内蒙古晚石炭世高镁玄武岩的成因和构造背景

近年来，人们对古亚洲洋何时消亡存在争论，其中一种主流的观点认为直至晚古生代末大洋才闭合，导致大量的石炭纪—二叠纪岛弧火山岩的出现。本文围绕这一问题对内蒙古西乌珠穆沁旗达青牧场晚石炭世高镁玄武岩(318.4~314 Ma)的形成环境进行讨论，分析和讨论是从以下4方面展开的：(1)玄武岩的基础地质特征：分布、产状、岩石地球化学组成；(2)玄武岩成因和岩浆来源；(3)双峰式火山岩形成环境；(4)晚石炭世和早二叠世火山岩的对比研究。通过研究，得到以下认识：本区玄武岩的时、空分布是稳定的；玄武岩具有高镁(>8%)、低钾(<1%)、LREE亏损(La/Yb=0.82)、铪同位素元素高(εHf(t)=14.4~23.9)等特征。据此认为，玄武岩不存在地壳物质混染的现象，推测在压力不大的伸展背景下，来源于新生岩石圈地幔橄榄岩部分熔融的高温岩浆，快速通过上覆陆壳到达地表。对玄武岩同时存在的Nb、Ta及其它HFSE亏损现象，推论与地幔楔长期受到俯冲流体交代的亏损地幔源区有关。通过对本区及邻区晚石炭世双峰式火山岩的讨论，提出了本区火山岩属于大陆拉张减薄类型火山岩的观点。同时，从构造岩相古地理研究的角度，对晚石炭世本区所处的伸展环境进行了讨论，支持了上述观点。最后，通过晚石炭世和早二叠世两期双峰式火山岩的对比，从演化角度进一步阐明中亚造山带年轻陆壳成熟的过程。中亚造山带晚石炭世—早三叠世裂谷型岩浆岩带呈数千km大规模带状分布的事实，进一步肯定了晚石炭世以来中亚造山带已经作为板内的年轻陆壳，承受了全球性大规模伸展事件。