The Discovery of Earliest Middle Triassic C-Type Adakite from Langshan Area, Inner Mongolia and Its Tectonic Implications
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摘要: 狼山构造带位于索伦缝合带南西，华北北缘及中亚造山带南缘的结合位置，是研究中亚造山带晚古生代-早中生代构造-岩浆演化及地球动力学背景的重要场所.在该地区新识别出中三叠世早期具有埃达克岩特征的扎拉山岩体，该岩体岩石类型主要为花岗闪长岩及二长花岗岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示该岩体的形成时代介于244.9±1.2 Ma~244.1±2.3 Ma.地球化学特征表明，该岩体具有较高的SiO2（68.77%~72.58%）、Al2O3（14.48%~16.28%）、Sr（287×10-6~455×10-6，平均值413×10-6）含量及Sr/Y比值（46.07~95.50），较低的Y（4.07×10-6~8.01×10-6）、Yb（0.43×10-6~0.78×10-6）、Cr（5.18×10-6~8.92×10-6）、Ni（1.34×10-6~7.71×10-6）含量及Mg#值（35.54~41.64），Na2O/K2O比值为0.86~1.19，重稀土元素强烈亏损，轻重稀土元素分馏明显（26.45 <（La/Yb）N < 56.13），铕异常较弱（0.82 < δEu < 1.02），具有C型埃达克岩特征.锆石Hf同位素分析结果显示εHf（t）值介于2.5~8.9，对应的二阶模式年龄TDM2介于707~1 115 Ma，表明其源区主要为年轻地壳.结合区域地质背景，结果表明内蒙古狼山地区中三叠世早期具有C型埃达克岩特征的扎拉山岩体应为古亚洲洋闭合之后，西伯利亚板块与华北板块碰撞造山阶段的产物，为加厚的下地壳部分熔融形成.Abstract: The Langshan structural belt is located in southwest of the Solonker suture zone and as well as the junction between the northern margin of the North China Craton and southern of Central Asian orogenic belt, which is an ideal workplace to study on tectonic-magmatic evolution and geodynamics background from Late Paleozoic to Early Mesozoic. An earliest Middle Triassic pluton with Adakite characteristics was discovered in this study and was called as Zhalashan pluton. The main rock types of Zhalashan Pluton are granodiorite and monzogranite. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages yield the formation time of Zhalashan pluton between 244.9±1.2 Ma and 244.1±2.3 Ma. Geochemical characteristics show that the Zhalashan granites are typical C-type adakite with high SiO2(68.77%-72.58%), Al2O3(14.48%-16.28%), Sr(287×10-6-455×10-6, 413×10-6 on average) content and high Sr/Y ratio (46.07-95.50), low Y(4.07×10-6-8.01×10-6), Yb(0.43×10-6-0.78×10-6), Cr(5.18×10-6-8.92×10-6), Ni(1.34×10-6-7.71×10-6) content and low Mg#(35.54-41.64), Na2O/K2O ratio between 0.86 and 1.19. In addition, it exhibits significant fractionation between LREE and HREE[26.45 < (La/Yb)N < 56.13] and is depleted in HREE with slight Eu anomaly (0.82 < δEu < 1.02). Zircon Hf isotopic data displays that εHf(t) values vary from 2.5~8.9, Hf model ages TDM2 vary from 707-1 115 Ma, indicating a juvenile crustal material. Together with regional geological background, the authors hold that the Zhalashan pluton resulted from collision between Siberia Craton and North China Craton after the closure of the Paleo-Asian Ocean which is the product of partial melting of the thickened lower crust.
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Key words:
- Langshan area /
- earliest Middle Triassic /
- adakite /
- thickened crust /
- closure of the Paleo-Asian Ocean /
- petrology
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中亚造山带位于西伯利亚板块东南，塔里木板块及华北板块以北(图 1a)，是显生宙陆壳增生与改造最显著的大陆造山带(Şengör et al., 1993; Jahn et al., 2004; Cawood et al., 2009)，中亚造山带在近10亿年来的陆壳演化过程中，经历了陆缘增生、碰撞(后碰撞)和陆内造山作用3个阶段，其复杂的增生-碰撞过程与古亚洲洋的构造演化过程有着密切关系(Şengör et al., 1993; Jahn et al., 2004; Zhang et al., 2012; Ma et al., 2017; Zhao et al., 2018).目前，越来越多的人认为古亚洲洋是在晚古生代-早中生代沿着索伦-西拉木伦缝合带完成最终闭合的(Wilde, 2015; Zhang et al., 2016).因此，对区域晚古生代-早中生代构造-岩浆演化过程进行系统详细的研究可以为古亚洲洋的最终闭合时限提供约束，同时有助于理解中亚造山带在该时期构造演化的转折过程.
图 1 狼山及相邻地区不同尺度区域地质简图a.中亚造山带构造纲要图，据Şengör et al.(1993)、Jahn et al.(2004)修改；b.华北北缘晚古生代-早中生代侵入岩分布图，据Shi et al.(2014)修改；c.狼山地区地质简图，据Liu et al.(2016)，以及中国地质调查局天津地质调查中心, 2016, 内蒙古1:5万查干呼舒庙幅、楚鲁庙幅、潮格幅、哈尔木格台幅、那仁宝力格公社幅、居力格台幅区域地质矿产调查报告修改.1.中-新元古代变质沉积岩；2.新元古代变质沉积岩；3.晚古生代沉积岩及火山岩；4.中-新生代沉积岩；5.中元古代变质侵入岩；6.早古生代侵入岩；7.晚古生代镁铁质侵入岩；8.晚古生代中-酸性侵入岩；9.早中生代花岗岩；10.获各琦断裂；11.其他断裂；12.韧性剪切带；13.扎拉山岩体地质简图位置；14.前人锆石U-Pb年龄采样点；15.本文锆石U-Pb年龄采样点Fig. 1. Different scale geological maps in Langshan and adjacent areaC型埃达克岩可以追踪地质历史上的地壳增厚及其相关事件(张旗等, 2002)，近年来在中亚造山带南缘及华北北缘，前人发现了一系列具有C型埃达克岩特征的岩浆岩，该期岩浆活动主要发生于晚二叠世至中三叠世早期，集中分布在索伦-西拉沐沦河缝合带附近(刘建峰等, 2013; Liu et al., 2015; 刘珏等, 2015; Li et al., 2017)，并被认为是华北板块与西伯利亚板块发生碰撞及古亚洲洋最终闭合的直接证据(刘建峰等, 2013; 刘珏等, 2015).
狼山构造带位于索伦缝合带西南，华北北缘与中亚造山带南缘的结合位置(图 1b)，区内晚古生代-早中生代岩浆作用强烈，是研究区域构造-岩浆演化的重要场所.前人对于该区域石炭纪、早-中二叠世及晚三叠世岩浆岩进行了较为深入的研究，并认为石炭纪-中二叠世为活动大陆边缘环境(Liu et al., 2016; 郭硕等, 2017)，晚三叠世为后碰撞伸展环境(王文龙等, 2017)，然而对于晚二叠世-中三叠世早期之间的岩浆活动记录关注相对较少，而这一时期恰好是研究古亚洲洋构造转换的关键时期.本文基于内蒙古1:5万查干呼舒庙等六幅区调项目在狼山构造带东北缘新识别出的中三叠世早期扎拉山岩体开展研究，该岩体具有典型的C型埃达克岩特征.对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、原位Hf同位素及全岩地球化学分析，以期为古亚洲洋的闭合时限及板块碰撞过程的构造-岩浆演化提供有益参考.
1. 区域地质背景
狼山构造带总体的构造线方向为北东向，著名的索伦缝合带位于狼山构造带的北东方向，查干楚鲁蛇绿岩带及恩格尔乌苏蛇绿岩带位于狼山构造带的北西侧(图 1b).前人的研究表明恩格尔乌苏蛇绿岩带所代表的洋盆最终闭合时限为晚二叠世末-晚三叠世(王廷印等, 1992)，与索伦-林西缝合带的最终闭合时限吻合，可能为索伦-林西缝合带的西延.著名的获各琦断裂分布于测区的中部，NEE-SWW向延伸，前人的研究表明获各琦断裂可能是华北北缘及中亚造山带南缘(早古生代岛弧或微陆块)构造边界(Chen et al., 2015)，在区域上的构造意义等同于西侧的赤峰-白云鄂博断裂(Jian et al., 2010; Zhang et al., 2014)，此外狼山地区还发育多期次的韧性剪切带(公王斌等, 2017).
区内出露的最老地层为分布于获各琦断裂带以西的宝音图岩群，岩性主要为(石榴)斜长角闪岩、(石榴)云母片岩、石英岩及大理岩，为一套低角闪岩相-高绿片岩相的变质沉积岩石组合，锆石U-Pb测年获得斜长角闪岩的形成时代为895.5±6.8 Ma，变质沉积岩最小的碎屑锆石年龄峰值为1 187~1 395 Ma，限定其形成时代为中元古代晚期-新元古代(中国地质调查局天津地质调查中心, 2016, 内蒙古1:5万查干呼舒庙幅、楚鲁庙幅、潮格幅、哈尔木格台幅、那仁宝力格公社幅、居力格台幅区域地质矿产调查报告).新元古代狼山群分布于获各琦断裂带以东(图 1c)，为一套浅变质的碎屑岩及碳酸盐岩组合，岩性主要为变质砂岩、板岩、千枚岩、大理岩等.Hu et al.(2014)和Liu et al.(2017)获得狼山群中碎屑锆石最小峰值年龄为0.8~1.2 Ga.狼山群中存在新元古代火山岩夹层，锆石U-Pb测年结果显示其形成时代介于804~878 Ma(Hu et al., 2014; Liu et al., 2017).上石炭统碎屑岩及灰岩、中-上二叠统火山岩出露在研究区西侧(郭硕等, 2017)，白垩系及第四系主要分布在地势较低处.
研究区广泛发育中元古代、古生代、早中生代侵入岩(图 1c).中元古代侵入岩主要分布于研究区北东，主要为一套片麻状花岗岩(Wang et al., 2016)；早古生代侵入岩主要为一套石英闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩的岩石组合，出露于获各琦断裂带以西，时代为志留纪(Wang et al., 2015a)；晚古生代岩石类型包括辉长岩、石英闪长岩及花岗岩，出露面积较大，主要分布于研究区中部，时代为二叠纪及石炭纪(Wang et al., 2015a; Liu et al., 2016)；早中生代以酸性侵入岩为主，主要为正长花岗岩及二长花岗岩，时代为三叠纪(王文龙等, 2017).
2. 岩体地质及样品采集
扎拉山岩体位于狼山构造带的东北缘，基岩出露较好，节理发育，具有弱的球形风化特征，岩石新鲜未变质.南西侧被晚三叠世侵入岩侵入；北东侧侵入到二叠纪侵入岩中；南东侧侵入到中元古代变质侵入岩中；北西侧被第四系覆盖(图 1c).扎拉山岩体主要由二长花岗岩及花岗闪长岩组成，二者为侵入接触关系，二长花岗岩侵入到花岗闪长岩之中(图 2a, 2b).
图 2 扎拉山岩体野外及镜下照片a.二长花岗岩野外特征；b.二长花岗岩侵入花岗闪长岩；c.二长花岗岩镜下特征；d.花岗闪长岩镜下特征.矿物代号：Kfs.钾长石；Pl.斜长石；Qtz.石英；Bt.黑云母；Ms.白云母Fig. 2. Field and microscope photographs for Zhalashan pluton二长花岗岩：岩石风化面为肉红色-浅肉红色，新鲜面为浅肉红色-灰白色，中细粒-细粒结构，块状构造.主要由钾长石、斜长石、石英及少量白云母组成.呈半自形板状-他形粒状，可见条纹长石和微斜长石，含量在35%~40%，粒径为1~4 mm，轻微高岭土化；斜长石含量在25%~30%，粒径为1~3 mm，大部分颗粒呈不均匀绢云母化、高岭土化，表面污浊；石英含量在25%~30%，粒径为0.5~2.0 mm；白云母呈叶片状，片径约为0.5 mm，星散分布，含量小于5%(图 2c).
花岗闪长岩：岩石风化面及新鲜面均为灰白色，中细粒花岗结构为主，少量为细粒结构，块状构造.岩石由钾长石、斜长石、石英及黑云母组成.钾长石含量在20%~25%，粒径为1~2 mm，具格子双晶；斜长石含量在40%~45%，粒径为1~3 mm，聚片双晶发育，部分具高岭土化、绢云母化；石英含量在20%~25%，粒径为0.5~3.0 mm；黑云母含量在10%~15%，片径为0.5~1.0 mm，部分发生绿泥石化(图 2d).
岩石中副矿物主要包括锆石、磷灰石、钛铁矿、独居石、绿帘石等.
本次工作采集了灰白色中细粒花岗闪长岩(样品编号：TW3303-2，采样位置：41°28′56″N；107°12′40″E)及浅肉红色中细粒二长花岗岩(样品编号：TW3554-1，采样位置：41°29′01″N；107°13′08″E)2件同位素年龄样品，并对样品TW3303-2进行锆石原位Hf同位素分析，采集全岩地球化学分析样品9件，采样位置见图 3.
图 3 扎拉山岩体地质简图1.新元古代变质沉积岩；2.中-新生代沉积岩；3.中元古代变质侵入岩；4.晚古生代中-酸性侵入岩；5.三叠纪花岗闪长岩；6.三叠纪二长花岗岩；7.断裂；8.锆石U-Pb年龄采样点；9.全岩地球化学分析采样点Fig. 3. Simplified geological map of Zhalashan pluton3. 分析方法
3.1 锆石U-Pb测年及Hf同位素分析
将新鲜岩石样品破碎至80目，然后经水粗淘、强磁分选、电磁分选和酒精细淘之后，在实体显微镜下手工挑选出锆石，将待测锆石颗粒用环氧树脂制靶，然后磨至锆石颗粒的一半并抛光，阴极发光照相在北京锆年领航科技有限公司的日本电子JSM-6510型扫描电镜上进行.锆石原位U-Pb年龄测试及原位Hf同位素测试在天津地质调查中心同位素实验室利用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS)上完成，将NEW WAVE 193-FXArF准分子激光器与Thermo Fisher公司的Neptune多接收器电感耦合等离子体质谱仪联接，采用He气作为剥蚀物质的载气.锆石U-Pb年龄测定使用的激光束斑直径为35 μm，剥蚀时间为30 s，采用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐标准参考物质NIST610，锆石年龄计算采用GJ-1；对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal 9.2(Liu et al., 2010)完成，U-Pb年龄谐和图绘制和年龄加权平均值计算采用Isoplot/Ex_ver3(Ludwig, 2003).锆石原位微区Hf同位素分析采用与U-Pb年龄测定相同的激光器与质谱仪，激光剥蚀束斑直径为50 μm，剥蚀时间为30 s，采用GJ-1作为外标计算Hf同位素比值，具体仪器配置和实验流程参见耿建珍等(2011)，Hf同位素数据处理同样采用ICPMSDataCal 9.2程序完成(Liu et al., 2010).
3.2 全岩分析
主量、微量和稀土元素分析在天津地质调查中心元素分析实验室完成.野外采集新鲜无蚀变的岩石样品，首先用水将样品表面冲洗干净并晾干，机械破碎至200目后送实验室分析.主量元素在样品制成熔片后通过X射线荧光光谱法(XRF)测试，相对误差在元素丰度大于1.0%时为±1%，元素丰度小于1.0%时为±10%；FeO采用氢氟酸、硫酸溶样、重铬酸钾滴定容量法，分析误差优于2%，微量元素使用ICP-MS测试，样品测定值和推荐值的相对误差小于10%，且绝大多数值在5%以内.
4. 分析结果
4.1 形成时代
样品LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果见附表 1.
样品TW3303-2(中细粒花岗闪长岩)中锆石呈自形长柱状，四方双锥发育，晶面平直，颗粒大小介于(50~80 μm)×(100~200 μm)，阴极发光图像显示锆石整体具有较为清晰的岩浆震荡环带，属典型的岩浆锆石(图 4a).对样品中的24颗锆石进行测年，其中3个测点明显偏离谐和线(测点16、19、23)，未参与平均年龄计算；2个测点的206Pb/238U年龄偏大(测点3、5)，可能为捕获的岩浆锆石；6个测点的206Pb/238U年龄偏小(测点8、10、12、14、18、21)，可能为后期岩浆热液带入锆石，也未参与平均年龄计算；其余13个测点的206Pb/238U表面年龄变化于236~252 Ma之间，Pb的含量介于20×10-6~79×10-6，U的含量介于511×10-6~2 141×10-6，Th/U为0.12~0.72.最终获得样品206Pb/238U加权平均年龄为244.9±1.2 Ma(MSWD=3.7；n=13)(图 5a)，代表扎拉山岩体花岗闪长岩的侵位时代.
图 4 扎拉山岩体部分锆石CL图像红色小圈代表锆石U-Pb测年位置；黄色大圈代表Hf同位素分析位置Fig. 4. Part of CL images and analysis spot of zircons from Zhalashan pluton
图 5 扎拉山岩体花岗闪长岩及二长花岗岩锆石U-Pb测年谐和图和加权平均年龄图Fig. 5. Zircon U-Pb condordia and weighted average age diagrams for granodiorite and monzogranite from Zhalashan pluton样品TW3554-1(中细粒二长花岗岩)锆石形态与样品TW3303-2较为相似，总体呈长柱状，锆石大小集中在(50~80 μm)×(100~200 μm)之间，锆石表面相对光滑、干净，韵律环带清晰，具岩浆锆石特征(图 4b).对该样品中的23颗锆石进行测年，其中9个测点偏离谐和线(测点1、4、5、8、9、11、13、16、18)，未参与平均年龄计算.测点12的206Pb/238U年龄值为279 Ma，可能为捕获的二叠纪岩浆锆石，未参与平均年龄计算，其余13个测点206Pb/238U年龄集中在235~254 Ma之间，Pb的含量介于15×10-6~25×10-6，U的含量介于390×10-6~672×10-6，Th/U比值介于0.10~0.37，最终获得样品206Pb/238U加权平均年龄为244.1±2.3 Ma(MSWD=2.2；n=13)，代表扎拉山岩体二长花岗岩的侵位时代(图 5b).
4.2 锆石原位Hf同位素
样品锆石原位Hf同位素分析结果见附表 2.
本文对样品TW3303-2(中细粒花岗闪长岩)中的8颗锆石进行测试分析，分析结果显示所有测点的Hf同位素组成比较一致，176Lu/177Hf比值均小于0.002，说明锆石在形成后具有很少的放射性成因Hf的积累(杨钢等, 2015)，8颗锆石176Hf/177Hf比值介于0.282 692~0.282 874，εHf(t)值均为正值，介于2.5~8.9，对应的二阶模式年龄TDM2介于707~1 115 Ma.
4.3 岩石地球化学
样品主量、微量及稀土元素分析结果见附表 3.
扎拉山岩体花岗闪长岩及二长花岗岩全岩SiO2含量介于68.77%~72.58%，K2O含量为3.64%~4.57%，在图 6a中，样品点落入高钾钙碱性系列区域；Al2O3含量为14.48%~16.28%，A/CNK为1.01~1.19，在图 6b中落入过铝质区域；样品总体上具有较高的SiO2、K2O、Na2O含量；较低的TiO2、CaO、P2O5、MgO、FeOt含量.样品Mg#值介于35.54~41.64(平均值37.96)，Na2O/K2O值介于0.86~1.19(平均值0.98).扎拉山岩体的主量元素与南侧晚三叠世乌和尔图岩体具较为明显的差异，乌和尔图岩体具有更高的SiO2、K2O含量，更低的MgO、FeO、Cr、Ni含量(图 6a, 6b)(王文龙等，2017).
图 6 扎拉山岩体岩石判别图解a.SiO2-K2O图解，转引自(Maitre, 1989)；b.A/CNK-A/NK图解，转引自Maniar and Piccoli(1989)，乌和尔图花岗岩数据王文龙等(2017)，下文图解相同Fig. 6. Granitiods discrimination diagrams of the Zhalashan pluton稀土元素配分曲线显示(图 7a)，扎拉山岩体稀土总量偏低(90.39×10-6~169.10×10-6)，轻稀土富集(82.25×10-6~156.02×10-6)，重稀土亏损(7.99×10-6~14.61×10-6)，轻重稀土分馏十分明显，(La/Yb)N介于26.45~56.13，(La/Sm)N介于6.99~9.31，轻稀土分馏明显；(Gd/Yb)N介于2.14~4.11，重稀土分馏相对较弱，δEu介于0.82~1.02，Eu异常不明显.在图 7b中，岩石表现为高度富集Rb、Ba、U、K等大离子亲石元素(LILE)，相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE)；总体具有较低的Y(4.07×10-6~8.01×10-6)和Yb(0.43×10-6~0.78×10-6)含量，较高的Sr(287×10-6~589×10-6，平均值413×10-6)含量及Sr/Y比值(46.07~95.50).相比之下，南侧的乌和尔图岩体具有明显的负铕异常，较低的Sr含量及Sr/Y比值，Ba、Sr、P、Ti亏损更为强烈(图 6).
图 7 扎拉山岩体岩石稀土元素球粒陨石标准化配分图(a)及微量元素原始地幔蛛网图(b)Fig. 7. Chondrite-normalized REE parterns (a) and primitive-mantle normalized trace element spider diagram (b) for Zhalashan pluton5. 讨论
5.1 岩石类型
埃达克岩最初是由Defant and Drummond(1990)提出来的一种形成于俯冲消减环境、由板片熔融形成的一套中酸性火山岩，具有特殊的地球化学特征，如富集轻稀土元素、亏损重稀土元素，具有高SiO2(≥56%)、高Al2O3(≥15%)、高Sr(＞400×10-6)含量、高Sr/Y比值(＞20~40)，同时又具有较低的Y(＜18×10-6)和Yb(＜1.9×10-6)含量等特征.随后的研究表明，一些具有埃达克岩地球化学特征的高钾钙碱性中酸性火成岩既不产生于岛弧环境，也不是板片熔融的产物，而是形成于大陆地区.张旗等(2002)根据埃达克岩化学成分的差异及其产出的大地构造环境的不同，将埃达克岩划分为O型和C型，前者富Na、Mg，是以MORB为源岩的挤压消减板片发生部分熔融的产物(Defant and Drummond, 1990)，K2O含量低，平均不超过1.72%；后者K2O含量显著偏高，一般在2.9%~3.9%以上，Na2O/K2O值＜2，MgO及Mg#值相对前者较低，这类埃达克岩主要形成于大陆地区，如活动陆缘地壳加厚地区、板块碰撞导致的地壳加厚地区和高原底部等环境.岩石地球化学特征表明，扎拉山岩体具有典型C型埃达克岩地球化学特征：如高SiO2(68.77%~72.58%，平均值70.81%)、Al2O3(14.48%~16.28%，平均值15.45%)、Sr(287×10-6~589×10-6，平均值413×10-6)含量和Sr/Y值(46.07~95.50，平均值80.6)，低HREE(7.99×10-6~14.61×10-6，平均值10.52×10-6)、Y(4.07×10-6~8.01×10-6，平均值5.45×10-6)、Yb(0.43×10-6~0.78×10-6，平均值0.57×10-6)含量，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，轻重稀土元素分馏明显，26.45＜(La/Yb)N＜56.13，平均值41.24，没有明显的Eu异常(0.82＜δEu＜1.02，平均值0.91)，在图 8上，样品都落入埃达克岩区域.样品K2O含量为3.64%~4.57%，Na2O/K2O值为0.86~1.19，平均值为0.98，在图 6a中样品点主要落在高钾钙碱性岩石系列中，与中国东部埃达克岩相似(葛小月等, 2002; 张旗等, 2002; Wang et al., 2007).
图 8 扎拉山岩体埃达克岩判别图解Fig. 8. Adakite discrimination diagram of Zhalashan pluton5.2 源区特征及岩石成因
扎拉山岩体具有较高的SiO2、K2O含量，较低的MgO、Cr、Ni含量，高钾钙碱性系列，过铝质等地球化学特征，显示出壳源的特点.锆石Hf同位素分析结果显示，εHf(t)值介于2.5~8.9，对应的二阶模式年龄TDM2介于707 ~1 115 Ma，表明其源区主要为年轻地壳.在图 9中，扎拉山岩体样品点全部落入中亚造山带东段区域，南侧乌和尔图岩体样品点主体落入华北北缘区域，显示出二者源区的巨大差异性，笔者初步推测在两个岩体之间可能存在分割华北北缘及中亚造山带南缘(早古生代岛弧或微陆块)的构造边界.前人对于华北北缘与中亚造山带南缘发生在石炭纪之前的弧陆拼贴事件已有报道，而赤峰-白云鄂博断裂即为记录这一事件的构造边界(Jian et al., 2010; Zhang et al., 2014).通过区域对比，笔者认为研究区获各琦断裂具有与赤峰-白云鄂博断裂相同的构造属性，可能是赤峰-白云鄂博断裂带的西延，以下几方面的证据支持笔者的推测：(1)地层方面：太古代乌拉山群仅出露于获各琦断裂带以东，断裂带以西出露的最老地层为中-新元古代宝音图岩群；(2)岩浆岩方面：早古生代侵入岩仅出露于获各琦断裂以西，晚石炭世之后的侵入岩在断裂带两侧均有出现；(3)变质作用方面：位于获各琦断裂带以西的宝音图岩群岩石中可见角闪石+石榴石+斜长石的变质矿物组合，变质程度可达到角闪岩相(中国地质调查局天津地质调查中心, 2016, 内蒙古1:5万查干呼舒庙幅、楚鲁庙幅、潮格幅、哈尔木格台幅、那仁宝力格公社幅、居力格台幅区域地质矿产调查报告)，与华北地区中-新元古代浅变质地层无法对比.Chen et al.(2015)获得狼山地区宝音图岩群的变质年龄为399±6 Ma，并将该年龄解释为中亚造山带早古生代俯冲增生杂岩带及微陆块与华北克拉通的碰撞时限.
图 9 扎拉山岩体花岗闪长岩εHf(t)-t图解样品TW3306-1数据引自乌和尔图岩体，据王文龙等(2017)Fig. 9. εHf(t)-t diagrams of Zhalashan granodiorite关于C型埃达克岩，主要存在以下几种模式：(1)加厚的下地壳部分熔融(Zeng et al., 2011; Chiaradia, 2015)；(2)基性岩浆高压分异(Chiaradia, 2009; Castillo, 2012)；(3)拆沉下地壳的部分熔融(Kay and Kay, 1993; Kay et al., 1993; Wang et al., 2006).部分熔融的玄武质岩浆在高压条件下经过分异作用可以形成埃达克岩，这一过程通常伴随着较为强烈的壳幔交代混染作用，而研究区并未广泛发育同期基性岩石，并且扎拉山岩体中镁铁质暗色微量包体不发育，因此并不支持第3种成因模式，在图 10中，扎拉山岩体样品点全部落入钙碱性及过铝质的区域，而明显区别于具有高分异特征的乌和尔图岩体，表明该岩体并未经历明显的结晶分异作用.
Kay and Kay(1993)提出，当地壳厚度达到一定程度，并且经历拆沉作用后同样可以形成埃达克岩，然而拆沉下地壳部分熔融的熔体，在上升过程中不可避免会与上地幔相互作用，导致形成的岩浆具有较高的MgO、Cr、Ni含量(Gao et al., 2004)，而加厚下地壳部分熔融形成的埃达克岩往往具有较高的SiO2、K2O含量，Mg、Cr、Ni含量相对较低.实验研究结果显示，加厚下地壳发生部分熔融的熔体一般Mg#＜45(Rapp and Watson, 1995)，研究区埃达克岩Mg#介于35.54~41.64，亏损相容元素Cr、Ni等，表明其不可能是拆沉下地壳部分熔融的产物，而应为加厚的基性下地壳部分熔融的产物.在图 11中，扎拉山岩体样品点均落入与加厚地壳相关的埃达克岩区域.
图 11 扎拉山岩体SiO2-MgO(a)及SiO2-Cr图解(b)Fig. 11. SiO2-MgO (a) and SiO2-Cr (b) diagrams of Zhalashan pluton扎拉山岩体岩石具有高的Sr/Y比值，低的MgO、Cr、Ni含量，与加厚下地壳熔融形成的埃达克岩和实验岩石学中由榴辉岩/石榴角闪岩形成的熔体成分类似(Wang et al., 2006；熊小林等，2011).由于HREE中Yb和Lu在石榴石中的分配系数最大(Sisson, 1994)，而Dy和Ho在角闪石中的分配系数最大，所以当石榴石为主要源区残留相时，Y/Yb比值一般明显大于10(有的接近20)，形成的熔体具有倾斜的HREE配分模式；而当角闪石为主要残留相时，Y/Yb比值接近于10，形成的熔体具有相对平坦的HREE配分模式(葛小月等, 2002).扎拉山岩体岩石Y/Yb值介于8.37~10.52，平均值为9.46，接近10，表明角闪石为主要的残留相，(Gd/Yb)N介于2.14~4.11，重稀土分馏相对较弱，具有弱倾斜的HREE配分模式，表明源区还有石榴石残留.另外，在图 8b中样品点主要落在残留组分为25%石榴石角闪岩和10%石榴石角闪岩的部分熔融曲线之间.综上笔者认为扎拉山岩体的残留相以角闪石为主，石榴石次之.
5.3 晚二叠世-中三叠世早期埃达克质岩浆活动及构造演化
在索伦-西拉木伦缝合带内部及两侧晚二叠世-中三叠世早期(260~245 Ma)岩浆活动较为强烈，不同于华北北缘石炭纪-中二叠世岩浆岩呈近东西向带状展布的特点(张拴宏等, 2010)，晚二叠世-中三叠世早期岩浆岩多为局部产出，但从区域上来看具有弱的线性分布特点，与缝合带的方向基本一致.由东向西分别发育在东北地区(Wang et al., 2015b; Yang et al., 2015; 李世超等，2017)、内蒙古西部巴林右旗-林西地区(刘建峰等, 2013; 刘珏等, 2015; Li et al., 2017)、内蒙古中部四子王旗、达茂旗、乌拉特中旗地区(张维等, 2010; Liu et al., 2015)及内蒙古西部阿拉善等地区(Li et al., 2012; Shi et al., 2014).该时期的岩浆岩以中酸性侵入岩为主，岩性主要为石英闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩，岩石普遍具有高Sr低Y的特点，大部分具有C型埃达克岩的特征，极少数为O型埃达克岩(李世超等，2017).本文新获得内蒙古狼山地区扎拉山岩体246.2±1.3 Ma及245.7±3.4 Ma的锆石U-Pb同位素年龄，岩体所处构造位置、形成时代及岩石地球化学特征均可进行区域对比，应该为同一构造背景的产物.需要指出的是在华北北缘及华北克拉通内部晚二叠世-早三叠世早期的埃达克质岩浆活动表现不强烈，可能是由于远离索伦缝合带，地壳加厚不显著，不具有形成C型埃达克岩的条件.
扎拉山岩体岩石具有较高的SiO2、K2O含量，较低的FeOt、Cr、Ni含量，结合Hf同位素分析结果，笔者认为扎拉山岩体的源区为年轻地壳.较高的Sr/Y比值，较低的Na2O/K2O比值表明其具有C型埃达克岩的特征，而较低的Mg#值及不显著的结晶分异作用表明其可能来源于加厚下地壳的部分熔融.结合区域地质背景，笔者认为扎拉山岩体为古亚洲洋闭合之后，西伯利亚板块与华北板块碰撞造山阶段的产物，为加厚的下地壳部分熔融形成.以上观点得到以下几方面证据的支持：(1)早二叠世晚期-中二叠世早期古亚洲洋两侧处于活动大陆边缘环境，洋壳持续俯冲，洋盆尚未闭合(Jian et al., 2010; 张拴宏等, 2010; Li et al., 2016)，晚二叠世-中三叠世早期弧岩浆作用的终止可以做为古亚洲洋闭合的直接证据(Li et al., 2016)；(2)东北地区晚二叠世磨拉石的形成标志着古亚洲洋已经闭合，并进入了碰撞造山阶段，研究区内晚二叠世-中三叠世早期的沉积地层出露十分有限，表明该时期研究区应处于地壳大面积隆升、增厚及地表剥蚀阶段；(3)区域上晚三叠世侵入岩主要为高分异I型花岗岩及A型花岗岩，形成于后碰撞伸展构造背景(Li et al., 2012; 王文龙等, 2017)，位于扎拉山岩体以南的乌和尔图岩体截然不同的地球化学特征表明构造环境已经发生转变，区域应力场由早期的挤压为主转变为伸展为主.三叠纪末期发育在燕辽-阴山地区古裂谷带上的一条近东西向的碱性正长岩带标志着古亚洲洋构造演化的结束(Zhang et al., 2012).海拉尔盆地晚三叠世-早侏罗世火山岩的发现标志着古亚洲洋构造域向蒙古-鄂霍茨克构造域和太平洋构造域的转换(陈崇阳等，2016).
6. 结论
(1) 扎拉山岩体花岗闪长岩及二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为244.9±1.2 Ma及244.1±2.3 Ma，指示该岩体形成于中三叠世早期.
(2) 扎拉山岩体岩石具有典型C型埃达克岩的特征：具有较高的SiO2、Al2O3、Sr含量及Sr/Y比值；低的Y、Yb、Cr、Ni含量；Mg#值小于45；Na2O/K2O比值接近1；轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，轻重稀土元素分馏明显.
(3) Hf同位素结果显示，扎拉山岩体具有正的εHf(t)值(2.5~8.9)，二阶模式年龄TDM2介于707~1 115 Ma，表明其源区为年轻地壳，与中亚造山带南缘同期岩浆岩Hf同位素结果一致；南侧乌和尔图岩体Hf同位素组成与华北北缘基本一致，笔者推测华北北缘与中亚造山带南缘(早古生代岛弧或微陆块)的构造边界可能从两个岩体之间通过.
(4) 结合区域地质背景，笔者认为晚二叠世-中三叠世早期(260~245 Ma)华北板块与西伯利亚板块发生碰撞造山，地壳收缩加厚明显，在索伦缝合带附近形成一系列具有C型埃达克岩特征的岩浆岩.扎拉山岩体为该构造背景下，加厚地壳部分熔融的产物.
附补充信息表见：http://www.earth-science.net/WebPage/view.aspx?id=20190117071017.pdf
致谢: 天津地质调查中心王树庆、胡晓佳、杨泽黎在成文过程中给予了许多指导；编委及两位审稿人审阅全文，并提出了宝贵意见，中国地质大学(北京)硕士研究生张天曦在文章格式排版中给予了帮助，在此一并致以诚挚的感谢! -
图 1 狼山及相邻地区不同尺度区域地质简图
a.中亚造山带构造纲要图，据Şengör et al.(1993)、Jahn et al.(2004)修改；b.华北北缘晚古生代-早中生代侵入岩分布图，据Shi et al.(2014)修改；c.狼山地区地质简图，据Liu et al.(2016)，以及中国地质调查局天津地质调查中心, 2016, 内蒙古1:5万查干呼舒庙幅、楚鲁庙幅、潮格幅、哈尔木格台幅、那仁宝力格公社幅、居力格台幅区域地质矿产调查报告修改.1.中-新元古代变质沉积岩；2.新元古代变质沉积岩；3.晚古生代沉积岩及火山岩；4.中-新生代沉积岩；5.中元古代变质侵入岩；6.早古生代侵入岩；7.晚古生代镁铁质侵入岩；8.晚古生代中-酸性侵入岩；9.早中生代花岗岩；10.获各琦断裂；11.其他断裂；12.韧性剪切带；13.扎拉山岩体地质简图位置；14.前人锆石U-Pb年龄采样点；15.本文锆石U-Pb年龄采样点
Fig. 1. Different scale geological maps in Langshan and adjacent area
图 2 扎拉山岩体野外及镜下照片
a.二长花岗岩野外特征；b.二长花岗岩侵入花岗闪长岩；c.二长花岗岩镜下特征；d.花岗闪长岩镜下特征.矿物代号：Kfs.钾长石；Pl.斜长石；Qtz.石英；Bt.黑云母；Ms.白云母
Fig. 2. Field and microscope photographs for Zhalashan pluton
图 3 扎拉山岩体地质简图
1.新元古代变质沉积岩；2.中-新生代沉积岩；3.中元古代变质侵入岩；4.晚古生代中-酸性侵入岩；5.三叠纪花岗闪长岩；6.三叠纪二长花岗岩；7.断裂；8.锆石U-Pb年龄采样点；9.全岩地球化学分析采样点
Fig. 3. Simplified geological map of Zhalashan pluton
图 4 扎拉山岩体部分锆石CL图像
红色小圈代表锆石U-Pb测年位置；黄色大圈代表Hf同位素分析位置
Fig. 4. Part of CL images and analysis spot of zircons from Zhalashan pluton
图 5 扎拉山岩体花岗闪长岩及二长花岗岩锆石U-Pb测年谐和图和加权平均年龄图
Fig. 5. Zircon U-Pb condordia and weighted average age diagrams for granodiorite and monzogranite from Zhalashan pluton
图 6 扎拉山岩体岩石判别图解
a.SiO2-K2O图解，转引自(Maitre, 1989)；b.A/CNK-A/NK图解，转引自Maniar and Piccoli(1989)，乌和尔图花岗岩数据王文龙等(2017)，下文图解相同
Fig. 6. Granitiods discrimination diagrams of the Zhalashan pluton
图 7 扎拉山岩体岩石稀土元素球粒陨石标准化配分图(a)及微量元素原始地幔蛛网图(b)
Fig. 7. Chondrite-normalized REE parterns (a) and primitive-mantle normalized trace element spider diagram (b) for Zhalashan pluton
图 8 扎拉山岩体埃达克岩判别图解
图a据Defant and Drummond(1990)；图b据Martin(1986)
Fig. 8. Adakite discrimination diagram of Zhalashan pluton
图 9 扎拉山岩体花岗闪长岩εHf(t)-t图解
样品TW3306-1数据引自乌和尔图岩体，据王文龙等(2017)
Fig. 9. εHf(t)-t diagrams of Zhalashan granodiorite
图 11 扎拉山岩体SiO2-MgO(a)及SiO2-Cr图解(b)
Fig. 11. SiO2-MgO (a) and SiO2-Cr (b) diagrams of Zhalashan pluton
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Castillo, P.R., 2012.Adakite Petrogenesis.Lithos, 134-135:304-316. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.09.013 Cawood, P.A., Kröner, A., Collins, W.J., et al., 2009.Accretionary Orogens through Earth History.Geological Society, London, Special Publications, 318(1):1-36.https://doi.org/10.1144/sp318.1 doi: 10.1144/SP318.1 Chen, C.Y., Gao, Y.F., Wu, H.B., et al., 2016.Zircon U-Pb Chronology of Volcanic Rocks in the Hailaer Basin, NE China and Its Geological Implications.Earth Science, 41(8):1259-1274 (in Chinese with English abstract).https://doi.org/10.3799/dqkx.2016.104 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqkx201608002 Chen, Y.P., Wei, C.J., Zhang, J.R., et al., 2015.Metamorphism and Zircon U-Pb Dating of Garnet Amphibolite in the Baoyintu Group, Inner Mongolia.Chinese Science Bulletin, 60(19):1698-1707.https://doi.org/10.1007/s11434-015-0890-0 http://www.cqvip.com/QK/86894X/201519/666357555.html Chiaradia, M., 2009.Adakite-Like Magmas from Fractional 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