北方东部复合造山成矿系统深部结构与成矿过程

目前关于古亚洲洋闭合的时限及相关的块体拼贴过程仍存在着广泛的争议。有些学者认为古亚洲洋俯冲从早古生代开始一直持续到晚二叠世，而另一些学者则认为古亚洲洋在中泥盆世已经闭合，晚古生代进入伸展阶段。因此，晚古生代尤其是石炭纪岩浆活动的性质及其构造背景研究成为争议的焦点，已被用作揭示古亚洲洋俯冲和兴蒙造山带演化的关键证据之一。

兴蒙造山带锡林浩特及邻区普遍发育石炭纪岩浆活动，形成分布较广的火山岩和中基性侵入岩。关于锡林浩特及邻区石炭纪中基性侵入岩的形成时代、岩石类型以及成因的研究已取得了重要的进展，但目前对这些中基性岩的成因及构造背景的认识仍存在诸多争议。例如有的学者提出苏左旗宝力道晚石炭世辉长闪长岩为安第斯型弧岩浆活动的产物；也有学者认为锡林浩特晚石炭世辉长闪长岩的形成与古亚洲洋俯冲作用有关。然而，通过对苏右旗-西乌旗地区晚石炭世火山岩的研究，越来越多的学者认为内蒙中部晚古生代处于造山后陆内伸展的构造背景。

第二课题“古亚洲洋构造体制成矿系统物质组成与过程”（课题编号：2017YFC0601302）围绕课题任务要求和关键科学问题，为清晰厘定内蒙中部晚石炭世基性侵入岩成因以及大地构造背景，桂林理工大学地球科学学院庞崇进副教授与澳大利亚科廷大学王选策副教授等人，对内蒙锡林浩特南部晚石炭世辉长质侵入岩进行了岩相学、锆石年代学、主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析，揭示了其源区组成和岩石成因，从而探讨晚石炭世基性侵入岩形成的大地构造背景及深部地球动力学过程。

他们的研究发现主要如下：

（1）锡林浩特辉长闪长岩的侵位时间为316.9 ± 2.2 Ma，其与区域上普遍发育的中基性侵入岩的年龄相近，表明锡林浩特地区石炭纪发生了较为强烈的岩浆事件。锡林浩特辉长闪长岩具有较低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值（0.7034~0.7041），相对高的εNd(t)（+5.58~+6.88）和εHf(t)值（+12.07~+13.44）（图1），同时富集Rb、Sr、U和Pb等流体活动性元素，亏损Nb和Ta，暗示其起源于遭受含水流体交代富集的类似MORB的地幔源区。

（2）锡林浩特辉长闪长岩样品的Al₂O₃与MgO含量之间显示明显的负相关关系，而且高MgO（~9 wt.%）的样品具有较低的Al₂O₃含量（~13 wt.%），表明其母岩浆很可能具有高的MgO含量但低的Al₂O₃含量，即可能与源区存在大量的斜方辉石有关。相对较高的SiO₂、Cr和Ni含量以及Zn/Fe比值，以及相对较低的Al₂O₃含量（图2），表明锡林浩特晚石炭世辉长质岩体可能起源于富水、富斜方辉石的地幔源区，即由橄榄岩+辉石岩脉组成。

图1锡林浩特及邻区石炭纪玄武岩和中基性侵入岩微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成

图2内蒙锡林浩特地区石炭纪玄武岩、中基性侵入岩与实验熔体成分对比图

（3）在Zr-Zr/Y和Ti/V-Zr/Sm-Sr/Nd等判别图解上，晚石炭玄武岩均落在板内玄武岩区域，具有与北美盆-岭玄武岩相似的地球化学特征；而宝力道和锡林浩特辉长岩沿Ti/V-Sr/Nd边界展布，也主要落在了板内岩浆和盆-岭岩浆的区域内或附近（图3）。综合地质资料，该研究提出锡林浩特晚石炭世中基性岩形成于陆内伸展的构造背景。

图3锡林浩特及其邻区晚石炭世中基性岩构造判别图解

该研究工作系统地分析了内蒙中部晚石炭世基性侵入岩的主微量和Sr-Nd-Hf同位素特征，揭示了地幔源区特征，为探讨区域大地构造提供重要的依据。研究成果发表在岩石学报（庞崇进，王选策，温淑女等.内蒙古锡林浩特晚石炭世辉长质岩体的成因：陆内伸展背景下富水地幔源区熔融的产物. 岩石学报. 2018，34（10）：2956-2972）。该研究得到国家重点科技研发计划-北方东部复合造山成矿(2017YFC0601302)资助。

第二课题组 王选策、庞崇进供稿

二O一八年十二月十五日