嫩江洋闭合机制：来自内蒙古东南部扎赉特旗地区音德尔杂岩构造变形样式与时代的启示*

马永非 刘永江 秦涛 冯志强 杨晓平

1. 防灾科技学院地球科学学院，三河 065201 2. 中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳 110034 3. 深海圈层与地球系统前沿科学中心，海底科学与探测技术教育部重点实验室，中国海洋大学海洋地球科学学院，青岛 266100 4. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，青岛 266237 5. 太原理工大学地球科学与工程系，太原 030024

中亚造山带位于西伯利亚-欧洲克拉通与华北-塔里木克拉通之间，西起乌拉尔山，向东经由哈萨克斯坦、天山、阿尔泰、蒙古、中国东北等地区，延伸至太平洋西岸，是全球最大的增生造山带，在整个显生宙时期增生了大约一半以上的陆壳(engöretal.，1993，2014a，b，2018；吴福元等，1999；Windleyetal.，2002，2007；Xiaoetal.，2003，2015；Wuetal.，2011；徐备等，2014；Liuetal.，2017；图 1a, b)，其构造增生历史与古亚洲洋内各微陆块、岛弧等的俯冲汇聚、碰撞缝合及造山过程密切相关(李锦轶，1998；Jahnetal.，2004，2009; Xiaoetal.，2018；李锦轶等，2019；许文良等，2019; 时溢等，2020)。伴随上述过程形成了大量构造混杂岩(李伟民等，2014；Songetal.，2015；付俊彧等，2015；Shietal., 2019, 2022; 刘永江等，2019)和与之相伴的多期次、多类型构造变形事件，它们详细记录了相关构造演化过程，成为揭示中亚造山带构造演化历时的重要载体。

嫩江洋是位于中亚造山带东部兴安增生地体与松嫩地块之间的一个古亚洲洋分支洋盆(Liuetal.，2017；Fengetal.，2018a；刘永江等，2019；Maetal.，2020)，该洋盆是在新元古代时期伴随罗迪尼亚超大陆的裂解(～750Ma)和古亚洲洋的拉开而逐渐形成的，并在早古生代时期演化为成熟洋盆(Fengetal.，2018a；马永非，2019)。在中亚造山带东部地区，前人根据索伦克尔地区出露的最年轻蛇绿岩的年龄，将索伦克尔缝合带确定为中亚造山带与华北克拉通之间的最终碰撞缝合带(Xiaoetal.，2015)，并将更多的研究焦点聚焦于与之相对应的索伦洋之上，而对嫩江洋的相关研究则比较薄弱。然而，区域地质调查及研究表明，嫩江洋的演化控制着大兴安岭中段大量古生代地质体的形成、分布及其构造变形样式，这对了解区域构造演化及能源资源分布具有重要意义。另外，古地磁资料显示，嫩江洋具有较索伦洋更大的古洋盆规模，更应该作为古亚洲洋的主洋盆(张东海等，2018)而备受关注。可见，对于嫩江洋的演化研究具有较大意义。

目前关于嫩江洋的研究主要聚焦在古洋盆闭合时间、闭合位置与闭合机制等方面。近些年，不同研究者根据大兴安岭地区大量地质证据对以上问题开展了研究，具体包括：贺根山蛇绿岩(白文吉等，1985；Robinsonetal.，1999；Xiaoetal.，2003；Miaoetal.，2007，2008；Jianetal.，2012)、二连浩特-贺根山沿线的碱性花岗质侵入岩(Tongetal.，2015)；大兴安岭北段地区与洋壳俯冲相关的多宝山斑岩型铜矿、多宝山岛弧(葛文春等，2005；隋振民等，2006；Haoetal.，2015；Wuetal.，2015)、黑河地区广泛发育的A型花岗岩(孙德有等，2000；Wuetal.，2002)；贺根山-黑河沿线南北两侧早、晚石炭世时期古地理特征的巨大变化及沿线所发育的早、晚古生代岩浆弧等(刘永江等，2011；Liuetal.，2017)。上述研究表明，嫩江洋于早石炭世末-晚石炭世初(～320Ma)随着兴安增生地体与松嫩地块的碰撞拼贴沿黑河-嫩江-蘑菇气-贺根山-二连浩特一线最终闭合。然而，关于嫩江洋的闭合机制的研究却出现了不同观点。之前的研究依据兴安增生地体之上的火成岩及岩浆弧的分布，认为古洋壳向西北侧兴安增生地体之下持续俯冲并最终导致洋盆闭合，即单向俯冲模式(Lietal.，2014；Liuetal.，2017；Fengetal.，2018a，b)。而最近有学者根据松嫩地块西缘岩浆弧的研究提出，至少从早石炭世开始，嫩江洋古洋壳也有着向东南侧松嫩地块之下的俯冲作用，即双向俯冲模式(Maetal.，2019，2020；刘永江等，2019)，这为嫩江洋闭合机制研究提供了新的思路；但该项研究尚处于初始阶段，需要更多相关证据的支持与更加深入的探讨。同时，上述研究多集中在火成岩岩石学、地球化学等方面，对于直接记录构造演化的构造变形方面研究相对薄弱，制约了对嫩江洋闭合机制的理解。

出露于内蒙古扎赉特旗地区的音德尔杂岩处于大兴安岭与松辽盆地的盆山结合带内、松嫩地块西缘与兴安增生地体的大致碰撞拼贴部位，是研究两个地质单元构造演化的关键位置(图1b、图2)。该杂岩为一套典型的俯冲增生杂岩，岩石类型丰富且构造变形多样，直接记录了大量关于嫩江洋构造演化的信息，是从构造变形方面研究嫩江洋俯冲演化的理想载体。通过构造变形方面的研究，结合岩浆岩研究成果，可更好的探讨嫩江洋闭合机制。因此，本文以音德尔杂岩为依托，通过对杂岩构造变形特征的研究，来讨论嫩江洋的闭合机制。

1 地质背景

研究区位于内蒙古东部扎赉特旗境内，大地构造位置处于松嫩地块西缘，向西由贺根山-黑河构造带相隔与兴安增生地体毗邻。一些学者认为兴安增生地体具有前寒武纪结晶基底，称为“兴安地块”(Xuetal., 2015)，代表性基底岩性为兴华渡口群(Miaoetal., 2007; Wuetal., 2012; Geetal., 2015)及扎兰屯群(Miaoetal., 2007)等。而目前的年代学研究表明，之前认为的“前寒武纪变质基底”多为古生代地质体(Miaoetal.，2007；杨现力，2007；Liuetal.，2017)，具前寒武纪年龄的锆石多为碎屑锆石，可能来源于周缘古老地体，并不能代表“兴安地块”基底(马永非，2019)。刘永江等(2019)的研究表明，兴安增生地体实际上是额尔古纳地块向南东增生的陆缘活动带，由一系列的陆缘增生带、岩浆岩带及弧后盆地等组成，岩浆岩带自北西向南东依次呈现出由老变新的趋势，表明了由北西向南东的增生趋势(刘永江等，2019；Maetal., 2021)。其俯冲增生历史较长，可能从新元古代持续到早石炭世晚期，并经历了晚石炭世至二叠纪的陆内造山与伸展构造演化阶段(辛玉莲等，2011；马永非，2019；孙中任等，2020；张允平等，2021)。

有关松嫩地块的基底目前也存在两种不同的认识，一种观点认为其具有统一的前寒武纪基底，并发育显生宙盖层。主要依据为松辽盆地钻孔岩芯中所报道的前寒武纪年龄(裴福萍等，2006)及近年来松辽盆地西缘报道的元古代花岗岩(Wuetal.，2018；钱程等，2018；张超等，2018)。另一种观点认为其主要由古生代及中新生代物质组成，不具统一的前寒武纪结晶基底，地体中具前寒武纪年龄的锆石来源于华北克拉通北缘的构造碎片(Wuetal.，2011)。吴福元等(2000)通过对松辽盆地中200多个石油钻孔岩芯所获得的基底岩石分析发现，松辽盆地基底岩性主要由古生代花岗岩组成，并不存在统一的前寒武纪结晶基底。局部地区报道的少量前寒武纪年龄也只能代表该地区存在前寒武纪地质体(李锦轶等，2019)，但其并非属于统一的基底。Wuetal.(2011)的研究表明，松辽盆地前寒武纪地质体与华北克拉通有着相似的Sr-Nd同位素特征，说明这些前寒武纪碎块来源于华北克拉通。Liuetal. (2021)和Maetal. (2021)对松嫩地块的前寒武纪年龄进行了系统分析，发现报道的前寒武纪地质体主要分布在锡林浩特、龙江及伊春三个地区，规模极其有限，且上述三个地区前寒武纪地质体年龄特征及亲缘性不尽相同，不能构成统一的前寒武纪结晶基底，而分别称为锡林浩特微陆块、龙江微陆块及伊春微陆块。古亚洲洋俯冲增生伴随微陆块聚合导致了“松嫩地块”的形成，其包含大量微陆块或者古老碎片，但总体以增生为主，称为松嫩增生地体(Maetal.，2019；Liuetal.，2021)。可见，有关松嫩地块的性质仍有待进一步研究。本文旨在通过对研究区出露的音德尔杂岩的构造变形研究来讨论嫩江洋俯冲极性，但对其所属构造单元的性质并未进行详细的研究和划分，暂用松嫩地块这一概念来统称之。

扎赉特旗地区位于松嫩地块西缘(图1b、图2)，该区见大量晚古生代地质体，其中晚泥盆世地质体主要为二长花岗岩，岩体规模一般较大；早石炭世地质体包含岩性主要为二长花岗岩、闪长岩、辉长岩等侵入岩和安山岩、玄武安山岩等喷出岩(马永非，2019)；晚石炭世地质体出露较多，规模大小不一，岩性主要包括二长花岗岩、碱长花岗岩、辉长岩及闪长岩等(秦涛等，2018(1)秦涛, 马永非, 孙巍, 藏延庆等. 2018. 内蒙古1:5万五家户、孟家沟、莫里根屯、扎赉特旗、巴彦高勒幅区域地质调查. 北京: 全国地质资料馆)。上述地质体大都经过构造混杂作用改造而产生变质变形，构成典型的构造杂岩(详见下文描述)。二叠纪侵入岩少量出露，岩性为二长花岗岩。中生代火山岩及侵入岩规模较大，对古生代地质体破坏作用较强。

2 音德尔杂岩

1:20万乌兰浩特市幅区调对音德尔杂岩中的部分岩块进行了初步调查。汪岩等(2013)对杂岩体中辉长岩和闪长岩岩块进行了研究报道，认为其为一套早石炭世晚期的岛弧岩浆岩。1:5万扎赉特旗幅区调对音德尔杂岩进行了相对全面的野外地质调查，确定其为一套典型的晚古生代构造杂岩，并对杂岩体物质组成及构造变形情况做了报道(秦涛等，2018)。杂岩体基质成分为一系列遭受强烈构造变形的构造片(麻)岩(包括黑云母石英片岩、黑云斜长片麻岩、绢云片岩、阳起斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩等)，岩块为辉长岩、辉绿岩、角闪辉长岩、花岗质糜棱岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩、玄武安山岩、安山岩等，普遍遭受韧性变形作用(图3)。在此基础上，Maetal.(2020)对杂岩体中的角闪辉长岩进行了时代及成因研究，锆石U-Pb测年结果表明其形成于早石炭世(334Ma)，成岩环境以大洋板内洋岛玄武岩和洋中脊构造环境为主。结合杂岩体中其它镁铁质组分特征，确定其是一套具有洋壳性质的岩块，包含大量被肢解的蛇绿岩残片，伴随古洋盆闭合与古板块的汇聚拼贴就位。

音德尔杂岩构造变形强烈，在研究区主要出露在宋两家子、七家子、五台山及绰勒地区(图2)。其中岩石组合与构造变形在七家子地区和绰勒地区发育最好(图2)。七家子地区可见总体北东向展布的晚泥盆世花岗质糜棱岩、早石炭世花岗质糜棱岩、早石炭世镁铁质侵入岩及黑云斜长片麻岩，不同地质体之间呈侵入接触或构造接触，并被晚古生代和中生代侵入岩侵入。杂岩普遍遭受韧性变形，花岗岩体中糜棱面理与矿物拉伸线理普遍发育，黑云斜长片麻岩或镁铁质侵入岩中片理、片麻理普遍发育。糜棱面理、片理、片麻理等普遍倾向NW。发育向NNW和NE倾伏两类构造线理，其中向NNW倾伏线理较少，而向NE倾伏线理则普遍发育(图3)。

绰勒地区主要出露晚泥盆世花岗质糜棱岩、早石炭世镁铁质侵入岩与早石炭世中基性火山岩组合(安山岩、玄武安山岩等)。中生代断裂构造对该区杂岩体影响显著，杂岩体之间多呈构造接触。岩体及火山岩组合普遍遭受晚石炭世及中生代侵入岩的侵入与二叠纪沉积地层的覆盖。晚泥盆世花岗质岩石普遍遭受糜棱岩化，形成花岗质糜棱岩，糜棱面理倾向NW，糜棱线理倾伏向NE，少量向NNW倾伏(图4)。

3 宏-微观构造变形特征

3.1 野外宏观构造特征

野外观测表明，音德尔杂岩构造变形分为两期，早期变形以广泛发育的NW向片麻理、片理与糜棱面理为特征，并发育NNW向倾伏的矿物拉伸线理，线理倾伏角一般较大，多在30°～60°之间。晚期变形以低角度(倾伏角<10°)拉伸线理为标志，主体SW-NE延伸，并向NE倾伏，普遍改造或者置换早期线理。两期构造变形在空间上沿松嫩地块西缘构成一条NE走向的韧性变形带，不同部位变形强弱分带现象明显，出现初糜棱岩带、糜棱岩带与超糜棱岩带等不同构造变形层次(图3)。野外可见变形带内发育片麻理、糜棱面理、拉伸线理、构造透镜体及S-C组构等剪切指向标志，总体指示区域存在一期NE向左行走滑剪切事件。

片麻理主要出现在构造片(麻)岩与镁铁质侵入岩中。在七家子及宋两家子地区的黑云斜长片麻岩中(图2)，可见连续密集的薄层片麻理，反映了应力集中作用的特点(图5a-c)。片麻理总体倾向NW，倾角多在30°～60°之间(图5a，b)，早期NNW向倾伏的高角度线理普遍被晚期NE倾伏的低角度矿物拉伸线理置换(图5c)。在七家子及绰勒附近的辉长岩体中(图2)，均发育有显著的具NW倾向的片麻理(图5d-g)，局部因应力集中而发生较强韧性变形，矿物颗粒显著变小，并呈现出明显的优选方位。应变带中出现浅色构造透镜体，指示一期NE向左旋剪切运动(图5e)。岩石中的基性斜长石普遍遭受定向拉长，并与细粒化的辉石、角闪石等暗色矿物集合体相间排列，构成特征性的片麻状构造(图5f，g)。局部可见残斑透镜体(图5f)与S-C组构(图5g)。片麻理总体倾向NW，倾角30°～45°(图5e，g)，矿物线理倾伏向NE，倾伏角较缓，多在3°～5°之间(图5f)。

糜棱岩化韧性变形作用主要发育于花岗质岩石中，强变形带与弱变形带交互出现(图6a)。弱变形带中岩石多为花岗质初糜棱岩，岩石韧性变形程度相对较低，S面理与C面理之间夹角较大，指示一期左行走滑剪切运动(图6b)。由石英、长石等矿物定向拉长所形成的矿物拉伸线理向NE倾伏，倾伏角极小多在3°～5°之间(图6c)。强变形带中岩性多为花岗质糜棱岩与花岗质超糜棱岩，岩石中钾长石、斜长石及石英等矿物普遍遭受较高程度的细粒化并被定向拉长，由显著拉长的石英条带所表现出来的向NE倾伏的低角度矿物拉伸线理普遍发育(图6c-e)，局部可见糜棱面理不对称褶曲，指示一期左旋剪切运动(图6d)。

在构造变形相对较弱的地段，可见残存或被不彻底置换的一期向NNW倾伏的高角度线理，倾伏角多在30°～60°之间(图7a, b)。一些地区两期线理置换形迹仍清晰保留，如在绰勒及七家子地区(图2)可见向NE倾伏线理置换向NNW倾伏线理，并在向NE倾伏线理变形域边部残存有向NNW倾伏线理(图7c, d)。也正是基于该种置换关系，确定向NNW倾伏的线理早于向NE倾伏线理。野外观察表明，早期线理除倾伏角普遍较大外，倾伏向与构造面理倾向也较为相近，是形成于正向挤压运动远大于斜向走滑分量的一种逆冲线理，代表了碰撞地体早期挤压造山阶段的产物。晚期线理为一系列倾伏向主要受走滑分量控制的低角度矿物拉伸线理，相当于碰撞造山晚期，应力调整释放阶段伸展背景下左行走滑所形成的拉伸线理，该阶段构造运动以斜向走滑为主。

3.2 显微构造特征

构造片麻岩 浅色矿物石英及斜长石等被显著细粒化并呈定向排列，并与暗色黑云母矿物集合体相间排列构成片麻状构造。同时，黑云母明显定向并沿主构造面平行斜长石排列，局部出现云母鱼，标志着韧性变形具左旋运动特征(图8a)。斜长石普遍亚颗粒化，并明显旋转重结晶，新晶集合体沿主构造面定向排列，局部斜长石残斑呈眼球构造，表现出较明显的S-C组构，指示了左行运动的特征(图8b)。构造片岩中的石英主要在压剪应力的作用下通过晶内位错滑移不断亚颗粒化，并发生膨凸重结晶，沿主变形轴定向排列，与片状变晶黑云母一并显示出片理化特征(图8c)。二云母斜长片麻岩与黑云斜长片麻岩等代表了由音德尔杂岩中的镁铁质侵入岩成分的韧性变形特征，前者中的黑云母及新生白云母受构造变形影响明显，沿剪切应力定向展布并趋于收敛，指示一期左旋剪切运动(图8d)，并在韧性变形域内形成浅、暗相间的条纹条带状构造(图8d)。后者中的斜长石和角闪石等矿物定向排列明显，并出现大量眼球状残斑透镜体，指示左旋剪切运动(图8e)。相关显微组构和矿物组合显示出中低温变形的特征，大致相当于绿片岩相条件。

花岗质糜棱岩 具有不同的韧性变形程度，分别形成花岗质初糜棱岩、花岗质糜棱岩及花岗质超糜棱岩(图8f-i)。花岗质初糜棱岩中石英显著亚颗粒化，并定向排列。出现大量钾长石残斑，残斑颗粒旋转重结晶明显，边部出现大量新晶集合体，发育机械双晶，并具出溶构造(图8f)。花岗质糜棱岩中石英晶体通过晶内位错滑移显著亚颗粒化，沿主剪切应变方向膨凸重结晶明显，新晶集合体定向排列为石英条带，并在进一步的递进变形中形成大量眼球体，与相伴的S-C组构一般指示一期左旋韧性剪切变形(图8g，h)。一些花岗质糜棱岩中的石英多晶条带间隔长石及云母集合体条带，呈现出显微分层现象(图8h)。花岗质超糜棱岩中的石英、斜长石及钾长石等矿物颗粒均显著细粒化并普遍重结晶，形成碎基>90%的新晶集合体，沿应变主轴方向定向排列。少量石英残斑显示出沿应变方向膨凸式重结晶的特征(图8i)。

4 构造变形时代的限定

4.1 野外接触关系

构造变形时代的确定对于认识区域构造发生的时间及确定构造变形期次至关重要。古生代期间，古亚洲洋构造域的构造运动十分强烈，是整个中亚造山带的重要构造形迹之一，也是认识造山带演化的有效手段。

作者在野外地质调查过程中发现了大量古生代地质体接触关系，通过变形地质体与未变形地质体接触关系的分析，再结合二者年代学的测定，可较好的限定韧性变形发生的时间。在五台山地区普遍可见花岗闪长岩侵入花岗质初糜棱岩(图2)，前者结晶较好，呈松散粒状产出，未发生韧性变形，而后者普遍遭受韧性变形，石英等矿物显著定向拉长，发育大量糜棱叶理(图9a)。在七家子地区(图2)，可见未变形的二长花岗岩侵入强烈变形的花岗质糜棱岩体(图9b)。前者呈中细粒结构，块状构造，石英、长石等粒状矿物呈自形-半自形镶嵌分布，为典型的花岗结构。后者石英、长石及黑云母等矿物则显著破碎、旋转或拉长，可见显著的糜棱面理和糜棱线理等构造变形形迹。在宋两家子地区可见大规模强变形黑云斜长片麻岩出露，总体呈沿北东向展布，南西侧被中生代火山岩覆盖，中部及北东侧普遍遭受二长花岗岩侵入(图2)。在野外的多处人工采坑中均可见到具体的露头，晚期二长花岗岩侵入强变形黑云斜长片麻岩，并遭受中生代断裂活动影响(图9c)。二长花岗岩多呈中细粒块状结构，未发生韧性变形(图9d)，而黑云斜长片麻岩则韧性变形强烈，普遍发育片麻理与密集构造线理(图9e)。在绰勒地区，音德尔杂岩有多处遭受晚期闪长岩侵入，并可见闪长岩体中有较多花岗闪长质超糜棱岩包体出现(图9f)，系岩浆侵位过程中捕获的围岩块体。花岗闪长质超糜棱岩遭受强韧性变形，矿物拉伸线理与糜棱叶理十分发育，而闪长岩则未发生任何构造变形。本次研究对出露于七家子和五台山两处具侵入接触关系的地质体开展了锆石U-Pb年代学测试，结合区调填图对宋两家子和绰勒地区相关地质体接触关系的认识和年代学研究，综合限定音德尔杂岩构造变形的发生时间，详述如下。

4.2 测试样品及方法

对五台山地区花岗质初糜棱岩(WJH-TW22, GPS: 47°23′58″N、122°19′36″E)及侵入其中的花岗闪长岩(WJH-TW21, GPS: 47°23′58″N、122°19′36″E)，七家子地区花岗质糜棱岩(GZ30TW1, GPS: 47°23′57″N、122°18′15″E; Maetal., 2020)及侵入其中的二长花岗岩(PM102-2-TW1, GPS: 47°24′03″N、122°17′29″E)等两处相接触关系的四个岩体分别采样，并开展了年代学测试工作。

锆石挑选、制靶及阴极发光图像采集在廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成。U-Pb年龄测定工作在中国科学院海洋研究所完成。测试仪器采用Thermo Element II及New Wave UP213激光剥蚀系统，实验激光束斑直径为32μm，频率为10Hz，激光能量为0.09J，采用高纯氦气作为剥蚀物质的载气，每个分析点的气体背景采集时间为30s，信号采集时间为40s。使用人工合成硅酸玻璃标准物质NIST610进行仪器状态调整参考，使用国际标准锆石91500作为同位素组成的外标。测试结果通过GLITTER4.0软件计算获得，普通Pb校正采用Andersen(2002)的方法进行，锆石谐和图采用Isoplot3.0绘制。详细实验步骤和分析方法请参考Yuanetal.(2004)。代表性锆石阴极发光图像见图10，锆石U-Pb年龄协和图见图11，分析结果见表1。

表1 音德尔杂岩代表性岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of typical rock types of the Yinder Complex

续表1Continued Table 1

4.3 测试结果

锆石CL图像(图10)显示，4个样品的锆石多数呈自形-半自形的短柱状或浑圆状，个别锆石呈长柱状，除七家子地区二长花岗岩锆石颗粒相对较小外(50～120μm)，其它3个样品锆石粒径均较大，多在80～200μm之间。除少量锆石因遭受后期蚀变影响而导致表面较为模糊外，绝大多数锆石具有明显的岩浆振荡环状特征(图10a)。另外，所有样品均具有较高的Th/U比值(GZ30TW1：0.4～1.3，平均0.7；PM102-2-TW1：0.5～1.0，平均0.7；WJH-TW22：0.2～1.2，平均0.5；WJH-TW21：0.4～1.1，平均0.7)，为典型的岩浆锆石。

五台山地区花岗质初糜棱岩(WJH-TW22)的20颗代表性锆石年代学测试表明，所有锆石均落在协和曲线上，协和性较好。17颗锆石的206Pb/238U加权平均年龄为360.5±2.4Ma(MSWD=0.114)，为晚泥盆世晚期，代表了该岩体的结晶年龄(图11a)。有3颗锆石加权平均年龄为314.4±6.2Ma(MSWD=0.00065)，与侵入该岩体的花岗闪岩年龄相当，可能为该期热事件改造的结果。

对该区侵入花岗质初糜棱岩的花岗闪长岩(WJH-TW21)开展了年代学测试，20颗锆石206Pb/238U年龄值变化在304.8～323.0Ma之间，除个别年龄略微偏移之外，绝大多数落于协和曲线之上，总体协和性较好。加权平均年龄为314.2±2.6Ma(MSWD=0.77)，属晚石炭世中期，代表了花岗闪长岩体的结晶年龄(图11b)。

七家子地区花岗质糜棱岩(GZ30TW1)的20颗锆石206Pb/238U年龄值变化在335.0～353.1Ma之间，除一颗锆石因后期Pb丢失而略微偏移协和曲线之外，其他19颗锆石均落于协和曲线之上，协和性较好。所有锆石加权平均年龄为342.9±2.3Ma(MSWD=1.4)，属早石炭世中期，代表了该岩体的结晶年龄(图11c)。

对该区侵入花岗质糜棱岩体的二长花岗岩(PM102-2-TW1)开展了年代学测试，20颗锆石的206Pb/238U年龄值中有一个因协和值较低而去除，其他19个年龄值有3个因Pb丢失而略微偏离协和线，另外16个均具有较高的协和度。该16个锆石的加权平均年龄为323.3±3.0Ma(MSWD=0.98)，为晚石炭世早期，代表了二长花岗岩体的结晶年龄(图11d)。

4.4 构造变形时代的限定

根据构造岩形成年龄和接触关系，五台山地区构造变形发生在晚泥盆世(360Ma)之后和晚石炭世中期(314Ma)之前，分别由花岗质初糜棱岩和侵入其中的花岗闪长岩成岩年龄限定。而七家子地区晚石炭世二长花岗岩侵入早石炭世花岗质糜棱岩的事实进一步将构造变形时间限定在早石炭世中期(342Ma)之后，晚石炭世早期(323Ma)之前。

除上述两个地区之外，音德尔杂岩构造变形在其他主要出露区和区域上也均有表现。在宋两家子地区的人工采坑中可见多处晚石炭世二长花岗岩侵入黑云母片岩中，局部遭受中生代断裂活动影响(图9c)。晚石炭世二长花岗岩多呈中细粒块状结构，未发生韧性变形(图9d)，而黑云母片岩则韧性变形强烈，普遍发育片麻理与密集构造线理(图9e)。在绰勒地区，音德尔杂岩多处遭受晚期闪长岩侵入，并可见闪长岩体中有较多花岗质糜棱岩包体出现(图2)，后者系前者岩浆侵位过程中捕获。花岗质超糜棱岩遭受强韧性变形，矿物拉伸线理与糜棱叶理十分发育，而闪长岩则未发生任何构造变形(图9f)。年代学研究表明(马永非，2019)，闪长岩为晚石炭世，花岗质糜棱岩形成于早石炭世。也支持构造变形发生于早石炭世晚期这一事实。

5 讨论

5.1 音德尔杂岩构造变形样式与变形机制

音德尔杂岩构造变形特征明显，片理、片麻理及糜棱面理发育，主体倾向NW，倾角30°～60°。片理、片麻理主要发育在黑云斜长片麻岩、黑云石英片及镁铁质侵入岩中，可见云母鱼、眼球体、浅色透镜体及S-C组构等韧性变形标志，镜下变质矿物组合特征指示构造变形发生在角闪岩相条件下。糜棱面理主要出现在花岗质糜棱岩中，面理倾向NW，倾角较大，与片理、片麻理产状一致。韧性变形强弱分带明显，初糜棱岩带与糜棱岩、超糜棱岩带交互出现。可见眼球构造、S-C组构等韧性变形特征，局部糜棱面理构成不对称褶曲，共同指示一期强烈挤压背景下以逆冲为主、伴有斜向走滑的变形事件。相似的产状及组构要素指示片麻理与糜棱面理系同期构造变形事件形成，片麻理形成于相对较深构造层次，而糜棱面理则是相对较浅构造层次的产物。

构造线理分两期，早期线理向NNW倾伏，倾伏角较大，多在30°～60°之间。线理倾伏向与倾伏角同叶理倾向与倾角一致，系同一期构造变形事件中形成。是碰撞造山早期强烈挤压作用下形成的一期高角度逆冲线理。晚期线理向NE倾伏，倾伏角普遍较小，在3°～20°之间。是造山晚期应力释放调整过程中伸展背景下形成的一期拉伸线理。早期向NNW倾伏的线理普遍遭受晚期向NE倾伏线理的改造，仅在局部地段有少量保留。片麻理中的矿物线理多以长石、石英等浅色矿物与黑云母、角闪石等暗色矿物定向相间排列形成。糜棱线理则以石英、长石等矿物的定向拉长与排列等为特征。细粒石英普遍波状消光和亚颗粒化，晶体显著变小并定向排列。野外露头与显微韧性变形特征均指示石英、长石等矿物沿主构造线发生显著的晶内塑性变形，变形机制以位错滑移和膨凸式动态重结晶为主。石英多定向拉长为拔丝构造，新晶集合体定向排列显示条纹条带状构造，出现眼球体、S-C组构等韧性变形标志，指示一期左行走滑剪切变形。

5.2 松嫩地块西缘岩浆弧及地质意义

目前的大量研究认为，嫩江洋古洋壳至少自早古生代早期以来，就有着向西北侧兴安增生地体之下的俯冲作用(Lietal., 2014; Liuetal., 2017)，形成了大量的陆缘岩浆弧(Liuetal., 2017)、增生楔(Maetal., 2020, 2021)、沟-弧-盆体系(Zhangetal., 2018; Maetal., 2020)等，组成了兴安增生地体的主体(刘永江等，2019)。而关于嫩江洋古洋壳是否具有向东南方向松嫩地块之下俯冲的问题研究较少。Maetal. (2020)报道了位于松嫩地块西缘扎赉特旗地区的早石炭世火成岩，该套火成岩具有弧岩浆岩特征，形成于俯冲构造背景之下。与南侧乌兰浩特及北东侧龙江地区的早石炭世火成岩一并，构成了一条北东走向的陆缘岩浆弧(图12)，预示着嫩江洋古洋壳在早石炭世时期具有向南东侧松嫩地块之下的俯冲作用(刘永江等，2019；Maetal., 2020，2021)。因此，嫩江洋古洋壳同时具有向西北方向兴安增生地体和南东方向松嫩地块之下的俯冲作用，即双向俯冲模式(Maetal., 2020；Liuetal., 2021)。上述岩浆弧即为嫩江洋古洋壳向松嫩地块之下俯冲形成。

关于嫩江洋古洋壳对松嫩地块俯冲起始的动力学机制目前仍不清晰。根据Lietal. (2018)对微板块构造运动特点的研究可知，相对于规模较大的大型板块来讲，微板块在构造活动中更灵活，运动方式也更为复杂，是板块构造最为活跃的部分。松嫩地块的规模限定其是中亚造山带中的一个微板块，根据松嫩地块西缘龙江-乌兰浩特地区报道的前寒武纪地质体来看，主要岩性为花岗岩、云母片岩及黑云斜长片麻岩等长英质岩类(程招勋等，2018；秦涛等，2018；张超等，2018)，总体比重较轻。根据音德尔杂岩中洋壳残留体的判断，嫩江洋古洋壳主体为一套闪长岩、辉石闪长岩及橄榄辉长岩等的镁铁质岩石，比重较大。古地磁资料研究发现，在晚古生代期间，夹持于西伯利亚和华北克拉通之间的中亚造山带内诸微陆块随两个巨型克拉通一起北移(Renetal., 2018; Zhaoetal., 2020; Zhangetal., 2021a, b)。北移过程中比重较轻的长英质松嫩地块遇到比重较大的镁铁质嫩江洋古洋壳阻扰，引发重力坍塌而开启嫩江洋古洋壳向南东向松嫩地块之下的俯冲。

5.3 大兴安岭中段晚古生代韧性变形带空间展布特征及构造意义

以往的研究多报道大兴安岭地区中生代韧性变形事件，其原因在于多数研究是基于对新生多硅白云母等单矿物的40Ar/39Ar年龄测定来限定构造变形事件发生时间的(韩国卿，2008)。然而，白云母等矿物的40Ar/39Ar同位素体系总体为中低温体系(Loveraetal., 1989, 1991; Ingeretal., 1996; McDougall and Harrison, 1999)，很容易受后期构造-岩浆热事件的影响而重置，仅可记录最新一次构造热事件的发生时间(Lietal., 2014)。包括大兴安岭在内的整个中国东北地区在中新生代分别遭受鄂霍茨克构造域和太平洋构造域的强烈叠加影响，整个区域中、新生代构造-岩浆等热事件十分普遍，对前中生代地质体影响十分显著(Maetal., 2021)。因此，以往基于白云母40Ar/39Ar体系构造年代学的研究多将大兴安岭地区构造变形事件限定于中、新生代。事实上，古生代期间古亚洲洋构造域构造活动十分强烈，韧性变形显著，是大兴安岭地区的重要构造形迹之一，也是记录中亚造山带形成与演化的重要物质载体。

作者对大兴安岭中段音德尔杂岩的构造变形研究表明，通过野外接触关系和锆石U-Pb年代学研究可较好的限定晚古生代构造变形发生的时间。通过区域上对音德尔杂岩韧性变形带的追踪发现，其向北可到达蘑菇气以南地区，向南到达乌兰浩特地区，总体构成一条NE走向的韧性剪切带，沿贺根山-黑河断裂东缘展布(图13)。

在缝合带北西侧，兴安增生地体东缘嫩江北部科洛地区的科洛杂岩及霍龙门组火山岩均发育有晚古生代韧性变形，矿物拉伸线理总体沿NE走向延伸(图13)。扎兰屯南部的姜家沟地区(图13)，发育有一规模较大的韧性剪切带-姜家沟北山韧性剪切带，发生韧性变形的地质体为早石炭世花岗岩，糜棱面理走向以NE-NNE向为主，倾向多为SE-SSE，倾角多在20°～30°(李林川等，2016(2)李林川, 江滨, 秦涛, 钱程等. 2016. 内蒙古1:5万徐地营子、朱林村、成吉思汗、于家窝堡幅区域地质调查. 北京: 全国地质资料馆)。在蘑菇气双龙山地区(图13)发育有北东向展布的晚古生代双龙山韧性剪切带(张志斌等，2016(3)张志斌, 司秋亮, 唐振, 马永非等. 2016. 内蒙古1:5万煤阱沟、郝家沟、蘑菇气、关家街幅区域地质调查. 北京: 全国地质资料馆)，糜棱面理倾向SE，产状140°∠62°、160°∠55°。霍林郭勒东南阿日昆都楞地区的混杂岩边部发育一期晚石炭世韧性变形构造，变形带走向NEE，规模较大，糜棱面理倾向SE，倾角在150°～175°之间(高利东等，2019(4)高利东, 杨海星, 隋海涛, 张维宇等. 2019. 内蒙古1:5万呆布嘎音乌拉幅区域地质调查. 北京: 全国地质资料馆)。这几处韧性剪切带均在贺根山-黑河缝合带西侧呈北东走向沿缝合带延伸(图13)。可见，在贺根山-黑河缝合带的两侧均有晚古生代韧性变形事件发生，其形成与嫩江洋的闭合和兴安增生地体与松嫩地块之间的造山运动密切相关。

5.4 音德尔杂岩形成与嫩江洋演化

5.4.1 音德尔杂岩物质组分、时代及构造意义

大地构造位置来讲，音德尔杂岩位于松嫩地块西缘俯冲增生杂岩带内。区域地质填图与年代学研究表明，杂岩体中岩块的形成时代主要为晚泥盆世至早石炭世，在随后的碰撞造山过程中与片岩基质发生构造混杂。其中，晚泥盆世岩块主要为一套偏碱性的花岗质糜棱岩，岩体规模一般较大。其原岩具高硅、高钾、富钠、贫镁铁等特征，是一套典型的A型花岗岩。Maetal. (2020)通过研究认为其形成于松嫩地块西缘被动陆缘相关的伸展构造背景下，但缺少相应的沉积学证据支持。因此，其动力学背景仍需进一步探讨。

早石炭世岩块为音德尔杂岩中占比最大的物质组分，主要岩性包括花岗质糜棱岩等长英质侵入岩、辉长闪长岩等镁铁质侵入岩以及安山岩与玄武安山岩等中基性火山岩，其均具弧岩浆岩特征(Maetal., 2020)，为典型的岩浆弧岩石组合，是乌兰浩特-龙江弧岩浆岩带的组成部分。因此，早石炭世火成岩形成于嫩江洋古洋壳向南东方向松嫩地块俯冲的构造背景之下(Maetal., 2020; 图14a)，标志着松嫩地块西缘由晚泥盆世伸展向早石炭世俯冲构造背景的转换。随着嫩江洋古洋壳的持续俯冲和系列岩浆事件的发生，在俯冲带及上方形成了大规模的火成岩体，并不断增生于松嫩地块西缘。同时裹入大量洋壳表层沉积物、海岛海山及洋壳残片等，形成系列具逆冲叠覆性质的增生楔，并伴随俯冲作用的进行而不断由陆缘向洋壳一侧加厚生长(图14b)。

片岩基质的岩石类型主要包括绿泥阳起石片岩、黑云母片岩、绢云片岩及黑云斜长片麻岩等，初步原岩恢复认为其由超基性岩、花岗质岩石和沉积岩等多种岩石类型在构造混杂过程中发生变质和强烈变形。构造混杂方式可能包括俯冲相关岩浆作用对松嫩地块的侵入与底劈作用，俯冲过程中的刮铲作用，挤压碰撞过程中的仰冲和走滑携带作用等。

5.4.2 音德尔杂岩构造就位与嫩江洋闭合机制

经历早石炭世俯冲增生与构造混杂等过程，兴安增生地体东缘岩浆弧和松嫩地块西缘岩浆弧于早石炭世晚期-晚石炭世早期沿贺根山-黑河一线发生弧-弧碰撞拼贴，嫩江洋闭合(Maetal., 2020，2021)。音德尔杂岩的构造就位即伴随着嫩江洋闭合、洋盆两侧弧-弧碰撞及随后的造山作用而发生，并伴随强烈构造变形。因此，可通过音德尔杂岩的构造变形解析来还原嫩江洋闭合机制。

音德尔杂岩中构造片(麻)岩、片理化的镁铁质侵入岩及花岗质糜棱岩等构造面理普遍倾向NW，预示着杂岩体受到NW-SE方向的挤压构造应力作用，该应力场是由嫩江洋古洋壳向松嫩地块之下俯冲导致的。但一般情况下，由于洋壳密度较大，发生俯冲之后以倾斜向下运动为特征，形成增生楔的构造面(如构造面理)等多倾向大陆块体一侧(Davisetal.，2011)。因此，嫩江洋古洋壳SE方向俯冲所产生的增生楔应倾向SE方向的松嫩地块一侧，形成一系列SE倾向的低角度逆冲推覆叠瓦系。这与音德尔杂岩具NW倾向构造面理的事实相悖，且其构造面理倾角普遍较大(30°～60°)。实际上随着俯冲增生过程的持续，增生楔的后缘出现加厚，其上部开始形成向陆缘一侧的反向逆冲，这种反向逆冲随着俯冲作用不断加强，增生楔进一步增厚。随着古洋盆闭合和洋壳消亡，兴安增生地体与松嫩地块陆缘发生碰撞，强烈挤压造山，使得增生楔分别向兴安增生地体和松嫩地块两侧呈花状仰冲隆起，导致松嫩地块西北缘增生杂岩产状的反转，形成倾向NW的陆缘仰冲构造体系(图14c)。兴安增生地体与松嫩地块碰撞早期，正向挤压运动导致早期向NNW倾伏的高角度构造线理的形成，而造山晚期，随着挤压应力的消失，前期强烈汇聚的造山体系在后期趋稳过程中伸展释放，导致两侧构造单元之间发生低角度左行走滑剪切变形，松嫩地块相对向NE方向滑移，形成了音德尔杂岩中普遍发育的向NE倾伏的低角度矿物拉伸线理(14d)。

前文分析表明，在贺根山-黑河缝合带西北侧，与嫩江洋闭合碰撞构造相关的片理面多倾向SE；在缝合带东南侧与碰撞构造相关的片理面主体都倾向NW(如，音德尔杂岩分布区)，形成似花状双向反冲构造。因此，嫩江洋总体呈现出一种俯冲-增生-碰撞闭合的构造演化过程(图14)。表现为中亚造山带内典型的增生碰撞机制(Xiaoetal.，2003, 2015)。我们对嫩江洋闭合相关构造的解析，从构造角度证实了嫩江洋具有双向俯冲的特征。

6 结论

(1)音德尔杂岩是一套俯冲增生杂岩，由火成岩岩块与片岩基质混杂形成，发育两期构造变形。早期变形以片(麻)理与糜棱面理为特征，倾向NW，倾角多在30°～60°之间，其上发育向NNW倾伏的高角度逆冲线理。晚期变形以低角度矿物拉伸线理为主，倾伏向NE，早期线理多被晚期线理改造或置换。两期线理分别形成于碰撞造山早期挤压背景下的逆冲变形和造山晚期伸展调整背景下的近水平左行走滑剪切过程中。构造变形主体发生在中低温条件下，石英及长石等矿物显著亚颗粒化，并被定向拉长，变形机制以晶内位错滑移和膨凸重结晶为主，构造变形样式指示一期左行走滑剪切运动。

(2)通过音德尔杂岩野外构造变形及接触关系观测、构造岩与侵入其中未发生变形的岩体年代学测试，将构造变形事件的发生时间限定于早石炭世中期(343Ma)之后、晚期(323Ma)之前，构造变形与嫩江洋的闭合、兴安增生地体和松嫩地块之间碰撞造山运动相关。

(3)早石炭世早期，嫩江洋开启向东南方向松嫩地块和西北方向兴安增生地体之下的“双向俯冲”模式。早石炭世末期，随着嫩江洋闭合兴安增生地体与松嫩地块碰撞拼贴，强烈的挤压造山作用使得二者的陆缘增生楔背向花状仰冲隆起，控制了音德尔杂岩早期糜棱面理和高角度糜棱线理的形成。造山晚期，造山带趋稳释放过程中发生低角度左行斜向走滑剪切变形，控制了音德尔杂岩后期低角度糜棱线理的发育。

谨以此文庆祝“沈阳地质调查中心”成立60周年。

致谢感谢孙巍博士与臧延庆工程师在野外工作中的大力支持；同时感谢两位审稿人提出的大量宝贵意见。