内蒙古包尔汉图岛弧早古生代火山岩年代学、地球化学特征——岩石成因及对兴蒙造山带构造演化的约束

包尔汉图 白乃庙岛弧岩浆岩带分布于兴蒙造山带南缘，是古亚洲洋与华北板块之间早古生代俯冲作用的岩浆记录，以往工作大多集中在岛弧侵入岩和东段白乃庙群火山岩，岛弧西部包尔汉图群火山岩的研究相对较少。本文对内蒙古达茂旗北部出露较完整的包尔汉图群火山岩进行了锆石U Pb年代学、Lu Hf同位素组成和岩石地球化学分析，以完善兴蒙造山带早古生代演化的认识。包尔汉图群火山岩为一套中基性—中酸性火山岩系列，其中英安岩获得锆石U Pb年龄为447. 3±2. 5 Ma，为晚奥陶世岩浆活动的产物。地球化学组成上，火山岩均富集轻稀土元素（LREE）和Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素（LILE），亏损Nb、Ta等高场强元素（HFSE）和Ti元素，具有较弱的Eu负异常，类似岛弧岩浆岩地球化学特征。岩石学及地球化学分析表明，中基性火山岩为岛弧环境下遭受俯冲板片熔体交代的地幔楔熔融产物，并可能有大洋沉积物的加入；而中酸性火山岩偏低的Nb/U值（1. 45~3. 63）和明显亏损的锆石εHf(t)值（+2. 2~+11. 0），显示其源区为俯冲板片流体交代的新生基性下地壳。结合前人资料和新近研究成果，中酸性火山岩亏损的锆石Hf同位素特征和二阶段模式年龄tDMC集中在1637~839 Ma，佐证了包尔汉图岛弧可能存在与华北板块北缘具有亲缘性的前寒武纪陆壳基底，表明早古生代兴蒙造山带南缘属于安第斯型活动大陆边缘，即古亚洲洋以陆缘弧形式向华北北缘俯冲，形成了包尔汉图 白乃庙岛弧岩浆岩带。     

内蒙古苏左旗洪格尔地区新发现晚石炭世碱性花岗岩

兴蒙造山带中段二连-东乌旗地区发育一条晚古生代碱性花岗岩带,代表了碰撞后伸展背景,前人研究多认为其形成于早二叠世中晚期,本次在苏尼特左旗洪格尔地区新识别出晚石炭世(302±1 Ma)碱性花岗岩,与区域上其它晚石炭世碱性花岗岩共同构成了晚石炭世碱性花岗岩带,表明区域上存在晚石炭世(301～303 Ma)和早二叠世(272～290 Ma)两期碱性花岗岩岩浆活动。     

内蒙古达来庙地区晚石炭世花岗岩成因及其对兴蒙造山带北部构造体制转变的指示

达来庙岩体出露于内蒙古苏左旗北部中蒙边境一带,是二连-东乌旗晚古生代岛弧岩浆岩带的重要组成部分,对其开展研究可有效丰富对兴蒙造山带北缘构造演化的认识.野外观察、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及同位素地球化学研究结果表明,岩体由中部的中细粒黑云二长花岗岩和边部的中粒黑云二长花岗岩组成,岩石侵位年龄为301.2±2.1 Ma（MSWD=1.2,2σ）.岩体总体上具有富硅、贫铁、弱过铝质的特征,但中细粒花岗岩相对富钠,中粒花岗岩钾含量则明显升高.两类花岗岩均富Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P以及Nb、Ta等高场强元素,不过中粒花岗岩重稀土更加富集,Eu负异常也更显著.岩体具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成,（87Sr/86Sr）_i=0.703 6~0.707 5,ε_Nd（t）=0.08~2.77,ε_Hf（t）=4.70~11.50.岩石学及地球化学分析显示,达来庙岩体为幔源物质底侵形成的新生地壳部分熔融的产物,岩石成因类型为I型,但具有向A型花岗岩过渡的特征,岩体产出于造山晚期挤压隆升向陆内拉张的过渡阶段,其侵位指示了晚石炭世兴蒙造山带北缘构造应力场从挤压向拉张转变的具体时限.      

内蒙古北柳图庙幅1∶50 000地质图数据库

内蒙古北柳图庙幅（K49E011021）1∶50 000地质图根据《区域地质调查技术要求（1∶50 000）》（DD 2019–01）和行业的其他统一标准及要求，充分利用1∶200 000区域地质、1∶50 000矿产调查工作资料，采用数字地质调查系统（DGSS），结合Spot、ETM、Aster等多种遥感影像对构造及岩性边界不断验证和完善，最终绘制成图，是内蒙古温都尔庙—白乃庙地区具有重要参考意义的成果图件之一。图件详细填绘了白乃庙岛弧带的物质组成和构造组合特点，对志留系、二叠系、白垩系等沉积建造类型进行了重新划分，把区内侵入岩划分为4个期次，并构建了相对完善的构造演化序列。图幅数据库的数据内容包含有3个非正式填图单位、10个正式地层单位、4期岩浆事件和2期构造变形，以及176个样品的岩石全分析数据，10个样品的锆石U–Pb年龄数据，数据量为28.9 MB。该图幅细化了北侧温都尔庙构造带向南侧俯冲过程形成的白乃庙岛弧带的构造、岩浆演化过程，反映了1∶50 000区域地质调查最新示范性成果，对温都尔庙造山带古生代构造演化具有重要的科学研究价值，对后续该区域的地质调查工作也具有参考和借鉴意义。该图幅为中国地质调查局第一幅开展智能化区域地质调查填图的试点图幅，首次实现了中国区域地质调查工作的全流程智能化野外调查。     

兴蒙造山带中段锡林浩特跃进地区石炭纪岛弧型侵入岩:年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及其地质意义

兴蒙造山带中段锡林浩特跃进地区出露一套石炭纪侵入岩,具有类似岛弧侵入岩的岩石组合（花岗闪长岩、英云闪长岩、石英闪长岩）和地球化学特征.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年结果表明,这套侵入岩形成时代为310~330 Ma,属于石炭纪中晚期.岩石地球化学分析表明,跃进侵入岩属于钠质钙碱性系列岩石;A/CNK范围为0.86~1.17,大多属于准铝-弱过铝质系列;样品均具有较高的Mg#值,范围为47.5~55.8;微量元素分析表明,跃进侵入岩具有Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素的富集,Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损;稀土总量较低（3.62×10-6~172.33×10-6,平均值为118.33×10-6）,具有轻稀土富集的配分模式,（La/Yb）_N大于1,范围为2.48~9.44,重稀土分馏较弱,（Gd/Yb）_N范围为1.19~1.96,具有弱的Eu负异常（δEu值0.70~1.04）.跃进侵入岩均具有亏损的Hf同位素组成,176Hf/177Hf范围为0.282 651~0.282 870,ε_Hf（t）均为正值,范围为+2.0~+9.9,地壳存留模式年龄T_DMC范围为829~1 536 Ma,集中于900~1 200 Ma;（87Sr/86Sr）_i范围为0.703 7~0.704 8,（143Nd/144Nd）_i范围为0.512 320~0.512 401,ε_Nd（t）均为正值（+2.1~+3.6）,二阶段Nd模式年龄T_DM2较集中,为新元古代（793~918 Ma）.跃进侵入岩是在石炭纪活动大陆边缘的背景下,由中元古代晚期-新元古代早期的新生基性下地壳物质,在俯冲流体及岛弧基性岩浆的共同作用下部分熔融形成的,表明石炭纪中晚期兴蒙造山带中段仍然存在板块俯冲,古亚洲洋并未关闭.      

内蒙古东乌珠穆沁旗早古生代辉长闪长岩年代学和地球化学特征及地质意义

东乌旗乌拉盖地区出露一套早古生代辉长闪长岩,为兴蒙造山带北缘二连-东乌旗早古生代岩浆岩带的组成部分。对该岩体进行了锆石U-Pb年龄、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析,探讨了岩石成因及其对兴蒙造山带北缘早古生代构造演化的启示。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示岩体年龄为499.6±1.2 Ma,为二连-东乌旗地区出露的最古老侵入体。岩体具有中等的Si O2含量(51.60%~54.28%),富铝,贫铁、镁,全碱及钾含量较低,属钙碱性岩浆系列;富大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弱的Eu正异常(δEu=1.03~1.34),稀土元素配分型式呈平缓的右倾型。辉长闪长岩同位素组成比较亏损,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.704 5~0.704 7,εNd(t)=+2.71~+4.17,εHf(t)相对εNd(t)明显偏高,为+10.8~+18.7,存在Nd-Hf同位素解耦现象。年代学、岩石地球化学以及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,乌拉盖辉长闪长岩是早古生代古亚洲洋沿苏左旗-锡林浩特一线向北俯冲的产物,岩体形成于俯冲作用的初始阶段,源区为受到俯冲物质交代的地幔楔,交代物质以板片熔体为主,流体交代为辅,无明显沉积物加入,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带脱离,最终形成了与俯冲带彼此分隔的格局。     

西伯利亚板块东南缘晚古生代伸展体制新证据：东乌旗角闪辉长岩年代学及地球化学研究

为研究西伯利亚板块东南缘晚古生代板内伸展开始时间及地幔属性。基于1∶5万野外宏微观调查,采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年法对分布于东乌旗西部的角闪石辉长岩进行了年龄测定和岩石地球化学测试。结果表明:角闪辉长岩主要由斜长石、角闪石和单斜辉石组成,锆石U-Pb年龄为280.8±1.5Ma,属早二叠世。地球化学数据显示:岩石具较高SiO2(48.87%~53.70%)、TiO2(0.73%~2.27%)、Al2O3(15.05%~16.69%)的含量,中等至较高的MgO(4.84%~9.25%)、FeOT(6.91%~10.47%)和较低的CaO(5.80%~7.94%)。富Na2O(2.75%~3.90%),贫K2O(1.01%~1.90%),为铁质—富铁质碱性和拉斑玄武岩系列岩石组合。稀土总量较高(∑REE为97.50×10-6~251.16×10-6),轻重稀土分异程度中等[(La/Yb)N=4.23~7.12],Eu异常不明显(δEu=0.85~0.98)。岩石富集大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr、K等,相对亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Th等,高的Zr(87×10-6~289×10-6)和Zr/Y(4.03~7.66)比值,与板内幔源岩浆作用的产物一致。综上,我们认为角闪辉长岩为板内伸展构造体制下富集型地幔橄榄岩部分熔融形成的玄武质岩浆岩浆经分离结晶作用后形成的,标志着~280 Ma西伯利亚板块东南缘晚古生代造山过程进入到板内非造山阶段。     

河北围场朝阳地中泥盆世高Sr/Y花岗岩成因及对兴蒙造山带演化的约束

兴蒙造山带位于华北板块和西伯利亚板块之间,具有复杂的构造演化历史,其构造格局和拼合机制一直存在较大争议.本次在兴蒙造山带南部的朝阳地识别出一套形成于伸展背景的中泥盆世高Sr/Y花岗岩,可对早古生代末期弧陆拼贴过程进行约束.朝阳地花岗岩锆石U-Pb年龄为386.8±2.9 Ma,属于中泥盆世.岩石地球化学分析显示高SiO₂、Al₂O₃、Na₂O含量,中等CaO、K₂O含量,较低FeO_t、MgO含量的特征,Na₂O/K₂O比值均大于1,属于中钾钙碱性I型花岗岩;A/CNK范围为1.02~1.08,属于弱过铝质系列;微量元素具有富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素及Sr,弱亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征,Sr/Y比值高（103~146）;具有轻稀土富集的配分模式（（La/Yb）_N=9.9~14.6）,重稀土分馏较弱,（Gd/Yb）_N范围为1.45~1.97,具有弱Eu正异常（δEu值1.31~1.80）,地球化学分析表明,高Sr/Y比值继承自岩浆源区而非加厚地壳的熔融.朝阳地侵入岩均具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,ε_Nd（t）和ε_Hf（t）均为负值（范围分别为-18.6~-17.9,-38.30~-23.59）,锆石Hf模式年龄范围为2 825~3 745 Ma,集中于2 800~3 000 Ma,Nd模式年龄较集中（2 584~2 642 Ma）.综合岩石学、元素及同位素地球化学分析,朝阳地高Sr/Y侵入岩是中泥盆世在区域伸展背景下,由具有高Sr/Y比值的古老基性下地壳物质受减压和上涌软流圈加热共同作用发生部分熔融形成,代表泥盆纪白乃庙岛弧与华北陆块碰撞后区域伸展背景.      

冀西北怀安杂岩的年代学、地球化学、Nd-Hf-O同位素组成及其地质意义

冀西北地区怀安杂岩由变质表壳岩和变质深成岩组成，其中变质表壳岩的形成时代、怀安杂岩的构造背景以及其与孔兹岩带间的关系一直存在较大争议.本文对怀安杂岩的几处代表性露头进行了详细野外考察，对4件样品进行了岩石学、锆石SHRIMP U-Pb定年、同位素和元素地球化学分析.所有样品都给出了1.86~1.81 Ga的变质锆石年龄，进一步支持怀安杂岩广泛遭受到古元古代晚期变质作用改造的认识.侵入/包裹含BIF表壳岩组合的变质辉长岩（HB1425）和片麻状英云闪长岩（HB1426）分别给出了~2.5 Ga和2.55 Ga的形成年龄，限制表壳岩形成时代老于2.55 Ga，推测为新太古代表壳岩.浅粒岩（HB1431）和紫苏石榴黑云斜长片麻岩（HB1435）中最老的碎屑锆石分别为2.46 Ga和2.51 Ga，可能还存在古元古代的碎屑锆石，表明它们都为古元古代表壳岩.上述结果进一步确定了怀安杂岩中发育两期表壳岩组合.变质辉长岩和片麻状英云闪长岩的全岩ε_Nd（t）、T_DM1和T_DM2分别为+2.19~+3.06、2.67~2.75 Ga和2.67~2.69 Ga，表明其物源区不存在较大规模的古老陆壳物质，新太古代是怀安地区主要陆壳生长期.变质辉长岩中~1.82 Ga变质锆石中较多具有正的ε_Hf（t）值，最高可达11.1，最可能的解释是古元古代变质过程存在地幔添加作用.锆石的O同位素分析显示区域上可能存在低δ18O的岩石，在古元古代变质过程中，可能存在低δ18O流体对锆石的改造.怀安杂岩和西部孔兹岩带中不同类型岩石的比例明显不同，但两者都同样发育新太古代和古元古代的双层地壳结构，怀安杂岩或许代表孔兹岩带剥蚀更深而出露的深部地壳部分.      

内蒙古乌兰敖包图早古生代侵入岩年代学、地球化学特征及地质意义

对造山带中岩浆作用的研究可以为构造演化提供约束.兴蒙造山带中段乌兰敖包图一带出露一套早古生代早期的闪长质侵入岩(石英闪长岩和闪长岩),具有俯冲带型侵入岩的岩石组合和地球化学特征,标志着早古生代古亚洲洋的俯冲事件.通过锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年,在石英闪长岩和闪长岩中分别获得了474.0±1.8 Ma和487.8 ±1.9 Ma的年龄,属于晚寒武世－早奥陶世.锆石原位Hf同位素分析表明,乌兰敖包图侵入岩具有富集的Hf同位素组成,176Hf/177Hf范围为0.282 123~0.282 304,ε_Hf(t)均为负值(两件样品的平均值分别为－10.84和－8.53),二阶段模式年龄为古元古代(范围为1 851~2 250 Ma),表明这套侵入岩源于古元古代中期再循环地壳物质.岩石地球化学分析显示,石英闪长岩和闪长岩具有中等SiO₂含量(56.52%~66.06%),较高的Na₂O(2.60%~6.81%)、Al₂O₃(14.69%~18.35%)、CaO(0.57%~6.58%,平均值为3.97%)含量,低的K₂O(0.73%~2.94%)、TFeO、MgO含量,Na₂O/K₂O比值较高(0.92~5.66,平均值为3.19);微量元素具有Rb、Ba、Th、U、Sr、K等大离子亲石元素的富集以及Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损;稀土总量较低,轻稀土富集,具有较弱的Eu负异常(δEu范围为0.76~0.99).地球化学特征以及锆石Hf同位素组成表明,乌兰敖包图早古生代侵入岩在主动大陆边缘的构造背景之下,由古老地壳物质熔融形成的,代表了兴蒙造山带中段早古生代早期的俯冲事件,将兴蒙造山带中段早古生代北部岩浆岩带向东延伸,并且佐证了锡林浩特地区存在前寒武纪基底.