-
在许多大陆造山带中，中压型变质作用往往构成变质带的主体，是我们认识造山过程与地壳演化的重要途径（程素华等，2005; 任留东等，2018）。巴罗式变质带作为中压型变质作用的特征类型，其标志是云母片岩中发育一系列从低级到中高级的递增变质带，即绿泥石带、黑云母带、石榴子石带、十字石带、蓝晶石带和矽线石带，其野外地热梯度基本上为中温中压的变质条件，处于绿片岩相—角闪岩相。关于巴罗式递增型变质作用，通常认为其形成受热传导机制控制，与地壳加厚导致的构造热扰动有关，因此，巴罗式变质带往往可作为碰撞造山的标志。目前，通过热力学模拟剖面图的方法对巴罗式递增变质带开展相平衡研究，限定矿物组合的形成条件和流体行为，通过岩石结构的演变、矿物含量和矿物成分的变化建立岩石合理的P-T轨迹已经成为探讨区域构造演化的有效途径（Janák et al.，1996）。
-
内蒙古中部地区记录了中亚造山带东段即兴蒙造山带的复合造山演化过程。对该地区古生代的构造演化涉及古亚洲洋闭合时间和位置存在两种不同的观点:第一种观点认为碰撞闭合发生在晚二叠世—早三叠世，造山带的演化类似于环太平洋加积型造山带（Chen Bin et al.，2000; Miao Laicheng et al.，2008），或发育弧后盆地（Song Shuguang et al.，2015），形成早古生代到中生代两套向北（贺根山、宝力道）、一套向南（温都尔庙）的俯冲-加积体系，并最终于晚二叠世—早三叠世通过索伦缝合带闭合（Xiao Wenjiao et al.，2003）。第二种观点认为碰撞闭合发生在晚志留世或早—中泥盆世（Tang Kedong，1990; 邵济安，1991; Xu Bei et al.，2013），并在内蒙中部形成了早古生代南、北双俯冲造山带; 从石炭纪—二叠纪开始，内蒙古中部地区在伸展构造背景下进入了新的地壳演化阶段（邵济安等，2014; Tong Ying et al.，2015）。近期，Zhang Jinrui et al.（2018a）在内蒙古中部划分出4期变质作用:第一期为早古生代低温高压型变质作用，以温都尔庙群中发育蓝片岩（Tang Kedong，1990; Tang Kedong et al.，1993; De Jong et al.，2006）和石榴子石多硅云母片岩为特征，时代为450~426 Ma（De Jong et al.，2006; Li Jinyi，2006），指示古亚洲洋的俯冲-增生过程; 第二期为泥盆纪中压型变质作用，以宝音图群发育巴罗式递增变质带为特征，时代为400~380 Ma，与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山有关（Chen Yaping et al.，2015）; 第三期为石炭纪高温低压型变质作用，以锡林郭勒杂岩中发育混合岩化石榴（堇青石）片麻岩和斜长角闪岩为特征，时代为345~309 Ma，代表了造山带碰撞后构造伸展体制下的减压增温过程（Zhang Jinrui et al.，2018b）; 第四期为早中生代低温中低压型变质作用，以区内晚古生代地层发育广泛的绿片岩相组合为特征，时代为250~230 Ma，与区内持续伸展形成的有限洋盆被动闭合产生构造加厚有关（Zhang Jinrui et al.，2015，2016），区内所谓的“索伦缝合带”系该有限洋盆闭合形成的，并非古亚洲洋闭合的产物（Chu Hang et al.，2013）。上述4期变质作用指示该区可能经历了大洋俯冲—碰撞造山—伸展裂解—小洋盆闭合加厚等复合造山演化过程（Zhang Jinrui et al.，2018a）。目前，对于泥盆纪中压型变质作用的研究是一个薄弱环节。
-
位于内蒙古中西部地区的宝音图群，主要由云母片岩、石英片岩、石英岩、大理岩和变基性岩组成，其中云母片岩发育典型的巴罗式递增变质带，包括绿泥石带、黑云母带、石榴子石带、十字石带和蓝晶石带（董申保，1986）。有关该递增变质带的温度压力条件研究程度极低，仅有赵桂萍（2000）曾利用传统温度压力计对图古日格地区的十字石蓝晶石云母片岩进行过变质变形研究，划分出四个变质阶段: M1，白云母+黑云母+斜长石+钾长石+石英; M2，黑云母+斜长石+钾长石+石英+石榴子石+十字石; M3，黑云母+蓝晶石+斜长石+钾长石+石英; M4，白云母+绿泥石+绿帘石+钠长石+钾长石+石英。利用传统温度压力计对上述变质阶段的P-T条件进行计算，得到了0.67 GPa、662℃→0.62 GPa、651℃→0.63 GPa、667℃→0.72 GPa、650℃→0.63 GPa、586℃的复杂P-T轨迹，显示宝音图群经历了复杂的热动力演化历史。Chen Yaping et al.（2015）近期对狼山地区宝音图群的石榴斜长角闪岩样品进行了相平衡模拟，确定其峰期温压条件为1.3 GPa、725℃，峰期之后发生近等温降压过程，峰期的变质条件反映的地温梯度为18~21℃/km，属于中压相系，变质年龄为399±6 Ma。就巴罗式递增变质带本身而言，以往的变质研究只局限于个别样品，且仅使用传统温度压力计，其递增变质过程中岩石矿物组合，矿物成分的变化，以及变质带的P-T轨迹尚需进一步研究明确。因此，本文以宝音图群云母片岩为研究对象，通过详细的野外调查采集不同相带的云母片岩，开展系统的变质作用研究，通过变质P-T轨迹与变质时代的限定阐明宝音图群巴罗式变质带的构造意义。
-
1 区域地质概况
-
内蒙古中部地区位于兴蒙造山带的西段，前人对该区域构造划分存在不同的认识，根据Xiao Wenjiao et al.（2003）和Xu Bei et al.（2013）的研究结果，以北部二连浩特断裂和南部赤峰-巴彦敖包断裂为界的内蒙古中部地区主要存在三个构造单元:即南、北造山带和两者之间的索伦缝合带（图1）。
-
南造山带以赤峰-巴彦敖包断裂与华北克拉通相隔，从北到南依次分布蛇绿混杂岩、岛弧岩浆岩、弧前和前陆盆地沉积以及变质岩系。蛇绿混杂带被称为温都尔庙群，为一套早古生代的海底火山沉积岩，发育与俯冲相关的蓝片岩相变质作用，变质时代约为454~426 Ma（Tang Kedong et al.，1993; De Jong et al.，2006）。岛弧岩浆岩包括一套早古生代基性到酸性成分的白乃庙群火山岩系（499~440 Ma），以及少量早古生代侵入体包括闪长岩、英安岩、辉长岩和花岗岩，时代为490~425 Ma（刘敦一等，2003; Jian Ping et al.，2008; Xu Bei et al.，2013），Xiao Wenjiao et al.（2003）称之为白乃庙岛弧带。沉积岩系主要包括志留系徐尼乌苏组复理石建造和下泥盆统西别河组磨拉斯建造，这些沉积岩系被认为分别代表弧前和前陆盆地沉积。变质岩系为宝音图群，发育中压型变质作用，变质时代为~400 Ma（Chen Yaping et al.，2015）。以上岩石单元被认为记录了古亚洲洋向华北克拉通的俯冲和最终闭合造山的过程，时间约为499~400 Ma（Jian Ping et al.，2008; Xu Bei et al.，2013; Chen Yaping et al.，2015）。
-
图1 内蒙古中部地区地质简图（据Xu Bei et al.，2013修改）
-
Fig.1 Geological sketch map of central Inner Mongolia (modified after Xu Bei et al., 2013)
-
北造山带从南到北依次分布蛇绿混杂岩、岛弧岩浆岩、前陆盆地沉积以及变质岩系，与南造山带基本一致。蛇绿混杂岩同样被称为温都尔庙群，发育与俯冲相关的蓝片岩相变质作用（Tang Kedong et al.，1993; 徐备等，2001; 李瑞彪等，2014）。岛弧岩浆岩为一套早古生代基性到酸性成分的侵入岩，称为宝力道岛弧带，其时代为482~439 Ma（Chen Bin et al.，2000; Xiao Wenjiao et al.，2003; 石玉若等，2004，2005; Jian Ping et al.，2008）。前陆盆地沉积为泥盆系色日巴彦敖包组磨拉石组合，不整合覆盖在蛇绿混杂带之上。变质岩系主要为锡林郭勒杂岩，其主体为一套早古生代的弧前盆地沉积（薛怀民等，2009），最新的研究表明，该变质岩系早期发育中压型变质作用，晚期被石炭纪（345~309 Ma）的低压高角闪岩相变质叠加（Zhang Jinrui et al.，2018b）。区域内分布少量423~418 Ma的黑云母二长花岗岩，被认为是碰撞型花岗岩（石玉若等，2004）。少量的前寒武纪地体包括艾力格庙群低级变质岩系（1180~952 Ma，徐备等，2014）和苏左旗地区的中元古代片麻质花岗岩（1516~1390 Ma，孙立新等，2013）。这些前寒武纪地体被认为是南蒙陆块的一部分（Badarch et al.，2002; Yarmolyuk et al.，2005，2008）。以上岩石单元构成了古亚洲洋向南蒙微陆块的北向俯冲-碰撞体系。
-
索伦缝合带位于南、北造山带之间，以基性—超基性岩分布为主要特征。这些基性—超基性岩多为蛇绿岩残片，主要包括枕状玄武岩和蛇纹石化的方辉橄榄岩、纯橄岩和辉长岩堆晶体（Xiao Wenjiao et al.，2003; Miao Laicheng et al.，2008; Jian Ping et al.，2010，2012），年龄主要为297~250 Ma（Miao Laicheng et al.，2008; Jian Ping et al.，2010; Chen Chen et al.，2012; Chu Hang et al.，2013; 王炎扬等，2014; Zhang Jinrui et al.，2015）。Xiao Wenjiao et al.（2003）认为这些基性—超基性岩代表了古亚洲洋残余的洋壳，古亚洲洋的俯冲一直持续到了晚古生代，并最终沿该缝合带闭合。但部分学者认为这些基性岩石多显示介于N-MORB和E-MORB之间的特征，更可能形成于弧后盆地或者陆间有限洋盆（Chu Hang et al.，2013; 张晋瑞等，2014; Song Shuguang et al.，2015）。这些基性—超基性岩在空间上多数被同时期（石炭纪—二叠纪）的火山沉积序列所包围，部分火山序列具有双峰式火山岩的特征（本巴图组和大石寨组; 张维等，2008; 曾维顺等，2011; Chen Chen et al.，2012; 邵济安等，2014）。这些石炭纪—二叠纪的火山沉积岩多数均发生了广泛的低温中低压型变质，局部达到角闪岩相，其变质作用的时间为早三叠世，Zhang Jinrui et al.（2018a）认为该变质作用可能与有限洋盆的闭合有关。
-
宝音图群位于内蒙古中西部地区，呈北东向分布于达茂旗、狼山、宝音图和图古日格一带，在构造位置上处于南造山带（图2），出露的面积约600 km2，是一套构造变形复杂、从低绿片岩相到高角闪岩相的中低级变质岩系（董申保，1986）。在图古日格地区，根据宝音图群地层形成年代先后顺序和内部的物质成分差异，将宝音图群划分为五个岩性段，由下向上依次为:第一岩性段，云母石英片岩、蓝晶石二云母石英片岩和斜长角闪岩; 第二岩性段，白云质大理岩与石英岩互层夹少量石榴子石二云母石英片岩; 第三岩性段，十字石、石榴二云母片岩、二云母石英片岩夹斜长角闪片岩透镜体; 第四岩性段，上部为云母石英片岩、大理岩，中部为角闪变粒岩夹大理岩、黑云母石英片岩，下部为大理岩夹角闪变粒岩、黑云母变粒岩及云母石英片岩; 第五岩性段:石英岩、云母石英片岩及少量阳起石片岩。前人对宝音图群做过一系列年代学研究工作。例如，滕飞等（2019）对宝音图变质基性岩的研究显示其原岩形成时代为896 Ma。孙立新等（2013）获得宝音图一带石英岩的最小一组碎屑锆石年龄为1426 Ma，滕飞等（2019）在宝音图岩群石英岩获得的最小谐和年龄为1395~1284 Ma，并认为它们代表宝音图岩群的沉积上限，并由此限定宝音图群原岩形成于中元古代，属于华北克拉通的北缘（徐备等，2000; 孙立新等，2013）。与宝音图群密切相关的一套浅变质岩系为渣尔泰群，主要由绿片岩相变质的碎屑岩、碳酸盐岩和基性—中酸性火山岩组成。彭润民等（2010）在渣尔泰群酸性火山岩中获得锆石的SHRIMP U-Pb年龄为817±5 Ma，认为渣尔泰群代表新元古代活动裂谷盆地环境。研究区出现的最早的岩石类型为太古宇乌拉山群，该群主要为一套中深变质岩系，其内部存在着具有标志特征的磁铁矿层和石墨矿层，主要岩石类型为斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、石墨片麻岩、透辉石大理岩、矽线石石英岩等。在宝音图群分布区西侧，出露有石炭纪的阿木山组地层，主要由灰岩夹页岩组成，并有石英砂岩夹灰岩透镜体，代表了海相碳酸盐岩沉积。此外出露少量石炭纪—二叠纪宝力高庙组的陆相中酸性火山熔岩、火山碎屑岩和沉积碎屑岩。
-
图2 内蒙古中部构造地质图（a）（据Xu Bei et al.，2013修改）以及内蒙古中西部地区地质图及宝音图群的分布和采样位置（b）（据董申保，1986; 内蒙古地质矿产勘察院，2008; Chen Yaping et al.，2015修改）
-
Fig.2 Tectonic map of central Inner Monglia (a) (modified after Xu Bei et al., 2013) and the geological map of the central western Inner Mongolia showing distribution of the Baoyintu Group and sampling locations (b) (modified after Dong Shenbao, 1986; Inner Mongolia Geological and Mineral Exploration Institute, 2008; Chen Yaping et al., 2015)
-
研究区发育大量石炭纪—二叠纪的花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩等中酸性岩浆岩。皮桥辉等（2010）在狼山霍各乞矿区获得侵入体闪长岩的锆石U-Pb年龄为274±1 Ma; 于延秋等（2011）在狼山浩日格山花岗岩体中获得~274 Ma的年龄，并认为其形成的构造环境为岛弧环境; 胡鸿飞等（2013）从滴水沟闪长岩体中获得304±3 Ma的年龄，并认为其形成于活动板块边缘火山弧环境; 吴亚飞等（2013）在东升庙地区获得白云母二长花岗岩的年龄为259±3 Ma，认为其可能形成于后碰撞的构造背景中。研究区沿北东向分布中元古代片麻状二长花岗岩，侵入到宝音图群中，并获得其侵位年龄为1672±10 Ma（孙立新等，2013）。在中蒙边境出露有早古生代的石英闪长岩侵入体，Xu Bei et al.（2013）获得其年龄为453±5 Ma，认为其形成与俯冲作用有关。内蒙古地质矿产勘察院（2008）在霍各乞通过K-Ar方法获得其白云母斜长花岗岩侵入体的年龄为412 Ma。罗红玲等（2009）在狼山水库获得闪长岩侵入体的年龄为249±5 Ma，认为其可能形成于后碰撞环境。在宝音图附近分布着少量基性、中性侵入体，王增振等（2014）获得其基性侵入体的年龄为328±2 Ma。
-
2 野外产状和岩石学特征
-
宝音图群云母片岩发育典型的巴罗式递增变质带。在20世纪80年代，董申保（1986）在变质地质填图工作研究中初步认为该递增变质带在分布区域上呈对称状分布（图2），由外向内依次出现绿泥石-黑云母带、石榴子石带、十字石-蓝晶石带，不同相带中的云母片岩均含有透镜状的变质基性岩（图3a），随递增型变质依次发育绿片岩、斜长角闪岩和石榴子石斜长角闪岩。本文研究的三个云母片岩样品均采自狼山地区的格尔敖包沟地区，采样区域的位置如图2所示。这些云母片岩具有较强的变形，且发育特征变质矿物，如石榴子石、十字石和蓝晶石，主要矿物组成及含量见表1。
-
样品LS89为石榴子石二云母片岩（图3b）。石榴子石以变斑晶形式存在，最大粒径可达1 mm，内含黑云母、绿泥石、石英及钛铁矿等包体。基质组成为黑云母、白云母、斜长石、绿泥石和石英。黑云母和白云母定向排列构成岩石片理，局部发生绿泥石化。斜长石均呈他形粒状，颗粒极小，零散分布。从矿物组合来看，其峰期变质程度应为中低级变质。
-
样品LS93为十字石二云母片岩（图3c）。十字石和红柱石均以变斑晶形式存在，其中十字石最大粒径可达1.4 mm，红柱石最大粒径达0.6 mm，部分红柱石可见围绕他型残留状的十字石生长，表明红柱石时代晚于十字石。基质组成为黑云母、白云母、石英和少量斜长石。黑云母有两种类型，一类黑云母呈较大片状，被十字石和红柱石所穿切，另一类黑云母呈细小鳞片状，零散分布，与鳞片状白云母共生并定向排列构成岩石主片理，部分细小鳞片状的白云母围绕十字石边部生长。综合分析，样品可能存在多期共生组合，早期为大片状黑云母+白云母+石英（斜长石），峰期组合为十字石+鳞片状黑云母+白云母（斜长石），晚期为红柱石+细小鳞片白云母（斜长石），其峰期变质程度应为中级变质。
-
样品LS07为蓝晶石榴二云母片岩（图3d）。石榴子石、蓝晶石和红柱石均以变斑晶形式出现，石榴子石粒径最大可达1.5 mm，内含石英、黑云母、钛铁矿等包体; 红柱石最大粒径达2.25 mm; 蓝晶石有两种类型，一类蓝晶石呈半自形板状分布，最大粒径0.4 mm×1 mm，另一类蓝晶石呈残留状出现在红柱石的内部，指示红柱石是由蓝晶石后期经历过降压过程的产物。基质组成为黑云母、白云母、斜长石、绿泥石和石英。黑云母呈鳞片状—叶片状，定向排列。白云母呈鳞片状，零散分布，部分发生绿泥石化。斜长石呈他形粒状，零散分布，粒径约0.6 mm。综合分析，样品存在多期共生组合，早期可能为石榴子石包裹体组合石榴子石+黑云母+钛铁矿+（白云母+斜长石+石英），峰期组合为石榴子石+蓝晶石+黑云母+白云母+钛铁矿（斜长石+石英），晚期为红柱石+白云母，其峰期矿物组合对应变质程度应为中—高级变质。
-
图3 内蒙古中西部宝音图群云母片岩的野外露头（a~d）
-
Fig.3 The field outcrop of mica schists (a~d) in the Baoyintu Group, central western Inner Mongolia
-
注:+代表有但含量很少; -代表没有。
-
3 全岩与矿物成分特征
-
3.1 全岩主量元素
-
宝音图群云母片岩样品的全岩主量元素采用美国利曼公司ICP-OES测试，实验在中国地质大学（北京）完成。烧失量（LOI）是通过对1 g左右已烘干的粉末样品加热到1000℃并持续数小时后重新称重样品，样品在加热前后的差值即为烧失量。基于美国地质调查局标准岩石样品BSR-1和AGV-2以及中国国家标准物质岩石样品GSR-3，大多数主量元素的误差小于1%，TiO2 的误差约为1.5%，P2O5 的误差约为2.0%。
-
主量元素实验数据见表2，样品LS89和LS07具有类似的主量元素成分，SiO2=61.12%~61.27%、Al2O3=17.54%~18.91%、TFe2O3=6.94%~7.75%、MgO=2.01%~3.58%、CaO=0.59%~0.85%、Na2O=1.01%~1.23%、K2O=3.36%~4.06%。这两个样品都具有较高的Al2O3和K2O含量，较低的CaO、Na2O、MgO含量，显示典型的富铝系列特征，其原岩为典型的泥质岩石。样品LS93的SiO2=73.84%、Al2O3=9.98%、TFe2O3=7.58%、MgO=3.15%、CaO=0.1%、Na2O=0.32%、K2O=2.58%。该样品具有很高的SiO2，K2O和Al2O3含量相对偏低，其原岩可能为富石英的泥质岩石或含砂泥岩。
-
图4 内蒙古中西部宝音图群云母片岩的显微镜下照片
-
Fig.4 Microphotographs of mica schists in the Baoyintu Group, central western Inner Mongolia
-
（a、b）—石榴子石二云母片岩（样品LS89）;（c、d）—十字石二云母片岩（样品LS93）;（e、f）—蓝晶石榴二云母片岩（样品LS07）; Ms—白云母; Bio—黑云母; Gt—石榴子石; St—十字石; ky—蓝晶石; and—红柱石
-
(a, b) —garnet mica schist (sample LS89) ; (c, d) —staurolite mica schist (sample LS93) ; (e, f) —kyanite garnet mica schist (sample LS07) ; Ms—muscovite; Bio—biotite; Gt—garnet; St—staurolite; ky—kyanite; and—andalusite
-
3.2 矿物成分
-
本文选取三个代表性样品进行了深入的矿物学研究，所有样品的矿物主量元素电子探针分析和背散射图像在北京大学教育部造山带与地壳演化重点实验室完成。电子探针型号为JXA-8100，实验条件为加速电压15 kV，束流10 nA，云母类矿物束斑为5 μm，其他矿物束斑为1 μm。采用PRZ方法修正，标准样品为美国SPI 公司的53种矿物。石榴子石、黑云母、斜长石等代表性矿物的探针成分分析结果列于表3，其余矿物探针成分见附表1~3。
-
（1）石榴子石。样品LS89中，石榴子石成分从核部到边部其Xpy含量升高（0.07→0.11），Xspss含量略降低（0.06→0.03），Xalm降低（0.84→0.78），Xgr基本不变（0.04~0.05），但在外侧边显示轻微的Xpy降低（0.11→0.08），Xalm轻微升高趋势（0.81→0.83），这可能与石榴子石边部黑云母矿物接触而发生交换扩散有关，可能指示后期冷却退变过程。（图5a，表3）。样品LS07共测试两个石榴子石颗粒，石榴子石I成分显示从核部到边部Xpy含量明显升高（0.13→0.20），Xspss含量则显示降低（0.05→0.01），但其他成分基本不变，Xgr=0.10~0.12，Xalm=0.68~0.71（图5b，表3）; 石榴子石II成分显示从核部到边部Xpy含量明显升高（0.10→0.17），Xspss含量则显示降低（0.09→0.02），但其他成分基本不变，Xgr=0.11~0.12，Xalm=0.69~0.73（图5c，表3）。
-
（2）斜长石。各个样品中的斜长石普遍具有较低的An值（=Ca/（Ca+Na+K））。样品LS89与LS93中斜长石成分均一，An值范围为0.12~0.15和0.15~0.18（表3）。样品LS07中测得一斜长石颗粒从核部到边部有轻微的降低趋势（0.41→0.39）（图6b）。
-
（3）黑云母。不同样品的黑云母成分差异较大。样品LS89中的黑云母的XMg值为0.37~0.40。样品LS93中黑云母的XMg值为0.44~0.52，测得一黑云母的XMg值从核部到边部微弱降低（0.47→0.44）（图6c、d、e，表3）。样品LS07中黑云母的XMg值为0.47~0.56（表3），测得一黑云母的 XMg（=Mg/（Mg+Fe2+））值从核部到边部有微弱的降低趋势（0.47→0.51）。
-
（4）白云母。不同样品的白云母成分差异较大。样品LS89中的白云母的Si值为3.10，样品LS93中的白云母的Si值为3.08~3.12，样品LS07中的白云母的Si值为3.10~3.22（表3），所有样品均未见环带特征。
-
（5）十字石。十字石以变斑晶形式出现在云母片岩LS93中，其XMg值为0.12~0.17，未见有环带特征（表3）。
-
图5 内蒙古中西部宝音图群云母片岩中石榴子石成分环带
-
Fig.5 Garnet component profile in mica schists of the Baoyintu Group, central western Inner Mongolia
-
Xalm=Fe2+/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xgr=Ca/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xpy=Mg/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xspss=Mn/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; C—核部; M—幔部; R、R1、R2—边部
-
Xalm=Fe2+/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; Xgr=Ca/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; Xpy=Mg/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; Xspss=Mn/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; C—core; M—mantle; R, R1, R2—rim
-
4 变质P-T条件与轨迹
-
为了模拟宝音图群云母片岩的变质作用及相应的矿物演化过程，本文选取LS89、LS93、LS07三个代表样品在NCKF MASH（Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O）体系下进行云母片岩P-T视剖面图的计算。因为石英的大量出现，将其作为过量组成，假设流体相为纯水，固体相以下设水过量，在固体相以上设熔体过量。TiO2主要存在于钛铁矿中，其他矿物里含量比较少，因此忽略。视剖面图的计算利用GeoPS程序进行。用到的矿物模型如下:白云母（White et al.，2005，2007），绿泥石、黑云母、石榴子石、十字石、堇青石和斜长石（Holland and Powell，1998，2003），硅酸岩熔体（Holland and Powell，1998，2003）。红柱石、蓝晶石、矽线石和石英为纯端元。
-
注:Xpy=Mg/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xgr=Ca/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xalm=Fe2+/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xspss=Mn /（Fe2++Mg+Ca+Mn）; Xor=K/（K+Na+Ca）; An=Ca/（K+Na+Ca）; XMg=Mg/（Mg+Fe）; c—核部; r—边部。
-
图6 内蒙古中西部宝音图群云母片岩中斜长石（a、b）及黑云母（c、d）成分环带
-
Fig.6 Plagioclase (a, b) and biotite (c, d) component profile in mica schists of Baoyintu Group, central western Inner Mongolia
-
样品LS89在NCKF MASH体系下的P-T视剖面图如图7所示。视剖面图展示了各类矿物成分等值线，如石榴子石的Xpy值，黑云母的XMg值，白云母的Si含量，斜长石的An值。观察到的矿物组合Bio-Chl-Gt-Ilm-Ms-Pl-q为四变域组合，稳定在0.6~0.9 GPa、540~600℃的范围内。
-
在观察到的矿物组合区域中，石榴子石的Xpy值主要随着温度的升高而增大; 白云母中的Si含量主要受温度和压力控制; 黑云母的XMg值随温度的升高而增大; 斜长石的An值主要随压力的升高而降低。以石榴子石包体为代表的早期矿物组合Chl+Bi（+Gt）指示早阶段的温度压力范围为0.40~0.63 GPa、495~550℃。石榴子石从核部到边部的Xpy 值的升高（0.07~0.11）指示岩石在前期经过了升温加热的过程。石榴子石成分中Xpy最大值（~0.11）、斜长石的最小An值（~0.12）以及黑云母最高的XMg（~0.40）成分在Bio-Chl-Gt-Ilm-Ms-Pl-q区域内共同限定P-T范围为0.65~0.75 GPa、560~580℃，代表样品经历的峰期P-T条件。而其他黑云母的XMg值为0.37、斜长石从核部到边部的An值为0.12~0.15以及石榴子石外边的Xpy 值（0.11→0.07）指示峰期后的降温过程，其P-T条件约为0.55~0.65 GPa、550~570℃。因此，样品经历了峰期前的加热过程、峰期阶段以及峰期后的降温的P-T轨迹。需要指出的是测得白云母的Si含量显示其稳定范围在更低温的范围内，可能记录了早期的进变质阶段。
-
样品LS93在NCKF MASH体系下的P-T视剖面图如图8所示。体系中的水饱和固相线出现在720~750℃范围内。视剖面图展示了矿物成分等值线，如黑云母的XMg值，斜长石的An值。观察到的峰期矿物组合Bio-Gt-Ilm-Ms-Pl-q-St为三变域组合，大致稳定在0.6~0.9 GPa、550~700℃的温度压力范围内。
-
在观察到的矿物组合区域内，黑云母的XMg值主要随温度的升高而增大; 斜长石的An值随压力的升高而降低。测得的黑云母的XMg值为0.44~0.52，斜长石的An值为0.15~0.18。样品中测得的最高的XMg=0.52与斜长石的最小An值（~0.15）限定其峰期温度压力可能达到了~0.78 GPa、600~620℃。黑云母具有从核部到边部XMg值微弱降低的趋势（0.47→0.44），指示着岩石峰期后降温降压的退变质过程，结合镜下观察到的晚期含红柱石的矿物组合，推测岩石记录的退变质温压条件为0.2~0.4 GPa、550~600℃。样品中早期矿物组合Bio+Ilm+Pl+Ms，限定岩石在峰期前经过升温升压过程。因此可以恢复样品经历早期前进变质、峰期阶段和峰期后的冷却降压过程。
-
样品LS07在NCKF MASH体系下的P-T视剖面图如图9所示。体系中的水饱和固相线出现在720~740℃范围内。视剖面图展示了矿物成分等值线如石榴子石的Xpy和Xgr值，黑云母的XMg值以及斜长石的An值。观察到的峰期矿物组合Bio-Gt-Ilm-Ms-Pl-ky-q-ru为三变域组合，温度上限由水饱和固相线来限定，稳定在温度为650~720℃，压力0.8~1.2 GPa的范围内。
-
图7 内蒙古中西部宝音图群石榴子石云母片岩样品LS89在NCKF MASHO体系下的P-T视剖面图
-
Fig.7 P-T pseudosection for garnet mica schist sample LS89 in Baoyintu Group, central western Inner Mongolia in NCKF MASHO system
-
全岩成分（摩尔百分比，%）: SiO2=63.96，Al2O3=11.63，CaO=0.59，MgO=3.13，FeO=5.45，K2O=2.70，Na2O=1.24; 矿物代号: Bio—黑云母; Chl—绿泥石; Ms—白云母; ep—绿帘石; ab—钠长石; Pa—钠云母; Pl—长石; sph—榍石; zo—黝帘石; Gt—石榴子石; St—十字石; sill—矽线石; q—石英; ru—金红石; Ilm—钛铁矿; 图中的等值线:石榴子石: Xpy=Mg/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; 白云母: Si原子数（总O原子数为11）; 黑云母: XMg-bi=Mg/（Fe2++Mg）; 斜长石: An=Ca/（K+Na+Ca）
-
Whole rock composition (mole, %) : SiO2=63.96, Al2O3=11.63, CaO=0.59, MgO=3.13, FeO=5.45, K2O=2.70, Na2O=1.24; Mineral code: Bio—biotite; Chl—chlorite; Ms—muscovite; ep—epidote; ab—albite; Pa—paragonite; Pl—feldspar; sph—sphene; zo—zoisite; Gt-garnet; St—staurolite; sill—sillimanite; q—quartz; ru—rutile; Ilm—ilmenite/spinel; isopleth in the pseudosection: garnet: Xpy=Mg/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; muscovite: number of Si atoms (total O atoms 11) ; biotite: XMg-bi=Mg/ (Fe2++Mg) ; plagioclase: An=Ca/ (K+Na+Ca)
-
在相关矿物组合区域内，石榴子石的Xpy值随着温度和压力的升高而增大，石榴子石的Xgr值在＜0.9 GPa的平衡区域随着温度和压力的升高而增大，但在＞0.9 GPa的范围内随压力的升高而减小。黑云母的XMg值随压力的升高而增大，受温度的影响较小; 斜长石的An值在固相线条件以下随压力的升高而降低，受温度影响较小，但在固相线以上主要随温度的升高而升高。
-
石榴子石从核部到边部的Xpy 值（0.10~0.20）以及Xgr值为0.10~0.12指示岩石经历了升温升压的过程后到达峰期阶段，其中石榴子石成分中Xpy最大值（~0.20）、最大Xgr值（~0.12）与斜长石的An最小值（~0.39）、黑云母的最大XMg值（~0.56）的成分交点投影在0.7~0.85 GPa、650~750℃范围内，共同记录近固相线附近0.8 GPa、670℃的温度压力，可能代表峰期温压条件。黑云母的XMg值从核部到边部降低（0.51→0.47）以及斜长石的An值从核部到边部升高（0.39~0.41）可能记录了峰期过后的降压降温过程，其中黑云母最小的XMg值（0.56）和斜长石最高的An值（0.41）限定其平衡压力范围大致在0.58~0.65 GPa内，结合镜下观察到的晚期含红柱石的矿物组合，推测岩石的退变质温压条件为0.2~0.4 GPa、 550~600℃。以石榴子石包体为代表的早期矿物组合Gt+Bio+Ilm（+Pl+Ms）指示早阶段的温度压力范围为~0.72 GPa、580~600℃。因此可以恢复样品经历的峰期阶段和峰期后的冷却降压过程。
-
图8 内蒙古中西部宝音图群石榴子石云母片岩样品LS93在NCKF MASHO体系下的P-T视剖面图
-
Fig.8 P-T pseudosection for garnet mica schist sample LS93 in Baoyintu Group, central western Inner Mongolia in NCKF MASHO system
-
全岩成分（摩尔百分比，%）: SiO2=66.54，Al2O3=14.56，CaO=0.27，MgO=2.50，FeO=6.98，K2O=1.58，Na2O=0.78; 矿物代号: Kf—钾长石; Crd—堇青石; Ctd—硬绿泥石; and—红柱石; ky—蓝晶石; Melt—熔体; 图中的等值线:黑云母: XMg-bi=Mg/（Fe2++Mg）; 斜长石: An=Ca/（K+Na+Ca）
-
Whole rock composition (mole, %) : SiO2=66.54, Al2O3=14.56, CaO=0.27, MgO=2.50, FeO=6.98, K2O=1.58, Na2O=0.78; mineral code: Kf—K-feldspar; Crd—cordierite; Ctd—chloritoid; and—andalusite; Ky—kyanite; Melt—melt; Isopleth in the pseudosection: biotite: XMg-bi=Mg/ (Fe2++Mg) ; plagioclase: An=Ca/ (K+Na+Ca)
-
5 锆石年代学
-
本文选取一个石榴云母片岩样品LS86样品运用LA-ICP-MS方法进行锆石U-Pb定年。锆石单矿物分选在河北廊坊晨硕地质服务有限公司完成。阴极发光（CL）显微分析在北京大学物理学院Quanta200 FEG扫描电镜上完成，其工作电压为15 kV，电流为120 nA。锆石U-Pb 测年在吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室利用LA-ICP-MS分析完成。具体实验测试过程参见Yuan et al.（2004）。测试和数据处理的主要流程及仪器主要技术参数为:① 激光剥蚀系统为德国COMPEx公司生产的GeoLasPro型193nm ArF准分子激光器，与激光器联用的是Agilent 7900型ICP-MS仪器; ② 实验采用He 作为剥蚀物质的载气，仪器最佳化采用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST610，采用91500 标准锆石外部校正法进行锆石原位U-Pb分析; ③ 采用直径为32 μm、频率为7 Hz的激光束斑进行样品分析; ④ 用GLITTER 软件计算同位素比值和207Pb /206Pb、206Pb /238U、207Pb /235U 的年龄值; ⑤ 采用Andersen（2002）的方法对结果进行普通铅校正; ⑥ 采用Isoplot程序计算其年龄。
-
图9 内蒙古中西部宝音图群石榴子石云母片岩样品LS07在NCKF MASHO体系下的P-T视剖面图
-
Fig.9 P-T pseudosection for garnet mica schist sample LS07 in Baoyintu Group, central western Inner Mongolia in NCKF MASHO system
-
全岩成分（摩尔百分比，%）: SiO2=66.11，Al2O3=11.18，CaO=0.88，MgO=5.77，FeO=6.31，K2O=2.32，Na2O=1.06; Mic—微斜长石; 图中的等值线:石榴子石: Xpy=Mg/（Fe2++Mg+Ca+Mn），Xgr=Ca/（Fe2++Mg+Ca+Mn）; 黑云母: XMg-bi=Mg/（Fe2++Mg）; 斜长石: An=Ca/（K+Na+Ca）
-
Whole rock composition (mole, %) : SiO2=66.11, Al2O3=11.18, CaO=0.88, MgO=5.77, FeO=6.31, K2O=2.32, Na2O=1.06; Mic—microcline; Isopleth in the pseudosection: garnet: Xpy=Mg/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) , Xgr=Ca/ (Fe2++Mg+Ca+Mn) ; Biotite: XMg-bi=Mg/ (Fe2++Mg) ; Plagioclase: An=Ca/ (K+Na+Ca)
-
本文选择了10颗锆石进行锆石U-Pb定年。样品中的锆石呈短柱或长柱状，长宽比为1∶2，在CL图像中具有典型的核边结构，核部颜色较浅，具有明显的振荡环带，直径约为5~15 μm，边部颜色较暗，没有明显的振荡环带，直径约为25~55 μm。由于核部太小无法测试，所以仅测试了锆石的边部。本文利用LA-ICP-MS法对样品中10颗锆石进行分析，分析结果见表4，绝大多数锆石分析点给出的Th/U比值在0.0036~0.023之间，具有典型变质成因锆石的特点（Corfu et al.，2003）。对其中的10个进行分析，206Pb/238U年龄值介于425±13~380±9 Ma之间，206Pb/238U加权平均年龄（表4）为397.5±6.0 Ma（图10b）。稀土元素球粒陨石标准化配分图（图10d）显示，锆石稀土元素总量（ΣREE）介于206.27×10-6~4074.58×10-6之间，其中轻稀土元素（LREEs）总量为8.87×10-6~472.53×10-6、重稀土元素（HREEs）总量为197.39×10-6~3602.05×10-6，（La/Yb）N比值介于0.0021×10-6~0.3370×10-6（附表4）。具有重稀土总量相对低，轻重稀土分馏不明显的特征。由于石榴子石在生长过程中会富集重稀土元素，导致同期生长的锆石中亏损重稀土元素，因此锆石的稀土特征表明其生长阶段与石榴子石共存（Corfu et al.，2003）。
-
6 讨论
-
6.1 宝音图群巴罗式变质带的变质演化
-
通过相平衡模拟可以有效地获得宝音图群各样品的峰期P-T条件，分别为LS89: 0.73 GPa、577℃，LS93: 0.78 GPa、620℃，LS07: 0.8 GPa、670℃，这些样品的P-T条件具有递增型特征，宝音图群递增变质带的各个样品都具有顺时针型的P-T轨迹，包括早期升温升压进变质阶段、峰期阶段以及后期的降温降压退变质阶段。
-
（1）前进变质阶段。样品LS89的早期矿物组合为Chl-Ilm-Ms-Pl-q，以石榴子石包体为代表的早期矿物组合Chl+Bi（+Gt）指示早阶段的温度压力范围为0.4~0.63 GPa、495~550℃。样品LS07的早期矿物组合为Chl+Gt+Ilm+Ms+St+q，以石榴子石包体为代表的早期矿物组合Gt+Bio+Ilm（+Pl+Ms）指示早阶段的温度压力范围为~0.72 GPa、580~600℃。在样品LS89和LS07中，石榴子石包体矿物组合均可以在一定程度上记录这一阶段的变质作用过程，但由于受峰后减压退变过程中较大程度的改造，无法用P-T视剖面图进行很好的模拟，其矿物组合也不能较好地保留下来。值得注意的是，这两个样品中的石榴子石均具有生长环带特征，记录升温升压的进变质过程，相平衡模拟显示，峰期前的进变质作用以脱水反应为主，因此进变质阶段的矿物组合不易保留。在样品LS93中，未发现早期矿物组合以及矿物成分来限定峰期前温压条件，可能样品进变质阶段的脱水反应近于完全平衡。
-
图10 内蒙古中西部宝音图群云母片岩（LS86）锆石的阴极发光CL图像（a）、U-Pb 年龄谐和图（b）、加权平均年龄（c）及球粒陨石标准化稀土元素配分图（d）
-
Fig.10 Cathodoluminescence image (a) , U-Pb concordia diagram (b) , weighted average age (c) , and chondrite normalized REE distribution diagram (d) of zircon grains of the mica schist (LS86) in the Baoyintu Group, central western Inner Mongolia
-
（2）峰期变质阶段。样品LS89中观察到的峰期矿物组合Bio-Chl-Gt-Ilm-Ms-Pl-q，在该组合内，石榴子石Xpy最大值与斜长石的最小An值确定峰期温压为0.73 GPa、577℃。样品LS93中观察到的峰期矿物组合Bio-Gt-Ilm-Ms-Pl-q-St，在该组合内，黑云母的最高XMg值与斜长石的最小An值限定其峰期温度压力可能达到了0.78 GPa、620℃。样品LS07中观察到的峰期矿物组合为Bio-Gt-Ilm-Ms-Pl-ky-q-ru，在该组合内，石榴子石成分中Xpy最大值、最大Xgr值与斜长石的An最小值、黑云母的最大XMg值共同记录近固相线附近温度压力0.8 GPa、670℃，可能代表峰期温压条件。三个样品中斜长石最小的An值均记录了各自样品达到的峰期压力条件:斜长石通常在记录峰期压力方面可能比石榴子石的效果更好，因为斜长石中的离子对扩散速率比石榴子石中的单个价电离子如Fe（Mg）和Ca要慢（Spear，1993）。由于峰期前的变质作用以脱水反应为特征并伴随石榴子石的生长，因此石榴子石边部中最高的Xpy值则记录岩石可能达到的最低峰期温度:这是因为后期的降温降压过程石榴子石的Xpy值基本保持不变或减小。此外，黑云母中最高的XMg值也会记录岩石可能达到的最低峰期温度。
-
（3）降温降压退变质阶段。样品LS89未观察到明显的退变质阶段的矿物组合，但斜长石从核部到边部的An升高的环带指示峰期后的减压过程，石榴子石外边的Xpy 值指示峰期后的降温过程，石榴子石的部分分解反应引起石榴子石内部的Mg离子外溢以及斜长石中Ca离子的增加，导致石榴子石边部的Xpy 值的减小和斜长石An值的增大，因此这一过程中压力和温度均发生降低，P-T轨迹为降温降压型。样品LS93退变质阶段的矿物组合为and-Bio-Ilm-Ms-Pl-q，黑云母具有从核部到边部XMg值微弱降低的趋势，指示着岩石峰期过后的降温过程。样品LS07退变质阶段的矿物组合为and-Bio-Crd-Ilm-Pl-q，黑云母具有从核部到边部XMg值微弱降低的趋势，指示着岩石峰期过后的降温过程，斜长石从核部到边部的An值升高的环带同样指示峰期后的减压过程。值得关注的是，样品LS93和LS07中晚期红柱石反映峰后阶段的降温降压过程。
-
6.2 构造意义
-
相平衡模拟结果显示，宝音图群递增变质带的样品都具有顺时针型的P-T轨迹:包括早期升温升压直至峰期阶段以及后期的降温降压过程。其峰期温度压力给出的地热梯度为18~20℃/km为典型的中压型变质作用（图11）。关于巴罗式变质带的P-T轨迹，目前主要有两种类型。第一类以峰期之前的升温升压进变质过程，峰期后以出现近等温降压（ITD）为特征（图11，Mod-1，Jamieson et al.，2011; AT，Wei Chunjing et al.，2007; Jiang Yingde et al.，2015; HPG，Aoki et al.，2014），反映造山加厚和后期的快速抬升过程; 第二类以压力峰期后出现明显升温过程为特征（SC，Vorhies et al.，2011; Mod-2，Lyubetskaya et al.，2010），反映造山加厚的晚期阶段伴随岩浆侵位或缓慢抬升。宝音图群巴罗式递增变质带的P-T轨迹具有典型的第一类的P-T演化特征，可能反映造山与后期抬升过程。
-
有关宝音图群原岩年龄，孙立新等（2013）在乌拉特后旗宝音图群的石英岩的最年轻一组的碎屑锆石年龄为1426 Ma，限定了其形成时代为中元古代中期; 滕飞等（2019）对宝音图群石英岩进行了较系统的碎屑锆石年代学研究并获得了最小谐和年龄为1395~1284 Ma，由此确定宝音图群原岩形成于中元古代。本文研究的云母片岩样品，核部的碎屑锆石粒度很小或发生强烈的变质改造，没有获得有效的碎屑锆石年龄，但从野外观察来看，这些石英片岩多与云母片岩呈互层状产出，两者应具有相似的沉积成岩年龄，孙立新等（2013）研究显示石英岩碎屑锆石显示明显的~1800 Ma和~2500 Ma的谱峰，应属于华北克拉通的北缘。本文的锆石U-Pb年代学研究结果显示，宝音图群云母片岩的变质锆石年龄为398±6 Ma，该年龄应该代表变质作用的峰期年龄。主要证据有:① 锆石的形态和Th/U比值（＜0.10）显示其变质成因特征; ② 相平衡模拟结果显示，峰期或峰期前的变质作用以脱水反应为主，在之后降压阶段的早期，脱水释放出的流体有助于锆石的生长或重结晶（Hermann et al.，2003）。值得关注的是，该年龄与Chen Yaping et al.（2015）在狼山格尔敖包沟地区的宝音图群石榴角闪岩中获得的年龄结果在误差范围内一致，表明宝音图群变泥质岩与变质基性岩经历了同一期变质作用，可能代表与古亚洲洋闭合有关造山加厚事件。这与Xu Bei et al.（2013）在内蒙古中部地区建立的早古生代闭合模式是一致的。
-
图11 宝音图群云母片岩的P-T轨迹
-
Fig.11 P-T path of garnet mica schists in Baoyintu Group
-
AT—阿尔泰造山带中压型递增变质带（蓝晶石型）中不同相带的P-T轨迹（Wei Chunjing et al.，2007; Jiang Yingde et al.，2015）; SC—苏格兰高地巴罗式变质带P-T轨迹（蓝晶石带，Vorhies et al.，2011）; HPG—苏格兰高地Glen Muick基性高压麻粒岩的P-T轨迹（Aoki et al.，2014）; Mod-1—综合数值模拟的蓝晶石带P-T轨迹（Jamieson et al，2011）; Mod-2—综合数值模拟的矽线石带的P-T轨迹（Lyubetskaya et al.，2010）; GAM—格尔敖包沟石榴斜长角闪岩的P-T轨迹（Chen Yaping et al.，2015）; LS07、LS89、LS93云母片岩的P-T轨迹（本研究）
-
AT—P-T paths of different facies belts in the medium pressure type progressive metamorphic zone (kyanite zone) of the Altai orogenic belt (Wei Chunjing et al., 2007; Jiang Yingde et al., 2015) ; SC—P-T path of Barrovian metamorphic zone in Scottish highland (kyanite zone, Vorhies et al., 2011) ; HPG—P-T path of Glen Muick Mafic high-pressure granulite in Scottish highland (Aoki et al., 2014) ; Mod-1—P-T path of kyanite zone in synthetic numerical modeling (Jamieson et al, 2011) ; Mod-2—P-T path of sillimanite zone in synthetic numerical modeling (Lyubetskaya et al., 2010) ; GAM—P-T path of garnet amphibolite in Geraobao valley (Chen Yaping et al., 2015) ; P-T paths of mica schist samples LS07, LS89, LS93 (this paper)
-
从晚寒武世（500 Ma）开始，位于内蒙古中部地区的古亚洲洋双向俯冲，发育南、北沟-弧-盆体系（邵济安，1991; 唐克东，1992; Jian Ping et al.，2008; Xu Bei et al.，2013）。古亚洲洋向北俯冲到南蒙微陆块之下，沿芒和特、苏尼特左旗、锡林浩特南部和达青牧场一线由南到北发育早古生代温都尔庙群蛇绿混杂岩、岛弧岩浆岩（宝力道岛弧带482~439 Ma）以及弧前盆地沉积（锡林郭勒杂岩原岩）; 同时，古亚洲洋向南俯冲到华北克拉通之下，西起图古日格，经温都尔庙，到正蓝旗一带，由北向南发育早古生代温都尔庙群蛇绿混杂岩、弧型岩浆岩（白乃庙岛弧499~425 Ma）以及弧后盆地（徐尼乌苏组复理石建造）。古亚洲洋俯冲导致南、北温都尔庙群蛇绿岩混杂带发育高压型变质作用（454~410 Ma）。到早中泥盆世，古亚洲洋闭合引发南蒙微陆块与华北克拉通碰撞，形成与碰撞有关的前陆磨拉斯盆地（如北部造山带中的泥盆纪色日巴彦敖包组和南部造山带中的晚志留-早泥盆世西别河组）（Xu Bei et al.，2013）。作为华北克拉通的一部分，宝音图群被卷入到与古亚洲洋闭合有关的造山过程，发育巴罗式递增型变质作用。
-
7 结论
-
本文对内蒙古中西部宝音图群云母片岩展开了详细的岩石学、矿物化学、相平衡模拟和锆石U-Pb定年，得到以下结论:
-
（1）宝音图群云母片岩样品中出现石榴子石、十字石和蓝晶石特征变质矿物，显示典型的巴罗式递增变质带特征。
-
（2）相平衡模拟研究显示，三个云母片岩峰期温压条件分别为0.73 GPa、577℃（LS89），0.78 GPa、620℃（LS93），0.8 GPa、670℃（LS07）。此外，云母片岩的递增变质作用均以早期升温升压直至峰期阶段，随后降温降压的顺时针型的P-T轨迹为特征。
-
（3）锆石U-Pb年代学研究显示，石榴子石云母片岩变质锆石年龄为398±6 Ma，代表近峰期阶段的变质年龄。结合云母片岩的P-T轨迹特征，推测宝音图群巴罗式递增变质带代表与地壳加厚有关的碰撞造山背景。
-
致谢:感谢北大地空学院校友陈亚平提供的部分基础资料，感谢廊坊晨硕地质服务公司的刘怀涛、吉林大学地球科学学院博士杨岩在相图软件方面的帮助。感谢匿名审稿人对于本文的宝贵意见和建议。
-
附件:本文附件（附表1~4）详见 http://www.geojournals.cn/dzxb/dzxb/article/abstract/202303096?st=article_issue
-
参考文献
-
Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204Pb. Chemical Geology, 192(1-2): 59~79.
-
Aoki K, Windley B F, Maruyama S, Omori S. 2014. Discussion of metamorphic P-T conditions and retrograde path of high-pressure Barrovian metamorphic zones near Cairn Leuchan, Caledonian orogen, Scotland. Geological Magazine, 151(3): 559~571.
-
Badarch G, Gunningham W D, Windley B F. 2002. A new terrane subdivision for Mongolia: Implications for the Phanerozoic crustal growth of Central Asia. Journal of Asian Earth Sciences, 21(1): 87~110.
-
Chen Bin, Bor-ming Jahn, Simon Wilde, Xu Bei. 2000. Two contrasting Paleozoic magmatic belts in northern Inner Mongolia, China: Petrogenesis and tectonic implications. Tectonophysics, 328: 157~182.
-
Chen Chen, Zhang Zhicheng, Guo Zhaojie, Li Jianfeng, Feng Zhishuo, Tang Wanhao. 2012. Geochronology, geochemistry, and its geological significance of the Permian Mandula mafic rocks in Damaoqi, Inner Mongolia. Science China (Earth Sciences), 55(1): 39~52.
-
Chen Yaping, Wei Chunjing, Zhang Jinrui, Chu Hang. 2015. Metamorphism and zircon U-Pb dating of garnet amphibolite in the Baoyintu Group, Inner Mongolia. Science Bulletin, 60(19): 1698~1707 (in Chinese with English abstract).
-
Cheng Suhua, Lai Xingyun. 2005. Medium-low pressure metamorphism and P-T paths in Danba domain, Sichuan province of the western China. Acta Petrologica Sinica, 21(3): 819~828 (in Chinese with English abstract).
-
Chu Hang, Zhang Jinrui, Wei Chunjing, Wang, Huichu, Ren Yunwei. 2013. A new interpretation of the tectonic setting and age of meta-basic volcanics in the Ondor Sum Group, Inner Mongolia. Chinese Science Bulletin, 58(28~29): 3580~3587.
-
Corfu F, Hanchar J M, Hoskin P W O, Kinny P. 2003. Atlas of zircon textures. Reviews in Contributions to Mineralogy and Petrology 88: 86~101.
-
De Jong Koenraad, Xiao Wenjiao, Windley B F, Hidekimasago, Lo ChingHua. 2006. Late Ordovician 40Ar/39Ar phengite ages from the blueschist-facies Ondor Sum subductionaccretion complex (Inner Mongolia) and implications for the Early Paleozoic history of continental blocks in China and adjacent areas. Amercian Journal of Science, 306: 799~845.
-
Exploration Institute of Geology and Mineral Resource of Inner Mongolia. 2008. Tectonic Construction Map. Wuhan: China University of Geosciences Press (in Chinese).
-
Hermann, J, Rubatto D. 2003. Relating zircon and monazite domains to garnet growth zones: Age and duration of granulite facies metamorphism in the valmalenco lower crust. Journal of Metamorphic Geology, 21(9): 833~852.
-
Holland T J B, Powell R. 1998. An internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest. Journal of Metamorphic Geology, 16: 309~343.
-
Holland T J B, Powell R. 2003. Activity-composition relations for phases in petrological calculations: An asymmetric multicomponent formulation. Contributions to Mineralogy and Petrology, 145: 492~501.
-
Hu Hongfei, Zhang Yongquan, Hu Huabin, Zhang Chao, Zhang Lizhong. 2013. Geochemical characteristics of Dishuigou diorite in Inner Mongolia and its geological significance. Geoscience, 27: 1308~1315 (in Chinese with English abstract).
-
James E A, José R M C, Ricardo A, Alejandro D M. 2009. Use of thermal modelling to assess the tectono-metamorphic history of the Lugo and Sanabria gneiss domes, northwest Iberia. Bulletin De La Societe Geologique De France, 180: 179~197.
-
Jamieson R A, Beaumont C. 2011. Coeval thrusting and extension during lower crustal ductile flow-implications for exhumation of highgrade metamorphic rocks. Journal of Metamorphic Geology, 29(1): 33~51.
-
Janák M, O'Brien P J, Hurai V, Reutel C. 1996. Metamorphic evolution and fluid composition of garnet-clinopyroxene amphibolites from the Tatra Mountains, Western Carpathians. Lithos, 39: 57~79.
-
Jian Ping, Liu Dunyi, Alfred Kröner, Brian Windley. Shi Yuruo, Zhang Fuqin, Shi Guanghai, Miao Laicheng, Zhang Wei, Zhang Qi, Zhang Lvqiao, Ren Jishun. 2008. Time scale of an early to mid-Paleozoic orogenic cycle of the long-lived Central Asian Orogenic Belt, Inner Mongolia of China: implications for continental growth. Lithos, 101: 233~259.
-
Jian Ping, Liu Dunyi, Kröner A. 2010. Evolution of a Permian intraoceanic arc-trench system in the Solonker suture zone, Central Asian Orogenic Belt, China and Mongolia. Lithos, 118: 169~190.
-
Jian Ping, Alfred Kröner, Brian F. Windley, Shi Yuruo, Zhang Wei, Zhang Liqao, Yang Weiran. 2012. Carboniferous and Cretaceous mafic-ultramafic massifs in Inner Mongolia (China): A SHRIMP zircon and geochemical study of the previously presumed integral“Hegenshan ophiolite”. Lithos, 142-143: 48~66.
-
Jiang Yingde, Ptípská P, Sun M, Schulmann K, Zhang Jian, Wu Qianhui, Long Xiaoping, Yuan Chen, Racek M, Zhao Guochun, Xiao Wenjiao. 2015. Juxtaposition of Barrovian and migmatite domains in the Chinese Altai: A result of crustal thickening followed by doming of partially molten lower crust. Journal of Metamorphic Geology, 33(1): 45~70.
-
Li Jinyi. 2006. Permian geodynamic setting of Northeast China and adjacent regions: Closure of the Paleo-Asian Ocean and subduction of the Paleo-Pacific Plate. Journal of Asian Earth Sciences, 26 (3-4): 207~224.
-
Li Ruibiao, Xu Bei, Zhao Pan, Tong Qinlong, Zhang Jinrui. 2014. The discovery of blueschist-facies rock in Airgin Sum area, Erenhot, Inner Mongolia and its tectonic significance. Chinese Science Bulletin, 59(1): 66~71 (in Chinese with English abstract).
-
Liu Dunyi, Jian Ping, Zhang Qi, Zhang Fuqin, Shi Yuruo, Shi Guanghai, Zhang Liqao, Tao Hua. 2003. SHRIMP dating of adakites in the Tulingkai ophiolite, Inner Mongolia: Evidence for the Eraly Paleozoic subduction. Acta Geologica Sinica, 77(3): 317~326 (in Chinese with English abstract).
-
Luo Hongling, Wu Tairan, Zhao Lei. 2009. Zircon SHRIMP dating of Wuliangsitai A-type granite on the northern margin of the North China Plate and tectonic significance. Acta Petrologica Sinica, 25(3): 515~526(in Chinese with English abstract)
-
Lyubetskaya T, Ague J J. 2010. Modeling metamorphism in collisional orogens intruded by magmas: I. Thermal evolution. American Journal of Science, 310: 427~458.
-
Miao Laicheng, Fan Weiming, Liu Dunyi, Zhang Fuqin, Shi Yuruo, Guo Feng. 2008. Geochronology and geochemistry of the Hegenshan ophiolitic complex: Implications for late-stage tectonic evolution of the Inner Mongolia-Daxinganling Orogenic Belt, China. Journal of Asian Earth Sciences, 32(5-6): 348~370.
-
Peng Runmin, Zhai Yusheng, Wang Jianping. Chen Xifeng, Liu Qiang, Lv Junyang, Shi Yongxing, Wang Gang, Li Shenbin, Wang Ligong, Ma Yutao, Zhang Peng. 2010. Discovery of Neoproterozoic acid volcanic rock in the western section of Langshan, Inner Mongolia, and its geological significance. Chinese Science Bulletin, 55(26): 2611~2620 (in Chinese).
-
Pi Qiaohui, Liu Changzheng, Chen Yuelong, Li Yongquan, Li Dapeng. 2010. Formation epochand genesis of intrusive rocks in Huogeqi oreield of Inner Monglaand their relationship with copper mineralization. Mineral Deposits, 29(3): 437~451 (in Chinese with English abstract).
-
Ren Liudong, Li Chong, Wang Yanbin, Li Miao. 2018. Recent progress on Barrovian metamorphism and its implication in studying the Qinling Complex, China. Acta Petrologica Sinica, 34(4): 913~924 (in Chinese with English abstract).
-
Shao Ji'an, Tang Kedong, He Guoqi. 2014. Early Permian tectono- palaeogeographic reconstruction of Inner Mongolia, China. Acta Petrologica Sinica, 30(7): 1858~1866 (in Chinese with English abstract).
-
Shao Ji'an. 1991. Crust Evolution in the Middle Part of the Northern Margin of Sino-Korean Plate. Beijing: Peking University Press, 1~135 (in Chinese).
-
Shi Yuruo, Liu Dunyi, Zhang Qi, Jian Ping, Zhang Fuqin, Miao Laichrng, Shi Guanghai, Zhang Luqiao, Tao Hua. 2004. SHRIMP dating of diorites and granites in southern Suzuoqi, Inner Mongolia. Acta Geologica Sinica, 78 (6): 789~799 (in Chinese with English abstract).
-
Shi Yuruo, Liu Dunyi, Zhang Qi, Jian Ping, Zhang Fuqin, Miao Laicheng, Shi Guanghai, Zhang Lvqiao, Tao Hua. 2005. The petrogenesis and SHRIMP dating of the Baiyinbaolidao adakitic rocks in southern Suzuoqi, Inner Mongolia. Acta Petrologica Sinica, 21(1): 143~150 (in Chinese with English abstract).
-
Song Shuguang, Wang Mingming, Xu Xin, Wang Chao, Niu Yaoling, Mark Allen, Su Li. 2015. Ophiolites in the Xing'an-Inner Mongolia accretionary belt of the CAOB: Implications for two cycles of seafloor spreading and accretionary orogenic events.
-
Spear F S. 1993. Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time Paths. Mineralogical Society of America, Washington, D. C.
-
Sun Lixin, Zhao Fengqing, Wang Huichu, Ren Bangfang, Peng Shuhua, Teng Fei. 2013. Zircon U-Pb geochronology of metabasic rocks from the Boyintu block in the Langshan area, Inner Mongolia, and its tectonic significance. Acta Geologica Sinica, 87(2): 197~207 (in Chinese with English abstract).
-
Tang Kedong. 1990. Tectonic development of Paleozoic fold belts at the north margin of the Sino-Korean Craton. Tectonics, 9: 249~260.
-
Tang Kedong. 1992. Tectonic Evolution and Minerogenetic Regularities of the Fold Belt along the Northern Margins of Sino-Korean Plate. Beijing: Peking University Press, 277~278 (in Chinese).
-
Tang Kedong, Yan Zhuyun. 1993. Regional metamorphism and tectonic evolution of the Inner Mongolian suture zone. Journal of Metamorphic Geology, 11: 511~522.
-
Teng Fei, Teng Xuejian, Liu Yang, He Peng, Guo Shuo, Wang Wenlong, Tian Jian, Duan Xiaolong. 2019. Geochronological Constraint on the Baoyintu Group and Its Tectonic Significance in Baoyintu-Huogeqi Area, Inner Mongolia. Earth Science, 44(1): 161~178 (in Chinese with English abstract).
-
Tong Ying, Bo-rming Jahn, Wang Tao, Hong Dawei, Eugene I. Smith, Sun Min, Gao Jianfeng, Yang Qidi, Huang Wei. 2015. Permian alkaline granites in the Erenhot-Hegenshan belt, northern Inner Mongolia, China: Model of generation, time of emplacement and regional tectonic significance. Journal of Asian Earth Sciences, 97: 320~336.
-
Vorhies S H, Ague J J. 2011. Pressure-temperature evolution and thermal regimes in the Barrovian zones, Scotland. Journal of the Geological Society London, 168, 1147~1166.
-
Wang Yanyang, Xu Bei, Cheng Shengdong, Liao Wen, Shao Jun, Wang Yan. 2014. Zircon U-Pb dating of the mafic lava from Wudaoshimen, Hexigten, Inner Mongolia and its geological significance. Acta Petrologica Sinica, 30(7) : 2055~2062 (in Chinese with English abstract)
-
Wei Chunjing, Clarke G, Tian Wei, Qiu Lin. 2007. Transition of metamorphic series from the Kyanite- to andalusite-types in the Altai orogen, Xinjiang, China: Evidence from petrography and calculated KMnF MASH and KF MASH phase relations. Lithos, 96: 353~374.
-
White R W, Pomroy N E, Powell R. 2005. An insitu metatexite-diatexite transition in upper amphibolite facies rocks from Broken Hill, Australia. Journal of Metamorphic Geology 23: 579~602.
-
White R W, Powell R, Holland T J B. 2007. Progress relating to calculation of partial melting equilibria for metapelites. Journal of Metamorphic Geology, 25: 511~527.
-
Wu Yafei, Zeng Jiannian, Cao Jianjin, Wu Zhengquan, Chen Jinhua, Zhou Shuda, Lu Shunfu, Li Xiaofen. 2013. Zircon U-Pb ages and Hf isotopes of Hercynian intrusion Dongshengmiao, Inner Mongolia. Geological Science and Technology Information, 32(6): 22~29 (in Chinese with English abstract)
-
Xiao Wenjiao, Windley B, Hao Jiejing, Zhai Mingguo. 2003. Accretion leading to collision and the Permian Solonker suture, Inner Mongolia, China: termination of the Central Asian Orogenic Belt. Tectonics, 22: 1069~1089.
-
Xu Bei, Liu Shuwen, Wang Changqiu, Zheng Haifei, Tian Feng. 2000. Sm-Nd, Rb-Sr geochronology of the Baoyintu Group in northwestern Inner Mongolia. Geological Review, 46(1): 86~90 (in Chinese with English abstract).
-
Xu Bei, Charvet J, Zhang Fuqin. 2001. Primary study on petrology and geochronology of the blueschist in Sunidzuoqi, northern Inner Mongolia. Chinese Journal of Geology, 36: 424~434 (in Chinese with English abstract).
-
Xu Bei, Charvet Jacques, Chen Yan, Zhao Pan, Shi Guanzhong. 2013. Middle Paleozoic convergent orogenic belts in western Inner Mongolia (China): Framework, kinematics, geochronology and implications for tectonic evolution of the Central Asian Orogenic Belt. Gondwana Research, 23: 1342~1364.
-
Xu Bei, Zhao Pan, Bao Qingzhong, Zhou Yongheng, Wang Yanyang, Luo Zhiwen. 2014. Preliminary study on the pre-Mesozoic tectonic unit division of the Xing-Meng Orogenic Belt (XMOB). Acta Petrologica Sinica, 30(7) : 1841~1857 ( in Chinese with English abstract).
-
Xue Huaimin, Guo Lijun, Hou Zengqian, Zhou Xiwen, Tong Ying, Pan Xiaofei. 2009. The Xilingele complex from the eastern part of the Central Asian-Mongolia Orogenic Belt, China: Products of Early Variscan orogeny other than ancient block: Evidence from zircon SHRIMP U-Pb ages. Acta Petrologica Sinica, 25: 2001~2010 (in Chinese with English abstract).
-
Yarmolyuk V V, Kovalenko V I, Sal'nikova E B, Kozakov I K, Kotov A B, Kovach V P, Vladykin N V, Yakovleva S Z. 2005. U-Pb age of syn- and post-metamorphic granitoids of South Mongolia: Evidence for the presence of Grenvillides in the Central Asian Foldbelt. Doklady Earth Sciences, 404(7): 986~990.
-
Yarmolyuk V V, Kovalenko V I, Sal'nikova E B, Kovach V P, Kozlovsky A M, Kotov A B, Lebedev V I. 2008. Geochronology of igneous rocks and formation of the Late Paleozoic South Mongolian active margin of the Siberian Continent. Stratigraphy and Geological Correlation, 16(2): 162~181.
-
Yuan Hongling, Gao shan, Liu Xiaoming, Li Huiming, Günther D, Wu Fuyuan. 2004. Accurate U-Pb age and trace element determinations of zircon by laser ablation-inductively coupled plas Ma-Mass spectrometry. Geostandards and Geoanalytical Research, 28(3): 353~370.
-
Yu Yanqiu, Guo Shouyu, Wang Lifeng. 2011. Characteristics and formation environment of Hercynian granites in Haorigeshan of Langshan, Inner Mongolia. Global Geology, 30(3): 345~351 (in Chinese).
-
Zeng Weishun, Zhou Jianbo, Zhang Xingzhou, Qiu Haijun. 2011. LA-ICP-MS zircon U-Pb age of the volcanic rocks from the Dashizhai Formation in Keyouqianqi, Inner Mongolia, China and its tectonic setting. Geological Bulletin of China, 30(2-3): 270~277 (in Chinese with English abstract).
-
Zhang Jinrui, Chu Hang, Wei Chunjing, Wang Kang. 2014. Geochemical characteristics and tectonic significance of meta-basic volcanics in the Ondor Sum Group, Central Inner Mongolia. Acta Petrologica Sinica, 30: 1935~1947 (in Chinese with English abstract).
-
Zhang Jinrui, Wei Chunjing, Chu Hang. 2015. Blueschist metamorphism and its tectonic implication of Late Paleozoic-Early Mesozoic metabasites in the mélange zones, central Inner Mongolia, China. Journal of Asian Earth Science, 97: 352~364.
-
Zhang Jinrui, Wei Chunjing, Chu Hang, Chen Yaping. 2016. Mesozoic metamorphism and its tectonic implication along the Solonker suture zone in Central Inner Mongolia, China. Lithos, 261: 262~277.
-
Zhang Jinrui, Wei Chunjing, Chu Hang. 2018a. Multiple metamorphic events recorded in the metamorphic terranes in central Inner Mongolia, Northern China: Implication for the tectonic evolution of the Xing' an-Inner Mongolia Orogenic Belt. Journal of Asian Earth Sciences. , 167: 52~67.
-
Zhang Jinrui, Wei Chujing, Chu Hang. 2018b. High-T and low-P metamorphism in the Xilingol complex of central Inner Mongolia, China: An indicator of extension in a previous orogeny. Journal of Metamorphic Geology, 36(4): 393~417.
-
Zhang Wei, Jian Ping. 2008. SHRIMP dating of Early Paleozoic granites from North Damaoqi, Inner Mongolia. Acta Geologica Sinica, 82 (6): 778~787 (in Chinese with English abstract).
-
Zhao Guiping. 2000. Geological, geochemical characteristics and metamorphic evolution of Baoyintu Group in the North of Wulat Zhongqi, Inner Mongolia. Doctoral dissertation of Peking University (in Chinese with English abstract).
-
程素华, 赖兴运. 2005. 四川丹巴地区中低压变质作用及P-T轨迹. 岩石学报, 21(3): 819~828.
-
董申保. 1986. 中国变质作用及其与地壳演化的关系. 北京: 地质出版社, 1~22.
-
胡鸿飞, 张永全, 胡华斌, 张超, 张立忠. 2013. 内蒙古滴水沟闪长岩体地球化学特征及其地质意义. 现代地质, 27: 1308~1315.
-
李瑞彪, 徐备, 赵盼, 童勤龙, 张晋瑞. 2014. 二连浩特艾力格庙地区蓝片岩相岩石的发现及其构造意义. 科学通报, 59(1): 66~71.
-
刘敦一, 简平, 张旗, 张福勤, 石玉若, 施光海, 张履桥, 陶华. 2003. 内蒙古图林凯蛇绿岩中埃达克岩SHRIMP U-Pb测年: 早古生代洋壳消减证据. 地质学报, 77(3): 317~327.
-
罗红玲, 吴泰然, 赵磊. 2009. 华北板块北缘乌梁斯太A型花岗SHRIMP U-Pb定年及构造意义. 岩石学报, 25(3): 515~526.
-
内蒙古地质矿产勘察院. 2008. 构造建造图. 武汉: 中国地质大学出版社.
-
彭润民, 翟裕生, 王建平, 陈喜峰, 刘强, 吕军阳, 石永兴, 王刚, 李慎斌, 王立功, 马玉涛, 张鹏. 2010. 内蒙狼山新元古代酸性火山岩的发现及其地质意义. 科学通报, 55(26): 2611~2620.
-
皮桥辉, 刘长征, 陈岳龙, 李泳泉, 李大鹏. 2010. 内蒙古霍各乞海西期侵入岩形成时代、成因及其与铜矿体的关系. 矿床地质, 29(3): 437~451.
-
任留东, 李崇, 王彦斌, 李淼. 2018. 关于巴罗式变质带的最新研究及其对研究秦岭杂岩的意义. 岩石学报, 34(4): 913~924.
-
邵济安. 1991. 中朝板块北缘中段地壳演化. 北京: 北京大学出版社, 1~135.
-
邵济安, 唐克东, 何国琦. 2014. 内蒙古早二叠世构造古地理的再造. 岩石学报, 30(7): 1858~1866.
-
石玉若, 刘敦一, 张旗, 简平, 张福勤, 苗来成, 施光海, 张履桥, 陶华. 2004. 内蒙古苏左旗地区闪长-花岗岩类SHRIMP年代学, 地质学报, 78(6): 789~799.
-
石玉若, 刘敦一, 张旗, 简平, 张福勤, 苗来成, 施光海, 张履桥, 陶华. 2005. 内蒙古苏左旗白音宝力道Adakite质岩类成因探讨及其SHRIMP年代学研究. 岩石学报, 21(1): 143~150
-
孙立新, 赵凤清, 王惠初, 任邦方, 彭树华, 滕飞. 2013. 内蒙古狼山地区宝音图地块变质基底的锆石U-Pb年龄及构造意义. 地质学报, 87(2): 197~207.
-
唐克东. 1992. 中朝板块北侧褶皱带构造演化及成矿规律. 北京: 北京大学出版社, 277~278.
-
滕飞, 滕学建, 刘洋, 何鹏, 郭硕, 王文龙, 田健, 段霄龙. 2019. 内蒙古宝音图-霍各乞地区宝音岩群的时代约束及构造属性. 地球科学, 44(1): 161~178.
-
王炎阳, 徐备, 程胜东, 廖闻, 邵军, 汪岩. 2014. 内蒙古克什克腾旗五道石门基性火山岩锆石U-Pb年龄及其地质意义. 岩石学报, 30(7): 2055~2062.
-
王增振, 韩宝福. 2014. 内蒙古狼山北部晚古生代富闪深成岩体的初步研究. 见: 2014年中国地球科学联合学术年会——专题41: 花岗岩大地构造. 北京: 中国地球物理学会.
-
吴亚飞, 曾键年, 曹建劲, 吴政权, 陈津华, 周树达, 陆顺富, 李小芬. 2013. 内蒙古东升庙海西期岩体锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征. 地质科技情报, 32(6): 22~29.
-
徐备, 刘树文, 王长秋, 郑海飞, 田峰. 2000. 内蒙古西北部宝音图群Sm-Nd和Rb-Sr地质年代学研究. 地质评论, 46(1): 86~90.
-
徐备, Charcet J, 张福勤. 2001. 内蒙古北部苏尼特左旗蓝片岩岩石学和年代学研究. 地质科学, 36: 424~434.
-
徐备, 赵盼, 鲍庆中, 周永恒, 王炎阳, 罗志文. 2014. 兴蒙造山带前中生代构造单元划分初探. 岩石学报, 30(7): 1841~1857.
-
薛怀民, 郭利军, 侯增谦, 周喜文, 童英, 潘晓菲. 2009. 中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩: 早华力西期造山作用的产物而非古老陆块?—锆石SHRIMP U-Pb年代学证据. 岩石学报, 25: 2001~2010.
-
于延秋, 郭守钰, 王立峰. 2011. 内蒙古狼山浩日格山海西期花岗岩体特征与形成环境. 世界地质, 30(3): 345~351.
-
曾维顺, 周建波, 张兴洲, 邱海峻. 2011. 内蒙古科右前旗大石寨组火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其形成背景. 地质通报, 30(Z1): 270~277.
-
张晋瑞, 初航, 魏春景, 王康. 2014. 内蒙古中部构造混杂带晚古生代-早中生代变质基性岩的地球化学特征及其大地构造意义. 岩石学报, 30: 1935~1947.
-
张维, 简平. 2008. 内蒙古达茂旗北部早古生代花岗岩类SHRIMP U-Pb年代学. 地质学报, 82(6): 778~787.
-
赵桂萍. 2000. 内蒙古乌拉特中旗北部宝音图群的地质、地球化学特征和变质作用演化. 北京大学博士学位论文.
-
摘要
位于内蒙古中西部地区的宝音图群,主要由云母片岩、斜长角闪岩、石英岩和大理岩等组成。其中云母片岩中发育典型的巴罗式递增变质带,目前对于该递增变质带的研究非常薄弱。本文对宝音图群的云母片岩开展了系统的岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学的研究。岩相学研究结果显示,三个云母片岩样品具有不同的峰期矿物组合,分别为石榴子石+白云母+黑云母+斜长石+石英,十字石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,石榴子石+蓝晶石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英。此外,样品LS93和LS07存在晚期红柱石的叠加。相平衡模拟研究限定三个云母片岩的峰期温度压力分别为: 577℃、0.73 GPa,620℃、0.78 GPa和670℃、0.8 GPa,具有递增型特征,其峰期温度压力指示的地热梯度为18~20 ℃/km,为典型的中压相系;此外,三个样品的P-T轨迹均显示早期升温升压直至峰期阶段,随后降温降压的顺时针型,反映地壳加厚和后期抬升的演化过程。云母片岩中的锆石发育典型的变质边结构,变质边的Th/U=0.004~0.02,锆石U-Pb年代学结果显示该变质年龄为398±6 Ma,代表峰期或近峰期阶段的变质年龄。综合分析认为,宝音图群巴罗式变质带可能形成于与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山背景。
Abstract
The Baoyintu Group in the central western Inner Mongolia, mainly consists of mica schist, amphibolite, quartzite and marble. Typical progressive metamorphism is developed in the mica schist, which, however, is still poorly studied. In this paper, the mica schist in the Baoyintu Group has been systematically studied in terms of petrography, mineral chemistry P-T paths and zircon U-Pb geochronology. Petrographic study on three mica schist samples shows different peak mineral assemblages, respectively of garnet+muscovite+biotite+plagioclase+quartz in sample LS89, staurolite+muscovite+biotite+plagioclase+ilmenite+quartz in sample LS93, garnet+kyanite+muscovite+biotite+plagioclase+ilmenite+quartz in sample LS07. In addition, the late superposition of andalusite is observed in samples LS93 and LS07. Phase equilibrium modeling defines a progressively trending peak P-T condition for the three mica schist samples, such as 577℃, 0.73 GPa in LS89, 620℃, 0.78 GPa in LS93 and 670℃, 0.8 GPa in LS07. Moreover, the peak P-T conditions of the samples yield geothermal gradient of 18~20 ℃/km, being typical medium P/T series. The P-T paths of the samples show clockwise evolution including an early prograde stage until the peak stage, followed by cooling and decompression, representing a crustal thickening setting. Zircons in mica schist of the Baoyintu Group typically have metamorphic rims with Th/U ratios of 0.004~0.02, and the LA-ICP-MS U-Pb dating of the zircon rims yield a weighted mean of 398±6 Ma, which is interpreted to represent the age of near-peak metamorphic stage. Consequently, we interpreted that the Barrovian-type metamorphic zone of the Baoyintu Group may have formed in a collision orogenic background related to the closure of the Paleo-Asian Ocean.
