大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩年代学和地球化学研究

2021-05-31郭喜运

地质论评 2021年3期

郭喜运

山西省矿产资源调查监测中心，太原，030024

内容提要：基于内蒙古朝克乌拉地区开展的1∶5万区域地质调查工作，发现一期以辉长岩为主的基性岩浆活动。研究表明：朝克乌拉地区辉长岩锆石U-Pb年龄为142.6±0.5 Ma、145.1±2.1 Ma，显示岩石为晚侏罗世—早白垩世产物。辉长岩为拉斑系列岩石，具有低硅、低钛、贫碱且高钠低钾特点，分异作用极弱，Eu异常不明显，微量元素Ba、Ta、Sr、Hf富集， Rb、Th、Nb、P亏损。辉长岩岩石地球化学显示其岩浆源区为亏损尖晶石二辉橄榄岩地幔发生30%以上的部分熔融形成，存在流体影响的地球化学特征。岩浆在演化过程中存在一定程度的分离结晶作用，地壳混染作用极其微弱。通过与贺根山蛇绿岩配套岩系的类比，结合研究区古生代至中生代构造背景和贺根山缝合带壳幔电性结构全面分析，推断晚侏罗世—早白垩世辉长岩具有的岛弧印记特征为贺根山洋发育时期古岛弧环境的反映，辉长岩只是伸展背景下幔源岩浆沿深大断裂上涌作用的产物。

大兴安岭南段位于中亚成矿域东段与滨太平洋成矿域的叠加部位，主体位于北部的二连—贺根山断裂与南部的西拉木伦河断裂之间，向东延伸至嫩江断裂(曾庆栋等，2016)。中生代该区域经历了环太平洋构造体系与蒙古—鄂霍茨克构造体系的叠加与改造，晚侏罗世—早白垩世主要为花岗质岩浆活动，呈现活动范围大、强度高的特点，受构造控制主要形成北东、北北东向大型岩基，并形成了众多与之相关的锡、钨、钼、铜、铅等多金属矿床❶，是我国东部中生代构造—岩浆活动的重点地区。近些年许多专家学者对区域上展布的中酸性侵入岩开展同位素年代学及岩石地球化学研究工作，获得了精确的年龄数据，年龄集中分布于130.4±1.4～144.9±1.3 Ma，取得了晚侏罗世—早白垩世研究区处于蒙古—鄂霍茨克洋闭合以及古太平洋板块俯冲作用影响下伸展构造背景的认识(秦亚等，2012；丁辉等，2016；姚磊等，2017；袁建国等，2017；王金芳等，2017，2018；王晰等，2018；郭硕等，2019)。

本次研究的辉长岩主要呈岩株、岩脉状产出于朝克乌拉蛇绿混杂岩中。1∶200000巴彦宝力格幅和毛登幅区调工作中把该期辉长岩与围岩(蛇绿岩)一起划归为华力西晚期(二叠纪)基性侵入岩❷，❸。1∶250000朝克乌拉幅(修测)从蛇绿岩角度对1∶200000区调中的华力西晚期侵入岩进行系统研究，并将其认定为朝克乌拉蛇绿岩块的配套岩系，基于古生物和测年成果将蛇绿岩形成时代置于晚泥盆世—晚石炭世早期，但在地质调查工作中该期辉长岩仍未被分解出来❹。近年来贺根山地区有过早白垩世基性岩浆活动报道，研究区相邻的贺根山及崇根山超基性岩块中存在早白垩世脉状产出的辉长岩，但未涉及岩石地球化学研究(黄波等，2016)；也有学者认为贺根山地区蛇绿岩块非蛇绿岩成因，而是早石炭世和早白垩世地壳垂直增生形成的侵入岩，其中朝克乌拉山超基性岩块为早白垩世产物(Jian Ping et al.,2012)，虽有为数不多的岩石地球化学测试结果，但与本次研究的对象不一致。至此，对该期辉长岩的形成时代、岩石地球化学特征的认识仍处于空白状态。

本文基于朝克乌拉地区开展的1∶50000区域地质矿产调查工作在早期的蛇绿岩块及其围岩地层中首次识别出一期呈岩株、岩脉状产出的辉长岩，锆石U-Pb测年结果显示岩石成岩时代为晚侏罗世—早白垩世，通过系统的岩石学、岩石地球化学研究，探讨辉长岩的形成时代、岩石成因及其地质意义，为贺根山地区晚侏罗世—早白垩世基性岩浆活动提供新证据。

1 地质概况及岩石学特征

研究区大地构造位置属于天山—兴蒙造山系，主体位于北东向展布的二连—贺根山结合带内(王树庆等，2008)。研究区地层(图1)下古生界奥陶—志留系哈尔哈达组(O3—S2hr)，为一套浅变质的海相硅泥质含铁建造❶，主要岩性为片理化细粒角闪岩、绢云母泥质石英砂板岩、条带状铁质石英岩等。上古生界泥盆系塔尔巴格特组(D2-3t)为一套滨浅海沉积建造，原岩由泥岩、粉砂岩、砂砾岩夹凝灰岩、凝灰质泥岩等岩石组合，岩石普遍发生浅变质，板理化构造发育；石炭系本巴图组(C2b)发育较深水环境的类复理石建造；阿木山组(C2a)为一套滨浅海相陆缘碎屑岩夹碳酸盐沉积建造(李文国等，1996)。

图1 大兴安岭南段大地构造位置图(a, 底图据王树庆等，2008)和朝克乌拉地区地质简图(b, 实测)Fig.1 Geotectonic location map of the southern part of Great Hinggan Mountains (a, after Wang Shuqing et al., 2008&) and geological sketch of the Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains (b)

区内岩浆岩分布广泛，以出露于哈沙图—朝克乌拉一带北东向展布的蛇绿岩分布面积最广。蛇绿岩作为晚侏罗世—早白垩世辉长岩重要的围岩，在研究区南部与塔尔巴格特组断层接触，在哈沙图一带被白音高老组流纹岩角度不整合覆盖，在朝克乌拉山北逆冲于哈尔哈达组和塔尔巴格特组之上。主要岩石类型有蛇纹石化橄榄岩(σD2-3)与蚀变辉长岩(νD2-3)，其中前者主要岩性有纯橄榄岩、单斜辉石橄榄岩、斜方辉石橄榄岩，岩石蛇纹石化程度高，常沿节理面发育，围绕刚性块体周围韧性剪切变形非常明显，岩石可见眼球状、透镜状及擦痕线理构造，沿裂隙面常发育方解石脉、石棉细脉；蚀变辉长岩主要表现为强糜棱岩化、强片理化，片理倾角在30°～80°之间变化，岩石中矿物拉伸线理非常发育，“σ型”碎斑系常见，局部可见有S—C组构。蛇绿岩主要以大小不等的构造块体产出，各块体接触带附近岩石片理化强烈，围绕刚性块体周围的裂隙面普遍发育擦痕。此外，区内还发育呈岩株状产出的早二叠世花岗岩类(γP1)，岩性主要为二长花岗岩和正长斑岩(郭喜运等，2019)。白垩系白音高老组(K1b)为陆相火山喷发活动产物。

研究区发育一期以辉长岩(νK1)为主的基性岩浆活动，主要呈小岩株或脉状(图2a、图3)产出，多侵入于早期蛇纹石化橄榄岩、变辉长岩中，另在泥盆系塔尔巴格特组、石炭系本巴图组和阿木山组中有小规模产出。该期岩浆活动与围岩侵入接触关系清楚，部分接触部位发育强烈角岩化现象，侵入于超基性岩的基性岩脉受后期构造破坏，仅局部保持脉状产出，多呈不连续的团块状、透镜状产出，构造破坏影响薄弱地段，岩石原始构造保持较好。辉长岩呈深灰、灰黑色，细粒结构，块状构造(图2b)，仅少数岩石样品存在不同程度绿泥石化、绿帘石化，主要矿物成分有辉石、斜长石及含量极少的铁质矿物(图2c、2d)。辉石呈他形粒状零散均匀分布，多数粒径0.3～1 mm，含量在37%～45%；斜长石多呈他形板状，具有不清晰的聚片双晶，粒径多为0.2～0.5 mm，含量53%～60%。

图2 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩野外露头(a、b)和正交偏光显微照片(c、d)Fig. 2 Outcrop photos(a，b)and cross-polarized micrographs(c，d) of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan MountainsPl—斜长石；Py—辉石；Ch—绿泥石；Mag—磁铁矿Pl—plagioklase；Py—pyroxene；Ch—chlorite；Mag—magnesite

图3 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩实测地质剖面Fig. 3 Geological section of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

2 样品分析方法

本文基于研究区进行的实测地质剖面、路线调查及地表工程揭露采取的7块辉长岩类样品(图1)进行主量元素、微量元素及稀土元素分析，并对其中的D4658号、TC03号岩石样品进行锆石U-Pb测年分析。

2.1 锆石U-Pb测年

选取岩矿鉴定后的辉长岩新鲜部位，通过人工重砂方法获取锆石并在双目镜下进行锆石挑选。将挑选后大小相近、晶型较好且透明度较高的锆石置于同一平面，充填去除气泡后的环氧树脂将其固定制成标靶，标靶通过精细抛光和清洗处理以获取较好的光面质量，该项工作由河北省廊坊市区域地质矿产调查研究所完成。锆石的反射光图像、阴极发光图像(CL)以及锆石U-Pb年龄测定工作在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。锆石反射光图像主要获取锆石晶体表面宏观特征，提供晶体裂隙、形态等信息。锆石阴极发光图像(CL)主要获取锆石内部结构特征，提供晶体韵律环带、分带结构等标型信息，该图像的获取仪器为美国Gatan公司Mono CL3+型阴极荧光谱仪。通过反射光图像和阴极发光图像避开晶体裂隙并优选出锆石分析测试点。锆石U-Pb年龄测定所需仪器有Hewlett Packard 公司Agilient7500a ICP-MS，激光剥蚀系统为德国Lambda Physik公司ComPex102 Excimer(工作物质ArF，波长193 nm)，光学系统为MicroLas公司GeoLas 200 M。样品测试中激光束斑直径采用30 μm，频率为10 Hz，剥蚀深度为20～30 μm。锆石年龄测定采用标准锆石91500(1064 Ma)作为外标进行校正，锆石元素含量采用标样NIST610为外标，29Si为内标的方法进行定量计算。运用GLITTER程序对同位素数据和元素含量数据进行处理，运用ISOPLOT 3.0(Ludwig，2003)程序进行同位素谐和年龄图的绘制和加权年龄的计算，具体流程及方法参考相关文献(Yuan Honglin et al.,2007，2008)。

2.2 主量元素、稀土和微量元素分析

配套的辉长岩样品选取新鲜部位经清洗、干燥等手段加工成200目以下的岩粉。主量元素分析工作由山西省岩矿测试应用研究所完成，选取适量岩粉采用动物胶重量法进行SiO2测定，在动物胶滴定后用中速滤纸过滤，滤液用于其它主量元素的分析测试。分别选取适量滤液，其中Al2O3采用乙酸锌容量法测定；CaO、MgO采用EDTA容量法测定；在选取的滤液中分别加入不同的试剂，采用分光光度计进行TiO2、P2O5、Fe2O3的测定，采用原子吸收分光光度计进行K2O、Na2O和MnO的测定。

辉长岩微量和稀土元素分析工作由湖北省地质实验测试中心完成，Cr、Co、Rb、Zr、Nb、Th、Ba采用X荧光光谱仪(XRF-1800)测定，选取适量样品高温烘干，称取岩石粉末测定烧失量，使用无水高纯四硼酸锂为助熔剂，在1100 ℃熔炉中制成玻璃片后进行测定。Sc、Sr、V、Ni的测定首先称取岩粉置于溶样器皿中，加入适量浓度的硝酸和氢氟酸，然后加热一段时间待岩粉全部溶解后置于等离子体发射光谱仪(ICAP6300)测定。Cs、Hf、Ta同样用上述酸溶法制取样品溶液置于电感耦合等离子体质谱仪(X7)进行测定。稀土元素测定先将试样加入硝酸、氢氟酸和硫酸熔干，然后用王水提取于容器中后置于电感耦合等离子体质谱仪中分析。

3 分析结果

3.1 锆石U-Pb测年

该期辉长岩缺乏精确的同位素年代学结果进行制约，对其取样进行锆石U-Pb测年分析，测年结果见表1。样品(TC03)中锆石呈无色、淡黄色透明状，自形—半自形，长宽比在2∶1～3∶1间，粒径在130～260 μm。阴极发光图像显示部分锆石发育较宽环带结构(图4)，锆石Th含量63.7×10-6～437.7×10-6，U含量168.2×10-6～1025.8×10-6，Th/U 值0.35～0.85，绝大多数比值大于0.4(表1)，符合基性岩浆锆石特征。锆石n(206Pb)/n(238U)年龄集中于140.7～144.9 Ma，在谐和图中数据点位于谐和线上，其加权平均年龄为142.62±0.51 Ma(图5a、5b)，该年龄代表辉长岩的结晶年龄。样品(D4658)中有效测点15个，锆石呈淡黄色透明状，自形—半自形，长宽比为1∶1～3∶2，粒径介于80～150 μm。部分锆石阴极发光图像发育宽环带结构(图4)，Th/U 值介于0.37～0.70 间，该值几乎全部大于0.4(表1)，符合岩浆锆石特征。测年数据点在谐和线上分布较集中，主要在136.3～150.0 Ma，加权平均年龄为145.1±2.1 Ma(图5c、5d)。以上同位素测年结果指示辉长岩为晚侏罗世—早白垩世产物。

图4 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩锆石阴极发光图像Fig. 4 CL images of zircon from the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

图5 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 5 Zircons U-Pb concordia diagrams of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

3.2岩石地球化学

辉长岩主量元素分析结果见表2，岩石SiO2含量为43.43%～54.52%，Al2O3含量为13.46%～16.26%，平均14.89%；TFeO含量为8.6%～17.04%，平均11.36%；MgO含量3.77%～8.01%，平均6.22%，Mg#值为36～61；CaO含量为0.23%～12.89%，平均9.05%；Na2O含量2.54%～5.44%，K2O含量0.06%～0.34%，Na2O/K2O明显大于1，显示富Na贫K特征，全碱ALK(K2O+Na2O)含量为2.6%～5.76%，平均4.21%。辉长岩显示低硅、低钛、贫碱且高钠低钾，富Al2O3、TFeO、MgO、CaO的特征。在辉长岩硅—碱图解(图6a)中6个样品集中投影于辉长岩区，1个样品投影于辉长岩、闪长岩及正长闪长岩区三者交界处；在该图中4个样品投影于亚碱性区，3件样品投影于碱性区。在辉长岩SiO2—TFeO/MgO图解(图6b)中样品投影于拉斑系列区域。在MgO为横轴的Harker图解(图7)中MgO与其余主量元素间表现较为明显的线性关系。

表2 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩主量元素(%)、微量元素(×10-6) 和稀土元素(×10-6)分析结果Table 2 Analytical results of major (%), trace elements (×10-6) and rear earth elements (×10-6) of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

图6 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩硅—碱图(a，底图据Wilson, 1989)和SiO2—TFeO/MgO图解(b，底图据 Miyashiro,1974)Fig. 6 Silica—total alkalis diagram (a，after Wilson, 1989) and SiO2—TFeO/MgO diagram(b，after Miyashiro,1974)of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

辉长岩稀土和微量元素分析结果及有关参数见表2，岩石稀土总量∑REE为29.83×10-6～80.34×10-6，平均52.11×10-6，轻稀土LREE为16.60×10-6～52.92×10-6，平均32.84×10-6；重稀土HREE为13.23×10-6～30.87×10-6，平均19.27×10-6；轻重稀土比值LREE/HREE为1.25～2.55，平均1.67，LaN/YbN值为0.61～1.82，平均0.99，表明分异作用极弱；δEu值为0.92～1.05，平均0.98，Eu异常不明显。稀土元素球粒陨石标准化型式图(图8a)总体表现为微左倾近平缓形态，与N-MORB曲线变化趋势相似，并且与贺根山蛇绿岩配套岩系的贺根山玄武岩、崇根山玄武岩变化趋势相似(王成等，2018，2019)。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图8b)中，微量元素曲线总体表现为平缓的多峰多谷状，富集Ba、Ta、Sr、Hf，亏损Rb、Th、Nb、P，曲线和贺根山玄武岩、崇根山玄武岩呈现高相似性(王成等，2018，2019)。

4 讨论

4.1岩石成因与源区性质

辉长岩样品Mg#值为36～61，低于幔源原生岩浆的Mg#值68～72(Frey et al.，1978)，此外在Harker图解中Al2O3、CaO、TiO2与MgO呈现正相关，SiO2、MnO、碱质(K2O、Na2O)、P2O5、TFeO与MgO呈现负相关(图7)，反映岩浆演化过程中存在一定程度的分离结晶作用。岩石样品La/Nb值为1.42～2.38，均值1.85，La/Ta值为6.26～15.95，均值9.61，与源于软流圈地幔玄武岩La/Nb值小于1.5，La/Ta值小于22的特征相近(Thompson et al.，1988)。深部岩浆在上升侵位过程中的地壳混染通常会造成大离子亲石元素、轻稀土元素富集，出现Th、U、Zr、Hf的正异常(Taylor et al.，1985；Rudnick et al.，2003)。有研究表明幔源岩浆在混染地壳物质后La/Sm值会迅速增加至5以上(Lassiter et al，1997)。总分配系数相同或相近元素的比值不受结晶分异和部分熔融影响，其比值组成的协变图(如：Ta/Yb—Th/Yb、La/Yb—Th/Ta)可反映地壳混染及其混染程度。辉长岩样品稀土总量低，未表现出轻稀土及Th、Hf的明显富集，岩石La/Sm值为0.97～1.82，平均1.26，其比值远小于混染后的La/Sm值，在辉长岩同化混染判别图中(图9a、9b)元素比值间未表现出明显的相关性，以上信息表明幔源岩浆演化过程中的混染作用极其微弱。

图7 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩哈克图解Fig. 7 Harker diagrams of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

图8 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(原始地幔标准化值据Sun et al.，1989)Fig. 8 Chondrite-normalized REE patterns (a) and Primitive mantle-normalized trace elements spidergram (b) (after Sun et al., 1989) of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains贺根山玄武岩阴影据王成等，2018；崇根山玄武岩阴影据王成等，2019Hegenshan basalt shadow from Wang Cheng et al., 2018&；Chonggenshan basalt shadow from Wang Cheng et al., 2019&

图9 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩同化混染判别图Fig. 9 Discrimination diagrams of assimilation and contamination of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

微量元素曲线与N-MORB相比更富集大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Hf，亏损Nb、Ti，P呈现微弱亏损特征(图8b)，具有此类特征的岩石通常与俯冲带流体交代作用相关：

(1) 研究表明由俯冲板块脱水产生的流体常富集大离子亲石元素(如：Ba、Rb、Sr、U等)，亏损高场强元素(如：Nb、Ta、Ti、P等)。

(2) 跟俯冲流体发生交代作用的岩浆其Th/Yb值通常小于1(Woodhead et al.，2001；Nebel et al.，2007)，辉长岩的Th/Yb值为0.10～0.44，均值0.21；在Nb/Yb—Th/Yb图解(图10a)中样品投影点靠近N-MORB且与MORB—OIB趋势带有所偏离，暗示岩石存在俯冲组分影响。

(3) 微量元素Th/Nb—Ba/Th图解(图10b)能有效识别含水流体或俯冲带沉积物，岩石具有较为稳定的Th/Nb比值，变化较大的Ba/Th比值，岩石具备流体影响的地球化学特征。铁镁质岩石稀土元素含量和比值能有效限定幔源岩浆源区及熔融程度(Aldanmaz et al.，2000)，稀土元素La、Sm、Yb对于尖晶石二辉橄榄岩配分系数相近，而Yb受控于源区石榴石影响，其配分系数大于La、Sm(Mckenzie et al.，1991)，所构建的La/Sm—Sm/Yb图解根据其部分熔融趋势能较好区分源区组成，该图解(图11)显示辉长岩为亏损的尖晶石二辉橄榄岩地幔发生30%以上的部分熔融形成。

图10 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩Nb/Yb—Th/Yb图解(a，底图据Pearce，2008)和Th/Nb—Ba/Th图解(b，底图据Elliott et al.,1997)Fig. 10 Nb/Yb—Th/Yb diagram (a, after Pearce, 2008) and Th/Nb—Ba/Th diagram (b, after Elliott et al., 1997) of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains

图11 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩La/Sm—Sm/Yb图解(底图据Aldanmaz et al.,2000)Fig. 11 La/Sm—Sm/Yb diagram of the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains (after Aldanmaz et al.,2000)

4.2构造背景及地质意义

前人针对现代构造环境中产生或构造环境已知的岩石样品分析结果，总结地球化学特征及分布规律，以“将今论古”为方法和原则提出大量图解用于构造环境的判断。部分高场强元素(如：Nb、Ta、Zr、Hf、Th)和HREE(如：Y)在蚀变和变质作用中性质较为稳定，能够用来进行岩石成因、源区性质的判别(Pearce et al.，1973)。运用多参数构建多个地球化学图解联合使用，能较好区分岩石所对应的构造环境(赵振华，2007；邓晋福等，2015)。在2Nb—Zr/4—Y 判别图中(图12a)辉长岩样品主要集中N-MORB与火山弧玄武岩重叠区域；在Hf/3—Th—Nb/16 判别图中(图12b)辉长岩样品主要位于岛弧拉斑玄武岩区；在Zr—Zr/Y 判别图中(图12c)辉长岩样品主要分布于岛弧玄武岩与洋中脊玄武岩重叠区。以上图解表明辉长岩地球化学反映的构造环境具有N-MORB和岛弧属性特征。

图12 大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩构造判别图解(a，底图据Meschede，1986；b，底图据Wood，1980；c，底图据Pearce et al.，1979)Fig. 12 Tectonic discrimination disgrams for the Late Jurassic—Early Cretaceous gabbro in Chaokewula area, southern part of Great Hinggan Mountains (a，after Meschede，1986；b，after Wood，1980；c，after Pearce et al.，1979)贺根山玄武岩数据引自王成等，2018；崇根山玄武岩数据引自王成等，2019；(a)A1+A2—板内碱性玄武岩；A2—板内拉斑玄武岩；B—E型MORB；A2+C—板内拉斑玄武岩；C+D—火山弧玄武岩；D—N型MORB；(b)A—N型MORB；B—E型MORB+板内碱性玄武岩；C—板内碱性玄武岩；D—火山弧玄武岩(Hf/Th>3为岛弧拉斑玄武岩，Hf/Th<3为钙碱性玄武岩)；(c)A—岛弧玄武岩IAB；B—洋中脊玄武岩MORB；C—板内玄武岩WPBData of Hegenshan basalt are from Wang Cheng et al., 2018&; data of Chonggenshan basalt are from Wang Cheng et al., 2019&; (a) A1+A2—within plate alkaline basalts; A2—within plate tholeiitic basalts; B—E-MORB; A2+C—within plate tholeiitic basalts; C+D—volcanic arc basalt; D—N-MORB; (b) A—N-MORB; B—E-MORB + within plate basalts; C—within plate alkaline basalts; D—volcanic arc basalts (Hf/Th>3, island arc tholeiite; Hf/Th<3, calc-alkali basalt); (c) A—island arc basalts; B—mid-ocean ridge basalts; C—within plate basalts

朝克乌拉地区位于大兴安岭南段中生代多金属成矿带北部边缘二连—贺根山一带，该区域是华北板块北部大陆边缘晚古生代陆缘增生带与西伯利亚板块东南边缘陆缘增生带结合部位，为研究古亚洲洋闭合及相应古板块碰撞的热点地区。研究区从古生代至中生代经历了大洋形成、洋壳俯冲、陆陆碰撞或者弧陆碰撞、板内演化等复杂过程，同时伴生强烈的岩浆活动。古亚洲洋鼎盛时期存在许多微陆块，呈现多岛小洋盆构造格局(唐克东，1992)。贺根山蛇绿岩与南部的索伦山蛇绿岩代表两个洋盆体系，中间为锡林浩特地块隔开，贺根山蛇绿岩为贺根山洋的残留(童英等，2010；聂凤军等，2014)。贺根山蛇绿岩分布有朝克乌拉山、贺根山、崇根山和乌斯尼黑4个大型及若干个小型超基性—基性岩块体，贺根山蛇绿岩配套岩系的玄武岩具备N-MORB和岛弧双重地球化学属性，产出于俯冲消减带弧后盆地环境，形成时代为中、晚泥盆世—早石炭世(黄波等，2016；王成等，2018，2019)。早二叠世沿二连—贺根山一线展布大量碰撞后伸展环境下形成的双峰式火山岩和A2型花岗岩(施光海等，2004；Zhang Xiaohui et al.，2008；张玉清等，2009；程银行等，2012；郭喜运等，2019)，说明在早二叠世贺根山洋已完成闭合并进入造山后演化阶段。

晚侏罗世—早白垩世区域整体处于后造山伸展构造环境已被广泛认可，沿贺根山缝合带一线展布大量的A2型花岗岩类(袁建国等，2017；王金芳等，2017，2018)，大面积花岗质岩浆活动被认为与西伯利亚板块和蒙古—华北板块间的蒙古—鄂霍次克洋拼合后形成的后碰撞伸展环境关系最为密切(黄始琪等，2016)。朝克乌拉—贺根山一带形成了陆内断陷盆地，盆地内发育有下侏罗统红旗组(J1h)内陆湖盆含煤碎屑岩建造、中侏罗统万宝组(J2wb)陆相浅湖沉积建造、下白垩统大磨拐河组(K1d)内陆湖盆相含煤碎屑岩建造；晚侏罗世—早白垩世区域上的发育陆相火山岩(程银行等，2011，2014)，说明本区中生代处于伸展构造背景下的板内演化阶段。

本次研究的晚侏罗世—早白垩世辉长岩地球化学特征兼具N-MORB和岛弧双重特点，具有该特征的岩石通常与岛弧构造环境有关，但与该时期伸展构造背景存在矛盾。岩石的地球化学性质主要反映的是源区的性质和源区岩石的构造环境，而并非岩石形成时的构造环境。有研究表明，在后碰撞伸展阶段形成的镁铁质岩石，由于继承古板片俯冲改造的地幔源区而往往具有类似于岛弧玄武岩的地球化学组成(EI et al.， 2010)。区域上广泛出露的蛇绿岩是贺根山洋洋壳的残留，存在蛇纹石化橄榄岩类、辉长岩类、玄武岩类等多种岩石类型，这些发育于陆缘增生部位且具有岛弧地球化学属性特征岩石的存在可为深部岩浆源区提供丰富物源。选择晚侏罗世—早白垩世辉长岩与区域上的贺根山玄武岩、崇根山玄武岩类比，结果显示上述岩石存在较相似的地球化学特征：① 各主量元素含量相近，同属拉斑系列岩石(王成等，2018，2019)；② 稀土元素含量相近，其配分曲线同时表现出与N-MORB相似形态(图8a)，微量元素曲线相似程度高(图8b)；③ 在构造环境判别图解中，投影点集中分布在同一区域，反映的构造环境指向性基本一致(图12a、b、c)。锡林浩特—东乌旗布设过长约100 km的大地电磁测深剖面对壳幔电性结构进行研究，剖面通过研究区东部的贺根山超基性岩块，结果显示贺根山缝合带由两条岩石圈断裂控制，宽度约15 km，断裂间发育南倾的3个巨型高导块体推断为古亚洲洋壳南向俯冲印记，深大断裂的存在可为壳幔物质的运移提供通道(徐新学等，2011)。故此推断研究区晚侏罗世—早白垩世辉长岩具有的岛弧印记特征可能为贺根山洋发育时期古岛弧环境的反映，辉长岩只是伸展背景下幔源岩浆沿深大断裂上涌作用的产物。