内蒙古中部乌拉盖复式岩体古生代两期岩浆成因：古亚洲洋板块从前进式到后撤式俯冲—增生的岩浆响应

摘要

俯冲带是壳幔物质相互作用的重要场所，并伴随着不同时期和性质的岩浆活动.理解不同俯冲过程（例如前进式俯冲和后撤式俯冲）中的岩浆作用特征对深入认识造山带演化历史具有重要意义.对内蒙古中部东乌旗地区乌拉盖复式岩体内古生代侵入岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩主-微量元素地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，岩体内辉长闪长岩形成时代为早奥陶世（～480 Ma）；花岗质岩石年龄为348～344 Ma，为早石炭世岩浆活动的产物.早奥陶世辉长闪长岩（SiO₂=51.27%～53.39%）相对富集轻稀土元素和Rb、Th、U等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，具有正的全岩ε_Nd（t）值（+3.3～+3.5）和锆石ε_Hf（t）值（+7.3～+13.3）的特征，指示岩浆来源于受到俯冲板片流体交代的亏损岩石圈地幔部分熔融.早石炭世花岗质岩石根据地球化学性质可进一步分为两组.第1组主要为正长花岗岩，具有高的SiO₂含量（76.19%～77.52%），高稀土总量，强Eu负异常，高10 000 Ga/Al值（3.90～5.95）和锆饱和温度（平均965℃）的特征，显示出A型花岗岩的特征；第2组主要为花岗斑岩和黑云母二长花岗岩，发育少量角闪石，其SiO₂含量相对第1组偏低（70.67%～76.42%），且与P₂O₅呈负相关关系，铝饱和指数为0.97～1.1，显示出I型花岗岩的特征.早石炭世两组花岗质岩石具有相似的Nd-Hf同位素特征(第1组ε_Nd（t）=+5.8～+6.3,ε_Hf（t）=+11.8～+15.5；第2组ε_Nd（t）=+4.9～+5.1,ε_Hf（t）=+11.6～+15.4)，表明其岩浆可能源自于相似的新生地壳的部分熔融，但是经历了不同的岩浆演化过程.结合区域岩浆性质和演化特征，认为早古生代期间内蒙古中部地区为古亚洲洋板块的前进式俯冲，其至少在晚寒武世已俯冲至南蒙古地块南缘，如发育乌拉盖复式岩体内辉长闪长质弧岩浆岩；该前进式俯冲过程造成一系列弧地体拼贴到南蒙古地块南缘，晚志留世与南蒙古地块发生弧-陆碰撞.在晚泥盆世-早石炭世随着古亚洲洋板片回撤诱发弧后伸展，导致贺根山洋打开并形成了研究区内早石炭世早期的I型和A型花岗质岩石.

关键词

中亚造山带 / 东乌旗 / 早古生代 / 早石炭世 / 岩浆作用 / 板片回撤 / 岩石学