内蒙古中东部毛登-前进场早石炭世强过铝花岗岩带地球化学成因及其构造意义

The closure time and evolution of the Paleo-Asian Ocean is the issue of debate, as the existence of several ophiolite and igneous zones in Xingmeng Orogenic Belt. The tectonic environment during the Carboniferous adds key constraints to understanding the robust closure time of Paleo-Asian Ocean. However, besides the rare Carboniferous plutons related to the mineralization are reported, the lack of the Early Carboniferous sedimentary-volcanic strata in the whole Xingmeng Orogenic Belt doesn’t allow to find the significant objects due to the heavily cover and bedrock exposed poorly. According to recent work done by proposer in Maodeng-Qianjinchang region, several granitic plutons composed of monzonitic granite and granodiorite, containing white-mica and garnet, high A/CNK (1.10-1.16) and CIPW standard mineral corundum content (C=1.4-2.2), are dated into the Early Carboniferous. These plutons display as an intermittent NEE-trend strongly peraluminous granite belt in the Early Carboniferous. In this proposal, we are planning to study the peraluminous granite belt with Petrological, chronological, isotopic geochemistry and mineralogy methods, in order to analyze its rock type, distribution, magmatic time, magma origin condition. The tectonic evolution of Xingmeng Orogenic Belt will be discussed after demonstration of magmatic evolution and source.

由于兴蒙造山带发育多条蛇绿岩带和岩浆岩带，故学者们对于古亚洲洋的闭合时间和演化方式等方面存在不同看法，其中石炭纪构造环境的不明确是制约古亚洲洋闭合时间认识的关键问题。然而，兴蒙造山带缺失下石炭统沉积-火山地层，缺乏直接的研究对象。申请人近年工作发现在西乌旗毛登-前进场一带，发育多个强过铝花岗岩体，岩性为正长花岗岩、二长花岗岩及花岗闪长岩，含有白云母、石榴石，具有高的铝饱和指数(A/CNK=1.10-1.16)，CIPW标准矿物计算中出现刚玉分子(C=1.4-2.2)。已有年代学数据显示均属早石炭世。这些岩体呈断续的带状展布，形成一条北东东向早石炭世强过铝花岗岩带。本项目拟通过对内蒙古毛登-前进场早石炭世强过铝花岗岩带岩石学、年代学、同位素、岩石地球化学及矿物学的研究，分析厘定其形成时代、温压条件、源岩性质，阐明其源区特征及岩浆演化过程，明确其构造属性，为兴蒙早石炭世构造演化提供制约。

兴蒙造山带经历了长期的造山演化过程，涉及多次的洋壳俯冲和增生作用。然而，关于兴蒙造山带古生代晚期的构造演化一直存在争议。本次工作对位于兴蒙造山带中部锡林浩特微陆块上毛登–前进场强过铝花岗岩带中的三个代表性岩体及迈罕陶勒盖辉长岩进行了岩石学、地质年代学、岩石地球化学和同位素的研究工作。锆石U–Pb测年结果表明，这些侵入岩是在石炭纪早期（333–322 Ma）期间形成的。三个代表性花岗岩体具有类似于S型花岗岩的地球化学特征，具有较高的SiO2（72.34–76.53％），Al2O3（12.45–14.65 ％）和A / CNK（1.07-1.16），亏损Sr、Nb和Ta。样品具有正的εNd（t）和εHf（t）值（分别为-0.3–2.8和2.7–5.7）以及年轻的Nd和Hf模式年龄（T2DM-Nd = 853-1110 Ma和T2DM-Hf = 975-1184 Ma），这表明它们可能是不均一源区部分熔融产物，包括不同比例的泥岩、硬砂岩和玄武质岩石。认为源岩可能为锡林郭勒杂岩，简单的Nd同位素混合计算模型表明，白音宝力道、毛登牧场和达其浑迪二长花岗岩源岩中斜长角闪岩比例分别为20％、40％和7％。温压估算表明这些强过铝花岗岩具有高温低压的特征，侵位深度距地表＜7.4 km。迈罕陶勒盖辉长岩-闪长岩具有低的SiO2（47.06–53.49％）和K2O（0.04–0.99％）含量，并且在球粒陨石标准化稀土元素配分图中显示出轻稀土元素亏损的特征。它们具有较高的锆石εHf（t）值（14.41–17.34）和年轻的Hf模型年龄（TDM2（Hf）= 230–418 Ma）），相对高的La/Nb (1.76–4.59) 和低的La/Ba (0.03–0.13, PM105.17 = 0.29除外)比值，暗示源区为被俯冲物改造的岩石圈地幔，指示源区富含流体而未卷入沉积物。在La/Yb-Dy/Yb图解中，样品落在了尖晶石相橄榄岩区，Sm/Yb -La/Sm图解中则显示熔融程度为5%到20%，均指示相对较浅的地幔源区。综合区域资料分析，认为毛登-前进场石炭纪强过铝花岗岩带和迈罕陶勒盖辉长岩-闪长岩形成于洋脊俯冲背景。在此基础上，我们建立了贺根山洋早石炭世洋脊俯冲模型。