华北板块北缘中段晚古生代岩石特征及其地质意义

顾琳凯+何润东+李潘

摘 要 选择华北板块北缘中段为研究区域，以鸟拉特中旗、白云鄂博和固阳地区晚古生代花岗岩类和内蒙古鸟拉特中旗、达茂旗以及白云鄂博地区呈北东东向出露一条镁铁一超镁铁岩带为研究对象，结合前人的相关研究资料，在详细的野外地质调查，样品的系统采集和分析基础上，利用岩相学、岩石地球化学和同位素年代学等多种手段，探讨了华北板块北缘中段晚古生代岩石的地球化学特征和形成构造背景。通过区域上不同时代、不同岩体综合对比研究，总结了华北板块北缘中段晚古生代构造演化特征。

关键词 华北板块北缘中段 镁铁一超镁铁岩 花岗岩类 地球化学 构造环境

中图分类号：P588.121；P597.3 文献标识码：A

华北地台北缘的大地构造演化可以燕山运动为标志划分为两大阶段：前燕山期古亚洲构造域演化阶段和中新生代频太平洋构造域演化阶段。古亚洲构造域最重要的地质事件是太古代大规模的火山喷溢以及夹裹于其间的慢源侵入体构成的东西向岛链状古陆的形成。早元古代之后，除在尚义一隆化深断裂之南沉积了中晚元古界一套碎屑岩一碳酸盐岩一泥质岩系外，尚义一隆化深断裂之北至康保一围场断裂之南结晶基底裸露，处于长期剥蚀状态。以古亚洲洋为背景而形成的中亚造山带，夹持于华北板块和西伯利亚板块之间是全球显生宙陆壳增生和改造最显著的大陆造山带之一，记录了古亚洲洋的消亡及华北板块与西伯利亚板块的对接过程。位于中亚造山带上的华北板块北缘增生带无疑成为研究该造山带演化的理想地区之一，而该区广泛发育的花岗岩类提供了很有意义的研究对象。岩浆活动是岩石圈最活跃的地质事件。岩浆的种类和成因是多种多样的，受各种因素控制，其中最重要的是构造环境对岩浆性质的制约岩浆活动，尤其是镁铁一超镁铁质岩浆活动，能够反映地慢中发生的地质过程，是地球内部各圈层相互作用的产物，蕴涵着丰富的地球深部作用信息。

1花岗岩类

泥盆纪花岗岩类在研究区内出露较少，分布较零散。白云鄂博北部、达茂旗和固阳地区花岗岩类的侵位时代主要为早泥盆世，而晚泥盆世花岗岩类主要分布在白云鄂博东部地区。前人对这些侵入体进行了不同程度的研究。

露在白云鄂博北部呼邵图南侧的早泥盆世花岗岩类从岩相学和岩石地球化学角度的研究，获得错石ao}Pb/ZO6Pb表面年龄为3 97Ma。该岩体侵入于古元古界宝音图岩群和中一晚奥陶世英云闪长岩中，岩性主要为灰黄色弱片麻状中粒碱长花岗岩，岩体的原生构造由于受到后期多期次的挤压和左旋剪切作用的改造，仅在局部地区发育原生叶理，一般呈北东走向。岩石主量元素地球化学特征显示为高硅、准铝质的高钾钙碱性岩石，微量和稀土元素特征表现出与改造型花岗岩的相似性。最后通过构造环境分析得出，该岩体主要形成于后碰撞环境。

达茂旗西北部白彦花一巴特敖包一带早泥盆世一系列岛弧侵入岩进行的错石SHRIMP U-Pb定年和地球化学研究，得出该侵入岩具有正常岛弧和埃达克岩的双重地球化学性质，获得岩体中闪长岩的侵位年龄分别为（452€？）Ma和（440€？）Ma，石英闪长岩和花岗闪长岩的侵位年龄分别为（446€？）Ma和（440€？）Ma，并推测该岛弧可能具有一个前寒武纪的大陆基底。

固阳地区早泥盆世花岗岩类为一套具有埃达克岩性质的中酸性侵入体，主要分布在西营子和石兰哈达一带。前人对这套岩石进行了系统的岩石学、地球化学和同位素年代学研究。天津所（2000）在角闪二长岩内获得单颗粒错石SHRIMP U-Pb年龄为（389.8€？.7） Ma；曾俊杰（2009）在中细粒角闪二长岩和似斑状石英二长岩中获得错石LA-ICP-MS年龄分别为（401.9€？.1）Ma和（398.9€？.4）Ma，同时根据岩相学和地球化学特征推断出该岩体可能是下地壳物质部分熔融的产物，形成于造山期后的区域伸展而引起的软流圈地慢上涌或玄武质岩浆的底侵作用。

关于晚泥盆世花岗岩类的研究相对较少。白云鄂博东部地区细粒黑云石英闪长岩的错石U-Pb同位素年龄为369.SMa，并通过岩体中不同类型岩石岩相学和地球化学特征的研究，得出其主要形成于后造山和大陆弧环境。在前人研究的基础上，本文选择研究基础相对薄弱的固阳地区大庙和高家村一带早泥盆世花岗岩类侵入体（本文称为高家村岩体）为研究对象，通过详细的岩相学和地球化学研究，探讨了该岩体的侵位特征和产出构造环境。

2镁铁-超镁铁岩

乌拉特中旗温更辉长岩类，研究区位于鸟拉特中旗温更苏木的西部。区内主要出露海西晚期黑云闪长岩与细粒花岗岩，其形成与板块碰撞有关（内蒙古自治区区域地质志，1991）。渣尔泰群为本区的古老基底。岩石类型包括变质砂岩、结晶灰岩、千枚岩等。鸟拉特中旗一带构造活动频繁，在研究区内有两条大型逆断层发育。走向北东的北七哥陶北逆断层在研究区内出露长达16公里以上，并可延走向东西追溯，断层面产状为3300L400，断层下盘有 300米宽的糜棱岩带，地貌上表现为直沟。

根据元素地球化学、岩石形成温压条件以及辉长岩的年龄数据可知，在二叠纪早期，古亚洲洋板块向华北板块下俯冲，由于板块的脱水作用，释放出富水的流体进入上覆地慢，促使华北板块北缘岩石圈地慢发生部分熔融，产生的玄武质岩浆底侵到陆壳底部。在较高的水压条件下，促使高钙成分的斜长石结晶，后期辉石在富含水的环境下形成交代成因的角闪石。与此同时，大洋板块的俯冲作用在软流圈内引起对流，即热的软流圈物质被带到弧后盆地下面的岩石圈底部。软流圈热物质的上涌，使岩石圈变热流动，引起地壳拉张、断裂，从而导致弧后盆地的扩张。在弧后盆地消亡阶段，弧后盆地形成的次一级的扩张中心向岛弧方向俯冲，并由弧后张性应力转变为压性应力，大洋板块挤压岛弧推向大陆，最终形成温更混杂堆积带。

参考文献

[1] 赵磊.华北板块北缘中段晚古生代镁铁一超镁铁岩的岩石地球化学特征及其构造意义[D].北京大学，2008.

[2] 周安朝.华北地块北缘晚古生代盆地演化及盆山藕合关系[D].西此大学，2000.

[3] 张青伟.华北板块北缘中段晚古生代花岗岩类特征及其地质意义[D].吉林大学，2011.