中蒙边界中东部地区奥陶纪地层划分与对比

唐文龙，李俊建，付 超，Orolmaa

(1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170；2.蒙古地质科学院，蒙古国，乌兰巴托)

中蒙边界中东部地区奥陶纪地层划分与对比

唐文龙1，李俊建1，付 超1，Orolmaa2

(1.中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170；2.蒙古地质科学院，蒙古国，乌兰巴托)

在中蒙边界1∶100万系列地质图件编制过程中，有关中东部地区奥陶纪地层层序和时代归属问题存在一定的异议。文章根据中蒙两国1∶20万区域地质图件及生物地层学资料结合野外地质踏勘，讨论了中蒙边界中东部地区奥陶纪地层层序和时代归属。详尽的地质资料及野外踏勘显示，中蒙边界蒙古地区发育的奥陶纪地层可以和相邻地区的中国奥陶纪地层进行对比。蒙古北山地区的Ehenhaya组和Adagbaishint组下段可以和罗雅楚山组相对比；Adagbaishint上段可与咸水湖组相对比；Naransevestei组与白云山组应为同一套地层。在Saishand地区，除自中国境内延伸来的乌宾敖包组和巴彦呼舒组延伸到蒙古外，Zeeriinhural组可以与裸河组进行对比；Naransevestei组与白云山组应为同一套地层。蒙古东部Khalkh gol地区的Bukhat uul组应分为两部分，下段与多宝山组相似，其时代属于早-中奥陶世；上段可以与裸河组进行对比，时代为中-晚奥陶世。

奥陶系；地层划分；岩石地层对比；生物地层对比；中蒙边界

0 引言

兴蒙造山带为中亚造山带的东段，古亚洲洋最终碰撞、缝合于此，也是世界上重要的多金属成矿带[1-10]。区内自奥陶纪以来，海相-海陆交互相地层发育良好，沉积环境稳定，变形变质作用相对较弱，具有明显的活动大陆边缘沉积特征。中蒙边界中东部地区奥陶系从西向东岩石地层单位较为简单，在不同的沉积相区、同一沉积相区中的不同地理区所发育的岩石地层序列变化较小，这对于从区域上了解奥陶纪时期古亚洲洋演化、成矿环境，以及成矿围岩组合特征具有重要的意义。

长期以来，中蒙边界中东部地区的地层划分与对比存在着一定的异议。前人对我国中东部地区奥陶纪地层、岩石及区域构造演化进行过深入研究和探讨，其时代争议较小，而与我国相邻的蒙古地区由于地质工作程度较低，对两国边界地区奥陶纪地层的连接问题尚存在困难。近年来，随着中蒙合作项目的不断开展与深入，对蒙古资料的收集与利用有了较大的进展。本文将在前人工作的基础上，通过与蒙古地质专家的沟通交流、利用获取的蒙古奥陶纪地层岩石、化石组合特征，初步提出中蒙边界中东部地区奥陶纪地层的划分对比方案。

1 地层分布及岩性特征

中蒙边界中东部地区奥陶纪地层出露面积有限，大体产于以下三个地区：阿拉善—北山地区、蒙古赛音山达东部地区、Khalkh gol地区[11-12](图1)；其地层岩性可以划分为三种类型：①碳酸盐岩—碎屑岩系，含酸性火山岩；②碎屑岩系；③火山岩—碎屑岩系。第一类型以杂色、中等厚度为特征，主要分布于南蒙古弧的北缘；后两者主要分布于南蒙古的中部地区，地层中通常含有酸性和中性熔岩，碎屑岩层及分层中具有复理式韵律，地层沉积厚度巨大①。

图1 中蒙边界中东部地区奥陶纪地层发布略图Fig.1 Sketch showing distribution of Ordovician stratain east-central China-Mongolia border area

1.1 阿拉善—北山地区奥陶系

在蒙古瑙云东部地区出露的奥陶系呈近EW向展布，主要有Ehenhaya组(O1eh)、Naransevestei组(O1-2ns)、Adagbaishint组(O1-2ab)[13]，岩性主要为碎屑岩和火山-碎屑岩；碎屑岩由灰绿色、暗紫色千枚岩、千枚状泥质板岩和变质砂岩组成，具有复理式韵律。Ehenhaya组(O1eh)主要分布于蒙古瑙云东部的查干诺尔地区，由一套浅海相灰黑色、灰绿色灰岩、砂质灰岩、石英砂岩、炭质砾岩组成，地层厚度2 750 m，其上部被上奥陶统Dundhaya组(目前在研究区内还未发现有Dundhaya组出露)整合覆盖，含动物化石。Naransevestei组(O1-2ns)主要分布于中蒙边界蒙古瑙云东部地区，呈近EW向展布，为一套浅海相碳酸盐-陆源碎屑沉积建造，岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩、砾岩和灰岩透镜体，与围岩呈断层或角度不整合接触，地层时代为早-中奥陶世。Adagbaishint组(O1-2ab)主要分布于蒙古瑙云东部的查干诺尔地区，下部由一套黑灰色、黑绿色硅质砂岩、粉砂岩组成，上部为一套黑色、黑绿色、灰色安山岩、安山质凝灰岩、凝灰质角砾岩组成，与围岩呈断层或角度不整合接触，地层厚度1 500～1 800 m。

在与蒙古国瑙云东部地区邻近的中国阿拉善—北山地区，区内出露的奥陶纪地层主要有咸水湖组(O2x)、白云山组(O3by)、罗雅楚山组(O1-2l)。咸水湖组(O2x)为一套火山-沉积岩组合，白云山组(O3by)为一套碳酸盐岩+粉砂岩建造，罗雅楚山组(O1-2l)为一套陆源碎屑岩系列。

1.2 赛音山达东部地区奥陶系

蒙古赛音山达东部地区出露的奥陶纪地层主要为杂色碎屑岩系，由复矿砂岩、石英绢云片岩和千枚状泥质板岩组成，夹灰岩和酸性火山岩。其底界与侵入于下寒武统火山岩的早古生代侵入岩呈断层接触。主要有Sangiindalai组(O2-3sd)、Zeeriinhural组(O2-3zh)。地层呈NE向展布，与围岩呈角度不整合、断层接触[12]。Zeeriinhural组(O2-3zh)主要出露于东戈壁省和苏赫尔巴托省内，该组下部由灰绿色粉砂质页岩、灰色灰岩质页岩夹浅灰色石英砂岩透镜体、粉砂岩组成，中部由灰色、黑灰色砂岩、泥质、灰岩质页岩、砂砾岩、砾岩组成，上部主要为灰色、灰绿色页岩、粉砂质灰岩，地层厚度约3 000 m；含动物群化石Proheliolites、Karademia、Cyrtonotella、Foerstephyllum、Saffordophyllum、Zyogpira、Nyctopora、Favistella，时代为中-上奥陶世。

在与其邻近的中国内蒙古中北部地区，区内出露的的奥陶纪地层为乌宾敖包组(O1-2w)和巴彦呼舒组(O1-2by)，产于蒙古奥陶系的东部。乌宾敖包组(O1-2w)为一套碳酸盐-陆源碎屑沉积岩系列，巴彦呼舒组(O1-2by)为一套陆源碎屑岩组合。巴彦呼舒组整合覆盖于乌宾敖包组地层之上。

1.3 Khalkh gol地区奥陶系

蒙古Khalkh gol—Enderntsagaan地区出露的奥陶纪地层主要有Kherel uul组(O2-3he)和Bukhat uul组(O2-3bu)[12]。Kherel uul组(O2-3he)分布面积有限，主要产于蒙古东部苏赫尔巴托省Enderntsagaan地区，NE向带状展布。Bukhat uul组(O2-3bu)主要出露于蒙古东方省Khalkh gol地区，呈NE向展布，向东延入中国境内的阿尔山地区。该套地层由砾岩、粉砂岩、页岩、石英岩、灰岩、变质玄武岩、安山玄武岩、安山岩夹薄层碧玉岩及其中基性火山凝灰岩组成，地层厚度大于1 000 m。

在中蒙相邻地区的中国境内，出露的奥陶纪地层主要为铜山组(O1-2t)、多宝山组(O1-2d)和裸河组(O2-3lh)。铜山组主要为整合伏于多宝山组火山岩之下的一套浅海相正常沉积的碎屑岩，岩性为粉砂质板岩、千枚岩、硅质页岩、粉砂岩、长石石英砂岩及结晶灰岩等；多宝山组为一套整合在铜山组之上、裸河组之下的中性、酸性火山岩及火山沉积岩组合；裸河组为一套浅海相变质砂岩、板岩、变泥岩、千枚状变质粉砂岩夹少量砂质灰岩组合。

2 岩石地层对比

2.1 岩石地层划分与对比

2.1.1 阿拉善—北山地区奥陶系划分与对比

中蒙边界内蒙古阿拉善—北山地区发育的奥陶纪地层为罗雅楚山组(O1-2l)、咸水湖组(O2x)以及白云山组(O3by)。罗雅楚山组分布广泛，层位稳定，由一套海相碎屑岩组成，其中发现有三叶虫化石Hysterodlenus—Niobella组合、腕足类化石Tritoechia—Xenelasmella组合、笔石化石Amplexograpius—Didymograptus组合等，其时代为早-中奥陶世[12]。与之相邻的蒙古地区出露的奥陶系Ehenhaya组和Adagbaishint组下段，岩石组合特征、沉积环境与罗雅楚山组相同，可以与之对比，属于中-浅海相陆棚区海侵体系域下的碎屑沉积。Adagbaishint组上段岩石组合特征与咸水湖组(O2x)海相中性、中基性火山岩夹碳酸盐岩及少量碎屑岩相对应，应为同一岩浆岩源在不同地区、不同期次形成的基性、中-酸性的火山岩，具有岛弧火山岩特征，可以相对比。白云山组在研究区分布广泛，区域上变化不大，均为一套滨海相细碎屑岩、碳酸盐岩沉积，该套地层从岩石地层单位上看，在横向上与蒙古相邻地区出露的Naransevestei组可以对比。上述地区奥陶系柱状对比图如图2所示。

图2 中蒙边界阿拉善—北山地区奥陶纪地层柱状对比图Fig.2 Comparison of Ordovician column of theChinese Alashan area with that of MongolianBeishan area at China-Mongolia border1.砾岩；2.砂岩；3.粉砂岩；4.长石石英砂岩；5.泥岩；6.灰岩；7.泥质灰岩；8.炭质砾岩；9.石英板岩；10.安山岩；11.安山质凝灰岩

2.1.2 二连北部—Saishand地区奥陶系划分与对比

Saishand地区的早-中奥陶世地层与中国二连北部查干敖包地区出露的巴彦呼舒组(O1-2by)及乌宾敖包组(O1-2w)相邻。巴彦呼舒组(O1-2by)为一套浅海相砂岩、粉砂岩为主的陆源碎屑岩建造；乌宾敖包组(O1-2w)主要为分布于二连北部红格尔一带，为一套浅海相泥岩-中基性火山岩建造，整合伏于巴彦呼舒组之下。除上述两套地层外，在该区还零星分布有中-上奥陶统裸河组，为一套浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩沉积组合，含腕足类、三叶虫、珊瑚化石。前两套地层在该区呈NE向展布，向西直接延伸入蒙古境内，且与蒙古境内的奥陶纪地层的岩石岩性、地层产状相同，应为同一套地层。从区域上看，裸河组绝大部分为灰色、灰绿色粉砂岩 、砂岩、板岩、泥岩等，与Zeeriinhural组(O2-3zh)岩石组合、岩性特征一致(图3)。

2.1.3 东乌旗—阿尔山—Enderntsagaan-Khalkh gol地区奥陶系划分与对比

中蒙边界蒙古Khalkh gol地区与我国东乌旗—阿尔山地区罕达盖林场相邻，发育的奥陶纪地层有中国境内的铜山组(O1-2t)、多宝山组(O1-2d)和裸河组(O2-3lh)以及蒙古境内的Kherel uul组(O2-3he)和Bukhat uul组(O2-3bu)。裸河组下部与多宝山组(O1-2d)呈角度不整合接触，分为两个岩性段：下部为一套浅海相复成分粉砂岩-泥岩建造；上部为一套碳酸盐岩建造，构造环境属于弧后盆地。位于裸河组(O2-3lh)下部的多宝山组为一套海相火山碎屑岩建造，具有岛弧火山岩特征。通过与中国相邻地区奥陶世地层对比，Khalkh gol地区的Kherel uul组应分解为两个地层单元，上部地层单元相当于裸河组(O2-3lh)，下部地层单元可以归入多宝山组(O1-2d)；Bukhat uul组与我国阿尔山罕达盖林场地区出露的多宝山组(O1-2d)、裸河组(O2-3lh)毗邻，从该组分布的地理位置及地层柱状图(图4)可以看出，该组也应分为上下两部分，分别与裸河组和多宝山组相对应。

图3 中蒙边界二连北部—Saishand地区奥陶纪地层柱状对比图Fig.3 Comparison of Ordovician column of the Chinese north Erlianareaarea with that of Mongolian Beishan Saishand area at China-Mongolia border1.粉砂岩；2.泥岩；3.长石砂岩；4.板岩；5.安山岩；6.结晶灰岩；7.钙质粉砂岩；8.绢云板岩；9.英安岩；10.凝灰质板岩；11.杏仁状安山岩

3 生物地层对比

奥陶纪时期，古生物有了较大的发展，门类和数目都达到了繁盛的程度，除不见古杯类之外，腕足类、三叶虫、笔石以及苔藓虫等门类的化石对研究和确定不同岩石地层单位的沉积时间和进行区域地层对比具有决定性的作用。目前，研究区生物地层研究程度不一，中国境内奥陶纪地层研究程度较高，蒙古境内地层研究程度相对不足。

图4 中蒙边界东乌旗—阿尔山—Erdenetsagaan—Khalkh gol地区奥陶纪地层柱状对比图Fig.4 Comparison of Ordovician column of the Chinese Aershan area in Dongwu Banner with that of Mongolian Erdenetsagaan—Khalkh gol at China-Mongolia border1.钙质砾岩；2.砂岩；3.粉砂岩；4.长石石英砂岩；5.灰岩；6.绢云母板岩；7.玄武岩；8.安山岩、安山质凝灰岩

在阿拉善—北山地区，在罗雅楚山组中西部钙质粉砂岩夹灰岩透镜体层位中，发现有Tritoechia—Xenelasmella组合及Orthis、Palaeoreilo等早奥陶世典型腕足类化石，尤其Xenelasmella只见于北美的早奥陶世晚期，可以确定罗雅楚山组为早奥陶世。而在咸水湖组上部的硅泥质板岩中发现的笔石化石Dicellograptus—Climacograptus组合带和腕足类Plectorthis—Glyptorthis组合，是中奥陶世晚期的产物，据此可以认定咸水湖组的沉积时代为中奥陶世。本区奥陶纪牙形刺化石仅见于白云山组中、上部的灰岩夹层中，可统称为Dapsilodus—Aphelognathus组合，主要成员有Belodina、Pandervhus、Phragmodusundatusstauffer、Tasmanognathus等。该组合见于江西、浙江等地晚奥陶世晚期地层中，而该区白云山组地层顶部所见牙形刺化石主要分子与三叶虫Dalmanitina和腕足类Cliftonia等共生，无疑白云山组属于晚奥陶世[14]。与之相邻的蒙古地区奥陶纪地层，对于古生物化石的研究，尚有欠缺；该区出露的奥陶纪地层中，仅在Adagbaishint组中发现有苔藓虫化石Pachydictyacf.foliataUlrich、Nicholsonella、Kopajevich，以及少量腕足类Rostricellulasp.等化石。其腕足类化石与咸水湖组腕足类化石属于同属，时代为中奥陶世。其它奥陶纪地层中尚未进行古生物化石的厘定，但从岩石地层对比中，可以判断各奥陶纪地层均可与我国境内的地层进行对比。

在蒙古Saishand地区，奥陶纪地层除中国向西延伸进入蒙古境内的乌宾敖包组和巴彦呼舒组外，蒙古地质专家对Zeeriinhural组进行了较为细致的古生物化石的研究工作；在该套地层的硅化灰岩和砂岩中发现了大量的珊瑚、腕足类、苔藓虫化石，主要有Proheliolitessp.、Karageniasp.、Cyrtophyllumsp.、Ferstephyllumsp.、Saffordophyllumsp.、Lyoporasp.、Nyctoporasp.、Favostellasp.、Mesotrypellacp.AlashensisAstr.、Hemipachydictyacf.holmi(Hennug)、Trematoporacf.beikhemebsisAst.、AtactoporaelladepressaAst.，BoreadorthistogaensisSevergina、Stropheodontasp.、Resserellasp.、CriniodRisthacrinussp.等[13]。与之相邻的内蒙古阿巴嘎旗北部出露的奥陶系裸河组内已发现的腕足类化石Dolerothis—Platystrophia组合、三叶虫化石Encrinuroides—Calyptaulax组合等化石中，发现有Zeeriinhural组中产出的同类化石，进一步证明这两组地层可以对比，时代为中-晚奥陶世。

对于蒙古东部Khalkh gol地区出露的Bukhat uul组，在该组地层中发现有微化石Zonosphaeridiumacerbum、HystricphaeridiumlongispinosumLeiorachnitumvitabum，珊瑚化石Mesofavositesaff.Verus、M.sf.fortis、M.sf.aleolitoides、Favositeshisingeri。其与多宝山组内发现的Sowerbyella、腕足类、三叶虫化石，以及裸河组中发现的腕足类Hesperorthis、Dolerorthis、Glyptorthis、三叶虫Isalauxina、Encrinuroides、Calyptaulax、珊瑚、介形虫Ceratobolbinaallikuensis、Sibirolbinaivari等化石组合类型基本相同。根据岩石地层、古生物化石特征，Bukhat uul组的上、下两段可以和多宝山组及裸河组进行对比，地层形成时代分别为早-中奥陶世和中-晚奥陶世。而蒙古东部苏赫尔巴托省Enderntsagaan地区的Kherel uul组发现有古生物化石Hystrichosphaeridium、longispinosum、Eisenack、LonosphaeridiumacerbumAndr、LeioarachnitumuittumAndr，其时代应为中-晚奥陶世①；从岩石组合特征、空间分布特征及地层时代均可看出，该地层组可与相邻多宝山组和裸河组相对比。

4 结语

(1)蒙古北山—阿拉善地区Ehenhaya组和Adagbaishint组下段可以和我国内蒙古境内的罗雅楚山组相对比；Adagbaishint上段可与咸水湖组相对比；Naransevestei组与白云山组应为同一套地层。通过我国奥陶纪地层中发现的化石，可以确定相邻的蒙古国境内各对应地层沉积时代。

(2)蒙古Saishand地区出露的奥陶纪地层，除乌宾敖包组和巴彦呼舒组可视为由中国境内直接西延的同一套地层外，Zeeriinhural组与中国境内的裸河组可以对比，古生物化石表明其形成时代为中-晚奥陶世。

(3)蒙古东部Khalkh gol地区出露的Bukhat uul组应分为两个组(段)，下段可与我国相邻的多宝山组进行对比，时代为中-晚奥陶世；上段可与裸河组进行对比，其形成时代为中-晚奥陶世。

注释：

① 内蒙古自治区革命委员会地质局科技情报室. 地质参考资料, 1976(1): 1-9.

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[2] 洪大卫, 黄怀曾, 肖宜君, 等. 内蒙古二叠纪碱性花岗岩及其动力学意义[J]. 地质学报, 1994, 68(3): 219-230.

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[9] 聂凤军. 中蒙边境洪格尔钼矿田地质特征及找矿前景[J]. 矿床地质, 2010, 29(S1): 245-246.

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[11] Mineral Resources Authority of Mongolia and Mongolian Academy of Sciences (MRAM-MAS).Geological map of Mongolia ( at the Scale 1∶1000000 ) and its explanatory note[R]. Ulaanbaatar: 1998: 4-20.

[12] Mineral resources authority of Mongolia, Institute of Geology and Mineral Resources, Mongolian academy of sciences. Geological map of Mongolia[R]. Ulaanbaatar: Mongolian Academy of Geological Science, 1998.

[13] Alexandra Guy, Karel Schulmann, Norbert Clauer, et al. Late Paleozoic-Mesozoic tectonic evolution of the Trans-Altai and South Gobi Zones in southern Mongolia based on structural and geochronological data [J]. Gondwana Research, 2013: 1-29.

[14] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区岩石地层[M]. 北京: 中国地质大学出版社, 1996, 1-342.

The Ordovician stratigraphic division and correlation at east-central boundary areas of China and Mongolia

TANG Wenlong1，LI Junjian1，FU Chao1，Orolmaa2

(1.TianjinCenterofGeologicalSurvey，CGS，Tianjin，300170； 2.MongolianAcademyofGeologicalSciences,Ulaanbaatar,Mongolia)

During compiling serial geological maps of the boundary areas of China and Mongolia at scale 1:1 million appear some disputes about the Ordovician stratigraphic sequence and time problem of some stratigraphic units at east-central boundary areas. This paper deals with the disputes and problems according to the regional geological map and bio-stratigraphy and field reconnaissance. The detail regional geological data and the field reconnaissance results show that the Ordovician strata developed in Mongolia at the border area can be correlated with those in China. Ehenhaya Formation and the Lower member of Adagbaishint Formation in Mongolian Beishan area can be correlated to Luoyachushan Formation in China; the upper member of Adagbaishint Formation to Xianshuihu Formation in China. The Mongolian Naransevestei Formation and the Chinese Baiyunshan Formation are of the same stratigraphic unit. In addition to Wubinaobao Formation and Bayanhushu Formation stretched to Saishand area from China，Zeeriinhural Formation can be correlated to Luohe Formation completely. Bukhat uul Formation of Khalkh gol area in the east Mongolia should be divided into two members: the lower member can be correlated to the Chinese Duobaoshan Formation belonging to Mid-Lower Ordovician System; the upper to the Chinese Luohe Formation belonging to Mid-Upper Ordovician System.

Ordovician System; stratigraphic division; lithologic and stratigraphic correlation; correlation of bio-stratigraphic units; China-Mongolia boundary areas

2014-10-23； 责任编辑： 王传泰

唐文龙(1979—)，男，高级工程师，主要从事地质矿产调查和成矿规律研究工作。通信地址：天津市河东区津塘路公路大直沽八号路6号，中国地质调查局天津地质调查中心；邮政编码：300170；E-mail：twl011562@126.com

10.6053/j.issn.1001-1412.2015.04.015

P534.42，P539.2

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