内蒙古温都尔庙地区首次识别出古生代蛇绿混杂岩

正研究区位于内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区(图1),是古生代存在于西伯利亚板块与华北板块之间的古亚洲洋闭合之后形成的索伦山-西拉木伦对接带的重要组成部分(Zhang et al.,2014;潘桂棠等,2016)。本文是在1∶5万区调工作的基础上~(1),应用洋板块地质学(OPG)理论及造山带填图方法,     

内蒙古翁牛特旗一带晚志留世-早泥盆世花岗闪长岩的发现及意义

早古生代,华北克拉通北缘发育了白乃庙岛弧岩带。前人资料显示白乃庙岛弧岩带由西(白乃庙镇)向东(四平市)经过翁牛特旗浅覆盖区,但没有确凿证据。本次工作结合地表调查及钻探调查,将工作区内(朝阳沟附近)"二叠纪花岗岩"解体出一套花岗闪长岩,采集两套样品经测试得出两组数据:SHRIMP年龄为427. 0±5. 6 Ma,激光烧蚀年龄为409±2. 9 Ma,由此确定花岗闪长岩时代为晚志留世-早泥盆世,该岩体兼具有火山弧花岗岩的地球化学特征。本文新发现的晚志留世-早泥盆世花岗闪长岩,为研究早古生代白乃庙岛弧带地质演化提供了重要证据。     

内蒙古迪彦庙蛇绿岩带早石炭世闪长岩成因与古亚洲洋洋内俯冲作用

由于缺少对SSZ型蛇绿岩和洋内弧火成岩的系统研究,制约了古亚洲洋东段古生代洋内俯冲过程的进一步认识。本文报道了内蒙古迪彦庙SSZ型蛇绿岩带北部新发现的巴嘎哈尔早石炭世闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,巴嘎哈尔闪长岩的侵位年龄为324.2±1.8 Ma,其形成时代为早石炭世末期。巴嘎哈尔闪长岩SiO₂含量为57.71%～61.24%;高铝(Al₂O₃含量为15.58%～16.68%);具有相对富钠(Na₂O含量为3.29%～4.15%)、低钾(K₂O含量为1.05%～1.69%)的特征,Na₂O/K₂O比值为2.18～3.95;MgO含量较高(3.30%～4.23%),Mg^#为47.20～51.82;贫TiO₂(0.65%～0.76%)和P₂O₅(0.14%～0.15%);稀土元素总量(ΣREE为85.19×10^-6     

内蒙古梅劳特乌拉蛇绿岩中早二叠世埃达克岩与古亚洲洋东段洋内俯冲

贺根山缝合带东部晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中的埃达克岩,岩性为安山岩和英安岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,埃达克岩的形成时间为294.1±2.2 Ma,时代为早二叠世。地球化学特征显示,该埃达克岩属于低钾拉斑系列和中钾钙碱性岩石,具有高硅（SiO2=64.12%~69.12%）、高铝（Al2O3=16.05%~18.59%）、富钠贫钾（Na2O=5.08%~6.80%,K2O=0.70%~1.22%,Na2O/K2O=4.50~7.26）、高Sr（291.22×10-6~762.20×10-6）,低Yb（0.74×10-6~1.28×10-6）、低Y（7.33×10-6~12.74×10-6）等特征。相对富集大离子亲石元素（如K、Rb和Sr）,亏损高场强元素（如Nb、Ta、Zr、Ti和P）,稀土元素总量较低（40.97×10-6~108.69×10-6）,贫重稀土元素,无明显的负Eu异常,为典型的埃达克岩。梅劳特乌拉埃达克岩形成于俯冲带岛弧环境,可能为俯冲洋壳部分熔融而形成的埃达克质熔体,经俯冲带上升过程中与地幔楔橄榄岩发生相互作用而形成。埃达克岩和梅劳特乌拉蛇绿岩（308 Ma）的蛇纹石化方辉橄榄岩、层状-块状辉长岩、枕状拉斑玄武岩、玻安岩、富Nb玄武岩和高镁安山岩等构成洋内初始俯冲作用形成的较丰富且完整的岩石组合序列。研究结果表明,晚石炭世—早二叠世古亚洲洋东段开启了洋内初始俯冲作用。     

内蒙古温都尔庙和巴彦敖包-交其尔蛇绿岩的元素与同位素地球化学：对古亚洲洋东部地幔域特征的限制

内蒙古中部发育的三条蛇绿岩带是华北板块和西伯利亚板块之间的缝合带。本文系统研究了其中的温都尔庙和巴彦敖包．交其尔两个蛇绿岩带中变质玄武岩的元素和Sr、Nd、Pb同位素地球化学。苏右旗温都尔庙碱性玄武岩为轻稀土富集型;岩石具有板内和大陆裂谷区玄武岩的特征,可能代表了600Ma左右,温都尔庙地区开始发育的新洋盆。采自苏左旗的巴彦敖包．交其尔玄武岩分为两类,一类呈现轻稀土富集型,呈洋岛玄武岩特征;另一类具有明显的Nb、Ta负异常,显示大洋岛孤玄武岩特征。洋岛玄武岩的存在表明古亚洲洋曾经发育洋盆,大洋岛弧玄武岩的存在表明古亚洲洋内部有大洋岩石圈之间的俯冲。将本文的古亚洲洋洋岛玄武岩与中国西南地区的特提斯洋岛玄武岩进行系统的元素和同位素地球化学特征对比表明,古亚洲洋的洋岛玄武岩显示高U／Pb（HU）和北大西洋和太平洋省的特征,而特提斯洋岛玄武岩属于印度洋省。这些说明古亚洲洋地幔域与特提斯地幔域是两个独立的构造域,它们代表了长期演化的两个不同的地幔地球化学域。     

内蒙古白云鄂博地区新元古界温都尔庙群洋壳残片特征及地质意义

文章从温都尔庙群岩石组合、岩石化学和同位素年龄特征入手,研究显示该套岩石具有洋中脊拉斑玄武岩的特征;岩石稀土特征表明其形成于陆间小洋盆环境.它属于华北板块北缘中段新元古代构造演化阶段的产物,为研究华北板块北缘地壳演化提供了新的依据.     

西乌旗迪彦庙-达青地区石炭纪斜长花岗岩的发现及其对古亚洲洋构造演化的指示意义

本文对西乌珠穆沁旗迪彦庙-达青俯冲增生杂岩带内的斜长花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素研究。该区斜长花岗岩主要由斜长石、石英和少量黑云母组成,具有较高的SiO_2(68. 24%～79. 34%)、低Al(Al_2O_3为11. 33%～15. 23%)、低Ti(TiO_2为0. 270%～0. 773%)、低MgO(Mg#值为11～47)和富Na贫K(Na_2O/K_2O为4. 90～24. 25)的特征。稀土元素总量为14. 15×10~(-6)～189. 04×10~(-6),稀土元素球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土弱富集、重稀土平坦的配分模式。微量元素原始地幔标准化蛛网图中,Nb、Ta和Ti为负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示:样品DYM17-006的锆石U-Pb谐和年龄为330. 1±3. 2 Ma,样品DQ17-007的锆石U-Pb谐和年龄为316. 5±2. 4 Ma,分别代表了迪彦庙和达青地区斜长花岗岩的形成年龄。锆石Hf同位素组成显示具有高的(~(176)Hf/~(177)Hf)_t比值以及正的ε_(Hf)(t)值(9. 387～16. 251),反映其岩浆源自于亏损地幔。综合分析认为,迪彦庙-达青俯冲增生杂岩带内斜长花岗岩应属于结晶分异型花岗岩,由起源于亏损地幔源区的洋脊玄武质岩浆结晶分异形成。迪彦庙-达青一带存在一个长期演化的大洋,在石炭纪处于洋盆扩张阶段,伴随着古亚洲洋的俯冲消减及洋陆转换,最终构成了中亚造山带的一部分。     

内蒙古梅劳特乌拉蛇绿岩中早二叠世高镁闪长岩的发现及洋内俯冲作用

内蒙古梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中,新发现了早二叠世巴嘎哈尔高镁闪长岩。该闪长岩位于贺根山缝合带内。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,巴嘎哈尔闪长岩的侵位年龄为(282±2)Ma,其形成时代为早二叠世。该岩石高镁,MgO含量5.00%~10.94%,Mg#值54~74;SiO_2含量53.52%~58.64%,Al_2O_3含量13.48%~14.98%,Na_2O含量1.36%~3.59%;贫钾,K_2O含量0.48%~1.61%;贫TiO_2(0.28%~0.76%)和P_2O_5(0.080%~0.160%);富Cr(75.00×10~(-6)~555.90×10~(-6))和Ni(26.20×10~(-6)~228.40×10~(-6));富集K、Rb和Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti和P等高场强元素;稀土元素总量较低(25.16×10~(-6)~83.57×10~(-6)),稀土曲线为略右倾的平坦型。该岩石具有高镁闪长岩的地球化学特征,与赞岐岩相类似,属于俯冲带岛弧型岩浆岩。结合其与梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中玻安岩和埃达克岩的岩石组合时空分布特征,表明古亚洲洋贺根山洋盆在早二叠世可能仍然处于大洋俯冲消减状态。该高镁闪长岩可能为俯冲洋壳+俯冲深积物来源的硅质熔体交代上覆地幔楔使其部分熔融的产物。     

内蒙古巴林右旗巴彦查干岩体年代学与地球化学:对古亚洲洋闭合时间的限定

古亚洲洋闭合时限一直存在争议.对巴林右旗巴彦查干岩体进行了地球化学、锆石U-Pb测年和Lu-Hf同位素研究,确定其时代和成因,探讨区域构造背景.巴彦查干岩体岩性为二云母二长花岗岩.测年显示,花岗岩侵位于232.0~241.7 Ma,为中晚三叠世.花岗岩富硅和铝,贫镁和铁,属强过铝系列（A/CNK=1.10~1.25）,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和Nb、Ta等高场强元素,具S型花岗岩特征.锆石的ε_Hf（t）值为-1.8~+4.01,二阶段模式年龄（t_DM2）在1 006~1 380 Ma之间.上述研究表明,原始岩浆起源于加厚陆壳的部分熔融.结合内蒙古东南部蛇绿混杂岩、晚古生代岩浆岩带和沉积环境、三叠纪碰撞相关花岗岩带等研究,推测古亚洲洋东段的闭合发生在晚二叠世;三叠纪进入陆陆碰撞阶段.      

内蒙古阿巴嘎旗地区宝力高庙组火山岩特征及对古亚洲洋东段演化的制约

为了精细刻画古亚洲洋在内蒙古阿巴嘎旗地区的构造演化,选取宝力高庙组火山岩为研究对象,开展了详细的野外调查及锆石U-Pb年代学、岩石学、全岩地球化学研究.将宝力高庙组重新厘定为4个段,其中二段角闪安山岩、三段流纹岩和四段流纹质晶屑凝灰岩的锆石U-Pb年龄分别为320.1±5.7 Ma、315.1±4.1 Ma和304.8±2.3 Ma.宝力高庙组火山岩整体为亚碱性系列,属于高钾,弱过铝质岩石,是经过幔源岩浆底侵形成的加厚下地壳部分熔融的产物.研究区从宝力高庙组二段的大陆边缘弧构造环境演变为三段、四段火山岩的碰撞-后碰撞环境.结合前人对研究区早二叠世岩浆活动研究成果（碰撞后伸展阶产物）,古亚洲洋二连-贺根山洋盆在晚石炭世经历了以洋内俯冲作用为特征的大洋俯冲消亡过程,在晚石炭世晚期本区构造演化进入到兴蒙造山带中部微陆块拼贴阶段.     

内蒙古林西地区上二叠统-中三叠统沉积序列的碎屑锆石记录及对古亚洲洋（东段）闭合时间的制约

晚二叠世-中三叠世在中亚造山带东段构造演化过程中是重要的转折期,它涉及古亚洲洋的最终闭合、沉积环境剧变等重大地质问题,而上二叠统林西组和中-下三叠统幸福之路组沉积序列记录了相应的构造演化过程。笔者对内蒙古东南部林西地区出露良好的林西组与幸福之路组,采取砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,解析年代学、沉积物源等信息。研究显示,被认为是三叠系标志层的陆相红色砂泥岩始现于晚二叠世。幸福之路组细砾岩样品最年轻碎屑锆石年龄为241Ma,从而将地层沉积时代上延至中三叠世后期。它与下伏林西组为整合接触关系,但在幸福之路组下部地层中发现微角度不整合,沉积时代存在间断(早、中三叠世之间)。林西组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄组成分为4组:254~336Ma、372~528Ma、669~1000Ma和1300~2534Ma,εHf(t)值变化范围较大(-25.6~+17.2)。幸福之路组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄集中于241~278Ma,εHf(t)值=+8.6~+16.5,其石炭纪和古元古代碎屑锆石少量。对比研究显示,林西组砂岩除兴蒙造山带物源外,还含有大量华北克拉通物源。与之相反,幸福之路组砂岩物源主要来自林西周边岩浆岩。结合区域地质特征,笔者认为古亚洲洋闭合于晚石炭世之前,晚古生代末是残余陆表浅海环境。内蒙古东南部地区在晚石炭世以来,表现为西伯利亚和华北克拉通联为一体后的陆内裂陷沉积活动及岩浆活动。     

Carboniferous–Permian Stratigraphy and Sedimentary Environment of Southeastern Inner Mongolia, China: Constraints on Final Closure of the Paleo-Asian Ocean

In this paper we discuss the timing of final closure of the Paleo-Asian Ocean based on the field investigations of the Carboniferous–Permian stratigraphic sequences and sedimentary environments in southeastern Inner Mongolia combined with the geology of its neighboring areas. Studies show that during the Carboniferous–Permian in the eastern segment of the Tianshan-Hinggan Orogenic System, there was a giant ENE–NE-trending littoral-neritic to continental sedimentary basin, starting in the west from Ejinqi eastwards through southeastern Inner Mongolia into Jilin and Heilongjiang. The distribution of the Lower Carboniferous in the vast area is sparse. The Late Carboniferous or Permian volcanic-sedimentary rocks always unconformably overlie the Devonian or older units. The Upper Carboniferous–Middle Permian is dominated by littoral-neritic deposits and the Upper Permian, by continental deposits. The Late Carboniferous–Permian has no trace of subduction-collision orogeny, implying the basin gradually disappeared by shrinking and shallowing. In addition, it is of interest to note that the Ondor Sum and Hegenshan ophiolitic mélanges were formed in the pre-Late Silurian and pre-Late Devonian respectively, and the Solonker ophiolitic mélange formed in the pre-Late Carboniferous. All the evidence indicates that the eastern segment of the Paleo-Asian Ocean had closed before the Late Carboniferous, and most likely before the latest Devonian (Famennian).     

内蒙古早二叠世构造古地理的再造

针对近年来关于内蒙古中部早二叠世古亚洲洋存在和向南北两侧大陆俯冲的观点,本文通过构造古地理图的编制,结合早二叠世沉积岩相、古地理、生物组合、陆源碎屑以及烃源岩的讨论,认为中亚陆块和华北克拉通之间晚古生代存在的是陆壳基底之上发育的陆表海和裂陷槽,而不是大开大合的大洋。我们的研究揭示了该区的演化过程。早二叠世早期伴有强烈火山喷发的沉积作用受到三条近东西向分布的同沉积裂陷槽的控制,由北向南,其滨-浅海相的沉积-火山岩厚度分别8000m;5000m和2900m,显示基底为不稳定的裂陷槽。沉积作用受到深断层控制的观点得到本区深部地球物理探测资料的佐证。早二叠世早期沉积岩以粗碎屑岩为主,其中成熟度低的硬砂岩、长石砂岩分布广泛。此外,从陆源碎屑的组分和来源可见,蚀源区具有新生陆壳的组成,近源沉积物具有快速堆积的特征。早二叠世晚期沉积岩为夹有灰岩透镜体的炭质粉砂岩、板岩。由于海相暗色泥岩有机质丰度的提高,形成分布于前三角洲,浅海,半深海的烃源岩(R0值=1.01%~3.67%)。上述沉积组合反映了陆壳成熟度不断提高,构造活动性减小,陆表海逐渐萎缩的特征。本区早二叠世的古生物以腕足类、珊瑚、、苔藓类为主,这一生物组合形成于滨-浅海环境,其中珊瑚大多生活在低潮线以下温暖清澈的水域——几米至50米的滨-浅海区。植物化石及碎片的存在反映海陆交互相的环境。早二叠世晚期本区生物已经混生,主要以北极区生物为主,以Spiriferella为代表的腕足动物群到处可见,但也混有暖水型的分子,如Richtofenia,Enteletes等。生物混生现象暗示早二叠世之前板块已经拼合,不存在深海洋盆。根据毛登地区哲斯组放射虫和菊石、螺、双壳类及植物化石共生的事实,作者认为放射虫可以生活在不同深度的水体中,不能作为深海大洋存在的确切证据。本区的岩浆作用具有以下特点:早二叠世大石寨组双峰式火山岩(281~270Ma)的玄武岩岩浆来自亏损地幔,在岩浆上升过程中受到地壳物质的混染(ISr=0.7024~0.7069,εNd(t)=-3.6~+7.9)。同期的碱性花岗岩和大型基性岩墙群(299~263Ma)呈带状展布在大型地堑带中,它们也具有幔源岩石的Sr-Nd同位素特征:εNd(t)=3.0~5.4,ISr=0.7053~0.7088,εHf(t)=-2.7~2.4。从区域构造演化的背景上看,本区岩浆活动与蒙古境内同期的裂谷型岩浆活动(双峰式火山岩和过碱性的深成岩)一致,均属于伸展背景下受裂陷槽控制的岩浆作用,而非挤压体制下与俯冲作用相关的的岩浆作用。本区晚古生代宝力格裂谷带与蒙古的戈壁-天山裂谷带联接为一条延伸数千千米规模的大陆裂谷带,清楚地显示了中亚造山带自石炭-二叠纪以来在伸展构造的背景下进入新陆壳演化的阶段。     

内蒙古乌达地区早二叠世植物群和古生态研究

研究的植物化石采自内蒙古乌达地区早二叠世地层,共计11属20种,分属于石松纲、楔叶纲、瓢叶目、真蕨纲、种子蕨纲和苏铁纲。研究结果表明,植物群含有许多华夏植物群分子和地方性分子,为典型的华夏植物群。根据植物群分子的总体组成,植物群的时代为早二叠世,相当于阿瑟尔期(Asselian)、萨克马尔期(Sakmarian)、亚丁斯克期(Artinskian)和空谷期(Kungurian)。在研究植物群的基础上,对植物群的古生态进行了研究,建立了早二叠世Lepidodendron posthumii Paratingia datongensis植物群落。这一植物群落在二叠纪主要分布在沼泽和低地环境,以大量出现的蕨类和种子蕨分子为特征。植物群落为原地保存,借助于化石资料,植物的生活型得以重建,包括乔木、树蕨、灌木和草本。植物群落指示早二叠世本区为温暖潮湿的气候条件。     

内蒙古东乌旗早二叠世超镁铁岩的发现及其构造意义

为研究东乌旗晚古生代地幔性质和造山演化特征,对在东乌旗西部首次发现的超镁铁岩—辉闪橄榄岩进行系统的岩相学和元素地球化学研究。东乌旗辉闪橄榄岩主要由橄榄石、角闪石、斜方辉石及少量斜长石、单斜辉石组成,SiO_2含量介于42.84%~43.96%、MgO(24.10%~26.10%)、Na_2O+K_2O(1.52%~2.32%,小于3.5%),低m/f(3.03~3.54)比值和高FeO~T(12.67%~14.33%)的含量、高Mg~#(76.42~79.20),属铁质超镁铁岩和拉斑玄武岩系列。岩石稀土总量较高(∑REE=39.57×10~(-6)~83.32×10~(-6)),轻稀土(LREE)相对于重稀土(HREE)明显富集[(La/Yb)_N=4.04~7.66],Eu异常不明显(δEu=0.90~0.95),稀土元素球粒陨石标准化配分模式表现为轻稀土相对富集的右倾型。岩石富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Rb、Ba、Sr、K等,相对亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta,具明显的Nb、Ta、Ti负异常,而又有别于强烈Nb、Ta亏损的岛弧岩浆岩;相容元素Cr(769×10~(-6)~2480×10~(-6))、Ni(454×10~(-6)~901×10~(-6))含量较高;低Th/U(2.54~3.03)、Nb/U(3.40~12.85)比值和高La/Nb(2.60~3.63)、Ba/Nb(43.11~72.52)、Zr/Y(5.45~7.83)比值。综上,结合区域最新研究成果,我们认为辉闪橄榄岩来源于受俯冲流体交代的尖晶石相地幔橄榄岩部分熔融,上升过程中受地壳物质不同程度的混染,形成于早二叠世板内伸展构造体制,与古亚洲洋闭合之后板内非造山作用有关。这一认识填补了早二叠世幔源岩浆事件和非造山阶段超镁铁质岩石记录的空白。     

内蒙古梅劳特乌拉蛇绿岩中埃达克岩的发现及其演化模式

本文报道在内蒙古西乌旗梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中新发现的早二叠世洋内弧呼和德埃达克岩。该埃达克岩位于贺根山缝合带内,侵位于晚石炭世梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩带之中,岩性为细粒-中粒花岗闪长岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,呼和德埃达克岩的侵位年龄为294.7±1.7Ma,其形成时代为早二叠世。呼和德埃达克岩属于低钾拉斑系列与中钾钙碱性系列的过渡型岩石,SiO_2为64.93%~69.50%,MgO为0.80%~1.48%,Al_2O_3为15.72%~19.11%,Na2O/K2O为3.01~8.60;Sr为368×10~(-6)~700.40×10~(-6),Yb为0.95×10~(-6)~1.76×10~(-6),Y为5.26×10~(-6)~9.27×10~(-6);相对富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和Sr等,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr、Ti和P等;稀土元素总量较低(32.68×10~(-6)~66.69×10~(-6)),轻重稀土分馏明显,(La/Yb)N为3.31~5.10,无明显的Eu负异常,显示了典型埃达克岩的地球化学特征。呼和德埃达克岩与梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩,构成梅劳特洋内弧初始俯冲作用较为完整连续的蛇纹石化方辉橄榄岩、层状-块状辉长岩、枕状拉斑玄武岩、玻安岩、富Nb玄武岩和高镁或镁安山岩等岩石组合序列。岩石学和地球化学特征表明,呼和德埃达克岩形成于洋内弧环境,为洋内弧初始俯冲作用早期的深成岩。这标志着古亚洲洋贺根山缝合带洋壳初始俯冲发生于早二叠世。根据晚石炭世-早二叠世梅劳特乌拉洋内弧的主要特征和识别标志,初步建立了晚石炭世-早二叠世梅劳特乌拉洋内弧初始俯冲系统形成演化模式。