兴安盟的地质构造总的概貌为新华夏系包容、复合了华夏系构造。褶皱强烈、断裂发育,岩浆活动频繁,重要的岩浆活动至少有9次之多。华夏系构造、新华夏系构造均很强烈。新华夏系构造展布全盟,由一系列平行或斜列的沿北北东——南南西方向伸展。地层出露除前寒武系之外,新生界、中生界、古生界均有出露。火山岩分布极广。
一、地质发育概述
元古代后期,境内仍保持着地台隆起状态,到华力西中期,和东北广大陆地重新结合起来。
寒武纪、奥陶纪期内,境内西北部阿尔山——兴安一线以北地区发生下沉,受到海浸(为浅海相)。受兴凯运动的影响,海水全部退出,故地层中缺中、上寒武统及下奥陶统。到中奥陶纪晚期地槽强烈下降,开始海浸,地壳颤动频繁,沉积一套复理式建造,伴有爆发式海底火山喷发活动,地层内夹中酸性火山岩,显示了优地槽的沉积特征。奥陶纪后期地槽回返,沉积环境渐趋稳定,沉积了一套砂岩、粉砂岩、碳酸盐沉积。晚奥陶末期——早、中志留系盟内没有沉积。
晚志留纪时继承了奥陶系优地槽的沉积特点,沉积了一套砂岩、粉砂岩、酸性熔岩,并伴随发生小型中酸性岩浆活动。
志留末期大兴安岭隆起遭受风化剥蚀。
早泥盆纪时海水沿三角山——苏呼河
中泥盆纪时,沉积环境发生了根本变化。从哈达南沟、阿尔山向北至别里其尔一带沉积了一套厚达
中、晚泥盆系——中石炭系盟内没有沉积。
晚石炭纪时,在火龙沟——莫拉根施业站一带沉积了一套陆相含煤地层,其间夹有数层酸性熔岩,显示晚石炭系又开始火山活动。
下二叠纪初,随着东北广大地区沉陷,境内全部沦为海区,沉积有厚度为2993~3753米的下二叠系地层。该地层为浅海沉积,沉降幅度大,速度缓慢,伴随火山喷发活动和岩浆侵入活动。到上二叠纪,境内地层开始缓慢上升,海水范围逐渐缩小,沉积物由浅海相转入以砂岩、页岩为主的海岸相、陆相。
二叠纪晚期,发生了强烈的地壳运动,随同有二次以上大规模以花岗岩浆为主的侵入活动,促成广大地域的大幅度海退。这个运动终于造成了境内全域的硬化,使之成为大兴安岭山脉东麓的一部分。
三叠纪,进入了漫长的平夷侵蚀时期,故境内大部分地区缺失三叠系地层。在部分山间坳陷发生了强烈的火山活动,沉积了一套中酸性火山岩。
侏罗纪,气候温暖湿润,植物繁茂,是重要的成煤时期。侏罗系早期,大兴安岭隆起带东坡的山间盆地或坳陷带边缘堆积形成有小煤盆地。
侏罗纪中期至白垩纪期间,境内发生了规模宏大的燕山运动,使褶皱和断裂构造进一步加剧。这期间有三次以上的花岗岩浆活动,及其他超基性乃至酸性岩浆的侵入和安山岩、安山玢岩、流纹岩、酸性熔岩等岩浆的多次喷发,成为亚洲濒太平洋的第三火山岩带。燕山运动构成了境内大兴安岭主脊。
从白垩纪终了继至第三纪,境内主要为侵蚀时期。由于喜马拉雅运动期间继续喷出了大量的玄武岩流,形成了五岔沟玄武岩。由于岩流积累而形成了境内西北部分地形中的高位台地。随后地壳继续抬升,洮儿河等先成河流开始形成。
进入第四纪后,地壳处于频繁而有节奏的上升运动,在洮儿河西侧形成多达五级阶地。
早更新世时,第一次冰期形成洮儿河沿岸第一期阶地即Ⅴ级冰蚀阶地。在阶地面上堆积有冰碛泥砾。冰期过后西口玄武岩开始喷发覆盖在Ⅴ级阶地上,共5次喷发旋回,喷发结束后,大兴安岭又开始抬升,河流下切。Ⅴ级阶地上升一段后又处于稳定阶段,发生第二次山谷冰川作用,形成Ⅳ级冰水侵蚀堆积阶地。水期过后,西口玄武岩再度喷发,为2~5次喷发旋回。玄武岩喷发结束后,大兴安岭又处于上升阶段并发生了第三次山谷冰川活动,形成Ⅳ级冰蚀阶地。
中更新世大黑沟玄武岩喷发,形成平行的整合在平池组之上,火山活动告一段落。
象征着间冰期的产物老黄土覆盖在白山组和Ⅳ级阶地之上,晚更新世时在洮儿河沿岸、五岔沟至西口一带,形成Ⅱ级阶地砂砾石层和新黄土。全更新世时,天池一带发生两次喷发:第一次喷发玄武岩堆积在哈拉哈河谷中,组成Ⅰ级阶地及河谷;第二次喷发堆积在火山口附近,为小东沟玄武岩。自此,大兴安岭火山活动暂告结束,进入全新世现代河流沉积阶段。
二、地层
兴安盟地层属天山——大兴安岭地层区之东部,为兴安岭分区的乌兰浩特小区及神山小区,部分跨入乌努尔小区。古生界、中生界、新生界地层均有出露。
古生界:寒武系——石炭系中、下统,主要为海相、海陆交互相夹火山沉积相,仅在大兴安岭脊隆起带阿尔山一带有零星分布。石炭系上统——二叠系地层,主要海相、海陆交互相及火山喷发相。石炭系上统地层主要在盟境西北部和北部边缘地带。二叠系地层分布面积大、范围广,为盟内主要出露地层。由于地壳运动,加之晚期(主要是侏罗系)沉积物掩盖,使其遍布全盟。
中生界:三叠系地层以杂色中性、中酸性火山岩为主。侏罗系中——下统地层以陆相夹中酸性火山碎屑沉积及湖沼相夹煤层沉积为主,分布面积较小,仅在中生代盆地中见有分布。侏罗系上统地层以酸性火山碎屑沉积相为主,分布较广、面积较大,遍布全盟。白垩系地层主要为陆相中酸——酸性火山喷发沉积,多分布在盟内北纬46°以南地区。
新生界:第三系主要为五岔沟——伊尔施一带的火山喷发沉积(玄武岩),第四系现代松散沉积物广泛分布于河床、阶地、湖泊、洼地等处。
三、岩浆岩
境内岩浆活动频繁,侵入和喷发(溢)强烈,并且有多期次的特点。主要为华力西晚期和燕山期(早、晚),广布全盟,约占基岩出露面积的三分之二。以燕山早期岩浆活动最为剧烈。其次为喜马拉雅期,仅见基性火山喷发岩零星分布,面积不大。
华力西晚期岩浆岩主要沿北东向褶皱轴或北东向与东西向断裂交汇处侵入。可分为两次侵入:第一次,超基性岩——基性——中性——酸性岩均有分布,以酸性、中酸性岩为主,分布在乌兰浩特——音德尔一带及白音温都——哈德营子一带;第二次,主要为酸性及中酸性岩,岩性为斜长花岗岩、二长花岗岩、花岩闪长岩等。分布于色布尔——孟恩陶力盖、老母山——后四平山一带。
燕山期岩浆岩主要在隆起带及褶皱轴部,以六户构造岩浆带为集中,呈北北东向或北东向分布,断裂交汇处亦较发育。燕山早期第二次侵入,以酸性,中性岩为主。中性岩主要有莲花山闪长玢岩,毛德布、石长温多尔等地的闪长岩,均呈岩株状产出,岩体边部多为石英闪长岩。酸性岩主要有伊尔施、神山、五岔沟、索伦等岩体,主要岩性为黑云母花岗岩、白岗质花岗岩。第三次侵入,为境内岩浆侵入活动规模最大、分布最广、活动最强烈的一次。岩石类型为超基性——基性——中性——酸性——酸偏碱性等均有出露。其特点为多期次、多种岩性、多成分组成的杂岩体。超基性——基性岩主要分布在牤牛海等地,岩性为蛇纹石化辉石岩、蛇纹石化辉石橄榄岩、片理化蛇纹岩、蛇纹石化纯橄榄岩;中性——中酸性岩多呈岩株状,零星分布于乌兰浩特以南地区,主要岩性为石英闪长岩;中酸性岩主要岩性为花岗闪长岩,多受北西向、北东向构造控制,呈岩株状产出,分布于闹牛山、布敦花、招哥营子、莲花山、马鞍山等岩体;酸性岩主要出露在中南部的归流河、狄尔达拉、毛都营子一带。主要分布在东西向构造内,其次分布在北东向、北北东向构造带内。主要岩性有黑云母花岗岩、白岗质花岗岩、二长花岗岩等,此外还有偏碱性的钠闪石花岗岩。该期酸性斑岩极其发育,呈岩株状、岩脉状产出,明显受北北东向构造控制。主要岩性为花岗斑岩,普遍具斑状及聚斑状结构,纹象及晶洞状构造,岩体内脉岩和残留顶盖普遍发育,具浅成侵入特点。
燕山晚期以中酸性、酸性斑杂岩侵入为主,呈小岩株、岩滴、岩脉状产出,零星分布在盟境南部及西南部,岩性主要有花岗斑岩、花岗闪长斑岩、二长斑岩、闪长玢岩等。岩浆活动以碱性程度高为特点。
四、构造
兴安盟地处新华夏系大兴安岭隆起带中段,或称内蒙古兴安华力西地槽褶皱带,东南毗连松辽坳陷,在蒙古弧形构造带东西翼。总的概貌为新华夏系包容、复合了华夏系构造。经历了长期多幕次地壳运动,致使兴安盟内地质构造极为复杂,褶皱及断裂较发育,展布方向有北北东向、北东向、东西向、南北向及北西向等。它们相互交织构成了一幅复杂的构造格局。
古生代构造期 该构造运动阶段沉积建造除晚古生代局部为海陆交互及陆相沉积外,多为海相沉积。其中均夹有从超基性到酸性各类火山喷发岩沉积,它们都经受不同程度的区域变质作用。该阶段形成的复式褶皱带、褶皱和断裂等形变及其所控制的沉积建造,均呈北东向展布。主要构造运动有华力西中期的阿木山运动及华力西晚期的东吴运动。两次运动分别造成了盟内上石炭统与下二叠统、下二叠统与上二叠统地层之间的角度不整合。
中生代构造期 中生代主要为陆相沉积,中基性——中酸性火山岩、碎屑岩、含煤建造等,普遍发育有大规模的花岗闪长岩类及花岗岩类侵入体。构造线中、早侏罗世以北东向为主,晚侏罗世沉积建造均呈北北东向展布,由一系列不同规模的隆起带、坳陷带、断裂带构成。该构造期从早到晚主要有印支运动,燕山早期第一、二次运动,燕山晚期第一、二次运动。
新生代构造期 该构造期有喜马拉雅运动,主要表现在阿尔山一带,以五岔沟玄武岩及大黑沟玄武岩为主。
兴安盟境内以北东向乌兰河断裂为界,分为大兴安岭褶皱带和内蒙古褶皱带。乌兰河断裂以北为大兴安岭褶皱带,可划分为2个三级构造单元,即阿尔山槽背斜带和乌兰河——济沁河坳陷带;乌兰河断裂以南为内蒙古褶皱带,可划分为4个三级构造单元,即扎赉特隆起带、乌兰浩特坳陷带、西哲里木—索伦坳陷带和甘珠尔庙——突泉复背斜带。
大兴安岭褶皱带 阿尔山槽背斜 位于五岔沟——柴河林场西侧。出露地层有下寒武统、中——上奥陶统、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、上第三系等。北部华力西晚期花岗岩发育,南部燕山早期花岗岩、花岗闪长岩发育。以古生界地层发育较齐全、喜马拉雅运动期玄武岩发育为特点。地层走向及构造轴线以北东向为主。该槽背斜内主要褶皱有伊尔施复背斜(兵营——苏呼河——大黑沟隆起)、扎腊坳陷、五岔沟复向斜(白狼——蛤蟆沟坳陷及大黑沟——柴河林场坳陷)等,断裂有伊尔施断裂带、阿尔山断裂带、五岔沟断裂带、苏呼河断裂带等。
乌兰河——济沁河坳陷带 位于阿尔山槽背斜东侧,呈北东向带状展布。出露地层主要为侏罗系,其次为零星分布的二叠系及少量泥盆系上统地层。该坳陷带北部华力西晚期岩浆岩发育,南部燕山早期花岗岩发育。该坳陷带内次级构造主要有一气罕——门德沟隆起、乌兰河坳陷;主要断裂为绰尔河断裂,呈北西向展布于坳陷带中部。
内蒙古褶皱带 扎赉特隆起带 西界大致在东经122°附近,南界约在察尔森北——巴彦高勒——小城子一线。出露地层有上石炭统、二叠系、侏罗系等。地层走向及褶皱轴线以北东向为主。华力西中、晚期花岗岩发育,其次为燕山早期花岗闪长岩。该隆起带内主要褶皱有大神山背斜、扎赉特旗——宝力根花隆起、罕达罕坳陷等。隆起带中断裂构造异常发育,但一般规模较小,北北西向断裂数量虽少,但规模较大,如巴达尔胡断裂等。
乌兰浩特坳陷带 呈北东向展布在扎赉特隆起带南侧。主要地层有下二叠统、下侏罗统、上白垩统等;侵入岩主要为华力西晚期花岗岩及燕山早期花岗岩、花岗闪长岩等;次级构造有乌兰浩特坳陷、额尔格图隆起、四品镇坳陷、万宝——牛海坳陷、六户构造岩浆带等。断裂构造有洮儿河断裂、蛟流河断裂、小额木特河断裂等。
西哲里木——索伦坳陷带 呈北东向展布在乌兰河断裂南东侧、六户构造岩浆带北西侧。地层以上侏罗统为主,次为下二叠统及白垩系地层。燕山期花岗岩多分布在坳陷带中部和北部地段。次级构造由北向南依次为:吉日根坳陷、索伦向斜、大石寨——归流河隆起(或称大石寨背斜)、古迹——宝石坳陷、军马场——阿力得尔坳陷、西哲里木坳陷等。断裂构造有归流河断裂、阿力得尔河断裂等。
甘珠尔庙——突泉复背斜带 由二叠系、侏罗系、白垩系上统等地层组成。地层走向:二叠系呈北东向,侏罗系、白垩系呈北北东向。侵入岩主要为燕山早期花岗岩、花岗闪长岩,其次为华力西晚期花岗岩。该复背斜带次级构造有前进坳陷、孟恩背斜、西尔根坳陷、布敦花背斜等,断裂构造有坤都冷断裂、霍林河断裂、杜锡营子断裂、罕山林场——罕山——太本站断裂等。
嫩江大断裂 该深大断裂展布在白城——巴彦淖尔一线,盟内出露长约
深断裂西侧发育一组断陷盆地,以高力板盆地及太本站盆地为代表,由侏罗系、白垩系下统、第三系、第四系地层组成,是一个强烈断陷构造带。