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位于徐尼乌苏断裂带以北、温都尔庙缝合带以南的地区,以早古生代地层和岩体的大量发育为特征。著名的白乃庙群是其中的主体地层,查明白乃庙群的岩石组合和地球化学特征可以为判别白乃庙群产出的构造环境及早古生代区域构造演化提供可靠的依据。本文选择苏尼特右旗地区的白乃庙群典型建组剖面中的火山岩作为研究对象,进行地层层序和岩石组合、地球化学特征和锆石U-Pb年代学研究,这将对研究兴蒙造山带构造体制和演化历史有着重要的指导意义。1.白乃庙群地质特征白乃庙群主要出露于苏尼特右旗中部地区,通过野外地质观测和剖面实测,将白乃庙群从底到顶分为2个岩性段:第一岩性段为偏酸性的火山岩;第二岩性段为偏中基性的火山岩。对白乃庙群第一岩性段中部的黑云母变粒岩样品(P16b54-1)和第二岩性段上部的绿泥绢云母片岩(P16b9-1)进行锆石U-Pb同位素LA-MC-ICPMS测年,测年结果分别显示为499.4±1.8Ma、478.1±1.6Ma。结合前人资料,确定白乃庙群形成时代为寒武纪-中志留世。2.白乃庙群的地球化学特征白乃庙群火山岩岩石组合为玄武岩、流纹岩和少量安山岩、流纹英安岩,具有钙碱性系列的演化特征。校正烧失量后,绿片岩类SiO2=44.08%53.07%, TiO2=0.47%0.94%,Al2O3=11.25%19.76%,TFeO=9.13%14.12%,MgO=4.46%13.95%,CaO=7.48%18.4%、K2O=0.29%2.83%,Na2O=1.59%3.51%、P2O5=0.10%0.21%;随SiO2含量的增加Na2O、P2O5含量增加,而MgO、CaO、TFeO则表现出降低的特征。长英质变质岩类SiO2=71.89%78.38%,TiO2=0.13%0.38%,Al2O3=11.00%16.62%,TFeO=2.32%3.87%,MgO=0.71%0.78%,CaO=0.47%2.21%、K2O=0.23%3.59%,Na2O=2.13%4.73%、P2O5=0.04%0.10%;随SiO2含量的增加Na2O含量依次升高,Al2O3、K2O、P2O5具有降低趋。变质脉岩SiO2=51.41%~63.92%,TiO2=0.75%1.20%,Al2O3=14.63%18.34%,TFeO=6.97%11.93%,MgO=3.09%4.82%,CaO=5.81%7.87%、K2O=0.26%0.48%,Na2O=3.72%5.66%、P2O5=0.14%0.18%;随SiO2含量的增加Al2O3、TFeO、MgO、Na2O含量明显降低。绿片岩类与变质脉岩具有相似的稀土特征,稀土总量(∑REE)介于40.54168.12ppm之间,(La/Yb)N=3.0810.9,稀土配分曲线呈明显的右倾斜型,轻稀土富集,重稀土相对亏损,δEu值介于0.771.37之间,明显富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,而高场强元素Nb、Ta、Ti强烈亏损;长英质变质岩类稀土总量∑REE=63.87133.43ppm,(La/Yb)N=2.929.89,稀土配分曲线呈明显的右倾斜型,轻稀土富集,重稀土相对亏损,δEu值介于0.571.05之间,明显富集大离子亲石元素Rb、Ba和高场强元素Zr、Hf,亏损大离子亲石元素Sr和高场强元素Nb、Ta、Ti。绿片岩类、变质脉岩和长英质变质岩的稀土、微量特征表明它们不是同一岩浆分异的产物。3.白乃庙群火山岩的成因讨论白乃庙群基性火山岩中未发现有幔源包裹体,绿片岩类的Mg#=0.590.77,相容元素Sc、Co和Ni值分别介于22.150.4μg.g-1、22.962.2μg.g-1、17.9181μg.g-1,Mg#、Sc、Co、Ni值明显不同于原生岩浆上述各值的变化范围,说明形成火山岩的岩浆不是幔源的原生岩浆。与俯冲带发育的活动大陆边缘弧岩石学和地球化学特征的对比表明,白乃庙群变质火山岩为俯冲带的产物,其源区为流体交代的楔形地幔,长英质变质火山岩的地球化学特征显示其为地壳部分熔融的产物。4.白乃庙群火山岩形成的地质意义白乃庙地区白乃庙群火山岩的岩石组合、岩石系列特征及地球化学特征类似于活动大陆边缘弧。在Nb-Zr-Y、Hf-Th-Ta图解中,主要落入火山弧火山岩和俯冲带火山岩范围,在Th/Yb-Ta/Yb图解中落入岛弧钙碱性火山岩区。在Th/Hf-Ta/Hf判别图中,白乃庙群火山岩一部份落在陆缘岛弧及陆缘火山弧玄武岩区,一部份落在大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区。显示其构造环境兼有大陆边缘与钙碱性岛弧的特征,反映白乃庙群变质火山岩原岩形成于活动大陆边缘,应该为一个较成熟的大陆弧,是大洋板块俯冲的产物。上述研究表明古亚洲洋在早古生代期间,沿华北地台北缘向南俯冲,形成白乃庙活动大陆边缘弧,与陆缘北侧温都尔庙增生杂岩构成多岛弧盆系的格局,并导致大规模与俯冲作用有关的岩浆岩产出。