图4)。甘肃北山地区中二叠世地层为双堡唐组和金塔组。双堡唐组岩性主要以海相碎屑岩为主,夹灰岩或砂质灰岩。金塔组岩性为灰绿色玄武岩、凝灰岩、火山角砾岩、凝灰质砂岩、砾岩夹页岩、硅质砂岩、灰岩。产有Kochiproductuscf.porrectus(Kut.)、Yakovleviacf.weyprochti(Toula)、Y.mammatiformis(Fred.)、Pseudomarginiferakolymaensis(Lich.)、Spiriferellasaranae(Veru.)等腕足动物化石(乌斯特利茨基,1963)。内蒙古巴丹吉林沙漠南缘额肯阿尔斯楞地区仅见有双堡唐组,为北山地区双堡唐组的东延部分,岩性以粗碎屑岩为主,夹少量碳酸盐岩,产有AnidanthusminorCooper、Kochiproductussp.、Paeckelmaneilasp.、Spirifereilasaranae(Verneuil)、Waagenoconchapurdoni(Davidson)、Yakovleviamammata(Keyserling)等腕足动物化石(张研,1990)。哲斯地区中二叠世地层为的哲斯组(狭义)和包特格组。包特格组为一套灰褐色岩屑砂岩、砂砾岩、砾岩、生物碎屑灰岩。哲斯组岩性主要为砂岩、页岩、灰岩。哲斯组含有YakovleviagiganticaWang&Zhang、Y.elongetaWang&Zhang、Kochiproductusporrectus(Kutorga)、Anidanthusrugousa(Licharew)、Pseudomarginiferaussuricus(Fredericks)、Fusispiriferconcinnus(Lee&Gu)、AlispiriferellasinensisWang&Zhang、A.neimongolensisWang&Zhang、SpiriferellamagnaFredericks、S.salteriTschernyschew、Blasispiriferrhombicus(Duan&Li)、SpiriferinazhesiensisWang&Zhang、Altiplecusmongolica(Grabau)、Spiriferellinacristata(Schlotheim)等腕足动物化石(王成文、张松梅,2003)。蒙古南部的库苏古尔(Khubsugul)和苏兰海尔(Sulancheer)地区,出露有与哲斯组相当的地层,所含腕足动物化石主要有KochiproductusmaximusManankov、K.saranaenus(Fredericks)、WaagenoconchaangustataSarytcheva、Yakovleviamamatiformis(Fredericks)、Pseudomarginiferaaagardi(Toula)、P.sinuata(Ustrisky)、SpiriferellaovataLee&Gu、S.mugunicaPavlova、S.keilhaviiformisFredericks、PaeckelmanellalatissimaPavlova、P.expansa(Tsch.)等(Павлова,1991)。西乌旗地区中二叠世地层哲斯组主要岩性为黄绿色砂岩、粉砂岩、炭质粉砂岩、生物碎屑灰岩,产有YakovleviaxiuqiensisWang&Zhang、Y.convexusLiu&Waterhouse、Y.borealisLiu&Waterhouse、Y.mammata(Keyserling)、Kochiproductusporrectusi(Kutorga)、Waagenoconcha(Yazengoconcha)xiujumqinqiensis(Lee,Gu&Li)、Waagenoconcha(Wimanoconcha)xilinhaoteensisWang&Zhang、Anidanthusrugousa、Pseudomarginiferaussuricus、P.xiuqiensisWang&Zhang、PermospiriferkulikoviSlussareva、Fusispiriferconcinnus、AlispiriferellaneimongolensisWang&Zhang、Spiriferellamagna、S.persaranaenaLee,Gu&Li、S.salteri、Blasispiriferrhombicus、Spiriferellinacristata、KitakamithyrisovataLiu&Waterhouse等丰富腕足动物化石(王成文、张松梅,2003)。东乌旗地区的额吉诺尔、石灰窑、小梁坝、哈洛盖、盐池北山等地,哲斯组主要岩性与西乌旗地区的相似,含腕足动物化石JakutoproductuscheraskoviKaschirzew、Kochiproductusbrenensis(Reed)、AnidanthusorbiculatusLee&Gu、Yakovleviamammata(Keyserling)、Licharewiagrewingki(Netschajew)、Pseudosyringothyriskolymaensis(Tolmatsch.)、Spiriferellarajah(Satter)、S.salteri、Spiriferellinacristata、TomiopsissinensisLee&Gu等(李莉等,1976)。乌兰浩特得伯斯地区中二叠世地层为哲斯组(狭义)和大石寨组。大石寨组为海相中、酸性熔岩及凝灰岩组合,局部夹正常海相碎屑岩。哲斯组主要岩性为灰黑、黄绿色页岩、粉砂岩、砂岩夹灰岩、泥灰岩,含有YakovleviabaiyinensisLeeetGu、Y.mammata、Licharewiagrewingki、Paeckelmanellaexpansa(Tschernyschew)、Pseudomarginiferaaagardi、Anidanthusrugousa(Licharew)、Permospiriferkulikovi、Kitakamithy-Anidantinusovata等腕足动物化石(王成文、张松梅,2003)。扎赉特旗地区的中二叠世地层为大石寨组和哲斯组(狭义)。大石寨组的主要岩性为安山岩、安山质凝灰岩、砂岩、粉砂岩和灰岩。哲斯组的主要岩性为生物碎屑灰岩、砂岩、粉砂岩,产有Pseudomarginiferaaagardi、YakovliviamammatiformisFredericks、AttenuatellaparaincurvataLee&Su、Paeckelmanellaalata(Schlothein)、Spiriferellinacristata、LicharewiamultiplicataLee&Gu、TomiopsistaimyrensisTsch.等腕足动物化石(李莉等,1976、1980)。俄罗斯远东南部乌苏里斯克地区的巴拉巴什(Barabbash)、游击队城(Partizansk)、纳霍德卡(Nakhodka)、波格拉尼奇内(Pogranichny)等地,相当乌非姆到卡赞期的地层产有Anidanthuswaagenianus(Girty)、Pseudomarginiferanasuta(King)、MegousiapobedensisKotijar、Yakovleviamammata、Y.kaluzinensisFredericks、SpiriferellatibetanDiener、S.rajahSalter、TimaniellaharkeriWaterhouse、TomiopsisatlannichusKotljar、Waa-genoconchakrystofovichi(Fredericks)等腕足动物化石(Фредерикс,1925;Лихарев,1978)。铁力神树地区的哲斯组(原土门岭组和玉泉灰岩)主要岩性为泥岩、砂岩、灰岩、酸性凝灰岩和凝灰质砂岩,含有Licharewiagrewingki(Netschajew)、Tomiopsislaimyremis等腕足动物化石。五常地区的哲斯组(原土门岭组和玉泉灰岩)岩性与神树地区的相似,含有PaeckelmanellaclatiformisLee&Gu、SpiriferellasulterFredricks、S.rajah(Salter)等腕足动物化石。阿城小岭地区的哲斯组(原土门岭组和玉泉灰岩)岩性与五常地区的相同,含有WaagenoconchatumenlingensisLee&Gu、AnidanthusachengensisLee&Gu、Paeckelmanellaalata(Schlithern)、SpiriferellasimplexGrabau等腕足动物化石。长春市东南的周家窑地区的哲斯组(原范家屯组),岩性主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、凝灰质粉砂岩、生物碎屑灰岩等,见有Pseudomarginiferaussuricus(Fredecks)、Kochiproductussp.、Yakovleviasp.、Spiriferellasp.等腕足动物化石。东宁亮子川地区的哲斯组(原亮子川组)岩性主要为角岩化粉砂岩、细砂岩,含有Pseudomargini-feraaagardi、Yakovleviasp.、Attennatellesp.等腕足动物化石。珲春满河地区的哲斯组(原满河组)岩性主要为中粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等,见有Spiriferellasp.等腕足动物化石。另外,在庙岭、安图县、敦化市秋梨沟分别见有与哲斯组相当的灰岩(原庙岭组)。在老爷岭西、嫩江塔西大岭、龙江县西、索伦福安屯、突泉南西、巴林左旗、阿巴嘎旗、苏尼特左旗、查干诺尔南、二连浩特北、温图高勒、梧桐等地区,分别有哲斯组及其相当地层的出露。在松辽盆地的石油钻井中,有17口井钻遇可能属于哲斯组地层的泥板岩,例如农西1井、安3井、杜14井、庄深1井、松基1井、渔2井、纳3井等。在松辽盆地的杜尔伯特县杜101井,在深度1662—1946m的一段岩芯中主体岩性为灰黑色泥灰岩,岩芯中见有Spiriferellasp.等化石,其岩性、时代与中二叠世哲斯组相当。中二叠世这套地层呈近东西向条带状展布(图4),条带南界与西拉木伦河—长春南—延吉缝合线基本吻合。由此可明显看出,这套地层是属于其北的一个大陆(佳—蒙地块)的南部边缘沉积。诚然,如图4所示,目前的这种不甚规则的带状分布可能并非完全代表地层初始分布状态,而很可能是强烈的中、新生代的走滑构造改造的结果,如乌苏里斯克地区这套地层的强烈“东突”和敦化地区这套地层的条带变窄很可能与敦密断裂的改造有关;在松辽盆地范围内,这套地层似乎向北位移了,这可能与金星—太行山和大庆—医巫闾山等一系列走滑断裂的改造有关(图6)。关于这些走滑构造以及地层的构造改造复位问题,尚有待进一步研究。2东乌旗—晚石炭世—早二叠世的大陆边缘沉积在我国吉中地区以西晚石炭世—早二叠世的海相地层主要发育在吉林中部—内蒙古中部等地区,其中尤以内蒙古中部地区岩相带发育最为完全。从东乌旗到林西可以看到明显的岩相分带。在东乌旗地区晚石炭世—早二叠世地层称宝力高庙组,为陆相沉积,这套地层一直沿北东方向延伸到黑河地区。这套陆相地层向南逐步过渡为海陆交互相的格根敖包组,在东、西乌旗之间过渡为海相的本巴图组和阿木山组。这套地层应该属于佳—蒙地块南缘的大陆边缘沉积。在东乌旗—阿尔山—扎兰屯—黑河以北地区,迄今仅发现有晚石炭世的陆相地层伊根河组零星分布,缺失晚石炭世—早二叠世的海相地层。此时期,这一地区大部分为风化剥蚀区。仅仅在靠近蒙古—鄂霍次克带附近,见有这一时期的海相地层发育。3佳—早石炭世佳—蒙地块的大陆边缘沉积首先,在佳—蒙地块的南缘(含东缘)的早石炭世海相沉积分布的条带较窄,亦是断断续续的出露,如宝清—密山地区的北兴组,吉中地区的通气沟组和鹿圈屯组,苏尼特旗地区的色日巴彦敖包组(大部)。在地理位置上,晚石炭世—早二叠世的沉积明显超覆其上,这说明早石炭世佳—蒙地块南缘海侵范围较小。与之相反,在佳—蒙地块北缘海侵范围较广。在我国东北地区,这一时期的代表地层为红水泉组及其相变产物莫尔根河组。在我国境内,西起额尔古纳,东到嫩江,北起塔河,南到伊尔施,在这一广大范围内,多处见有红水泉组及其相当层位莫尔根河组的踪迹。这套地层在俄罗斯赤塔州以及阿穆尔州等地区的鄂霍茨克—蒙古缝合线以南亦很发育。在早石炭世伊尔施—阿荣旗—嫩江一线以南,吉中—苏尼特左旗以北,为一古陆剥蚀区。4早泥盆世晚期地层在宝清—密山—沙兰(镜泊湖)一线早泥盆世地层称黑台组,分为三段:下段上部为灰色粉砂质板岩,下部为黄褐色中粗粒花岗质砂岩;中段顶部为凝灰质板岩,上部为浅黄褐色生物碎屑灰岩,夹粉砂质板岩,下部为灰白色粗粒石英砂岩、细砾岩;上段为钙质砂岩、岩屑砂岩、凝灰质板岩、绢云板岩、粉砂质板岩夹生物碎屑灰岩,其时代可能已属于中泥盆世早期。生物碎屑灰岩中见有珊瑚、苔藓虫、海百合、藻类三叶虫、棘皮动物等化石的礁体,含有丰富的腕足动物Leptaena(Leptaena)rhomboidalis(Wilckons)、Leptagoniansp.、Leptostrophia(Leptostrophia)magnifica(Hall)、L.(Leptostrophia)sp.、Dalejinasp.、Discomyorthiskinsuiensis、Schizophoriasp.、LeptocoeliasinicaSu、Atrypa(Atrypa)reticularis(Linnaeus)、A.(Atrypa)bodiniMansuy、Spinatrypasubspinosa(Lazutkin)、Euryspirifergrabaui(Yabe&Sugiyama)、Fimbrispiriferdivaricatus(Hall)、CostispiriferheitaiensisSu、Fallaxispiriferpseudofallax(Khalfin)等,其时代为早泥盆世晚期。宝清—密山一线的早泥盆世地层很可能属于晚古生代大陆(佳—蒙地块)东缘的大陆边缘沉积。在龙宫—三站一线,早泥盆世地层称黑龙宫组。这套地层在尚志县黑龙宫地区出露较好。黑龙宫组上部岩性主要为灰绿色片理化安山玢岩及安山质凝灰岩、熔凝灰岩、凝灰岩和灰黑色泥岩、硬砂质砂砾岩、石英砂岩。黑龙宫组下部分为两段:上段以杂色粉砂质泥岩,斑点板岩、粉砂岩、长石砂岩、石英砂岩、砾岩为主;下段主要为灰色、灰绿色砂岩、长石石英砂岩、凝灰质砂岩、泥质板岩、粉砂岩、中性凝灰岩。顶部为灰红色、粉色条带状大理岩(接触变质)、结晶灰岩、泥灰岩,产腕足动物Coelospiraconcana(Hall)、SchuchertellaaltaicaKhalfin、Brachyspiriferconcinnus(Hall)以及珊瑚、三叶虫等。从黑龙宫地区向北,三站村刘忠沟地区亦有这套地层的分布。岩性主要为泥灰岩、白云岩、黑色炭质粉砂质板岩,后者含产腕足动物Isorthissp.、珊瑚、三叶虫等。这一地区处于小兴安岭花岗岩带上,早泥盆世地层保存相对较少,多有接触变质发生。在吉中地区仅有早泥盆世早期沉积,岩石地层单位称二道沟组(亦可能含小绥河组);向西过松辽盆地,在西拉木伦河缝合带以北,巴林右旗以南地区见有西别河组(其上部属于早泥盆世早期沉积)。向西,西别河组在苏尼特左旗的查干诺尔、达茂旗、温都尔庙等地区断续出露。尽管佳—蒙地块南缘早泥盆世大陆边缘沉积出露不是很多,但是仍然可以勾画出大体的轮廓。在佳—蒙地块北缘,早泥盆世地层非常发育。在罕达气—东乌旗一线以北,早泥盆世地层称泥鳅河组,在南起阿尔山,北至漠河;东起罕达气,西到免渡河的这一地区,分布十分广泛。黑河—加格达奇地区的泥鳅河组以罕达气地区发育最佳,泥鳅河组分为霍龙门段和金水段。霍龙门段为灰、深灰色绢云绿泥板岩,粉砂岩夹结晶灰岩,产腕足动物Fallaxispiriferpseudofallax、Gladiostrophiakondoi。金水段上部,灰黑色绿泥板岩、粉砂岩夹灰岩透镜体,产腕足动物Coelospirellaorientalis(Hamada)、Gladiostrophiakondoi、ParaspirifergiganteaSu、Leptaenopyxisbouei;中、下部为灰黑色、灰绿色绢云绿泥板岩、粉砂岩、凝灰质砂岩夹灰紫色、灰绿色细碧岩、结晶灰岩透镜体,产腕足动物Coelospirellavirginiformis、Megastrophiamanchurica、Howellellaamurensis、Brachyspirifermesaplicatus等。卧都河地区的卧都河、关鸟河、窝理河口等地,霍龙门段主要为深灰色、黄绿色泥岩、泥质粉砂岩夹灰岩透镜体及凝灰质粉砂岩薄层,底部为砂砾岩,含腕足动物Paraspirifergigantea、Machaerariaformosa(Hall)、RhytistrophiabeckiiHall、Acrospirifermacrotyhris(Hall)、Leptostrophiaheitaiensis(Wang)以及珊瑚、三叶虫、苔藓虫。金水段主要为深灰色泥质粉砂岩、泥岩,局部夹岩屑砂岩,含腕足动物Gladiostrophiasp.、CoelospirasinicaSu等。霍龙门地区在黑河—阿荣旗—乌奴尔—东乌旗一线称泥鳅河组,岩性为碎屑岩、灰岩。霍龙门段为含砾粗砂岩、长石石英砂岩、石英砾岩、绢云母板岩,含腕足动物CoelospirelladongbeiensisSu、AcrospiriferdyadobomusSu。与金水段时代相当的地层称罕达气段,主要由英安岩、安山岩、安山质凝灰岩组成。三道卡地区,霍龙门段主要为灰黑色粉砂质绢云板岩,灰色、灰黄色细砂岩、粉砂岩、凝灰岩夹结晶灰岩,含Coelospirellasp.、Discomyorthiskinsuiensis(Hamada)、Leptaenopyxisbouei(Barranda)、Megastrophiapseudointerstrialis(Hall)等化石。金水段上部为浅灰黄色石英砂岩、灰色片理化粉砂岩;下部为深灰色绢云绿泥板岩夹凝灰质砂岩、粉砂岩。产腕足动物化石Lissostrophiasp.、MegastrophiasimplexSu、Dalejinasp.、Coelospirellaorientalis(Hamada)以及三叶虫、苔藓虫等。十五里河地区,霍龙门段上部为灰、灰黑色硅质岩、绿泥绢云板岩夹混合砂岩;中部为灰绿色凝灰岩、火山角砾岩、中性火山岩、混合砂岩;下部为灰黄色混合砂岩、长石岩屑砂岩夹板岩。金水段上部为灰、黄绿色板岩及细粒混合砂岩、粉砂岩,产腕足动物化石Isorthissp.、Dicoelosiasp.、Brachyprionsp.、Cyrtinasp.、Eospirifersp.、Leptagoniasp.等;下部为紫灰色、灰褐色中粗粒混合砂岩夹中细粒石英砂岩、粉砂岩、粉砂质板岩。兴隆沟嘎嘎拉、西南沟地区,霍龙门段(原称嘎嘎拉组、宝泉沟组、草帽山组)上部为黑色、绿色绿泥绢云板岩、大理岩;中部青灰色板岩夹少量粉砂岩,黄褐色粉砂岩、石英砂岩夹大理岩;下部灰白色酸性凝灰岩、酸性凝灰熔岩夹大理岩。金水段(原称三包山组、如舟河组)上部为灰白色、黄褐色变质石英砂岩、片理化粉砂岩、绢云母板岩;下部为黄绿色变质粉砂岩、岩屑石英砂岩、灰绿色安山质玄武岩、灰黑色含铁硅质岩、灰绿色片理化砂岩。加格达奇的四十里大甸子和古里、阿里河吉峰林场、阿里河东南,西陵梯防火站等地区泥鳅河组亦有零星出露。加格达奇地区的泥鳅河组岩性主要为灰绿—灰褐色细粒长石质岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、黏土质粉砂岩、泥质细砂粉砂岩、泥岩、夹黏土质细砂岩。阿里河地区的泥鳅河组岩性主要为灰色结晶灰岩、大理岩、硅质灰岩、钙质砂岩、板岩、亮晶灰岩。亮晶灰岩中含腕足动物化石ApicilirellavulgarisSu、Rhytistrophiabickii(Hall)、Fallaxispiriferpseudofallax(Khalfin)、Howellellasp.、RhytistrophiamuharicaSu、LeveneamesolobaSu、Spinatrypasp.、Schellwienellasp.、Megastrophiaconcava(Hall)、Leptostrophiasp.、Coelospirellasp.,尚见有三叶虫、腹足类等。在乌奴尔—阿荣旗地区,早泥盆世泥鳅河组中灰岩明显增多,并以博克图—绰尔地区发育最佳。博克图地区早泥盆世泥鳅河组分为北矿段、乌奴尔段、骆驼山段。北矿段为深灰色硅质岩,燧石质灰岩,条带状粉砂岩与粉砂质泥岩;乌奴尔段为灰白色微晶灰岩,夹薄层钙质粉砂岩、生物碎屑亮晶灰岩;骆驼山段为灰绿色粉砂质泥岩夹灰岩,含砾泥质砂岩、泥灰岩。绰尔地区泥鳅河组乌奴尔段上部为灰黄色粉砂岩、粉砂质泥岩、细砂岩;下部为深灰色亮晶灰岩。乌尔其汗地区北矿段为黑色砂岩、泥质粉砂岩、薄层灰岩。骆驼山段为灰绿色变石英粉砂岩、变石英细砂岩、变长石—石英中砂岩、变杂砂岩、含粉砂绢云母板岩、泥灰岩、角斑岩、生物碎屑亮晶灰岩,产Howellellasp.、Reeftoniasp.、Rhipidomellasp.等腕足动物化石。塔尔其地区泥鳅河组主要由乌奴尔段和北矿段组成。北矿段为灰黄色—灰黑色粉砂质泥岩、钙质泥岩、粉砂岩,产腕足动物化石Leveneasp.、Acrospirifersp.、Cymostrophiasp.、Leptostrophiasp.、Cyrtinopsissp.、Fallaxispirifersp.等。乌奴尔段上部为灰黄色钙质砂岩、灰黑色生物碎屑亮晶灰岩夹泥质粉砂岩、火山凝灰岩,产Leptostrophiasp.、Howellellasp.、Elythinasp.等化石;下部为浅灰绿色粉砂质泥岩夹石英细砂岩;底部为黄绿色含砾粉砂质泥岩、褐铁矿化粉砂质泥岩,产Leveneasp.、Leptostrophiasp.等化石。阿荣旗地区泥鳅河组主要分布在圣水水库、和平马场、地房子、特莫呼珠、小索洛霍奇、沃尔会南岭等地。岩性为泥质粉砂质细砂岩、细砂质粉砂岩、泥岩、凝灰质板岩、变酸性凝灰岩、变酸性熔岩、中细粒长石砂岩、细砾岩、夹大理岩透镜体。大黑沟地区出露的主要是泥鳅河组上部(原称巴润特花组)。上部灰色泥岩、钙质板岩、硅泥质板岩、紫色含放射虫硅质岩、生物碎屑灰岩,产Plectodontasp.;下部灰褐色变质砾岩、含砾长石砂岩、粗粒含砾岩屑砂岩、粉砂质泥岩、灰岩透镜体,产腕足动物化石Leptostrophiasp.、Leptaenasp.、Isorthissp.、Eospirifersp.、Howellellasp.、Atrypasp.、Megastrophiasp.、Chonostrophiellasp.以及珊瑚、三叶虫等。五岔沟地区泥鳅河组(原称哈达南沟组、松山组、伊尔施组)上部为角岩化粉砂岩,中部为石英砂岩、泥岩,产ParaspirifergiganteaSu、RhytistrophiamuharicaSu、ReeftoniaborealisHamada、Leptaenopyxisbouei(Barrande)、Howellellasp.、Gradiostrophiasp.、Cyrtinadalmani(Hall)、Camarotoechiasp.等腕足动物化石;中部为石英砂岩、泥岩、粉砂岩夹灰岩、硅质岩,底部含砾粗砂岩或砾岩,产Coelospirellaorientalis(Hamada)、Eospirifersp.、Atrypasp.、Spinatrypasp.等化石;下部为紫灰色—灰绿色安山岩、气孔、杏仁安山岩、角闪安山岩。阿尔山—伊尔施地区泥鳅河组(原称松山组、伊尔施组、清水谷组、门山组)。上部为石英砂岩,板岩、粉砂岩夹灰岩、硅质岩、含砾粗砂岩,产Coelospirellaorientalis(Hamada)、Eospirifersp.、Atrypasp.、Spinatrypasp.、Quadrithyrissp.等化石;下部为紫灰色—灰绿色安山岩、杏仁安山岩、角闪安山岩。在东乌旗北西、塔日根敖包北、巴彦霍布尔等地区均有早泥盆世泥鳅河组的分布。岩性主要为凝灰质砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、灰岩等。与乌奴尔地区比较,灰岩层厚度小,数量明显减少。这套地层中产Leptostrophia(Rhytistrophia)beckii(Hall)、Leptostrophia(Rhytistrophia)regularisSu、Xystostrophia(Apicilirella)vulgarisSu、BorealirhychiadelerensisSu、Coelospirellaorientalis(Hamada)、Uncinuluskorovinikhalfin、Uncinulus(Tridensilis)elegansSu、Schizophoria(Schizophoria)kobayashiiHamada、PseudochonetesflexoplicatusSu、ReeftoniaborealisHamada、Acrospirifermurchi-soni(Castelnau)、Megastrophiaconcave(Hall)、MegastrophiamanchuricaHamada、HowellellaamurensisHamada等腕足动物化石。此外,在蒙古南部地区,早泥盆世地层在达兰扎达加德—赛因山达地区发育较好。在俄罗斯赤塔州以及阿穆尔州的鄂霍次克—蒙古逢合线以南,亦有大量早泥盆世的海相沉积。只是在额尔古纳地区应然保持风化剥蚀状态。四、存在的构造背景花岗岩的类型、时代及分布等特征无疑是讨论本地区大地构造属性的重要依据之一。根据笔者近年的初步研究,我国东北地区的大量的花岗岩主体为中生代,而不是古生代;花岗岩主要为I型、A型,S型很少;花岗岩侵位的峰期主要在中、新生代,而460—340Ma之间则为相对沉寂时期(图5),340—290Ma亦是相对较弱的时期。上述情况与俄罗斯远东南部地区花岗岩发育比较相似。俄罗斯远东南部地区各时代的侵入岩(主要为花岗岩)在兴安—布列亚地块出露面积达80%以上。这些花岗岩的形成主要在晚贝加尔、晚三叠纪、晚白垩纪等3个时期(Рaдкевич,1984)。Зонеишайн(1990)指出,兴安—布列亚地块作为稳定块体曾发生早古生代的巨大黑云母花岗岩岩基(彼德浪杂岩)的侵入,其年龄为604—483Ma。晚古生代末,地块再次成为广泛花岗岩形成的区域,侵入了似斑状黑云母花岗岩岩基(德尔莫布列亚杂岩),年龄为257—271Ma。无论我国东北地区还是俄罗斯远东南部地区花岗岩的这种侵位时代特征都明显支持晚古生代存在一个稳定地块的设想。五、拆离—中、新生代大型拆离—走滑构造系统晚古生代的佳—蒙地块随着古亚洲洋(南支)的闭合拼贴到华北板块之上,作为一个独立的地块已经消亡。这个晚古生代地块遭受了强烈的中、新生代岩浆活动、复杂的构造作用改造。中、新生代发生的大规模拆离—走滑使得原本较为完整的、稳定的块体发生了分割与位移。如此,一个完整的地块被切割成多个块体(即所称的众多“微板块”)。在这些拆离—走滑带上,往往有动力变质和较强变形发生。东北东部地区的伊舒、敦密走滑构造带早已被人们所熟知。邵济安等(1999)从火山岩、深成岩的岩石学及同位素地球化学特征方面研究了大兴安岭地区中生代伸展变形特征。张晓东等(2000)研究了松辽盆地北部中央基底隆起变质核杂岩和徐家围子伸展断陷构造的成因和演化,识别出组成中央基底隆起变质核杂岩的多层次、低角度韧性拆离体系。金巍等1识别出海拉尔盆地西侧的嵯岗伸展变形带(北延则为得尔布干断裂)、松辽盆地西侧的兴隆伸展-走滑变形带、嘎拉山—扎兰屯走滑变形带和金星走滑变形带。这些中、新生代的大型的拆离—走滑构造带常被人们当做古生代的俯冲带或缝合线。如得尔布干拆离—走滑带被认为是俯冲带;金星拆离—走滑带曾被认为是板块缝合线,并将其与贺根山“缝合线”相接。自然,在这些大型拆离—走滑构造带上难以见到蛇绿岩套、混杂堆积等一系列的典型缝合线的迹象(图6)。六、海西期绿片岩相区域变质作用长期以来,从海西地槽褶皱系观点出发,人们认为区内晚古生代地层普遍遭受了海西期绿片岩相区域变质作用(董申保等,1986;程裕淇,1994)。这一结论与大量1/20万地质调查工作认识存在一定的差异,也与近年来发现大量未变质的晚古生代地层相矛盾。通过对东北地区大量的晚古生代地层野外露头观察,发现晚古生代地层未曾发生所谓的海西期绿片岩相区域变质作用。笔者对泥盆纪泥鳅河组、石炭纪红水泉组、二叠纪哲斯组等14个岩石地层单位中的灰岩、泥岩进行了取样。通过室内岩矿鉴定亦证实,这些岩石未发生低绿片岩相的区域变质。在一些大型中生代盆地底部的晚古生代地层同样未遭受海西期绿片岩相区域变质作用,如在松辽盆地西部杜尔伯特县的杜101井“一心组”,在深度1662—1946m的一段岩芯中主体岩性为灰黑色泥灰岩,见有Spiriferella等化石,其时代与中二叠统哲斯组相当。晚古生代地层中确实有其他类型变质作用发生。但是,这些变质作用不是发生在中、新生代的走滑(或滑脱)构造带上的动力变质,就是发生在与后期侵入岩体的接触带上的接触变质。前文所叙述的某一个岩石地层单位中既出现未变质岩石又出现变质岩石的现象,亦很可能是这种岩浆作用或构造作用改造的结果。七、佳—天然地震震中分布特点的启示从国际地震研究中心发布的东亚1946—1996年发生的4.5级以上天然地震震中分布图可见:围绕东北及其邻区有3条天然地震的强震带,东部的锡霍特—珲春地震带、北部的蒙古—鄂霍次克地震带、南部的阿尔泰—华北北缘地震带。这3条天然地震的强震带与佳—蒙地块边界的3条缝合线(中锡霍特、蒙古—鄂霍次克、西拉木伦—延吉缝合线)基本吻合。地震带由锡霍特—珲春地震带活动强到阿尔泰—华北北缘地震带活动弱的特点,与缝合线闭合的时间从晚古生代末、中生代晚期、新生代的时间亦有一致性。地震带围限的区域:弱震区与佳—蒙地块现今残余部分基本一致。东北及其邻区为天然地震弱震区暗示这个区域很可能与西伯利亚、华北、扬子等板块有相似的构造属性,似乎可以得出这是一个构造相对稳定的区域,至少是晚古生代以来的构造相对稳定的区域。八、、南、北、德国联邦、中锡霍特扫描线所围限的晚古生代地区佳—蒙地块是一个北由蒙古—鄂霍次克缝合线、南由西拉木伦—延吉缝合线、东由中锡霍特俯冲线所围限的晚古生代的巨大地块。以下对上述三条缝合线,即佳—蒙地块的边界加以说明。1缝合线的地质性质众所周知,有关这条缝合线的缝合时间、具体位置以及由此派生出的一系列问题均存在较大争议。关于缝合的时间,部分学者主张在二叠纪末(李春昱,1980;王鸿祯,19