内蒙古黑红山-园包山地区石炭纪火山岩的发现及其地质意义

程海峰，张正平，段先乐，刘 广，李 慧，孟庆涛，杨 菊，朱 炜，提振海，冯翼鹏，苏朋涛，范 超

(1.河北省区域地质调查院，河北廊坊 065000;2.中国地质环境监测院，北京 100081;3.中国地质大学，北京 100083)

0 引言

内蒙古黑红山-园包山地区位于北山造山带北部，北山造山带隶属于中亚巨型造山带南缘(Windley et al.，2007;Xiao et al.，2009，2010；Cai et al.，2012)，在其漫长的地质演化历程中，经历了多期次、多阶段的板块裂解-俯冲-碰撞-拼合的复杂地质演化过程，具多旋回复合造山的特点(聂凤军等，2002；龚全胜等2002；Xiao et al.，2010；Ao et al.，2010，2016；Zong et al.，2017)。北山地区的构造单元划分、地壳演化、古亚洲洋开启闭合时限等问题一直备受国内外地质学者关注(李锦轶等，2009；胡新茁等，2015；廖云峰等，2016；胡醒民等，2016；程海峰等，2017；张正平等，2017，2020；陈超等，2017；董洪凯等，2018；李杰等，2019；孟庆涛等，2021；王凯垒，2021)。北山地区由北向南分布着红石山-百合山、芨芨台子-小黄山、红柳河-牛圈子-洗肠井、辉铜山-帐房山四条蛇绿岩带(图1)(杨合群等，2010)。其中最北侧的晚古生代红石山-百合山蛇绿岩带是否具有缝合带性质，长期以来存在较大争议(左国朝等，1990；赵茹石等，1994；聂凤军等，2002；龚全胜等，2003；何世平等，2005；黄增保和金霞，2006；杨合群等，2010；王国强，2014)。研究北山北部晚古生代构造演化，除了红石山-百合山蛇绿岩带本身的构造属性之外，该地区的晚古生代岩浆事件也对构造格局的形成存在重要制约。

图1 大地构造位置及北山地区蛇绿岩分布简图(据杨合群等，2010修改)

北山地区北部晚古生代岩浆作用十分强烈，对于该期岩浆事件的构造背景，存在不同观点：一种观点认为，北山地区及邻区晚古生代火山岩具有双峰式特征，形成于裂谷环境(左国朝等，1990；徐学义等，2008)；另一种观点认为该区晚古生代岩浆岩是红石山洋石炭纪双向俯冲在两侧形成的岩浆弧(何世平等，2005；Xiao et al.，2010)。近年来，还有一种观点认为红石山-蓬勃山蛇绿岩带的两侧存在大量与红石山、百合山蛇绿岩同期甚至更早的埃达克质岩、TTG 岩套和岛弧相关的钙碱性岩浆岩，形成于活动陆缘弧环境(龚全胜等，2003；黄增保等，2006；赵志雄等，2015；贾元琴等；2016；董洪凯等，2018；徐旭明等，2018；程海峰等，2018；任云伟等，2019；李敏等，2019)。前人认为北山黑红山-园包山地区内仅存在早古生代火山活动，晚古生代的岩浆活动体现为华力西期侵入岩①。本次工作于北山北部黑红山-园包山地区首次填绘出大面积石炭纪火山岩，并厘定为白山组。

不同学者对北山地区的白山组火山岩已经进行了一些同位素年代学工作，牛亚卓等(2013)获得黑鹰山地区白山组英安岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为308.6±1.0 Ma，哈珠南英安质岩屑晶屑凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb 年龄为299.1±2.4 Ma；卢进才等(2013)获得北山红石山地区晚古生代火山岩年龄范围在314.9±3.3 Ma～296.8±3.5 Ma 之间；贾元琴等(2016)获得风雷山地区白山组流纹岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄为318.5±1.2 Ma。任云伟等(2018)获得哈珠地区安山岩、英安岩、流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为325.6±1.4 Ma、 313.5±3.4 Ma、314.7±1.4 Ma。本文通过对黑红山-园包山地区石炭纪白山组火山岩的锆石U-Pb 年代学、地球化学特征进行分析研究，探讨其岩石成因及构造背景，为北山地区北部晚古生代构造演化的研究提供基础资料。

1 区域地质概况

1.1 大地构造位置

研究区隶属内蒙古自治区额济纳旗北部中蒙边境地区，晚古生代大地构造位置属于北山-天山造山系(I级)、额济纳-北山弧盆系(Ⅱ级)(潘桂棠等，2016)。本次工作首次确认了研究区中部额勒根乌兰乌拉蛇绿岩的存在，其为区域上红石山-百合山蛇绿岩带的东延(张正平等，2020)。区内出露地层主要为古生代及新生代地层，由老到新依次为中奥陶世咸水湖组、早志留世园包山组、早石炭世绿条山组、石炭纪白山组、二叠纪金塔组和第四系松散堆积物(图2)。研究区内侵入岩主要为石炭纪斑状花岗闪长岩、二长花岗岩(程海峰等，2018；朱炜等，2019)。

图2 黑红山-园包山地区地质简图

1.2 接触关系

石炭纪白山组整合于早石炭世绿条山组之上，呈东西向带状展布，分布于黑红山西及园包山北侧，为一套海陆交互相中酸性火山岩组合。白山组下部为中性火山岩，主要岩性为安山岩、玄武安山岩，发育少量安山质凝灰岩；上部为酸性火山岩，主要岩性为流纹质凝灰岩、英安质角砾熔岩、英安质熔结凝灰岩夹少量安山岩；顶部发育少量沉火山碎屑岩。下部中性火山岩与上部酸性火山岩为整合接触关系。

1.3 岩石学特征

石炭纪白山组主要岩性的岩石学特征如下：

安山岩(图3a、图3g)：绿灰色，斑状结构，块状构造。斑晶由斜长石组成，粒度0.4～2 mm，斜长石主要呈半自形板状，星散分布，少数呈聚斑状，局部见环带构造，含量约5%～10%。基质由斜长石65%±、暗色矿物20%±、不透明矿物5%±组成，斜长石呈细小板条状、细长板条状，粒度一般<0.2 mm，少量0.2～0.35 mm，杂乱分布；暗色矿物呈半自形晶，为微鳞片状绿泥石，粒度<0.1 mm，为辉石假像。

安山质角砾凝灰岩(图3b、图3h)：灰色，角砾凝灰结构，块状构造。由岩屑(45%～50%)、晶屑(40%±)、玻屑(5%±)及火山尘组成。岩屑包括2～11 mm的火山角砾及0.3～2 mm的凝灰物，杂乱分布，呈棱角状、次棱角状，成分为安山岩。晶屑由斜长石、石英组成，粒度0.1～1.2 mm，为凝灰物。斜长石呈近半自形板状、次棱角状，具粘土化、碳酸盐化；石英次棱角状，粒内轻波状消光。玻屑呈鸡骨状、弧面棱角状等，填隙状分布，部分脱玻为隐晶质。火山尘呈点状，填隙状分布。

英安质角砾熔岩(图3c、图3i)：深灰色，块状构造，角砾熔岩结构。由火山碎屑和熔岩组成。火山碎屑物由火山角砾和少部分凝灰物组成，大部分为2～8 mm的火山角砾(10%～15%)，少部分为<2 mm的凝灰物，杂乱分布，火山角砾主要为不规则状的塑性岩屑，成分主要为流纹岩；凝灰物由晶屑(5%～10%)、岩屑(1%～5%)组成，晶屑由斜长石和石英组成，粒度0.1～2 mm，杂乱状分布，呈次棱角状；岩屑为0.4～2 mm的凝灰物，星散分布。熔岩成分为流纹岩，由斑晶、基质组成；斑晶为石英、斜长石，粒度一般0.3～2 mm，少部分2～3.8 mm，略定向；基质由长英质组成。

英安质含角砾熔结凝灰岩(图3d、图3j)：灰色，含角砾熔结凝灰结构，假流纹构造。岩石由晶屑、岩屑、塑性玻屑构成，主要为<2 mm的凝灰物，火山角砾较少，含量5%～10%。晶屑含量35%～40%，多见斜长石，较少见石英、暗色矿物，主要呈棱角-次棱角状，粒径一般<2 mm。斜长石晶屑见环带；石英晶屑多显熔蚀状。暗色矿物被绿泥石、碳酸盐、褐铁矿等交代呈假像；岩屑含量约5%，零散定向分布，部分为<2 mm的凝灰物，部分为2～5 mm的火山角砾，岩屑成分为流纹岩。塑性玻屑含量约50%，呈弯曲线纹状、似蚯蚓状。

图3 白山组火山岩野外露头和显微照片

流纹质角砾凝灰岩(图3e、图3k)：紫灰色，角砾凝灰结构，块状构造。由岩屑(角砾30%±、凝灰物25%±)、晶屑(25%±)、玻屑(20%±)及火山尘组成。岩屑包括2～33 mm的火山角砾及0.3～2 mm的凝灰物，杂乱分布，以刚性为主，呈棱角状、次棱角状，半塑性似火焰状，岩屑成分为安山岩、流纹岩。晶屑由斜长石(5%)、钾长石(10%)、石英(10%)组成，杂乱分布，粒度一般0.1～2 mm，少数2～2.5 mm。火山尘为尘点状，由极细小晶屑及玻屑组成。

流纹质熔结凝灰岩(图3f、图3l)：红褐色，熔结凝灰结构，假流纹构造。岩石由晶屑(25%～30%)、岩屑(20%±)、塑性玻屑(45%～50%)构成。晶屑多为斜长石，较少见暗色矿物，主要呈棱角-次棱角状，部分呈近半自形晶，粒径一般0.02～2.0 mm，零散状定向分布。岩屑有刚性、塑性两种，零散定向分布，多为<2 mm的凝灰物，个别为达3.5 mm的火山角砾。塑性玻屑主要呈弯曲线纹状、似豆荚状，已脱玻为隐晶质。

2 分析方法

本次工作在黑红山-园包山地区白山组火山岩中选择下部层位的安山岩(TW1)、上部层位的英安质角砾熔岩(TW23)2件样品进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年，测试分析结果见附表1。并对该套火山岩中不同岩性的火山岩样品进行了主量、微量元素测试分析，其中9件玄武安山岩(玄武安山质火山岩)与安山岩(安山质火山岩)样品，10件英安岩(英安质火山岩)、流纹岩(流纹质火山岩)样品，分析结果见表1、表2。

表1 白山组玄武安山岩、安山岩主量元素(%)、微量元素(×10-6)分析结果Table 1 Major(%)and trace(×10-6)element results for basaltic andesite and andesite of the Baishan Formation

续表1

表2 白山组英安岩、流纹岩主量元素(%)、微量元素(×10-6)分析结果Table 2 Major(%)and trace(×10-6)element results for dacitic volcanic and rhyolitic volcanic rocks of the Baishan Formation

续表2

用于锆石U-Pb年代学测定的锆石单矿物在河北省区域地质调查院实验室进行分选，按照常规粉碎淘洗，经磁选和重液分离，然后在双目镜下人工挑选纯度在99%以上的锆石。锆石的制靶和透射光、反射光、阴极发光照相在北京锆年领航科技有限公司进行。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测试于中国冶金地质总局山东局测试中心进行(李凤春等，2016)，采用GJ-1锆石样品作为外部锆石年龄标准，进行U-Pb分馏校正(Jackson et al.，2004)。采用ICP-MSDataCal程序(Liu et al.，2010)和Isoplot程序(Ludwing et al.，2003)进行数据处理。应用208Pb校正法在测试工作中对普通铅进行校正(Anderson，2002)，并利用NIST610玻璃标准样作为外标样品计算锆石样品的Pb、U、Th元素含量。

白山组火山岩样品的主量元素、微量元素、稀土元素测试分析工作在河北省区域地质调查院实验室进行，样品的加工过程均在无污染设备中进行。岩石的主量元素分析采用碱溶法制备样品，并使用X射线荧光光谱仪(AxiosmaxX)完成测试，烧失量、H2O-、H2O+采用电子分析天平(P1245)测试完成，分析误差优于5%。稀土元素和微量元素分析样品采用酸溶法制备，稀土元素和多数微量元素的分析测试使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)(X Serise2)完成，Zr、Ti、K等元素的测试在X射线荧光光谱仪(AxiosmaxX)上完成，其分析误差小于5%。

3 分析结果

3.1 锆石U-Pb年代学

安山岩测年样品(TW1)所选锆石形态多呈不规则宽板状，长宽比多在2:1左右，在锆石阴极发光图像中，显示相对清晰的平行长轴的条带影像(图4a)，具有较为典型的中性岩石锆石特征，Th/U比值大于0.36，属岩浆锆石。该样品有效测试点共24个，获得的206Pb/238U 加权平均年龄为342±5.0 Ma(图5a、5b)，代表安山岩成岩年龄。

英安质角砾熔岩测年样品(TW23)所选锆石形态多呈半自形短柱状，长宽比多在1:1～2:1之间，在CL图像中，多发育同心环带结构(图4b)，Th/U比值在0.39～0.65之间，属岩浆锆石。该样品有效测试点共34个，所有数据点较为集中地落在谐和线上，获得的206Pb/238U加权平均年龄为313±2.9 Ma(图5c、5d)，代表英安质角砾熔岩的成岩年龄。

图4 白山组火山岩部分锆石阴极发光图像

图5 白山组火山岩锆石U-Pb 年龄谐和图与加权平均年龄

3.2 地球化学特征

石炭纪白山组火山岩中玄武安山岩、安山岩样品SiO2=51.25%～61.7%，Na2O=2.69%～5.09%，K2O=0.41%～2.71%，K2O+Na2O=3.55%～6.77%，Na2O>K2O，里特曼指数在1.17～2.45之间，平均值为1.89，属钙碱性系列。在TAS图解中(图6a)，玄武安山岩样品属亚碱性系列。在SiO2-K2O图解中(图6b)，样品主要落在中钾钙碱性系列区域中；Al2O3含量在14.78%～17.62%之间，平均值为16%，属高铝火山岩；TiO2含量较低，在0.76%～1.63%之间，平均值为1.27%；MgO平均含量为3.34%，Mg#在0.24～0.57之间，平均值为0.35。样品ΣREE(稀土总量)介于50.08×10-6～139.03×10-6之间，平均值为91.38×10-6。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图中(图7a)，稀土配分曲线整体形式比较一致，显示轻稀土相对富集，重稀土亏损的右倾分布形式，轻稀土分馏相对明显，重稀土分馏不明显，LREE/HREE=2.85～11.03，平均值为5.31；(La/Yb)N=1.94～14.68，平均值为5.33；(La/Sm)N=1.26～3.73，平均值为2.31；(Gd/Yb)N=0.96～2.46，平均值为1.33.Eu 异常整体不明显，δEu=0.88～1.2，平均值为1.04。在原始地幔标准化微量元素蛛网图中(图7b)，整体显示富集Ba、K、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti 等高场强元素的特点。

石炭纪白山组火山岩中英安岩、流纹岩样品SiO2=64.7%～69.73%，Na2O=3.58%～5.14%，K2O=1.06%～2.68%，Na2O+K2O=4.64%～7.82%，平均值为6.28%，Na2O>K2O，Na2O/K2O=1.83～4.73，平均值为2.48，CaO含量较高，除流纹岩为0.87%外，英安岩在1.68%～5.8%之间，平均值为3.11，里特曼指数在1.16～2.29之间，属钙碱性系列。在TAS 图解中(图6a)，样品均落在英安岩和流纹岩区域内，属亚碱性系列。在SiO2-K2O图解中(图6b)，样品基本都落在中钾钙碱性系列区间；样品Al2O3含量在12.66%～15.94%之间；TiO2含量0.39%～0.62%；MgO 含量0.69%～1.9%。样品稀土总量ΣREE介于73.54×10-6～110.48×10-6之间，平均值为97.54×10-6。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图中(图7c)曲线形式一致，显示轻稀土相对富集、重稀土亏损的右倾分布形式，轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显，LREE/HREE=2.74～4.6，平均值为3.9；(La/Yb)N=1.67～4.11，平均值为3.2；(La/Sm)N=1.48～3.16，平均值为2.44；(Gd/Yb)N=0.67～1.05，平均值为0.92。具有弱负Eu异常，δEu=0.61～0.99，平均值为0.83。在原始地幔标准化微量元素蛛网图中(图7d)，样品显示富集Ba、K 等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti 等高场强元素的特点。

图6 白山组火山岩TAS 图解(a)、和SiO2-K2O 图解(b)

图7 白山组火山岩球粒陨石标准化稀土配分模式图和原始地幔标准化微量元素蛛网图(标准化数据引自Sun and McDonough(1989))

4 讨论

4.1 成岩时代

不同学者获得的北山地区的白山组中酸性火山岩的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄与本文获得的英安质角砾熔岩成岩年龄313±2.9 Ma基本一致，为晚石炭世。而本次工作中，首次在黑红山地区获得的白山组安山岩成岩年龄为342±5.0 Ma，时代为早石炭世。说明北山北部晚古生代火山活动从早石炭世已经开始，这为北山地区晚古生代构造演化提供了新的年代学依据。

4.2 构造环境

前人对北山地区晚古生代火山岩的构造环境存在两种不同观点：一种观点认为北山地区晚古生代火山岩具有双峰式特征，形成于裂谷环境(左国朝等，1990；徐学义等，2008)；而另一种观点则认为北山地区晚古生代火山岩为一套钙碱性系列的岩石组合，形成于活动陆缘弧环境(黄增保和金霞，2006；贾元琴等，2016；任云伟等，2019)。从本文研究区情况看，北山黑红山-园包山地区石炭纪白山组主体为一套中-酸火山岩，主要由玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山岩组成，是一套从中性→酸性的钙碱性火山岩组合，并不具有双峰式火山岩的特点。其中，玄武安山岩、安山岩高Al2O3、低TiO2以及低Ni、Cr等特征，与岛弧或活动大陆边缘弧环境吻合，另外，所有样品均亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素，稀土配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土亏损的右倾配分模式，也均指示其具有岛弧或活动大陆边缘火山岩的构造属性。在La/Yb-Sc/Ni图解中(图8a)，玄武安山岩、安山岩中有5件样品落在大陆岛弧和安第斯型(活动大陆边缘)安山岩中，另外4件样品则落在其他大洋岛弧型安山岩中；在Rb-(Y+Nb)图解中(图8b)，英安岩与流纹岩样品均落在火山弧花岗岩(VAG)区域内。综上所述，根据地球化学特征，结合构造环境判别，北山黑红山-园包山地区石炭纪白山组火山岩形成于火山弧环境。此外，该地区还存在大量的晚石炭世岛弧花岗岩侵入体(程海峰等，2018；朱炜等，2019)，整体岩石组合与活动大陆边缘弧更为接近，故进一步认为研究区白山组火山岩的构造背景为活动大陆边缘。

图8 白山组火山岩La/Yb-Sc/Ni图解(a)和Rb-(Y+Nb)图解(b)

4.3 岩浆源区性质

岛弧火山岩岩浆源区通常包括地幔楔中的橄榄岩、俯冲带流体和俯冲板片部分熔融形成的熔体(Zhu et al.，2005)。岩浆在演化过程中容易受到大陆地壳物质的混染(Davidson，1996；Macdonald et al.，2000；Zhu et al.，2001)。在Harker 图解中(图10)，白山组酸性火山岩的SiO2含量与Al2O3、MgO、Fe2O3、TiO2、CaO、P2O5等氧化物含量之间表现出较明显的负相关性，而玄武安山岩、安山岩相关性不明显。这表明石炭纪白山组中性火山岩与酸性火山岩并非为同源岩浆连续演化的产物，岩浆源区性质不同。

玄武安山岩、安山岩样品Mg#平均值为0.35，远小于地幔的Mg#值(0.7)指示其不可能由幔源原生岩浆形成。白山组9件玄武安山岩、安山岩样品中7件样品Rb/Sr比值在0.01～0.07之间，平均值为0.035，接近地幔值(Condie，1989)，反映了幔源物质的贡献；另外两件样品Rb/Sr 比值为0.22、0.28，反映了壳源物质的加入。白山组火山岩样品低Sr/Y比值而高Y含量(图10)的地球化学特征表明其不具有埃达克岩特征，其低Sr与Sr/Y比值，暗示源区较高的熔融程度(Defant and Drummond，1990)。样品Nb/Ta比值在14.67～20.72之间，平均值为17.38，介于地壳平均值(≈11)(Taylor and McLennan，1985)和地幔平均值(17.5)(Sun and McDonough，1989)之间，表现出壳幔混合的特点。Devine(1995)指出Ba是俯冲带流体中非常富集的元素，高Ba/Th比值(>300)一般指示俯冲带流体对岩浆源区的贡献比较显著，白山组火山岩的Ba/Th 比值低于282；而高Ba/La比值(>13)指示俯冲带流体对岩浆源区的作用很强烈(Edwards et al.，1993)，研究区玄武安山岩、安山岩具有较高的Ba/La比值(11～38)，表明俯冲带流体对玄武安山岩、安山岩岩浆源区影响显著，俯冲带流体作用于地幔楔使其发生部分熔融形成岛弧岩浆。一般来说，消减带沉积物熔体具有相对较低的Ce/Th比值和较高的Th含量，白山组玄武安山岩、安山岩Ce/Th比值在7.42～21.83之间，平均值为16.74，远高于消减带沉积物熔体的Ce/Th比值(≈8)(Dilek et al.，2008)，这表明岩浆源区无沉积物熔体的加入。玄武安山岩、安山岩样品Th 含量在0.71×10-6～3.2×10-6之间，平均值为2.13×10-6，位于中地壳(6.5×10-6)与下地壳(0.42×10-6)之间(Rudnick and Gao，2003)，所以，岩浆上升过程中应混入了部分中下地壳物质。综上所述，白山组玄武安山岩、安山岩源区为洋壳俯冲过程中，俯冲带流体作用于地幔楔，使其部分熔融形成的岩浆，并在上升过程中混染了大陆地壳物质。

研究区白山组不仅分布较为广泛的酸性火山碎屑岩，而且英安岩、流纹岩样品富集Th 和LREE，显示出明显的地壳重熔特征，表明英安岩、流纹岩不是来源于玄武质岩浆。同时，在哈克图解中(图9)，英安岩、流纹岩样品表现出较明显的相关性，这反映两种不同成分的火山岩是岩浆连续演化的产物。白山组中英安岩Rb/Sr比值在0.08～0.25之间，平均值为0.16，流纹岩Rb/Sr比值为0.34，均大于地幔平均值(0.037)(Condie,1989)，与地壳平均值(0.35)接近(Taylor and McLennan，1995)；英安岩与流纹岩Nb/Ta比值在10.52～15.68之间，平均值为14.26，介于地壳平均值(≈11)(Condie，1989)和地幔平均值(17.5)(Sun and McDonough，1989)之间。此外，白山组酸性火山岩低Sr(206.62×10-6～355.86×10-6)、高Yb(3.11×10-6～5.62×10-6)、贫Al2O3(平均值为14.82%)的特征与俯冲的洋壳部分熔融形成的高Sr(>400×10-6)、低Yb(<1.9×10-6)、富Al2O3(>15%)的埃达克岩特征明显不同，在Sr/Y-Y 图解中(图10)，样品大部分落在正常岛弧区域内。上述岩石地球化学特征说明形成英安质、流纹质火山岩的岩浆源区主要是大陆地壳物质，与玄武安山岩、安山岩的地幔楔部分熔融成因存在明显区别。

图9 白山组火山岩Harker 图解

图10 白山组火山岩Sr/Y-Y 图解(底图据Defant and Drummmond,1990)

4.4 地质意义

探讨红石山-百合山蛇绿岩带的构造性质对北山乃至中亚地区晚古生代的构造演化具有重要意义，但在对该蛇绿岩带构造属性的认识上，长期以来存在较大的争议：一种观点认为其形成于洋中脊环境，为早古生代洋-陆转化结束后于晚古生代(石炭纪)重新裂解形成洋盆的地质记录，是哈萨克斯坦板块与塔里木板块的最终缝合带(赵茹石等，1994；龚全胜等，2002；何世平等，2005；黄增保和金霞，2006)；另一种观点认为其是古亚洲洋自早古生代持续演化至晚古生代的残余洋壳的地质记录，为哈萨克斯坦板块与西伯利亚板块的缝合带(聂凤军等，2002)；还有一种观点认为其不具有缝合带性质，是早古生代洋-陆格局演化结束后于石炭纪重新拉张裂解形成洋盆的地质记录，形成于裂谷小洋盆环境(左国朝等，1990；杨合群等，2010；王国强等，2014)。上述分歧严重制约了对北山北部地区晚古生代构造演化的认识。但值得注意的是，近年来越来越多的研究者报道北山北部存在晚古生代活动陆缘的记录(赵志雄等，2015；贾元琴等，2016；李敏等，2019；Guo et al.，2012)，这为该地区晚古生代的洋-陆俯冲作用提供了新的证据。

研究区内额勒根乌兰乌拉蛇绿岩带为红石山-百合山蛇绿岩带的东延(张正平等，2020)，本文研究区晚古生代额勒根乌兰乌拉蛇绿岩带两侧石炭纪火山岩野外地质特征及岩石化学数据无明显差异，进一步佐证了额勒根乌兰乌拉蛇绿岩为SSZ型蛇绿岩，其代表的红石山洋应为有限洋盆(辛后田等，2020；张正平等，2020)，该蛇绿岩带不具有缝合带性质，应为弧后拉张形成的蛇绿岩。而石炭纪白山组火山岩形成于火山弧环境，为北侧的古亚洲洋向南俯冲的产物。

5 结论

(1)北山黑红山-园包山地区石炭纪白山组火山岩中安山岩、英安质角砾熔岩的成岩年龄分别为342±5.0 Ma、313±2.9 Ma，说明该地区火山活动持续了整个石炭纪。

(2)石炭纪白山组火山岩中玄武安山岩、安山岩的岩浆源区为俯冲带流体交代的地幔楔和下地壳的混合，英安质、流纹质等酸性火山岩岩浆来自于地壳的部分熔融。

(3)石炭纪白山组火山岩具有活动大陆边缘弧火山岩特征，与额勒根乌兰乌拉蛇绿岩代表的有限洋盆关系较小，为晚古生代古亚洲洋持续向南俯冲的产物。

致谢：本文撰写和修改过程中，中国地质科学院地质研究所薛怀民研究员、河北省区域地质调查院胡醒民正高级工程师提出了宝贵意见；野外工作中得到了中国地质调查局天津地调中心辛后田研究员的大力支持；实验测试分析过程中，得到河北省区域地质调查院实验室徐翠、井晶晶等分析测试人员的帮助；文中部分图解采用GeoPyTool软件进行计算机投图；在此一并表示感谢。

[注 释]

① 甘肃省地质局地质力学区域测量队.1978.1:200 000黑鹰山幅、六驼山幅区域地质调查报告[R].