Mantle property of Hegenshan ophiolite in Inner Mongolia: Constrains from element geochemistry and Re-Os isotopes of harzburgiteSCIEI北大核心CSCD

贺根山蛇绿岩带是中亚造山带东部出露面积最大的晚古生代蛇绿岩带,然而研究者对它是大洋岩石圈的残余还是陆内岩石圈地幔伸展的产物仍存在较大争议,主要归因于一直缺少橄榄岩Re-Os同位素的有效制约。基于此,本文对贺根山蛇绿岩中方辉橄榄岩进行了系统的岩石学、地球化学和Re-Os同位素研究。方辉橄榄岩主要由橄榄石、斜方辉石、粗粒的铬尖晶石和少量单斜辉石组成。贺根山方辉橄榄岩具有难熔地球化学特征,显示出高的MgO(45.1%~48.1%)含量,低的CaO(0.09%~0.26%)和Al 2O 3(0.58%~0.90%)含量及Tb/Yb比值,低于原始上地幔的^(187)Os/^(188)Os(0.1236~0.1263)同位素组成;橄榄石具有较高的Fo值(91.0~91.7)和NiO含量(0.26%~0.48%),而且单斜辉石具有低的重稀土含量,暗示了贺根山方辉橄榄岩是尖晶石相陆下岩石圈地幔高程度(20%~30%)部分熔融的难熔残余。另外,方辉橄榄岩相对富集LREE和大离子亲石元素,亏损高场强元素(例如Nb、Ta),且单斜辉石具有高Ti/Eu值和低的La/Yb,揭示了地幔源区受到硅酸盐熔体交代作用的改造。另一方面,方辉橄榄岩显示出相对年轻的Re亏损模式年龄,t RD为454~825Ma,表明贺根山地区岩石圈地幔形成的时代应该在0.8Ga之前,而后经历过多期熔体抽离和交代,与区域上大规模地壳增生时代吻合,可能是罗迪尼亚超大陆裂解的响应。结合蛇绿岩中大量深源矿物(金刚石等)和捕获锆石的存在、南北两侧一致的地质记录,本文认为贺根山方辉橄榄岩可能是陆内伸展环境下深部地幔物质上涌减压熔融的产物。     

古亚洲洋俯冲板片断离与后造山伸展：贺根山缝合带火山岩年代学和地球化学证据

本文以出露于贺根山缝合带迪彦庙蛇绿混杂岩北侧的乌兰拜其白音高老组流纹岩- 粗面岩为研究对象,通过野外地质调查和岩石学、地球化学、锆石U- Pb年代学研究,探讨岩石成因类型、构造环境和古亚洲洋俯冲板片断离与后造山伸展过程。岩石地球化学研究表明, 乌兰拜其地区白音高老组流纹岩具有较高的SiO 2、Al 2O 3、K 2O和Na 2O+K 2O含量,以及较高的Ga/Al比值,相对贫CaO、MgO、Sr、Ba、Eu、Ti和P,稀土元素配分曲线为右倾海鸥式分布,负铕异常显著。该区粗面岩属于钾玄岩系列,具有高碱(Na 2O+K 2O)、高K 2O、高Al 2O 3、低TiO 2,富集Rb、Ba、U和轻稀土元素, 亏损 Nb、Ta 和 Ti,稀土元素配分曲线为右倾式分布。岩石学和岩石地球化学特征表明,乌兰拜其地区白音高老组流纹岩为迪彦庙- 白音布拉格蛇绿混杂岩带早白垩世后造山A型花岗岩浆的喷出相- A型流纹岩,其形成于后造山伸展构造环境;粗面岩为后造山型钾玄质火山岩,与洋壳俯冲作用有关,形成于俯冲板片断离- 后造山伸展构造背景。流纹岩和粗面岩锆石LA- ICP- MS U- Pb同位素测年,获得206Pb/238U加权平均年龄分别为140. 4±1. 2Ma和134. 9±1. 1Ma,表明白音高老组流纹岩- 粗面岩喷发于早白垩世,反映了贺根山缝合带早白垩世后造山A型花岗岩浆- 钾玄质岩浆作用事件。结合贺根山缝合带的壳幔电性结构特征和晚古生代蛇绿岩- 岛弧岩浆岩、中生代后造山A型岩浆岩的时空分布与演化关系,认为根山缝合带三叠纪- 早白垩世后造山伸展岩浆作用与古亚洲洋俯冲板片断离作用有关,提出了该区后造山A型花岗岩浆- 钾玄质岩浆作用的俯冲板片断离- 后造山伸展地球动力学模式。     

内蒙古贺根山蛇绿岩形成时代及构造启示

贺根山蛇绿岩位于兴蒙造山带北缘,发育完整的地幔橄榄岩、堆晶岩和基性熔岩组合,伴生有放射虫硅质岩,但贺根山蛇绿岩的形成时代一直存在争议,给兴蒙造山带北部构造演化阶段划分造成了很大障碍。锆石U-Pb年代学研究表明,贺根山蛇绿岩中辉长闪长岩(341±3Ma)和玄武岩(359±5Ma)结晶年龄为早石炭世早期,同时玄武岩继承锆石峰值年龄为晚泥盆世早期(375±2Ma),这些继承锆石呈短柱状、棱角状,生长环带宽缓,多为补丁状、平坦状,为典型的基性岩浆锆石,表明最迟在晚泥盆世早期洋壳物质已经开始形成。上石炭统格根敖包组火山岩与蛇绿岩局部呈喷发不整合接触,该组的晶屑凝灰岩夹层时代为晚石炭世(323±3Ma),提供了蛇绿岩构造侵位年龄的上限。因此,将贺根山蛇绿岩形成时代定为晚泥盆世-早石炭世,侵位时代为晚石炭世。侵入地幔橄榄岩中的部分基性岩脉时代为早白垩世(132±1Ma、139±3Ma和120±1Ma),它们含有大量继承锆石(144±1Ma~2698±25Ma),继承锆石峰值年龄密切响应了兴蒙造山带北部早白垩世之前复杂的岩浆及构造事件,这些基性岩脉是燕山期伸展环境下的岩浆产物,并非早白垩世蛇绿岩。结合前人的工作成果和区域岩浆岩、地层时空分布特征,建立了兴蒙造山带北部晚古生代构造演化历程:二连贺根山一线早泥盆世处于剥蚀阶段,中泥盆世陆壳拉张出现新生洋盆,晚泥盆世早期洋盆持续扩张形成新生洋壳,早石炭世晚期洋壳开始向北俯冲消减,并持续增生至西伯利亚活动陆缘,晚石炭世洋盆陆续闭合,部分已经构造侵位的蛇绿岩被晚石炭世火山岩不整合覆盖,贺根山蛇绿岩正是该洋盆的残余产物。     

内蒙古崇根山地区超基性岩岩石地球化学特征及构造环境分析

针对出露在二连浩特-贺根山缝合带东段的崇根山超基性岩进行了野外地质调查、岩石学和岩石地球化学方面的分析研究,结果显示:崇根山超基性岩已发生了强烈蛇纹石化,基本已经蚀变成蛇纹岩;主量元素表现出高Mg(w(MgO)=36.00%~38.25%)、高Cr(w(Cr2O3)=0.17%~0.46%)、高Ni(w(NiO)=0.21%~0.24%)、低Si(w(SiO2)=39.79%~42.35%)、贫Al(w(Al2O3)=1.04%~1.96%)、低Fe(w(FeOT)=6.79%~9.47%)的特征,其Mg#值为90.05~93.04,m/f值为8.72~11.60,属典型的镁质超基性岩,原岩可能为方辉橄榄岩;稀土元素总量很低,w(∑REE)为1.28×10^-6~2.94×10^-6,稀土元素配分模式为轻稀土元素微弱富集的近平坦型,其(La/Yb)N为2.25~5.95,具一定程度的负Eu异常(δEu=0.35~1.16)和负Ce异常(δCe=0.48~0.68);微量元素富集Ba,U,Ta,亏损Nb,Ti。崇根山超基性岩属变质橄榄岩,是SSZ型蛇绿岩的底部组成单元,为原始地幔经5%~15%部分熔融形成的亏损地幔岩,形成于俯冲带环境中的洋内弧后盆地环境。     

内蒙古贺根山蛇绿岩中玄武岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

贺根山蛇绿岩（套）中发育有气孔杏仁状玄武岩,为蛇绿岩套的组成部分。通过对其锆石U-Pb测年,其加权平均年龄为395.9 Ma±3.0 Ma,结合区域地质背景,认为贺根山蛇绿岩（套）形成时代为中泥盆世—早石炭世。玄武岩为亚碱性系列,具有LREE亏损、类似N-MORB的稀土配分模式,同时具备大洋玄武岩和岛弧玄武岩特征,认为贺根山蛇绿岩（套）应形成于弧后盆地;通过与现代典型Mariana洋内弧后盆地和Okinawa陆缘弧后盆地的玄武岩以及同属中亚造山带的新疆库尔提洋内弧后盆地蛇绿岩对比,发现贺根山玄武岩同Mariana玄武岩和库尔提蛇绿岩更加类似,由此认为贺根山蛇绿岩（套）很可能形成于洋内弧后盆地环境,而非大陆边缘弧后盆地环境。     

内蒙古苏尼特左旗北部阿登锡勒大队一带早石炭世高分异I型花岗岩的发现及地质意义

本文对内蒙古苏尼特左旗北部阿登锡勒大队一带二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,年龄为335.9±1.3Ma。岩石地球化学具有高硅、富碱,贫TFe O、Mg O特征,铝饱和指数A/CNK介于1.03~1.15之间,TFe O/Mg O=6.58~10.13。稀土总量偏低,轻稀土分馏程度相对较高,重稀土不分馏,δEu=0.25~0.69。大离子亲石元素Rb、Th等相对富集,高场强元素Sr、P、Ti表现为强烈亏损,而元素Nb、Ta则表现为相对亏损。属弱过铝质高分异I型花岗岩,形成于俯冲构造环境。通过区域对比分析,与近两年在二连浩特—东乌珠穆沁旗地区新发现的早石炭世二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、安山岩、英安岩共同构成了早石炭世贺根山洋盆向北俯冲形成的早石炭世岩浆弧。     

内蒙古阿巴嘎旗奥陶纪岩体的发现及地质意义

阿巴嘎旗格日敖包岩体位于贺根山断裂带北侧,为一个复式岩体,由石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成,主体为二长花岗岩。采用LA--MC--ICP--MS 锆石U--Pb 定年方法,获得黑云母二长花岗岩206Pb /238U 年龄为449 ± 3. 0 Ma,形成时代为晚奥陶世。岩石为高钾钙碱性系列,轻稀土富集,微量元素Ba、Sr、Nb、Ta 、P、Ti 亏损,Rb 、Th、U、K、Nd、Zr 等元素富集,表明其形成于活动大陆边缘环境。其形成可能与苏尼特左旗南侧俯冲事件有关。     

对内蒙古贺根山蛇绿岩的新认识

本文将华北板块和中亚-蒙古陆块缝合带中前人划分的"贺根山蛇绿岩套"划分为三个不同组分、不同成因的岩系:以含金刚石和其它幔源矿物的变质橄榄岩系为主,包括堆晶杂岩在内的镁铁-超镁铁岩系;含放射虫硅质岩夹层的玄武岩系;上覆的火山-沉积岩系。根据地质学与年代学证据,可以认为蛇绿岩形成于晚泥盆-早石炭世。在此基础上,本文重点讨论了三个问题:(1)结合不同尺度的构造研究,将含金刚石等幔源矿物的超镁铁岩看作源自地幔转换带的幔源熔-流体,在软流圈底辟体上涌的背景下持续上升,在板块对接的过程中构造侵位的岩石。据此,对现有的蛇绿岩概念提出了补充;同时提出贺根山在板块汇聚过程未发生明显的俯冲和碰撞,而是通过拼贴的方式连为一体的;(2)贺根山具有OIB特征的玄武岩与朝克山MORB的对比,表明不同来源的多地块的存在及板块闭合时间的差异均反映了陆间小洋盆的特征;(3)将上覆在玄武岩系之上的火山沉积岩系看作洋盆最后充填的产物,反映了古亚洲洋闭合过程中小洋盆直接从洋壳转化为陆壳的过程,最后从时空角度进一步讨论了小洋盆闭合的特征。     

贺根山缝合带晚石炭世TTG岩浆事件:奥长花岗岩锆石U-Pb年龄和地球化学制约

本文以贺根山缝合带呼都格奥长花岗岩体为研究对象,通过野外地质调查和岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学研究,讨论岩石成因、构造环境、T T G岩浆事件及古亚洲洋俯冲消亡过程.岩石地球化学研究表明,呼都格岩体富硅(SiO2=66.27％ ～71.59％)、高铝(Al2O3=15.23％ ～15.94％)、富钠(Na2O=...     

内蒙古贺根山蛇绿岩中方辉橄榄岩岩石地球化学特征及构造环境分析

贺根山蛇绿岩块位于二连浩特-贺根山缝合带中段,其橄榄岩端元主体为方辉橄榄岩,少量纯橄榄岩,均发生了较强的蛇纹石化。对方辉橄榄岩进行岩石学和岩石地球化学分析研究,结果显示:方辉橄榄岩中主要造岩矿物橄榄石为镁橄榄石(Fo=90.6~90.7),斜方辉石为顽火辉石(En=88.9~90.0),单斜辉石为透辉石,以低铝(1.82%~2.13%)和高镁(Mg^#=94.2~94.7)为特征。橄榄岩主量元素表现出高Mg(MgO=34.98%~40.86%)、高Cr(Cr2O3=0.18%~0.27%)、高Ni(NiO=0.27%~0.35%)、低Si(SiO2=36.10%~41.41%)、贫Al(Al2O3=0.89%~1.58%)、低Fe(FeOT=7.58%~9.63%)特征,Mg^#=91.59~92.36,m/f=9.16~10.13,属典型镁质超基性岩。稀土元素总含量较低,ΣREE为1.42×10^-6~2.94×10^-6,球粒陨石标准化稀土元素分布模式为轻稀土富集的弱右倾型,其(La/Yb)N=2.15~10.47,Eu异常不明显,Ce显示负异常。富集Ba,U,Pb,Sr,亏损Nb,Ta,Ti。贺根山地幔橄榄岩属变质橄榄岩,为SSZ型蛇绿岩底部组成单元,形成于俯冲带环境中洋内弧后盆地环境。