华北板块北缘中段晚古生代镁铁—超镁铁岩的岩石地球化学特征及其构造意义

【摘要】： 内蒙古乌拉特中旗、达茂旗以及白云鄂博地区呈北东东向出露一条镁铁-超镁铁岩带,东西断续出露约200多公里,南北宽约10多公里,构造位置上处于华北板块北缘中段,距离其北边的索伦缝合带仅有100km,在华北板块北缘构造岩浆演化中具有代表性和重要意义。SHRIMP锆石U-Pb和K-Ar定年,显示它们主要形成于二叠纪(242~287Ma),能够反映晚古生代华北板块与西伯利亚板块的构造演化史。 乌拉特中旗温更地区由角闪辉长岩和橄榄辉长岩组成的混杂堆晶岩系,主要造岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石及角闪石等。角闪辉长岩表现为大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Sr、Ba明显富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr相对亏损。橄榄辉长岩表现为贫SiO2、高MgO,富集大离子亲石元素K、Rb、Sr、Ba和轻稀土(LREE),个别高场强元素Nb亏损。根据AlZ-TiO2、Wo-En-Fs以及An-Mg′图解,结合其微量元素地球化学特征可以判断角闪辉长岩类形成于岛弧环境,橄榄辉长岩产于弧后盆地环境。 白云鄂博地区白音珠日和苏木以南呼和恩格尔附近出露的杂岩体,由中心向外依次出现角闪橄榄岩、角闪辉长岩和闪长岩,具有环状分布的特征,并以闪长岩为主。杂岩体的各类岩石均表现为大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Sr、Ba明显富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr、Hf相对亏损。根据AlZ-TiO2、An-Mg′、Hf/3-Th-Ta以及Hf/3-Th-Nb/16图解,结合其微量元素地球化学特征可以判断呼和恩格尔杂岩体形成于活动大陆边缘。 在达茂旗东北推喇嘛庙南15km的哈日哈达-车根达来地区,断续出露一套由变质橄榄岩、变质辉长岩、变质基性熔岩以及高镁闪长岩组成的蛇绿混杂岩。其中,变质橄榄岩类SiO2含量为39.08%~40.45%,TiO2含量为0.02%~0.03%,Mg′为87.10~90.33,;变质辉长岩表现为大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Sr、Ba明显富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Zr相对亏损,以及高镁闪长岩的出露都与SSZ型蛇绿岩特点相符。 结合岩体在矿物地球化学、元素地球化学、同位素地球化学、地质年代学以及构造环境等多方面的特征对比,可以表明,沿乌拉特中旗、白云鄂博和达茂旗出露的镁铁-超镁铁岩带形成于二叠纪早期的岛弧或活动大陆边缘环境,与古亚洲洋板块向华北板块北缘下部俯冲消减有关。