凌源-平泉地区易县的火山旋回

该区主要有凌源-平泉盆地,也是过渡区的主要盆地之一。西北部与宁城、平庄盆地相连。义县火山旋回以第一个亚旋回(初期)为主,厚度巨大,构成盆地火山岩的主体。盆地中部地层有褶皱,次火山岩发育(图3-4-5三道营子-刘海沟剖面)。第二和第三次旋回仅分布在盆地东部。前人已将其划分为两个亚旋回和三个段(1 ∶ 5万宋张子、30家子、黄土亮子(1998)和1 ∶ 5万榆树林(1999))。下亚旋回(包括一段和二段),一段为碱性中酸性火山熔岩及其碎屑岩,以角度不整合覆盖张家口组火。

图3-4-4建昌盆地义县火山旋回柱状剖面对比

图3-4-5凌源-平泉盆地义县火山旋回柱状对比

岩层之上;二段为大新房子层,为中酸性火山沉积碎屑岩,北部以沉积火山碎屑岩为主;南部以火山碎屑沉积岩为主;上亚旋回(第三段)在本区北部以粗安岩和英安岩为主,有均质碎屑岩和安山岩;该区南部以英安岩和安山岩为主,夹有沉积层和中基性熔岩,被九佛堂组平行不整合所覆盖。

本文分三个子周期:第一个子周期相当于前一个子周期。包括义县组下部的中酸性火山岩层和大新房子层;第二、三亚旋回相当于上一个亚旋回,其中主要的中酸性火山岩层和中酸性基性火山岩层为第二亚旋回;方平西部层及以上的火山-沉积岩层被划分为第三个次旋回,为夹有沉积岩层的中酸性火山岩。

第一个子周期:

主体由火山岩组成,底部和顶部分别有官坟梁和大新房子沉积层,为沉积喷发相。

主要喷发溢流相以平泉县三道营子-凌源市大王县张子乡刘海沟剖面为代表。中下部为一套爆发-喷发相,主要由灰色、灰黄色-灰绿色辉石安山岩-安山岩喷发相组成,具多孔杏仁状结构,含火山弹。中上部为一套灰棕色、灰绿色、灰黑色粗安山岩-安山岩-英安岩,溢流-喷发-溢流-喷发复合喷发相系,厚600m;;上部主要由灰色和灰褐色爆炸性安山岩地块-角砾质火山碎屑岩组成,厚度约215m;;在这套火山岩中,发现了安山岩玢岩、粗安山岩脉和岩墙。

主要火山岩自西向东由安山岩、粗安山岩逐渐变为中酸性火山岩,但流纹岩少见,以英安岩为主。与建昌、易县地区不同,这套火山岩系总厚度可达1799 m。

底部的官坟梁沉积层主要见于盆地西部的官坟梁和张家营子,东部未见。主要由粗安山岩沉积火山碎屑岩组成,有多层粗安山岩火山岩和火山碎屑岩。砂泥岩夹层薄且少;总厚度可达871.6 m,代表易县旋回的开始。

顶部是著名的大新府含鸟化石层,厚度150 ~ 136~232 m,主要分布在盆地东部。沿大新府南经大王杖子范家屯,再向南至毛子山呈带状,厚度136 ~ 232 m..以湖相凝灰质粉砂岩为主,向北逐渐过渡为含下沉角砾岩的凝灰质砂砾岩;东沟-小半截沟地区的沉积火山碎屑岩中,仍有薄层粗安山岩、安山岩等,仍有微弱的火山活动。其中,毛子山东沟-小半截沟、陆家营子-蒙古、乌苏三个大型湖相沉积是大新房子组的代表沉积。

主要岩石类型简述如下:

1.火山熔岩

粗安山岩:可分为辉石粗安山岩和角闪石粗安山岩。岩石通常是灰色、斑状和块状的。斑岩晶体占10% ~ 30%,主要由自生板状斜长石、自生柱状普通辉石和角闪石组成。基质相互交织,由板状斜长石、一些微晶钾长石和铁组成。杏仁状构造常发育在岩石中。

安山岩:包括玻尖德石、辉石安山岩和多孔杏仁状斑岩安山岩。岩石呈灰色、灰黄色、灰绿色,斑状构造,块状构造。斑晶主要由15% ~ 25%斜长石(拉布拉多)、普通辉石(3% ~ 10%)和少量普通角闪石组成。基质占对角线长度的60% ~ 7%,主要由微晶斜长石、辉石、火山玻璃、铁等组成。

英安岩:包括黑色玻璃质英安岩和灰紫色辉石英安岩。斑岩结构,斑状晶体占10% ~ 25%,主要由普通辉石、斜长石及少量角闪石和紫苏辉石组成。斜长石属中、拉布拉多岩,分带发育。基质由板条状斜长石微晶、半自生粒状辉石和黄褐色火山玻璃组成,相互交织,玻璃基交织。这种岩石在花集营组不太发育。

粗英安岩:岩石呈灰色、灰紫色,具斑状或无斑状结构,斑状晶体占5% ~ 10%,主要由斜长石、角闪石及少量辉石组成。基质由板条微晶斜长石、应时、钾长石和暗色矿物玻璃交织而成。含少量磁铁矿和磷灰石。

2.正常火山碎屑岩

安山岩火山角砾岩:岩石呈灰色、灰紫色、灰绿色,火山角砾岩结构,块状构造。火山角砾岩占30% ~ 70%,粒度2 ~ 60 mm,不规则,次棱角状。水泥含量为30% ~ 70%,由安山岩碎屑和火山尘组成。晶体碎屑以斜长石为主,含少量辉石、角闪石和黑云母。

粗安山岩火山角砾岩:其特征与安山岩火山角砾岩相似,只是多了一点钾长石晶屑。

英安岩火山角砾岩:岩石呈浅灰色、灰白色、灰紫色,火山角砾岩结构,块状构造。火山角砾岩占40% ~ 70%,角砾岩呈棱角状、次棱角状,含英安岩成分,偶见安山岩和流纹岩角砾岩。渗碳体占30% ~ 60%,凝灰岩,由英安岩(70%)、黑云母、应时晶屑(65438±05%)和玻璃屑(65438±05%)组成。

3.碎屑熔岩

安山岩、英安岩、粗英安角砾熔岩:一般这类岩石与同成分的熔岩过渡,呈互层,大部分界线不清。

岩石呈灰色、灰紫色,角砾状熔岩结构,块状构造。角砾岩多为坚硬的火山碎屑,呈棱角状,粒度一般为10 ~ 60 mm,火山碎屑含量一般在40%以上。

粗糙的英安岩和英安岩凝灰岩熔岩;

岩石由20%的火山碎屑和80%的熔岩组成。火山碎屑物质是大小不一的玻璃碎片,已经析晶、硅化、沸石化。珍珠岩岩屑偶尔可见。熔岩由角闪石、斜长石斑晶和玻璃基质组成。

4.次火山岩

广泛分布于花集营旋回,主要类型为粗安山玢岩、安山玢岩、英安玢岩。它们大多分布在火山机构附近或沿火山构造、区域断层或火山口渗透。

鞍山玢岩:出露于三首子同生壕、宋杖子棒砬子、上塘土沟、石门沟、黄图亮子杨树、小沟脑。水下火山体的面积通常很小。以童生辉石安山岩玢岩潜火山体为例。岩石呈斑状结构和基质微晶结构,岩体边缘呈玻璃基质交织结构。斑状晶体由20% ~ 25%的斜长石和10% ~ 15%的辉石组成。一些次火山斑晶为粗斜长石和角闪石,粒度为6毫米,蚀变强烈。

粗安山岩:分布广泛,有20多种岩石,大小不一,最大的面积3平方公里,最小的不到0.3平方公里..较大的有30户人家的刘海沟、宋的干沟子和黄土下的窝铺。岩石特性变化很大。以哈拉海沟岩体为例:岩石呈灰白色,具杂色结构,杂色晶体为55%斜长石、5% ~ 10%黑云母、3% ~ 5%角闪石和少量普通辉石。基质约占30%。其中,斑状斜长石呈板状,0.4~5 mm,环带发育,属中长石;有黑云母的熔融侵蚀;部分角闪石有黑云母反应边;辉石很少。基质主要由斜长石、黑云母和应时组成。其中,干沟子粗安山岩次火山岩体以粗角闪石和斜长石斑晶为特征,角闪石斑晶可达10 mm

安迎玢岩是最大和分布最广的次火山岩。大部分是不规则的,少数是等轴的。较大的有30家子黄家营子岩体、黄土亮子平顶山、刘英姿-三道营子等。早期次火山岩以灰白色、结构均匀为特征,斑状晶体为粗斜长石和角闪石。晚期次火山岩岩石呈灰褐色,斜长石浅肉色,结构不均匀,由中长石、黑云母、角闪石、钾长石和应时组成。次火山岩经常形成陡峭和高的地形。

菱形斑岩:在黄土亮子片的吴家营子和丛家营子有两个流纹斑岩株,面积各约1 km2。岩石斑状构造,块状构造。斑晶约占10%,由角闪石、斜长石和应时组成。基质约占90%,由斜长石微晶、钾长石微晶、应时和暗色矿物微晶组成。含少量磁铁矿、磷灰石和绿帘石。

子周期ⅱ和ⅲ:

分布于凌源-三家子地区大新房子层以东、三家子以东、宋杖子以北,在黄土梁地区大面积出露。其中,三家子以东的毛子山-平顶山一线主要为英安岩和安山岩,上覆九佛堂组砾岩。可以用范张子-平房、大王杖子-水泉沟-东杖子两段来代表。

第二个亚旋回由喷发期的酸性火山岩组成,未发现沉积夹层,厚度为272.90~760.90 m,个别达近2000 m。

第三个亚旋回为喷发沉积相,由大东沟层和平房西层的酸性火山岩组成。大东沟层厚,可达156.38 m,平房西层仅68.30 m,中酸性火山岩层一般在200 m左右。

两个亚旋回中酸性岩系主要为松长子北部的粗安质火山熔岩及其碎屑岩,形成4 ~ 5个喷发韵律;在黄土亮子地区,地层厚度大于1918 m,受王佳莹子和烧锅营子两个火山断裂机构控制,是这两个火山机构的喷发产物,形成10多个喷发韵律。总体上可分为四个岩石组合:组合1为粗安山岩和粗安山岩角砾岩,大致分布于内蒙古苏沟门、白地沟和黄土亮子;组合2由英安岩、流纹岩和均质火山碎屑岩组成,含少量流纹质熔结凝灰岩,厚度巨大,广泛出露于文杖子-孙营子-蒙古瑛子地区;组合3主要由粗安山岩、安山岩组成,混有均质角砾岩、集块岩等。,分布在本区北部;组合4以英安斑岩为主,含少量流纹斑岩,广泛出露于平顶山东楼、刘英姿-北台子、白地沟等地。

值得指出的是,平泉-凌源地区义县旋回(花集营旋回)火山岩以碱性中酸性熔岩(粗安山岩、安山岩、英安岩)为主,三个亚旋回的岩石组合和岩石类型差别不大。义县地区与义县旋回相比,除缺少第四个亚旋回外,基性-中基性-基性火山岩稀少,差异较大。虽然与建昌地区同属冀北至辽西火山喷发过渡带,但在岩石组合和岩石类型上存在一定差异。

综上所述,平泉-凌源地区义县旋回的火山熔岩在火山岩总碱硅(TAS)图中主要集中在粗英安岩、粗英安岩和流纹岩区,少量落入英安岩区,其中平泉地区主要集中在粗英安岩和流纹岩区,表明偏碱性和酸性。总的来说,凌源-平泉地区属于橄榄石粗面岩和高钾钙碱系列。和建昌地区基本相同。