摘要
为研究内蒙古四子王旗敦德乌苏地区基性岩的形成时代和构造环境，本文对该地区出露的闪长岩开展了 LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石学、岩石地球化学研究。内蒙古四子王旗敦德乌苏地区出露辉长闪长岩、闪长岩、石英闪长岩和石英二长岩等。闪长岩的 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 测年结果为（261.7±2.4） Ma，时代为中二叠世。岩石SiO2含量为48.89%～66.86%，Al2O3含量为14.80%～18.22%，全碱含量较高：Na2O+ K2O 为 5.93%～9.00%，MgO 含量为 1.01%～6.25%，Mg# 为 36～61，TiO2=0.68%～2.67%，平均为 1.65%。稀土具轻稀土富集、重稀土较平直的右倾型曲线（(La/Yb)N值为 14.80～34.12），δEu 为弱负 Eu 异常（0.77～ 1.05）。Rb、Ba、K、Pb、Sr富集；Nb、Ta、Th相对亏损。整体呈“隆起”状多元素原始地幔标准化配分特征，除 Nb、Ta元素相对亏损外，与洋岛玄武岩（OIB）或板内玄武岩的特征相似。高的Zr/Y（4.07～27.54）值显示可能来源于大陆板内富集单元。综合区域地质背景，认为四子王旗敦德乌苏地区中二叠世辉长闪长岩形成于大陆拉张环境，内蒙古中部古亚洲洋可能在晚石炭世之前已经闭合。
Abstract
In order to study the formation age and tectonic environment of basic rocks in the Dunde Usu area of Siziwangqi, Inner Mongolia, this paper conducted LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology, petrology and rock geochemistry research on the exposed diorite in the area. There are exposed gabbro, diorite, quartz diorite, and quartz monzonite in the Dunde Usu area of Siziwangqi, Inner Mongolia. The LA ICP MS zircon U-Pb dating of diorite indicates (261.7±2.4) Ma, dating back to the Middle Permian. The SiO2 content in the rock ranges from 48.89% to 66.86%, and the Al2O3 content ranges from 14.80% to 18.22%. The total alkali content is relatively high: Na2O+K2O ranges from 5.93% to 9.00%, MgO content ranges from 1.01% to 6.25%, Mg# varies between 36% and 61%, TiO2= 0.68%-2.67%, with an average of 1.65%. The rare earth exhibits a right leaning curve with light rare earth enrichment and a relatively flat heavy rare earth ((La/Yb)N value of 14.80-34.12), δEu is a weakly negative Eu anomaly (0.77-1.05). Enrichment of Rb, Ba, K, Pb, and Sr; Nb, Ta, and Th are relatively losing money. The overall appearance is characterized by a "uplifted" multi-element primitive mantle standardized distribution, which is similar to the characteristics of oceanic island basalt (OIB) or intraplate basalt, except for the relative depletion of Nb and Ta elements. The high Zr/Y (4.07-27.54) values indicate that they may originate from enriched units within the continental plate.Based on the comprehensive regional geological background, it is believed that the Middle Permian gabbro diorite in the Dunde Usu area of Siziwangqi was formed in a intraplate extensional setting, and the ancient Asian Ocean in central Inner Mongolia may have closed before the Late Carboniferous.
0 引言
兴蒙造山带是处于华北与西伯利亚两大板块之间的复合造山带（任纪舜，1989；胡骁等，1990； Tang，1990；潘桂棠等，2009；张兴洲等，2012；Xu et al.，2013；李华明和李玲，2023；刘金宝等，2023；邱瑞照等，2024），是研究古亚洲洋发展、演化到碰撞闭合过程等构造演化历史的关键地区。目前，古亚洲洋在索伦一带最终缝合已得到地质学家的共识。通常，蛇绿岩作为缝合带位置的标志，但易受后期碰撞构造的多次叠加改造，蛇绿岩的面貌难以完全保存，给识别和定年带来一定困难。兴蒙造山带多条断续出露的蛇绿岩在时间上具有多期次的特点 （徐备和陈斌，1997；Miao et al.，2008；李英杰等， 2015），在空间上具有非原位的特点（Dilek and Robinson，2003；Cawood et al.，2009），由此引出对古亚洲洋闭合位置存有不同认识（王鸿祯，1981；Tang， 1990；Şengör et al.，1993；陈斌等，2001；Nozaka and Liu，2002；孙德有等，2004；李锦轶等，2007；Miao et al.，2008；Jian et al.，2008；薛怀民等，2010；Wu et al.， 2011；李益龙等，2012），致使缝合带由索伦向东延伸的多种缝合模式呈“帚状”的展布格局（图1a）。关于缝合时间亦有中泥盆世（Tang，1990；徐备和陈斌，1997；Xu et al.，2015）、晚泥盆世—早石炭世（任纪舜等，1990；邵济安，1991；洪大卫等，1994）、晚二叠世—早三叠世（Şengör et al.，1993；陈斌等，2001； Badarch et al.，2002；李锦轶等，2007；Xiao et al.， 2009；Wu et al.，2011；赵英利等，2016）等诸多看法。石炭纪—二叠纪期间构造环境的变迁作为古亚洲洋争论的焦点而得到持续关注（王果胜等，2021；王琦等，2022），究竟是早古生代俯冲事件的顺延（陈斌等，2001，2009；陶继雄等，2003）还是闭合后的伸展（晨辰等，2012），仍需寻找更多的证据支持。
目前研究多集中在该时代花岗岩方面的研究，由于在此期间发育的花岗岩成因类型具多样性（有 I、S、A 型），并受不同岩浆源区性质的制约，而单独对不同岩性进行构造环境的判别会出现迥异的结果，反映酸性岩浆组分在构造环境判别时具有多解性（王子进等，2013；邵济安等，2015），因此来自深部源区的基性岩则尤为重要。鉴于上述问题的提出，笔者通过敖如斯台等 6 幅 1∶5 万区域地质填图所取得的成果，选择敦德乌苏辉长闪长岩、闪长岩作为研究对象，综合分析 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 测年、岩相学、岩石地球化学特征，分析该区岩石成因、形成时代和大地构造环境等属性，以期为华北板块与西伯利亚板块拼合时间及碰撞演化历史提供新的依据。
1 区域地质概况及岩石学特征
敦德乌苏地区位于二连浩特市东南 80 km 处，行政上归属乌兰察布市四子王旗。大地构造位置上处于贺根山断裂以南，温都尔庙蛇绿岩以北的苏左旗—西乌旗岩构造岩浆带上。区内分布着大面积晚华力西期、印支期及燕山期的侵入岩体，岩性以辉长闪长岩、闪长岩、含斑黑云母二长花岗岩、二长花岗岩及正长花岗岩为主。本文以分布于卫境大队敦德乌苏的辉长闪长岩和闪长岩岩体为研究对象，该侵入岩由多个岩石类型组成，不规则状产出，出露面积 15.8 km2。辉长闪长岩体与东部中三叠世中粒含斑黑云母二长花岗岩及西部早二叠世细粒二长花岗岩接触带多为陡坎地貌，后两者岩体呈岩枝状侵入闪长岩中，接触关系截然；于接触带附近中粒含斑黑云母二长花岗岩及细粒二长花岗岩边部见闪长岩残留体。辉长闪长岩岩体内部有闪长玢岩脉、细晶花岗岩脉、石英脉、花岗斑岩脉及萤石矿脉侵入，脉体杂乱穿插，多呈垅岗状凸出地表。其中石英脉发育明显褐铁矿化蚀变，经光谱鉴定具金、银矿化特征。
1—青白口系艾勒格庙组；2—早石炭世正长花岗岩；3—中二叠世细粒花岗闪长岩；4—中二叠世辉长闪长岩；5—晚三叠世中细粒黑云母二长花岗岩；6—中三叠世中粒含斑黑云母二长花岗岩；7—早白垩世粗粒含斑正长花岗岩；8—早白垩世中粒二长花岗岩；9—闪长玢岩脉；10—石英斑岩脉；11—花岗细晶岩脉；12—断裂；13—地质界线；14—研究区位置；15—国界
岩石组合类型包括辉长闪长岩、闪长岩、石英闪长岩及石英二长岩（图2），粒度上前者以中细粒结构为主，暗色矿物含量较高，其余具细粒、细粒含斑结构，斑晶为斜长石，石英含量依次增多，各岩性之间无明显界线，表现为渐变接触关系。辉长闪长岩，深灰黑—灰绿色，中细粒辉长结构，块状构造。岩石由斜长石（50%～55%）、角闪石（30%～35%）、黑云母（8%～10%）、石英（0～2%）组成。闪长岩，岩石新鲜面呈灰绿色，细粒半自形粒状结构，具块状构造。岩石主要由斜长石（60%～65%）、角闪石 （15%～20%）、黑云母（10%～15%）及石英（＜5%） 组成。石英闪长岩，岩石新鲜面呈深灰—灰绿色，细粒结构，含斑结构，块状构造，岩石由斜长石 （60%～75%）、黑云母（15%～20%）、石英（5%～10%）和角闪石（1%～5%）组成。石英二长岩，岩石呈浅灰色，细粒半自形结构，块状构造。矿物成分由斜长石（45%～50%）、钾长石（30%～35%）、石英 （10%～15%）和黑云母（5%～10%）组成。
图2岩体露头及微观组构特征
a—辉长闪长岩被晚期三叠纪岩体侵入；b—辉长闪长岩镜下组构特征；c—闪长岩露头；d—闪长岩镜下组构特征
2 实验分析方法
2.1 岩石地球化学
全岩地球化学分析和锆石碎样及挑选工作在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。主量元素采用 GB/T14506 硅酸盐岩化学分析法；微量元素采用 X Serises 2 电感耦合等离子体质谱 ICP-MS 分析方法，分析精度均优于 5%。同位素测年样品经清洗、晾干后粉碎至 200 目，然后用水粗淘，采用强磁、电磁分选后用酒精进行细淘，在显微镜下进行人工挑选。制靶及阴极发光照相工作由北京锆年领航科技有限公司完成。锆石 U-Pb同位素年龄分析在天津矿产地质调查研究所完成，定年所用仪器为Neptune型LA-MC-ICPMS仪器，利用193 nm 激光器对锆石进行剥蚀，激光剥蚀斑束直径为 35 μm，激光剥蚀样品的深度为 20～40 μm。采用 GJ-1 作为外部锆石年龄标准进行 U-Pb 同位素分馏校正，利用 NIST612 玻璃标样作为外标计算锆石样品的 Pb、U、Th 含量，具体实验方法见参考文献（李怀坤等，2009）。数据处理采用 ICP-MS DataCal 程序 （Liu et al.，2008），年龄计算及谐和图绘制采用 Isoplot（3.0）（Ludwig，2003）软件完成。
2.2 年代学
本研究于该岩体（42°10'20″N；111°30'10″E）中采集 1 件锆石 U-Pb 同位素样品。将挑选好的锆石黏贴在环氧树脂表面，打磨抛光后露出锆石的表面，制成靶样。然后对样靶中锆石进行透射、反射和阴极发光（CL）照相，由北京锆年领航科技有限公司扫描电镜实验室完成，并送至天津地质矿产研究所同位素实验室，采用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪对锆石进行U-Pb同位素分析。
锆石U-Pb分析利用193 nm激光器对锆石进行剥蚀，采用的激光能量密度为 13～14 J/cm2，频率 8～10 Hz，激光剥蚀斑束直径为 30 μm，激光剥蚀物质以氦为载气送入 Neptune，利用动态变焦扩大色散可以同时接收质量数相差较大的 U-Pb 同位素，对锆石 U-Pb 进行原位测定。同时利用 NIST612 玻璃标样作为外标计算锆石样品的 Pb、U、Th 含量。测试的条件及相关参数为：接收器 —L4-206Pb； L3-207Pb；L4-208Pb；C-219.26；H2-232Th；H4-238U。冷却气体—16 L/min，辅助气体—0.75 L/min，氩载气— 0.968 L/min，氦载气—0.86 L/min。RF 功率—1251 W，积分时间为 0.131 s，样品的信号采集时间为 60 s。对采集的数据采用中国地质大学刘永胜博士研发的 ICP-Ms DataCal 程序和 Kenneth R. Ludwig 的 Isoplot 程序进行处理及和谐图等图件绘制，置信度为 95%。详细的仪器操作条件和数据处理方法见 Liu et al.（2008）。
3 测试结果
3.1 主量、微量元素特征
该岩体主量元素含量见表1，显示为中性—基性岩类。SiO2含量除一个为 66.86%外，其他样品含量集中于 48.89%～59.09%；Al2O3 含量介于 14.80%～18.22%，A/CNK为0.83～1.08，大多数属准铝质范围，仅一个样品（A/CNK 为 1.39）落入过铝质区域；全碱含量较高：Na2O+K2O 为 5.93%～9.00%，其中 Na2O 含量为 3.26%～5.22%，平均 3.98%，K2O 含量 1.31～5.00%，平均值为 3.20%；Na2O/K2O 为 0.80～4.00，仅两个小于 1，为钠质岩石；MgO含量介于 1.01%～6.25%，Mg# 变化于 36～61，其中 Mg# = 100×n（Mg）/[n（Mg）+n（TFe）]（邓晋福等，2015）；TiO2= 0.68%～2.67%，平均为 1.65%，接近洋岛玄武岩的 TiO2 含量（1.35%～2.29%）（Weaver，1991）；在侵入岩 TAS 图解（图3）上，辉长闪长岩落在碱性区域的二长闪长岩及二长岩范围内，闪长岩则主要落入Ir-Irvine 分界线下方的二长岩范围，仅一个投在石英二长闪长岩，与矿物组成定名相符；野外观测及薄片鉴定结果表明，岩体遭受了不同程度的后期蚀变作用，且样品岩石化学分析数据中具有较高的烧失量（LOI 值介于 1.16%～6.37%），因此，在岩石类型判别中纳入不活泼的微量元素（如 Zr、Nb、Y、Ti）做进一步判别，Nb/Y-10000×Zr/TiO2岩石分类图（图4） 上，样品点主要落入碱性玄武岩-粗安岩区，仅石英二长岩落在粗面岩区。二者判别结果较为一致，说明蚀变在岩石化学定名方面影响较小。
Ir-Irvine分界线上方为碱性，下方为亚碱性（Ir-Irvine分界线据 Irvine and Baragar，1971）
1—橄榄辉长岩；2a—碱性辉长岩；2b—亚碱性辉长岩；3—辉长闪长岩；4—闪长岩；5—花岗闪长岩；6—花岗岩；7—硅英岩；8—二长辉长岩；9—二长闪长岩；10—二长岩；11—石英二长岩；12—正长岩；13— 副长石辉长岩；14—副长石二长闪长岩；15—副长石二长正长岩； 16—副长正长岩；17—副长深成岩；18—霓方钠岩/磷霞岩/粗白榴岩
图4Nb/Y-10000×Zr/TiO2岩石分类图（底图据Winchester and Floyd，1977）
在原始地幔标准化的蛛网图（图5）上：LILE 以 Rb、Ba、K、Pb、Sr富集；HFSE中Nb、Ta、Th相对亏损。整体呈“隆起”状多元素原始地幔标准化配分特征，除 Nb、Ta 元素相对亏损外，与洋岛玄武岩（OIB）或板内玄武岩的特征相似，而不同于典型火山岛弧背景下的岩石特征。样品 Y/Nb 值为 0.39～1.12，平均值0.77，与碱性洋岛玄武岩及大陆玄武岩Y/Nb值小于1的变化范围相同。其高的Zr（93.4×10-6～499.3× 10-6）值和 Zr/Y（4.1～27.5）值，显示与板内玄武岩特征更为相近。
3.2 稀土元素特征
岩体稀土元素及微量元素分析结果见表1，稀土总量 ΣREE 为 123.19×10-6～489.34×10-6；LREE/ HREE 值为 9.99～21.71，平均 13.58，LREE 相对 HREE更为富集；（La/Yb）N值变化于14.80～34.12，平均 21.22，轻、重稀土元素分馏明显，δEu 为 0.77～1.05，平均 0.90，具弱的 Eu 负异常。Ce 显示弱正异常。稀土元素配分曲线（图6）为轻稀土富集、重稀土较平直的右倾型曲线，辉长闪长岩、闪长岩和石英二长岩样品REE配分模式呈平行状高低排列，显示稀土分异程度相近，具有同源岩浆演化特征。总体上与典型的OIB配分模式一致。
3.3 锆石U-Pb年代学
样品 Y305-01 中所选锆石呈粉黄色半自形柱状、次浑圆粒状及短柱状，晶棱、晶锥均已钝化，分辨不清，可见凹坑、沟槽等溶蚀痕迹（图7），表明其可能受到后期热液溶蚀作用的影响；部分锆石外围发育很窄的亮白增生边，可能受后期构造热事件影响所致；锆石颗粒大小差距较大，为50～200 μm，大多数发育较宽缓的环带，个别呈平行条带状，显示中基性侵入岩锆石特点（Wu and Zheng，2004）；Th、U含量变化范围较大，分别为 18×10-6～1870×10-6 和 78× 10-6～3161×10-6，Th/U 值除测点 2、11、20 小于 0.1 之外，其余测点均大于0.4，显示岩浆锆石特征（表2）。
本文对具有较清晰环带的 30 颗岩浆成因锆石进行 LA-ICP-MS U-Pb 同位素测试，所测 30个测点中，测点 2、13 偏离了协和曲线，可能由于放射性成因 Pb 的丢失，其余年龄数据可分为两类，分别集中在 268～253 Ma 和 150～145 Ma，均位于谐和线上，这些测点的加权平均年龄分别为（261.7±2.4） Ma和 （146.5±3.4） Ma，前者代表了岩体的成岩时代（图8），后者锆石年龄表明可能遭受早白垩世岩浆活动影响（图9）。
4 讨论
4.1 岩石成因及构造环境
中二叠世晚期辉长闪长岩和闪长岩，具有低 SiO2、高 Al2O3、Fe2O3和 FeO、CaO、碱（K2O、Na2O），较高的 TiO2、MgO，以及较低 P2O5含量，石英二长岩则显示出相对偏低的 Al2O3及较高的 SiO2含量。在哈克图解中Al2O3、TFeO、CaO、TiO2、MgO与SiO2均呈负相关性，K2O则随之增大，P2O5、Na2O则无明显变化。 SI=7.56～27.95，变化范围较宽，平均 18.03，远小于 40，反映为幔源岩浆分异或同化混染的产物。Mg# 可以粗略指示岩浆结晶分异的程度，将 60～71（Mg#）作为未分异的初始岩浆值，本文样品中Mg# 介于 36.1～60.8 之间变化，显示岩浆可能经历了不同程度的结晶分异作用，低的 Ni 含量（1.67×10-6～61.76×10-6）和 Cr 含量（2.74×10-6～57.60×10-6）表明其已不是原生岩浆。由于受热液蚀变作用影响，样品具有较大的烧失量变化范围（1.16%～6.37%），大离子亲石元素（K、Rb、Sr、Ba等）不稳定、容易发生迁移，因此，本文主要利用 REE、高场强元素含量及特征对岩石成因进行讨论。
表1内蒙古四子王旗敦德乌苏闪长岩主量元素（%）、微量元素（10-6）分析结果
续表1
注：测试单位为河北省区域地质矿产调查研究所实验室（2015年）。
表2中二叠世闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果
注：测试单位为天津地质调查中心（2015年）。①1，3～5，8～12，14～15，17～21号点206Pb/238U表面年龄加权平均值（261.7±2.4） Ma；②6～7，16，22号点206Pb/238U表面年龄加权平均值（146.5±3.4） Ma。
图7闪长岩（Y305-1）锆石CL图像
图8闪长岩（Y305-1）锆石LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图
图9闪长岩（Y305-1）锆石LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图
前已述及，研究区样品主要具碱性玄武岩特征，岩石在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图和多元素原始地幔标准化蛛网图上强烈富集高场强和轻稀土元素等不相容元素，这些特征和 OIB 玄武岩极为相似，正如牛耀龄（2010）所描述的那样，有越不相容元素越富集的特点。在高场强等元素的某些比值方面，辉长闪长岩及闪长岩的Zr/Nb（2.69-13.70）、Hf/Nb（0.08～0.54）、Th/La（0.06～0.29）、Y/ Nb 值（0.39～1.12）和 Ti/V 值（37.89～186.77），与洋岛玄武岩和大陆玄武岩的微量元素比值相似（夏林圻等，2007）。大洋内部受陆壳混染的机会比较小 （杨高学等，2013），而敦德乌苏岩体具明显地壳物质混染特征，结合区域上并无洋岛环境的沉积岩发育，高的 Zr/Y（4.07～27.54）值亦显示更可能来源于大陆板内富集单元。
表3碱性玄武岩对比数据
注：原始地幔，OIB 端员及 N-MORB 比值据 Weaver，1991；克拉玛依、卡拉麦里及巴音沟碱性玄武岩数据分别据 Yang et al.，2013；杨梅珍等，2009；陈根文等， 2012。
通常来源于软流圈地幔的岩浆 TiO2 含量为 1.27% 左右，而与更深部地幔物质活动有关的岩浆中 TiO2含量一般大于 2%（朱弟成等，2008），敦德乌苏基性岩体（13个样品）TiO2含量为0.68%～2.67%，仅有 3 个样品 TiO2含量在 1.27% 以下，显示其源区与深部地幔物质活动有关。轻稀土元素、高场强元素含量和比值被广泛应用于判别岩浆源区和部分熔融程度。朱弟成等（2008）认为利用（La/Sm）-（Sm/Yb）图解可以有效地区分亏损地幔或者富集地幔源区和确定尖晶石或石榴石类型地幔的部分熔融程度，在（La/Sm）-（Sm/Yb）图解中（图10），所有样品靠近富集地幔趋势的OIB区域，并介于尖晶石+石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩演化曲线之间，暗示地幔源区组成可能为尖晶石+石榴石二辉橄榄岩（尖晶石<石榴石），并发生了 3%～10% 的低程度部分熔融。通过与典型 OIB 端元组分相对比，介于 EMⅡ和 EMⅠ型富集地幔之间（表3），更接近于克拉玛依（Yang et al.，2013）和卡拉麦里（杨梅珍等，2009）洋岛玄武岩。
TNT 异常（Nb、Ta、Ti 亏损）通常被作为岛弧和活动大陆边缘玄武岩的典型标志（Pearce，1982； Keppler，1996；夏林圻等，2007），但出现Nb、Ta、Ti异常并不一定代表岛弧环境（赵振华，2007），亦可能是受到地壳的混染所致（Rudnick and Fountain， 1995；胡培远等，2016），敦达乌苏辉长闪长岩与闪长岩不相容元素 Nb、Ta均相对亏损，显示消减带或地壳混染的特征，但较高的 TiO2（0.68%～2.67%）、 Nb（12.77×10-6～50.29×10-6）、Ta（0.82×10-6～3.60× 10-6）含量明显高于典型的岛弧岩浆，且样品 Nb、Ta 的亏损程度呈逐渐减弱趋势，可能与混染程度逐渐降低有关。夏林圻等（2007）认为岛弧玄武岩具低的 Zr 含量（<130×10-6）和 Zr/Y 值（<4），而大陆玄武岩，不管是否遭受地壳或岩石圈混染，它们均具有较高的 Zr 含量（>70×10-6）和 Zr/Y 值（>3），研究区样品 Zr（93.4×10-6～499.3×10-6）值和 Zr/Y（4.1～27.5） 值表明辉长闪长岩并非来源于岛弧环境。（Th/Nb）N 值（（Th/Nb）N<1）与 Nb/La 值（Nb/La≥1）是识别岩浆没有受到地壳混染的两个特征参数，样品中（Th/Nb）N 值介于 0.67～3.79（平均 2.21），Nb/La 值介于 0.43～0.81，显示出陆壳物质混染的特征。前人研究表明 （夏林圻等，2007；程银行等，2015），具陆壳混染特征的基性岩浆用（Zr/Y）-Zr图解（图11）可以更好地区别板内玄武岩与岛弧或大陆边缘玄武岩，测区样品点主要落在板内玄武岩区及其附近；在 TiO2-Zr 构造判别图解（图12）上，多数样品点均落于板内玄武岩区域，仅一个样品落入岛弧区域；（Ta/Hf）-（Th/ Hf）图解中样品点主要落到陆内裂谷碱性玄武岩区及大陆拉张带玄武岩区（图13）；在（Nb×2）-（Zr/4）-Y 图解（图14）中，二者样品点主要投到板内碱性玄武岩（A1+A2）中及其附近，表明它们具有板内拉张环境的特征。
IAB—岛弧玄武岩；WPB—板内玄武岩；MORB—洋中脊玄武岩
VAB—岛弧玄武岩；WPB—板内玄武岩；MORB—洋中脊玄武岩
Ⅰ—板块发散边缘N-MORB区；Ⅱ—板块汇聚边缘（Ⅱ1—大洋岛弧玄武岩区；Ⅱ2—陆缘岛弧及陆缘火山弧玄武岩区）；Ⅲ—大洋板内洋岛、海山玄武岩区及T-MORB区；Ⅳ—大陆板内（Ⅳ1—陆内裂谷及陆缘裂谷拉斑玄武岩区；Ⅳ2—陆内裂谷碱性玄武岩区；Ⅳ3—大陆拉张带（或初始裂谷）玄武岩）；Ⅴ—地幔热柱玄武岩区
A1+A2—板内碱性玄武岩；A2+C—板内拉斑玄武岩；B—E型 MORB；C+D—火山弧玄武岩；D—N型MORB
4.2 地质意义
对古亚洲洋的闭合时限，早先有学者认为闭合于晚志留世—泥盆纪（Şengör et al.，1993）或中—晚泥盆世（徐备和陈斌，1997），近年来越来越多的研究表明内蒙古中部古亚洲洋闭合于晚石炭世之前 （邵济安，1991；薛怀民等，2010；李益龙等，2012）。二叠纪应处于碰撞后伸展构造环境（王琦等， 2022），Tong et al.（2015）总结了内蒙古中部地区的二叠纪（292～275 Ma）期间发育的富碱性侵入岩进行了系统总结，认为该时期碱性花岗岩已处于后碰撞伸展环境。程银行等（2015）于东乌珠穆沁旗地区发现了碱性系列的镁铁-超镁铁质岩石，并从角闪辉长岩中获得了（280.8±1.5） Ma 的锆石 U-Pb 年龄，与时代相近的碱性花岗岩类（程银行等，2014） 组成双峰式岩浆组合，形成于造山后向板内体制演化的伸展背景，揭示了早二叠世晚期已开启了板内非造山的构造模式。测区南部四子王旗小南山发育锆石 U-Pb年龄为（272.7±2.9） Ma的辉长岩（党智财等，2016），被认为形成于板内构造环境。本文发现的敦德乌苏辉长闪长岩地球化学特征接近 E-MORB，并具有向 OIB演化的趋势，但周围并无海相地层发育，可能揭示了早二叠晚期已开启了板内非造山的构造模式。
区域上研究结果显示二叠纪应处于一个伸展阶段，然而关于伸展的程度主要有两种不同认识：一种观点认为二叠纪由于持续的伸展已广泛发育为大面积陆表海充填的裂谷环境（徐备等，2014；邵济安等，2015）；另一种观点则依据索伦—贺根山一带蛇绿岩及 MORB 型基性岩的存在认为此时已发展成为有限洋盆（Miao et al.，2008；晨辰等，2012）。后一种观点的主要依据之一是将锡林浩特地区哲斯组泥岩中发现的放射虫化石作为洋盆存在的证据（尚庆华，2004），最近方俊钦等（2014）在毛登牧场地区放射虫产出层位发现螺和双壳类化石，表明放射虫并非形成于单一的深水环境而不能作为洋盆存在的直接证据。索伦一带的二叠纪蛇绿岩可能是源于板块伸展的陆缘裂谷型（徐备等，2014），区域地质资料表明，二叠纪地层主要由陆相、海相及海陆交互相沉积碎屑岩组成，水体深浅变化较为频繁，代表了海陆交互相的陆表海环境，而此时已出现暖水型与冷水型生物的混生（周志广等， 2010）。由于拉张环境下碱性花岗岩及双峰式火山岩具带状分布的特点（邵济安等，2014），古地磁研究显示（徐备等，2014）晚石炭世—二叠纪具有相似的纬度，板块已经拼合，可能没有形成大洋的空间位置，结合本研究区辉长闪长岩及闪长岩具有板内 OIB玄武岩特征。虽然晚石炭世—早二叠世期间的沉积地层累计厚度过万米（李红英，2016），但其并不能直接反映水体的深度，而仅仅是补偿沉积厚度的累积。该时代与峨眉山大陆溢流玄武岩（260 Ma）的形成时代相同，可能与320～250 Ma地球表面存在的大范围扩张事件有关。地层方面，由于中亚造山带二叠纪地层基本未变质或浅变质且不存在磨拉石建造（邵济安等，2015），认为此时不存在造山作用。
前已述及，研究区二叠纪岩体主要由中—基性岩及酸性岩组成，中基性岩为辉长闪长岩、闪长岩，具碱性系列特征，而酸性岩主要为具 A 型特征的二长花岗岩。这种组合特征与后造山岩套相似，可能是由于碰撞增厚的岩石圈地幔下沉，软流圈上涌使上覆陆壳发生张性坍塌而减薄，这样软流圈的热演化界面得以升高，扩大了总的热平衡，从而产生了测区的侵入岩岩石类型。考虑到二叠纪基性岩具碱性系列特征，结合辉长闪长岩呈块状构造，矿物特征显示其成岩及之后未经历较为强烈的变质作用和构造变形，表明其应形成于伸展构造体制，侵位时的压力较低，而非岛弧成因构造增生到活动大陆边缘的可能。Ce显示正异常，反映岩浆快速侵位 （李益龙等，2012），而拉张背景则提供了快速侵位的空间。本文辉长闪长岩及闪长岩的锆石 U-Pb年龄为 261 Ma，微量元素原始地幔标准化曲线及稀土球粒陨石标准化曲线与 OIB 玄武岩相似，并具有地壳混染的特点，说明它们的源区来自大陆拉张环境。
5 结论
基于四子王旗敦德乌苏地区中二叠世辉长闪长岩—闪长岩的地球化学特征分析及锆石LA-ICP-MS U-Pb精确定年，得出以下结论：
（1）辉长闪长岩与闪长岩具有较高的全碱含量：（Na2O+K2O）为 5.93%～9.00%；Mg# 介于 36~61， TiO2=0.68%~2.67%，接近洋岛玄武岩的 TiO2 含量 （1.35%~2.29%）。稀土具轻稀土富集、重稀土较平直的右倾型曲线（（La/Yb）N值为14.80~34.12），δEu为弱负 Eu 异常（0.77～1.05）。Rb、Ba、K、Pb、Sr 富集； Nb、Ta、Th 相对亏损。整体呈“隆起”状多元素原始地幔标准化配分特征，除Nb、Ta元素相对亏损外，与洋岛玄武岩（OIB）或板内玄武岩的特征相似。
（2）本文所选闪长岩锆石具较宽缓的环带，显示中基性侵入岩锆石特点，进行 LA-ICP-MS U-Pb 同位素测试，年龄数据可分为两类，分别集中在 268~253 Ma和150~145 Ma之间，加权平均年龄分别为（261.7±2.4） Ma和（146.5±3.4） Ma，前者代表岩体的成岩时代为中二叠世，后者锆石年龄表明可能遭受早白垩世岩浆活动影响，结合与东部中细粒含斑黑云母二长花岗岩岩体的侵位关系，将其置于中二叠世晚期。
（3）样品中（Th/Nb）N 值介于 0.67～3.79（平均 2.21），Nb/La 值介于 0.43～0.81，显示出一定陆壳物质混染的特征。而微量元素原始地幔标准化曲线及稀土球粒陨石标准化曲线与 OIB 玄武岩相似，高的 Zr/Y（4.07～27.54）值亦显示可能来源于大陆板内富集单元。说明四子王旗敦德乌苏地区中二叠世辉长闪长岩形成于大陆拉张环境，内蒙古中部古亚洲洋可能在晚石炭世之前已经闭合。
注释
① 天津市地质调查研究院 .2016. 内蒙古 1∶5 万敖如斯合 （K49B004013）包饶勒教包（K49E004014）、卫境大队 （K49E005013）、准阿德格（K49E005014）、敖包吐（K49E00601 3）、艾勒格庙幅（K49E006014）幅区域地质矿产调查报告[R].
