摘要
笔者在内蒙古四子王旗北部敖包吐一带进行1∶5万区域地质调查时，通过系统性宏观、微观地质调查和室内组构分析，识别出一条大型韧性剪切带。敖包吐韧性剪切带平面呈北东东向面状展布，顺层发育于中—下二叠统大石寨组中。广泛发育透入性糜棱面理、拉伸线理、杆状构造、紧闭褶皱、鞘褶皱等宏观韧性变形，眼球状构造、书斜构造、旋转碎斑及S-C组构等微观变形也十分发育。定向薄片指示其具有左行剪切的特征；调查中对300组C面理和拉伸线理产状进行分区赤平投影，指示其运动方向为NNW-SSE向，与整体展布方向近于垂直，推测其具有伸展性质；对顺层侵入并发生同步变形的二长花岗岩岩枝进行了锆石U-Pb定年，年代为（284.2±1.2） Ma，指示敖包吐韧性剪切带形成于早二叠世；该韧性剪切带的发现为解决兴蒙造山带晚古生代构造演化争议提供了新的约束，也为深入理解中亚造山带东段古亚洲洋最终闭合的动力学过程提供了关键线索。
Abstract
Aobaotu ductile shear zone is located at the north part of Siziwangqi, Inner Mongolia. According to large area surveys, bedding shear is widely developed in the ductile shear zone, L-S type, L>S type and L type tectonite are formed. Various macro and micro structures are widely developed such as Shear fold, rodding structure, S-C fabric, domino structure and rotated porphyroclast, etc. Sinistral shearing on the XZ face is concluded by observating directional thin sections. Nearly 300 groups of occurrence of stretching lineation and C foliation were matched measured and stereographic projected by partitioning, which concluded that the shearing direction of Huaaobao-Daqi ductile shear zone is NNW-SSE and perpendicular to the distribution direction. Also concluded that the ductile shear zone is of extensional type. Zircon LA-MC-ICP MS U-Pb dating of Syntectonic adamellites apophyse yielded an age of (284.2±1.2) Ma, indicates that Aobaotu ductile shear zone formed in the Early Permian. The discovery of this ductile shear zone provides new constraints for resolving the controversy over the Late Paleozoic tectonic evolution of the Xingmeng Orogen, and also offers crucial clues for a deeper understanding of the dynamic process leading to the ultimate closure of the Paleo-Asian Ocean in the eastern segment of the Central Asian Orogen.
0 引言
兴蒙造山带作为中亚造山带东段的核心组成部分，其晚古生代构造演化长期存在争议，尤其是关于古亚洲洋闭合时限、碰撞造山过程及后碰撞伸展机制等关键问题（李锦轶等，2007）。一部分传统观点认为，兴蒙造山带在晚石炭世至早二叠世完成主碰撞造山，随后进入陆内调整阶段（徐学义等， 2008；张拴宏等，2012）。然而，近年来的一些研究显示，该地区晚古生代构造体制可能具有多阶段性与复杂性，部分学者提出古亚洲洋在二叠纪仍存在局部俯冲，并伴随弧后伸展或碰撞后垮塌（王涛等， 2015），而另一些研究则强调早二叠世后已全面转入陆内变形（赵越等，2014；刘俊来等，2019）。上述这些不同争议的核心在于缺乏区内晚古生代伸展构造的可靠地质证据及准确的年代学约束，导致对区域构造动力学背景的解释存在显著分歧（张进等，2018；李三忠等，2020）。
笔者通过参与内蒙古 1∶5万敖如斯台等 6幅区调项目，在兴蒙造山带中段四子王旗北部识别出一处北东东向韧性剪切带，整体长度近50 km，大面积发育糜棱岩及糜棱岩化岩石，各类宏观和微观韧性变形构造均较为发育。本文通过野外构造解析、微观变形分析与年代学依据，论证该韧性剪切带可能形成于伸展的构造背景之下。通过对同构造侵入的二长花岗质糜棱岩进行锆石 U-Pb 同位素测年，得到（284.2±1.2） Ma 的年龄数据，得出该韧性剪切带的形成时代为早二叠世。这一发现可能代表古亚洲洋闭合后碰撞造山阶段向陆内伸展转换的关键构造记录。研究结果支持晚古生代末期兴蒙造山带并非处于单一挤压环境，而是存在局部地壳伸展与构造体制转换，这一过程可能与俯冲板片断离或造山带垮塌有关（张忠义等，2014；王涛等， 2015）。该发现不仅为解决兴蒙造山带晚古生代构造演化争议提供了新的约束，也为深入理解中亚造山带东段古亚洲洋最终闭合的动力学过程提供了关键线索（张进等，2021）。
1 区域地质背景
研究区位于内蒙古四子王旗北部，地处兴蒙造山带中部。北接苏左旗—西乌旗古生代岛弧及弧后盆地，南邻二道井—迪彦林场古生代俯冲增生杂岩带，二级构造单元属于索伦—林西岛弧/陆缘增生带，三级构造单元属于苏左旗—西乌旗弧盆系（辛后田等，2020；王树庆等，2021）。区内地层主要发育青白口纪艾勒格庙组和下—中二叠统大石寨组。
艾勒格庙组为一套浅变质的陆源碎屑岩夹碳酸盐岩组合，受多期构造及岩浆侵入的影响，总体呈近东西向或北东向不连续的岛状出露。划分2个岩段，下段以大理岩、结晶灰岩为主夹石英片岩、绢云板岩及大理岩等，上段以绢云石英片岩夹硅化大理岩为主。区内未见顶底。
大石寨组呈北东向宽带状展布，为一套厚层状海相喷发的酸性—中酸性火山岩及火山碎屑岩夹碎屑沉积岩及碳酸盐岩为主，总厚度大于 7100 m，划分为5个岩性段。区内大石寨组由下至上分别为细碎屑岩段、流纹岩夹流纹质凝灰岩段、粉砂质板岩段、流纹岩、英安岩夹流纹质熔结凝灰岩段、流纹质凝灰岩段。区内大石寨组为韧性剪切带通过的主要地质体，普遍发育糜棱面理及拉伸线理。
研究区内侵入岩也较为发育，主要分布于研究区北侧，以中志留世石英闪长岩、早二叠世中细粒黑云母二长花岗岩、细粒二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩为主，为苏尼特左旗—西乌旗岩浆岩带的组成部分（图1）。
研究区受多期构造运动影响，褶皱、断裂及韧性剪切带均广泛发育，主要构造线呈 NE-NEE 向 （张进等，2023）。
图1研究区大地构造位置（a）及敖包吐韧性剪切带地质简图（b）
1—下白垩统二连组；2—下—中二叠统大石寨组五段；3—下—中二叠统大石寨组四段；4—下—中二叠统大石寨组三段；5—下—中二叠统大石寨组二段；6—下—中二叠统大石寨组一段；7—青白口系艾勒格庙组；8—早白垩世正长花岗岩；9—早二叠世黑云母二长花岗岩；10—早二叠世二长花岗岩；11—中志留世石英闪长岩；12—强变形带；13—弱变形域；14—断层；15—拉伸线理产状；16—地层产状；17—糜棱面理产状
2 韧性剪切带的平面展布及结构特征
敖包吐韧性剪切带发育于兴蒙造山带中段四子王旗北部边境地区，自西南向东北贯穿整个研究区，长度近 50 km，宽近 25 km，整体走向呈 NEE 向。韧性剪切带穿过的地质体主要为青白口系艾勒格庙组、中—下二叠统大石寨组、中志留世石英闪长岩及早二叠世黑云母二长花岗岩。根据岩石韧性变形程度的强弱，敖包吐韧性剪切带划分为强变形带和弱变形域（图1），强变形带较窄，弱变形域相对较宽，在平面上表现为强变形带与弱变形域交替出现或小角度相交的网结状。根据大面积野外调查，剪切带内糜棱面理的产状与地层原层理基本一致，并在后期伴随地层褶皱而发生弯曲。结合地质填图及遥感影像，敖包吐韧性剪切带的平面展布呈反 “S”型，整体构造样式表现为轴向 NEE 向的大型复式褶皱，褶皱变形面即为与层理近于平行的糜棱面理（天津市地质调查研究院，2019①）。经地质调查后，将其命名为德尔斯乌苏复式向斜（图1）。
强变形带内岩石多已变形为糜棱岩，岩石内部结构完全改变，矿物细粒化程度较高。主要发育于韧性剪切带南部伊和尔—苏摩查干敖包一线的大石寨组二段、三段、艾勒格庙组以及黑云母二长花岗岩中，发育流纹岩质糜棱岩、英安岩质糜棱岩、流纹质晶屑凝灰岩质糜棱岩、灰黑色板岩质糜棱岩等，糜棱面理、矿物拉伸线理、剪切褶皱等宏观韧性变形较为发育。弱变形域内岩石则以糜棱岩化及弱糜棱岩化变形为主，岩石内部结构部分改变，矿物细粒化程度较低，主要发育于剪切带其他区域，发育（弱）糜棱岩化流纹岩、（弱）糜棱岩化流纹质凝灰岩、（弱）糜棱岩化石英闪长岩及（弱）糜棱岩化黑云母二长花岗岩等。
3 宏观、微观变形特征及剪切方向判别
3.1 宏观变形特征
敖包吐韧性剪切带内糜棱岩和糜棱岩化岩石广泛发育，宏观变形构造以糜棱面理（图2c、d）、拉伸线理（图2e、f）、旋转碎斑（图2a、b、g）、剪切褶皱 （图2h、i、j）及同构造分异脉体（图2k、l）等为主。特征如下：
糜棱岩：敖包吐韧性剪切带内最典型的糜棱岩为岩屑晶屑凝灰质糜棱岩与二长花岗质糜棱岩。晶屑凝灰质糜棱岩，糜棱结构，定向构造，岩石由残斑和基质组成，残斑由斜长石、钾长石和石英组成，似透镜状，总体显定向排列，斜长石具绢云母化，可见波状消光、压力影等应力现象，钾长石可见书斜构造；石英碎斑多破碎，边缘多被细小新晶粒定向分布似压力影。基质由微粒状长英质糜棱物、新生绢云母及黑云母组成，呈线痕状绕碎斑定向分布。二长花岗质糜棱岩，糜棱结构，定向构造，由残斑和基质组成，残斑由斜长石和钾长石组成，似眼球状，定向分布，具核幔构造、波状消光，基质由细粒化长英质组成，呈条带状、线痕状绕残斑定向分布，动态重结晶明显。
C 面理：为敖包吐韧性剪切带中广泛发育的宏观组构，在大石寨组中最为常见。在大石寨组岩石露头中可见大量透入性的 C 面理，表现为由石英或长英质条带、长石碎斑的扁平面以及细粒化石英、新生绢云母成分层劈理面平行排列的滑移面。据现有研究成果，C面理是在剪切变形时形成，通常与剪切带的剪切方向一致（徐霭君和段嘉瑞，1989；李德威，2005）。
拉伸线理：与C面理一样，拉伸线理同样是敖包吐韧性剪切带十分发育的一类宏观变形组构，表现为在 C 面理上密集分布且方向一致的线痕，由长英质矿物和云母类矿物构成，可直接反映剪切运动的相对方向（许志琴，1989；王根厚，2015）。
顺层剪切褶皱：顺层剪切褶皱主要发育在敖包吐韧性剪切带内相对软弱的层位，如大石寨组粉砂质板岩段和艾勒格庙组纹层状大理岩段，多发育层间无根钩状褶皱、Z 字形褶皱、紧闭褶皱及鞘褶皱等，均反映层间的韧性剪切变形（图2h~j）。
同构造分异脉体：同构造分异脉体在敖包吐韧性剪切带南部强变形域内较为多见，多为硅质或长英质脉体，脉体内石英、长石多发育动态重结晶，脉体边界与糜棱面理一致，并同步发生剪切褶皱，形成不对称褶皱或连续紧闭褶皱（图2k、l）。
3.2 微观变形特征
调查过程中在敖包吐韧性剪切带不同构造部位采集了多片定向薄片，由于变形岩石XZ面发育矿物拉伸线理，YZ面线理不发育，矿物呈等轴状，定向薄片均沿XZ面切片（以XZ面东侧朝上制片）。镜下观察的岩石塑性变形特征明显，尤其以石英晶屑、晶粒的变形和动态重结晶为主（图3），石英普遍发育波状、带状消光现象，正交偏光下可见石英条带呈重结晶集合体状，且石英颗粒边界镶嵌现象明显，多发育亚颗粒和细粒化重结晶。长石部分发育弱波状消光，少量表现为轻微塑性弯曲。结合石英、长石等矿物动态重结晶特征，初步判断敖包吐韧性剪切带变形岩石的变质条件为低绿片岩相（钟增球和郭宝罗， 1991；纪沫等，2008；杨天南和徐宏顺，2009）。
此外，在镜下能识别出大量反映塑性变形的显微组构，如旋转碎斑、显微S-C组构、核幔构造、波状及带状消光。
旋转碎斑：敖包吐韧性剪切带中旋转碎斑在糜棱岩化二长花岗岩和大石寨组糜棱岩化流纹质晶屑凝灰岩中最为发育。碎斑主要为斜长石、钾长石和石英，基质主要为细粒化、微粒化的长英质以及少量新生的绢云母、黑云母等矿物。斜长石、钾长石碎斑通常旋转后会发生破碎，形成书斜构造（图4c），同时棱角由于旋转和压溶作用而圆化，形成眼球状或透镜状（图4b、h）。碎斑两侧沿面理方向常见长英质、绢云母或黑云母构成拖尾。
显微 S-C 组构：敖包吐韧性剪切带中显微 S-C 组构较为发育，在岩石薄片中较容易识别（图4a）。通常表现为斜长石或钾长石碎斑长轴优选方位（S 面理）与定向排列的长英质或云母等基质（C 面理） 构成S-C组构。
核幔构造：主要表现为以石英碎斑为核，被周缘细粒化或重结晶的石英亚颗粒所环绕（图4d）。
波状、带状消光：敖包吐韧性剪切带中，糜棱岩化岩石中的石英碎斑普遍发育波状、带状消光，表现为石英晶体被塑性拉伸变形，晶体内产生位错，边部具有弱的动态重结晶现象，消光影呈扇形或不规则状连续地扫过矿物颗粒。
图2敖包吐韧性剪切带中的宏观变形构造
a—大石寨组岩屑晶屑质糜棱岩，旋转碎斑较为发育；b—二长花岗质糜棱岩，斑晶均已变形为旋转碎斑；c—大石寨组强变形域中密集发育的糜棱面理；d—大石寨组流纹岩中发育的糜棱面理；e—发育在C面理上的拉伸线理；f—发育在C面理上的拉伸线理；g—艾勒格庙组糜棱岩化大理岩中发育的宏观旋转碎斑；h—大石寨组中发育的“Z”字形紧闭褶皱；i—艾勒格庙组糜棱岩化大理岩中发育的鞘褶皱（岩心）；j—艾勒格庙组糜棱岩化大理岩中发育的无根钩状褶皱；k—大石寨组流纹质糜棱岩中发育的同构造脉体，脉体与糜棱面理平行发育；l—大石寨组流纹质糜棱岩中的同构造脉体，形成紧闭褶皱
图3糜棱岩带石英塑性变形域动态重结晶
a—石英晶屑波状消光，局部发育亚颗粒；b—石英粒内波状、带状消光；c—石英晶体动态变形为弯曲条带状，且发育波状、带状消光；d—石英晶粒带状消光及亚颗粒化；e—石英晶屑带状、波状消光，局部亚颗粒化；f—石英条带发育核幔构造
通过对前述宏观变形构造和定向薄片微观构造的观察，敖包吐韧性剪切带中宏观和微观变形特征具有一致的运动学指向，在沿拉伸线理走向上表现为左行剪切，即上盘相对下盘向SSE方向运动（图4）。
图4敖包吐韧性剪切带中的微观变形构造
a—显微S-C组构；b—δ型旋转碎斑，两侧形成重结晶的长英质拖尾；c—钾长石碎斑形成的书斜构造；d—核幔构造；e—流纹质糜棱岩中的δ型旋转碎斑；f—流纹质糜棱岩中的σ型旋转碎斑；g—晶屑形成的书斜构造；h—石英质旋转碎斑及两侧的长英质拖尾；i—旋转碎斑及核幔构造
4 韧性剪切带变形温度估计
石英是敖包吐韧性剪切带中最主要的造岩矿物，其在韧性剪切带的过程中发育了较为普遍的动态重结晶。石英的动态重结晶型式与温度具有明显的对应关系（曾令森等，2012），随着温度的升高，石英依次出现低温膨凸重结晶（BLG）、中温亚颗粒旋转重结晶（SGR）和颗粒边界迁移重结晶（GBM）。当温度处于300~380℃时，石英出现膨凸重结晶；当温度处于380~420℃时，膨凸重结晶与亚颗粒旋转重结晶均发育；当温度处于420~480℃时，仅发育亚颗粒旋转重结晶；当温度处于480~530℃时，亚颗粒旋转重结晶与颗粒边界迁移重结晶均发育；当温度大于530℃ 时，仅发育颗粒边界迁移重结晶。因此，可以通过观察石英的动态重结晶形式来估算韧性剪切带的变形温度（张进江，2010；孙立静等，2019；张逸鹏，2019）。
本次研究在敖包吐韧性剪切带内采集的定向薄片分布于剪切带的不同位置，分布比较均匀，包括大石寨组和早二叠世二长花岗岩。通过在敖包吐韧性剪切带内采集的定向薄片可以看出，经过韧性变形的岩石中新生矿物以石英、绢云母和少量绿泥石为主，石英动态重结晶以膨凸重结晶（BLG）和亚颗粒旋转重结晶（SGR）为主，指示韧性剪切带的形成温度为300~400℃（表1）。
5 几何学、运动学特征分析
敖包吐韧性剪切带矿物拉伸线理极为发育，所形成的构造岩以 L-S、L＞S 及 L 型为主。受后期褶皱影响，糜棱面理发生褶皱，由于褶皱宽缓近直立，对拉伸线理方向的改变较微弱。经过大面积测量，共获得拉伸线理与糜棱面理产状近300组。为便于观察和研究，对韧性剪切带按后期褶皱构造的不同部位分为 8个区域（图5），对各区域内线理、面理产状分别进行极射赤平投影（图5），发现该剪切带具有如下规律：
表1敖包吐韧性剪切带石英动态重结晶类型及变形温度对应
注：P—碎斑，M—基质；Qz—石英，Pl—斜长石，Or—钾长石，Bi—黑云母，Srt—绢云母，BLG—膨凸重结晶，SGR—亚颗粒旋转重结晶。
（1）糜棱面理（C）与地层原始产状（S0）基本一致，这一规律在所有整合岩性界面均得以验证，即： C∥S0，形成大面积的顺层剪切，糜棱面理为后期北北东向德尔斯乌苏向斜的变形面，在褶皱转折端处糜棱面理倾向较为杂乱。
（2）全区 70% 以上拉伸线理（L）倾向指向北北东和南南西，指示剪切方向为北北东向，与韧性剪切带的展布方向近乎垂直。
（3）越靠近褶皱转折端，拉伸线理与糜棱面理倾向的交角越大，至转折端处拉伸线理与糜棱面理倾向近乎垂直；褶皱两翼同一点所测拉伸线理倾向与糜棱面理倾向交角多小于15°。
上述规律结合宏观、微观变形构造，综合推断出敖包吐韧性剪切带具有伸展滑脱型韧性剪切带性质，运动方向为：北北西—南南东，上盘相对下盘向南南东向运动。
6 形成时代讨论
敖包吐韧性剪切带大面积发育于大石寨组中，而侵入大石寨组强变形带中的二长花岗岩也同步发生韧性变形，与大石寨组岩石具有一致的剪切面理，形成二长花岗质糜棱岩。二长花岗岩岩体边部发育大量穿入大石寨组的细岩枝，多经剪切而形成 “Z”字形褶皱（图6）。“Z”字形褶皱倒向以南南东向为主，与大石寨组中经剪切形成的不对称褶皱倒向一致，沿 XZ 面（东面朝上）同样具有左行剪切的特征。综上所述，该岩枝应为同构造期侵入，其形成时代可代表韧性剪切所发生的时间。
本文选择在该岩枝中采集样品进行 LA-MC-ICPMS锆石 U-Pb同位素定年，样品号为 PM502.70。锆石分选工作在河北省廊坊区域地质调查研究所完成，样品按常规粉碎淘洗，经磁选和重液分离，后在双目镜下人工挑选，选取纯度在 99% 以上的锆石。锆石制靶和透射光、反射光及阴极发光照相在北京锆年领航科技有限公司完成。样品测年在天津地调中心同位素实验室完成，采用 LA-MC-ICPMS 进行锆石 U-Pb 同位素定年测试，ICP-MS 为 Agilent 7500 a，采用半径为35 μm的激光束斑，以氦气作为剥蚀物质的载气。分析流程见参考文献（李怀坤等，2010），测试数据处理采用ISOPLOT3.0程序 （李怀坤，2010）。
图5各分区拉伸线理和糜棱面理极射赤平投影图（吴氏网，下半球，极点投影；图例同图1）
研究区二长花岗质糜棱岩样品（PM502.70）LA-MC-ICPMS 锆石 U-Pb 同位素数据值见表2，锆石阴极发光图像和谐和图分别见图7和图8。所采样品锆石多呈长柱状，少数呈短柱状，长宽比 2∶1~4∶1，粒径多100~200 μm，密集发育振荡环带具有典型岩浆锆石的特征。
图6侵入大石寨组的糜棱岩化二长花岗岩岩枝
a—糜棱岩化二长花岗岩岩枝顺层侵入大石寨组中，局部发育剪切褶皱；b—糜棱岩化二长花岗岩岩枝发生剪切褶皱；c—侵入大石寨组的糜棱岩化二长花岗岩岩枝发育连续紧闭褶皱；d—岩枝形成褶皱的转折端部位采集锆石U-Pb同位素定年样品
图7PM502.70样品锆石阴极发光图像
图8PM502.70样品锆石U-Pb年龄谐和图
PM502.70 样品共获取 29 个测点数据，其中有一个偏离众数年龄，其年龄值为 329（图7），推测为捕获的石炭纪锆石，其余 28 个数据均位于谐和线上，206Pb/238U表面年龄为（282~292） Ma，在置信度为 95% 时加权平均年龄为（284.2±1.2） Ma（MSWD= 0.53），加权平均年龄误差为±2σ，因此认为（284.2± 1.2） Ma 应代表同构造二长花岗质糜棱岩形成的年龄，即敖包吐韧性剪切带形成于早二叠世。
7 结论
（1）敖包吐韧性剪切带大面积发育顺层剪切，发育 L-S、L＞S 及 L 型构造岩，大量的宏观、微观变形构造指示其相对运动方向为 NNW-SSE 向，推测其形成于伸展构造背景之下。
（2）敖包吐韧性剪切带形后期经历NEE向褶皱变形，以糜棱面理为变形面发育较为宽缓的NEE向德尔斯乌苏复式向斜，韧性剪切带平面展布形态与褶皱构造形迹一致。
（3）该剪切带中发育同构造侵入的二长花岗质糜棱岩，边部发育大量经过韧性剪切的细岩枝，测得其锆石 U-Pb 同位素年龄为（284.2±1.2） Ma，指示敖包吐韧性剪切带形成于早二叠世。
表2二长花岗质糜棱岩（PM502.70）LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素分析数据
（4）结合敖包吐韧性剪切带的发现以及对其构造属性的探讨，为兴蒙造山带中段地区晚古生代存在弧后伸展的阶段提供了证据，也为进一步探索兴蒙造山带晚古生代构造演化提供了关键线索。
致谢 本文是作者团队在兴蒙造山带从事地质调查工作十余年的一点认识和发现，限于研究水平，不当之处难免存在，希望能够抛砖引玉。研究过程中得到天津市地质调查研究院王家兵教授、天津地质调查中心谷永昌教授和吉林大学徐仲元教授多次指导和建议；审稿老师提出许多中肯而宝贵的修改意见，在此一并表示感谢！
注释
① 天津市地质调查研究院.2019. 内蒙古1∶5万敖如斯台、包饶勒敖包、卫境大队、准阿德格、敖包吐、艾勒格庙幅区域地质调查报告[R].
