内蒙古四子王旗地区古生代—早中生代岩浆岩带及其构造意义

【摘要】： 内蒙古中部地区构造上属于兴蒙造山带和华北板块北缘,是研究北方造山带古生代地壳增生演化的重要地区,该区出露有大量古生代-早中生代岩浆岩,在空间上以索伦-西拉木伦缝合带为界,分为南北两条近东西向的岩浆岩带,但前人对其研究较少。 本文在区调填图的基础上,选择四子王旗地区代表性的岩体进行详细的岩石学、岩石地球化学及同位素年代学研究。共获得13个锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄:哈达敖包闪长岩508±10 Ma、活佛滩闪长岩331±5 Ma和323.1±3.4 Ma、西圪旦辉长岩302±2 Ma、北极各正长花岗岩264±3.4Ma,阿玛乌苏花岗闪长岩267±9Ma、乌尔塔高勒庙角闪正长岩、二长花岗岩、正长花岗岩及侵入其中的石英脉分别为271±18 Ma、256±3Ma、261±2Ma和230±12Ma、布龙二长花岗岩239±4Ma、格尔图白云母正长花岗岩和白云母二长花岗岩脉为238±6Ma和224±8Ma。结合区域资料,将研究区古生代-早中生代的岩浆作用划分为4个时期:早古生代(508~420Ma)、石炭纪-早二叠世(340~281 Ma)、中二叠世-早三叠世(281~245 Ma)和中-晚三叠世(239~203 Ma)。 岩石地球化学数据显示,哈达敖包岩体、白乃庙变质火山岩和西圪旦岩体具有岛弧岩浆特征,是不同时期洋壳俯冲的产物;活佛滩岩体具有类似大陆碱性玄武岩的性质,可能形成于弧后拉张环境;北极各岩体、大庙-阿玛乌苏岩体广泛发育暗色镁铁质微粒包体,是岩浆混合形成的I型花岗岩,乌尔塔高勒庙角闪正长岩为碱性A型花岗岩,这三个岩体与俯冲板块断离引起的岩浆底侵作用相关,代表同碰撞-碰撞晚期背景;乌尔塔高勒庙二长花岗岩具高Sr低Y特征,暗示为起源于加厚地壳,形成与碰撞后环境;格尔图白云母正长花岗岩属强过铝花岗岩(A/CNK≥1.1),具明显的稀土元素“四分组”效应,是分异岩浆与流体作用的结果,可能经历一定程度的地壳混染,非真正意义上的S型花岗岩,属于造山后岩浆热事件,应代表造山的结束。 对内蒙古中部地区古生代-早中生代岩浆岩的岩石地球化学特征和年代学研究结果表明,西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合时间应该为280~260Ma之间,南北岩浆岩带的岩石组合及活动期次大致可以对比,支持以索伦-西拉木伦一线作为缝合带最终位置。