北山地區(qū)園包山一帶晚石炭世早期花崗巖地球化學(xué)特征及年代學(xué)研究

李 杰，田 穎，班長勇，馮翼鵬，陳圓圓，李金和

(河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院， 河北 廊坊 065000)

北山地區(qū)位于甘新蒙交界地區(qū)，是西伯利亞、哈薩克斯坦和塔里木三大板塊交匯部位(劉雪亞等， 1995)。區(qū)內(nèi)前寒武紀(jì)和古生代地層出露廣泛，構(gòu)造形跡復(fù)雜，是了解古亞洲洋構(gòu)造域南緣地質(zhì)構(gòu)造演化歷史的重要窗口。長期以來，不同學(xué)者對本區(qū)的構(gòu)造分區(qū)及構(gòu)造演化持有多種觀點。李春昱等(1983)根據(jù)板塊構(gòu)造理論對中國北方板塊構(gòu)造單元進(jìn)行了劃分，奠定了該區(qū)板塊構(gòu)造框架。近年來，有不少學(xué)者對北山地區(qū)進(jìn)行了調(diào)研，以北山地區(qū)紅石山、石板井-小黃山、紅柳河-牛圈子-洗腸井等多條蛇綠巖帶構(gòu)造屬性為焦點，提出了一系列構(gòu)造演化新認(rèn)識(左國朝等， 1996， 2003； 何世平等， 2002； 龔全勝等， 2002， 2003； 楊合群等， 2012； 孫立新等， 2017； 王國強(qiáng)等， 2018 ； 專少鵬等， 2018)。其中紅石山-百合山-蓬勃山蛇綠混雜巖帶是上述蛇綠混雜巖帶最靠北的一條，前人根據(jù)周圍地質(zhì)體關(guān)系將其厘定為早石炭世(左國朝， 1990)，王國強(qiáng)等根據(jù)紅石山蛇綠巖中輝長巖的年齡(346.6±2.8 Ma)，也認(rèn)為其形成時代為早石炭世。目前關(guān)于紅石山-百合山-蓬勃山蛇綠巖的構(gòu)造環(huán)境認(rèn)識主要有3種。一種觀點認(rèn)為該蛇綠巖帶于早古生代洋-陸轉(zhuǎn)化結(jié)束后的晚古生代(石炭紀(jì))重新裂解拉張形成，是哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊的最終縫合帶(趙茹石等， 1994； 龔全勝等， 2002； 何世平等， 2002， 2005； 魏志軍等， 2004； 黃增保等， 2006)；另一種觀點認(rèn)為該蛇綠巖是古亞洲洋自早古生代持續(xù)演化至晚古生代的殘余洋殼的地質(zhì)記錄，是哈薩克斯坦板塊與西伯利亞板塊的縫合線(劉雪亞等， 1995； 聶鳳軍等， 2002)； 還有一種觀點認(rèn)為，紅石山蛇綠巖帶形成于小洋盆環(huán)境，并不具有縫合帶的性質(zhì)(左國朝等， 1990； 楊合群等， 2010)。北山北緣晚古生代花崗巖成因及其演化特點與紅石山蛇綠巖的性質(zhì)及演化歷史可能存在重要的耦合關(guān)系，但是一直以來，受北山北部中蒙邊境一帶軍事管制、惡劣氣候和交通不便的限制，研究區(qū)及鄰區(qū)巨量中酸性巖漿活動缺少精細(xì)年代學(xué)和系統(tǒng)巖石地球化學(xué)的研究。本文在前人資料的基礎(chǔ)之上依托“內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗園包山1∶ 5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”項目，對北山中蒙邊境一帶晚古生代花崗巖的年代學(xué)、巖石地球化學(xué)及形成環(huán)境、巖漿成因等問題進(jìn)行了深入研究，進(jìn)而揭示晚古生代北山北帶中酸性巖漿活動及其構(gòu)造演化特點。

1 地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

研究區(qū)地處北山北部紅石山-百合山-蓬勃山蛇綠巖帶以北的園包山一帶，北接蒙古國，東南距額濟(jì)納旗146 km(圖1)。早古生代，園包山及大南山、狐貍山一帶是活動大陸邊緣，先后形成了奧陶系羅雅楚山組(類復(fù)理石沉積)、咸水湖組(中基性火山活動)及志留系圓包山組(淺海相沉積)、公婆泉組(火山-碎屑沉積)等火山沉積地層。火山活動由弱變強(qiáng)，呈鏈狀火山噴發(fā)，具有多旋回橫向相變的特征，不同時期的火山活動在空間上具遷移現(xiàn)象(何世平等， 2002)。晚古生代區(qū)內(nèi)形成了北山北帶分布最為廣泛的中酸性巖漿活動產(chǎn)物，噴出巖以石炭紀(jì)白山組巨厚層火山巖為代表，并與中酸性侵入巖共同構(gòu)成了沿紅石山-百合山-蓬勃山蛇綠巖帶兩側(cè)對稱展布的巖漿巖帶。園包山花崗巖巖體位于北帶北緣，呈復(fù)式巖基產(chǎn)出，巖基長軸方向為北東-南西向，出露面積約127 km2。主要巖石組合為花崗閃長巖、二長花崗巖、奧長花崗巖。巖體侵入早古生代地層及石炭紀(jì)白山組巨厚層中基性-中酸性火山巖中，后期為晚印支期富Rb、Nb正長花崗巖侵位，巖基兩側(cè)發(fā)育北北東向韌性變形。根據(jù)野外地質(zhì)識別，上述3種巖性巖體侵位順序由早到晚為花崗閃長巖→二長花崗巖→奧長花崗巖。

圖 1 北山蛇綠巖分布略圖(a， 據(jù)楊合群等， 2010)及園包山一帶地質(zhì)簡圖(b， 據(jù)李杰等， 2017?)Fig.1 The distribution of the Beishan ophiolite (a, after Yang Hequn et al., 2010) and geological sketch map of Yuanbaoshan area (b, after Li Jie et al., 2017? 李 杰， 班長勇， 連 青， 等. 2017. 內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗園包山等三幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查礦產(chǎn)地質(zhì)圖.)1—第四系-白堊系沉積蓋層； 2—上石炭統(tǒng)白山組； 3—中上志留統(tǒng)公婆泉組； 4—下志留統(tǒng)園包山組； 5—下奧陶統(tǒng)羅雅楚山組； 6—晚三疊世正長花崗巖； 7—晚石炭世奧長花崗巖； 8—晚石炭世二長花崗巖； 9—晚石炭世花崗閃長巖； 10—結(jié)晶基底； 11—蛇綠巖帶； 12—板塊縫合帶； 13—高壓變質(zhì)帶； 14—地質(zhì)界線； 15—斷層； 16—角度不整合1—Quaternary and Cretaceous sedimentary cover; 2—Upper Carboniferous Baishan Formation; 3—Middle-Upper Silurian Gongpoquan Formation; 4—Lower Silurian Yuanbaoshan Formation; 5—Lower Ordovician Luoyachushan Formation; 6—Late Triassic syenite granite; 7—Late Carboniferous trondhjemite; 8—Late Carboniferous monzonitic granite; 9—Late Carboniferous granodiorite; 10—crystalline basement; 11—ophiolite belt; 12—plate suture zone; 13—high pressure metamorphic belt; 14—geological boundary; 15—fault; 16—angular unconformity boundary

花崗閃長巖主要出露于園包山復(fù)式巖基的西側(cè)，灰白色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由斜長石(60%±)、鉀長石(10%±)、石英(20%±)、黑云母假像(10%±)組成。斜長石呈半自形板狀，粒徑一般0.5～2 mm，部分2～4 mm，雜亂分布，強(qiáng)黝簾石化，局部絹云母化，少綠簾石化，可見聚片雙晶、環(huán)帶構(gòu)造，局部被鉀長石蠶蝕狀交代。鉀長石為(微斜)條紋長石，半自形板狀-它形粒狀，粒徑一般0.2～1.5 mm，填隙狀分布于斜長石間，局部交代斜長石，部分晶內(nèi)包嵌少量斜長石晶體。石英呈它形粒狀，粒徑一般0.5～3.5 mm，集合體狀產(chǎn)出，填隙狀分布，顆粒表面干凈，粒內(nèi)明顯波狀消光。黑云母假像呈葉片狀，星散狀分布，被綠泥石及少量綠簾石、碳酸鹽、鐵質(zhì)交代，呈假像產(chǎn)出(圖2a)。副礦物為磷灰石、榍石。

二長花崗巖主要出露于園包山復(fù)式巖基東側(cè)。巖石淺肉紅色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由斜長石(45%～50%)、鉀長石(25%～30%)、石英(20%)、黑云母(5%)組成。斜長石呈半自形板狀，粒徑一般為0.2～3 mm，明顯高嶺土化、絹云母化，局部綠簾石化，聚片雙晶較發(fā)育，部分可見環(huán)帶構(gòu)造，常見雙晶彎曲、變形及波狀消光現(xiàn)象，少數(shù)晶內(nèi)發(fā)育顯微裂隙，局部被鉀長石蠶食狀交代；鉀長石為(微斜)條紋長石，呈半自形板狀，粒徑一般為0.2～2.5 mm，局部交代斜長石。石英呈它形粒狀，粒徑一般為0.2～3.5 mm，單晶或集合體狀產(chǎn)出；黑云母大多呈褐綠色，少數(shù)紅棕色，鱗片-葉片狀，片徑一般0.1～0.8 mm，細(xì)小堆狀分布，局部綠泥石化、綠簾石化，少褐鐵礦化(圖2b)。

奧長花崗巖出露于園包山復(fù)式巖基中部，侵入于花崗閃長巖和二長花崗巖中。巖石呈淺灰白色，中細(xì)粒-細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物粒度為0.2～4.5 mm。主要礦物為斜長石(70%～75%)和石英(20%～25%)，有少量黑云母(5%±)、鉀長石(<2%)。斜長石為似中長石，半自形板狀，可見聚片雙晶、環(huán)帶構(gòu)造，部分可見晶體彎曲、變形現(xiàn)象；石英呈它形粒狀、集合體狀產(chǎn)出于斜長石晶體之間，雜亂分布，顆粒表面干凈，粒內(nèi)明顯帶狀消光；鉀長石為條紋長石，呈它形-半自形狀、填隙狀分布于斜長石之間；黑云母呈假像葉片狀，片徑可達(dá)3.5 mm，被綠泥石、綠簾石及少量次生石英交代(圖2c)。

圖 2 園包山花崗閃長巖(a)、二長花崗巖(b)、奧長花崗巖(c)正交偏光顯微照片F(xiàn)ig. 2 Microscopic photos of granodiorite (a), monzonitic granite (b), trondhjemite (c) in Yuanbaoshan under crossed nicols

2 分析方法

本次工作對園包山復(fù)式巖基10個花崗閃長巖、二長花崗巖、奧長花崗巖巖石樣品進(jìn)行了主量、稀土、微量元素測試和鋯石U-Pb年代學(xué)定年。樣品選自地表新鮮巖體，測試的所有樣品LOI含量均小于1%，表明樣品沒有經(jīng)過強(qiáng)烈的蝕變。主量、稀土和微量元素測試分析由河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院實驗室完成。主量元素用Axiosmax X射線熒光光譜儀測定， FeO 應(yīng)用氫氟酸-硫酸溶樣、重鉻酸鉀滴定的容量法測定，微量、稀土元素使用X-series2等離子質(zhì)譜儀測定。同位素樣品破碎后分離出重砂，經(jīng)磁選和電磁選后，在雙目鏡下挑出鋯石，選取代表性鋯石，在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成鋯石制靶和透反射、陰極發(fā)光照相，而后在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)所大陸構(gòu)造與動力實驗室對樣品進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年，載氣為He，激光頻率8～10 Hz，剝蝕時間為50 s，激光束直徑32 μm。測試過程中，通過CL圖像分析選擇測點位置，然后采用激光剝蝕等離子體分析技術(shù)(LA-ICP-MS)對鋯石進(jìn)行微區(qū)原位單點U-Pb同位素定年。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年齡

鋯石樣品陰極發(fā)光圖像(圖3)顯示樣品鋯石晶形完好，多呈雙錐狀，環(huán)帶發(fā)育，內(nèi)核不發(fā)育。鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果(表1)顯示，Th/U=0.39～0.67，均大于0.1，說明該鋯石屬巖漿成因鋯石，與根據(jù)鋯石形態(tài)特征判斷結(jié)果一致，鋯石的結(jié)晶年齡可代表花崗巖的成巖年齡。3個巖石樣品各選取測點15個，測點數(shù)值在U-Pb年齡諧和圖上均位于諧和線上或附近(圖4)，說明鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)是諧和的。獲得的各樣品加權(quán)平均年齡為：花崗閃長巖317.1±3.1 Ma，MSWD = 0.24；二長花崗巖313.7±2.3 Ma，MSWD = 1.5；奧長花崗巖314.8±2.7 Ma，MSWD = 1.07。

3.2 巖石地球化學(xué)特征

3.2.1 主量元素

表2列出了園包山復(fù)式巖基花崗巖類代表性樣品的主量元素分析結(jié)果，可以看出巖石樣品以高硅(67.77%～73.00% )、富鈉(Na2O/ K2O =1.45～4.69)為主要特點。在An-Ab-Or圖解(圖5)上，奧長花崗巖落入英云閃長巖和奧長花崗巖區(qū)，考慮到其色率(M≤5%)遠(yuǎn)小于10%，將其歸為奧長花崗巖更為合適。萊特堿度率(A.R)為1.87～3.59，A/CNK=0.95～1.13，為偏鋁到弱過鋁質(zhì)(圖6a)。在SiO2-A.R圖上，二長花崗巖落入堿性巖石系列，花崗巖閃長巖與奧長花崗巖落入鈣堿性(+拉斑玄武巖系列)(圖6b)。考慮到三者的野外侵位關(guān)系(由早到晚：花崗巖閃長巖-二長花崗巖-奧長花崗巖)，認(rèn)為在巖漿源區(qū)發(fā)生了變化，奧長花崗巖較高的Mg#值(40～52)暗示在巖漿源區(qū)可能有幔源物質(zhì)參與了后期的巖漿演化。

圖 3 園包山二長花崗巖(a)、花崗閃長巖(b)、奧長花崗巖(c)鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig. 3 CL images of zircons from monzonitic granite (a), granodiorite (b), trondhjemite (c) in Yuanbaoshan

圖 4 園包山花崗閃長巖(a)、奧長花崗巖(b)、二長花崗巖(c)鋯石 U-Pb年齡諧和圖Fig.4 U-Pb zircon ages of granodiorite (a), trondhjemite (b), monzonitic granite (c) in Yuanbaoshan

3.2.2 稀土、微量元素

表2列出了園包山復(fù)式巖基花崗巖類代表性樣品稀土元素、微量元素的測定結(jié)果。結(jié)果顯示，花崗閃長巖+二長花崗巖稀土元素特征與奧長花崗巖稀土元素特征有較大差異(圖7a)，前者稀土元素總量相對較高，變化范圍為 109.82×10-6～143.81×10-6，平均為126.74×10-6，輕重稀土元素比值(LREE/HREE)為3.51～5.12，平均值為4.27，反映輕稀土元素富集、重稀土元素虧損的特點，δEu=0.46～0.65，具有中等強(qiáng)度負(fù)銪異常，表明巖石經(jīng)歷較大程度的斜長石分離結(jié)晶過程； 后者稀土元素總量較低， 變化范圍為32.42×10-6～62.91×10-6，平均為48.64×10-6， LREE/HREE=6.72～9.10，平均值為7.67，δEu=0.81～0.99， 顯示出更強(qiáng)烈的輕重稀土元素分餾和較弱的負(fù)銪異常， 說明源區(qū)石榴子石及角閃石等為主要的殘留相。 圖7b為巖石樣品原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖，顯示大離子親石元素明顯富集， 特別是Rb、Ba、Th和K富集明顯，所有樣品具有明顯Ta、Nb、P、Ti負(fù)異常， 類似于島弧環(huán)境的巖石特征。 另外， Sr元素在花崗閃長巖+二長花崗巖樣品和奧長花崗巖樣品中有較大不同， 前者表現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的負(fù)異常 (Sr平均含量為128.93×10-6)，后者表現(xiàn)出正異常(Sr平均含量為311.02×10-6)。

表 2 園包山復(fù)式巖基主要巖體主量(wB/%)、微量及稀土元素(wB/10-6)分析結(jié)果Table 2 Major (wB/%), trace and rare earth elements (wB/10-6) compositions of Yuanbaoshan composite batholith

圖 5 園包山復(fù)式巖基An-Ab-Or圖解Fig. 5 An-Ab-Or diagram of Yuanbaoshan composite batholith 1—花崗閃長巖； 2—奧長花崗巖； 3—二長花崗巖1—granodiorite; 2—trondhjemite; 3—monzonitic granite

圖 6 園包山復(fù)式巖基A/NK-A/CNK (a)及SiO2-A.R (b)圖解Fig. 6 A/NK-A/CNK (a) and SiO2 -A.R (b) diagrams of Yuanbaoshan composite batholith

4 討論

4.1 巖體形成時代

根據(jù)鋯石U-Pb年齡測定，花崗閃長巖、二長花崗巖、奧長花崗巖樣品年齡值分別為317.1±3.1、313.7±2.3和314.8±2.7 Ma，年齡諧和度較高，表明其形成時代均為晚石炭世早期。根據(jù)野外侵位關(guān)系來看，各巖體侵位順序由早到晚依次為花崗閃長巖-二長花崗巖-奧長花崗巖。

4.2 巖石成因及源區(qū)特征

從巖石地球化學(xué)特征看，園包山復(fù)式巖基各巖石樣品均表現(xiàn)出富集大離子親石元素(Rb、Ba、Th、K)和虧損高場強(qiáng)元素(Ta、Nb、P、Ti)的特征，在Rb-(Y+Nb)圖上落入島弧花崗巖區(qū)域(圖8a)。Sr元素在花崗閃長巖+二長花崗巖中表現(xiàn)為負(fù)異常，說明巖漿源區(qū)存在斜長石的結(jié)晶分異(李昌年， 1992)，同時這兩種巖性均具有中等δEu負(fù)異常，Sr、Eu兩種元素地球化學(xué)特點反映出一致的源區(qū)特點，即花崗閃長巖+二長花崗巖源區(qū)存在斜長石的分離結(jié)晶或熔融殘留，而與之不同的是，奧長花崗巖Sr、δEu異常并不明顯。實驗巖石學(xué)表明，Sr在斜長石中容易類質(zhì)同像替換Ca，在淺部低壓條件下當(dāng)斜長石作為早期結(jié)晶相的時候，顯示相容元素特征。但是Sr在高壓的地幔條件下，當(dāng)斜長石不穩(wěn)定的時候，顯示不相容元素特征(Green， 1980)。由此看來奧長花崗巖形成壓力(深度)要大于花崗閃長巖+二長花崗巖的形成壓力(深度)，所以認(rèn)為雖然花崗閃長巖、二長花崗巖、奧長花崗巖三者形成時代近乎同時，但其巖漿源區(qū)特征卻有較大的差異。

圖 7 園包山復(fù)式巖基稀土元素配分曲線(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace elements spidergrams (b) of Yuanbaoshan composite batholith

圖 8 園包山復(fù)式巖基Rb-(Y+Nb)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a)及Sr/Y-Y圖解(b)Fig.8 The Rb-(Y+Nb) diagram for discriminating the tectonic setting (a) and the Sr/Y-Y diagram (b) of Yuanbaoshan composite batholith

典型的埃達(dá)克巖(adakite)，是由俯沖的板片熔融形成的。與島弧正常的鈣堿性巖相比，這類埃達(dá)克巖具高A1(A13O2>15%)、高Na (>3.5%, K2O/Na2O <0.5 )、高Sr(Sr>400×10-6)、貧重稀土元素和Y(Yb<1.9×10-6,Y<18×10-6)、無明顯的負(fù)Eu異常(Defantetal.， 1990; Drummondetal.， 1990; Castillo, 2006)的特點。就區(qū)內(nèi)奧長花崗巖地球化學(xué)特征來看，SiO2=67.79%～72.08%， Al2O3=14.47%～16.40%，Na2O=4.74%～5.01%，MgO=0.71%～0.99%，Mg#值(40～53)較高，Sr含量320×10-6～396×10-6，除一個值為133×10-6外，Y<18×10-6(3.76×10-6～11.9×10-6)，Yb<2×10-6(0.85×10-6～1.26×10-6)，Sr/Y>20(28.69～48.92)，富Si、Na(Na2O >4%，Na2O/K2O=3.08～4.6)，富集LREE[(La/Yb)N=5.96～16.74]，具微弱的Eu負(fù)異常(δEu=0.81～0.99)，表現(xiàn)出埃達(dá)克質(zhì)花崗巖的特征，在Sr/Y-Y圖上落入埃達(dá)克巖區(qū)域(圖8b)。作為古生代發(fā)育的陸緣活動帶，該區(qū)晚古生代巨量中酸性巖漿火山活動時空分布特點暗示該區(qū)埃達(dá)克質(zhì)奧長花崗巖很可能具有類似典型的埃達(dá)克巖源區(qū)，是年輕的俯沖玄武質(zhì)洋殼部分熔融產(chǎn)物。另外，北山北部及毗鄰該區(qū)的蒙古國一帶，銅金礦點星羅棋布，金礦點達(dá)百余處，是我國西北地區(qū)最重要的金礦化集中區(qū)(聶鳳軍等， 2002)。Thieblemont 等(1997)統(tǒng)計了全球43個Au、Ag、Cu、Mo低溫?zé)嵋汉桶邘r礦床，發(fā)現(xiàn)其中38個與埃達(dá)克巖有關(guān)，因此得出結(jié)論：在全球規(guī)模上(美國西部、智利、巴布亞新幾內(nèi)亞)，多數(shù)埃達(dá)克巖省是重要的成礦省；在地區(qū)規(guī)模上，多數(shù)礦床的主巖即埃達(dá)克巖；在礦區(qū)規(guī)模上，當(dāng)埃達(dá)克巖與非埃達(dá)克巖共存時，成礦主要與前者有關(guān)(張旗等， 2008)。本文埃達(dá)克巖的發(fā)現(xiàn)和上述分析表明，北山地區(qū)可能存在尚未被認(rèn)識的大量的埃達(dá)克巖，俯沖洋殼熔融可能是本地區(qū)晚古生代大規(guī)模地殼增生的重要方式之一。

4.3 構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)意義

綜合地質(zhì)特征和巖石地球化學(xué)特征看，花崗閃長巖+二長花崗巖具有典型島弧巖漿成因特點，即俯沖流體交代地幔楔引起地殼的部分熔融，然后經(jīng)過結(jié)晶分異形成。奧長花崗巖有所不同，該巖石具有埃達(dá)克質(zhì)巖的特征，二者在空間上是緊密相伴的，時間近于同時，這種時空特點所反映的源區(qū)特點很難用區(qū)內(nèi)前人已有認(rèn)識來解釋。

前人在研究晚古生代北山北緣構(gòu)造演化過程中，將旱山地體北緣即紅石山蛇綠巖帶南側(cè)下石炭統(tǒng)白山組及同時代花崗巖類作為紅石山洋由北向南側(cè)旱山地體俯沖過程中，于大陸邊緣形成的陸緣巖漿弧(龔全勝等， 2003； 任云偉等， 2019)。而據(jù)1∶20萬紅石山幅、黑鷹山幅、六駝山幅區(qū)域地質(zhì)資料，沿紅石山-百合山-蓬勃山一帶兩側(cè)均發(fā)育巨量的晚古生代中酸性巖漿活動，火山活動以下石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)白山組中基性-中酸性活動為代表(盧進(jìn)才等，2013)。另外本次工作及近年來北山北緣開展的一系列區(qū)調(diào)工作也證實，白山組巨量火山巖及晚古生代中酸性侵入巖廣泛分布于紅石山-百合山-蓬勃山兩側(cè)。上述特點表明，紅石山-百合山-蓬勃山蛇綠巖帶所代表的紅石山洋盆在早石炭世很可能發(fā)生了雙向俯沖，并可能由于兩側(cè)陸緣區(qū)具有相似的結(jié)晶基底，從而在紅石山蛇綠巖兩側(cè)形成了非常相似的火成巖巖石組合類型，而具有埃達(dá)克質(zhì)巖石類型特點的奧長花崗巖暗示紅石山洋屬較為年輕的熱洋殼，是熱洋殼俯沖消減部分熔融的產(chǎn)物。近年來不同學(xué)者對紅石山蛇綠巖中玄武巖的研究，也證實其有近似于MORB的特征，形成于大陸裂谷向大洋轉(zhuǎn)化的構(gòu)造環(huán)境，具有類似“紅海”型的初始小洋盆(王國強(qiáng)等，2014)，或?qū)儆诹压刃⊙笈?左國朝等，1990；楊合群等，2010)。

5 結(jié)論

(1) 園包山復(fù)式巖基主要巖石LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年結(jié)果顯示，花崗閃長巖、二長花崗巖、奧長花崗巖樣品年齡值分別為317.1±3.1、313.7±2.3和314.8±2.7 Ma，屬晚石炭世早期，代表了北山北帶晚古生代最為活躍的一次構(gòu)造巖漿活動。

(2) 地球化學(xué)特征顯示，園包山復(fù)式巖基晚古生代侵入巖屬高硅富鈉、偏鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)堿性-鈣堿性花崗巖。巖石樣品整體表現(xiàn)出富集大離子親石元素(Rb、Ba、Th、K)，虧損高場強(qiáng)元素(Ta、Nb、P、Ti)，類似島弧巖漿巖特征。其中晚期侵位的奧長花崗巖具埃達(dá)克質(zhì)花崗巖特征。

(3) 綜合區(qū)域地質(zhì)資料來看，石炭紀(jì)早期研究區(qū)南側(cè)紅石山洋向北俯沖啟動了這次大規(guī)模構(gòu)造巖漿活動，形成了具島弧性質(zhì)的園包山早石炭世花崗巖復(fù)式巖基，其中具埃達(dá)克質(zhì)巖特征的奧長花崗巖來源于熱洋殼俯沖過程中的部分熔融，暗示南側(cè)紅石山洋可能屬較為年輕的熱洋殼。