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兴蒙造山是中亚造山带东延的重要组成部分，其北面是蒙古—鄂霍茨克造山带，南邻华北板块北缘燕山山脉，空间分布范围为内蒙古—大兴安岭隆起的内蒙古以东区域，是我国北方甚至全国十分重要的构造单元，也是内蒙古以东地区古生代造山带总称，它与两侧的二连盆地和松嫩平原构成了最为典型的盆—山构造体系（ Sengor et al.，1993; 李双林和欧阳自远，1998; Jahn Borming et al.，2000; Wu Fuyuan et al.，2000a，2000b，2002; Xiao Wenjiao et al.，2004; Xu Bei et al.，2018）。
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针对兴蒙造山带的地质构造格局、地质演化历史，众多学者进行了大量的研究工作。 1980 年之前，地槽—地台的多旋回理论是众多专家探讨兴蒙造山带的主要突破点（黄汲清等，1977; 黄汲清和任纪舜，1980; 任纪舜等，1984）。 80 年代以后，众多学者开始从板块学说方向进行相关研究，基于蓝片岩和蛇绿岩的分布情况和地球化学特征的研究成果，有学者提出兴蒙造山带范围内古亚洲洋存在大量的微板块，这些相对独立的微板块沿缝合带进行拼接，形成了类似“多岛洋”的地质构造格局，而兴蒙造山带最终的形成也是由于这些微板块不断的碰撞、拼合等地质作用而引起的，华北板块和西伯利亚板块之间的这些不同来源、不同时代、不同大小的微板块相互之间碰撞—拼接，逐渐演化成如今的地质构造现状（赵越等，1994; 谢鸣谦，2000; Xiao Wenjiao et al.，2003; Miao Laicheng et al.，2008; 王成文等，2009）。基于板块构造观点，自东向西将该区域划分为 3 个主要地块，分别是松嫩地块、兴安地块和额尔古纳地块，其中兴安地块以德尔布干构造带为界与西侧的额尔古纳地块相连，以二连—黑河缝合带为界与东侧的松嫩地块相连，从现今地理位置上看，大兴安岭地区基本位于兴安地块上（ 李春昱等，1980; 任纪舜等，1999; 郑常青等，2009）（图1b）。对于各微板块之间的相互拼合方式、拼接时代及其地球动力学背景令地质学者更加关注。最初该缝合带被认为是古亚洲洋最终闭合的位置（ Sengor and Natalin，1998），另一种观点则认为该缝合带是兴安地块与松嫩地块的拼合带（ 张梅生等，1998; Wu Fuyuan et al.，2002; Zhao Pan et al.，2014; Feng Zhiqiang et al.，2015），关于闭合时代，大多数学者认为是在中生代之前完成了闭合（洪大卫等，1994; 唐克东，1995; 苏养正，1996; 孙德有等，2000; 赵芝等，2010a; 童英等，2010; Xu Bei et al.，2013; 张渝金等，2016; Li Shan et al.，2016）。
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图1 大兴安岭哈多河地区地理（a）和大地构造位置（b）（据刘晨等，2017 修改）及区域地质简图（c）
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Fig.1 Geography (a) and tectonic location (b) (modifie after Liu Chen et al., 2017) and regional geological map (c) of the Haduohe area, the Great Hinggan Mountains
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大兴安岭地区岩浆岩发育，是研究古亚洲洋最终闭合、众多微板块碰撞—拼合的天然场所，对该地区岩浆事件的研究对兴蒙造山带及邻区构造演化具有重要的地质意义。笔者等在前人研究成果的基础上，对大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩进行较为深入的研究，通过年代学、地球化学等手段，进一步厘定岩浆作用期次、成因类型和构造环境，从而揭示兴安地块和松嫩地块的碰撞—拼合过程，为古亚洲洋在晚古生代的构造演化提供新的证据。
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1 地质背景及岩石学特征
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研究区位于内蒙古自治区乌兰浩特市西北部，南距乌兰浩特市 120 km 左右，东为扎赉特旗，西为阿尔山市，Ⅰ级大地构造属于天山—兴蒙造山带，Ⅱ 级大地构造属于大兴安岭弧盆系，Ⅲ级大地构造属于东乌旗—多宝山岛弧带（方曙等，2013）。贺根山—嫩江—黑河板块缝合带位于研究区南部，新林—头道河断裂带位于研究区北部，研究区靠近兴安地块和松嫩地块的结合部位，因此本区属西伯利亚板块东南活动大陆边缘（图1a、b）。研究区主构造线方向为北东向，古生代与中生代构造线方向总体一致，均为北东向，主要缘于西伯利亚板块东南缘古生代主构造线在本区一改近东西向构造格局所致，因此构造特色显著。断裂构造为研究区主要的构造形迹，其次为褶皱构造。研究区地层出露主要以晚古生界和中生界为主，地层单位由老至新划分为石炭系格根敖包组（C2g）、侏罗系万宝组（J2wb）、玛尼吐组（J3mn）、白垩系白音高老组（K1b）（图1c）。
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图2 大兴安岭哈多河地区侵入岩野外及显微照片
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Fig.2 Field and micrograph photographs of intrusive rock in the Haduohe area, the Great Hinggan Mountains
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Qtz—石英; Kfs—钾长石; Pl—斜长石; Bt—黑云母
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Qtz— quartz; Kfs— potash feldspar; Pl— plagioclase; Bt— biotite
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研究区内岩浆岩较发育，包括从晚古生代—中生代多期次的岩浆活动，整体呈北东向展布，与区域内主构造线一致，侵入时代主要有石炭纪和白垩纪，有酸性岩类、碱性岩类、中性岩类等，以酸、碱性岩类为主（图1c）。
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中细粒二长花岗岩（ηγC1zx）主要分布于固腊卜冈干等地，平面上呈近东西向不规则带状展布，包括 2 个侵入体，向西延至区外，区内出露面积约 16.2 km2。被细粒碱长花岗岩、中粗粒正长花岗岩侵入，被格根敖包组、白音高老组角度不整合覆盖。另外该岩体内云英岩化蚀变岩发育。岩石为花岗结构，多为块状构造，主要矿物为斜长石（ 0.20~2.40 mm）、钾长石（0.20~2.20 mm）、石英（0.20~0.70 mm），暗色矿物主要为黑云母（0.30~0.80 mm），含量较少。斜长石多为自形—半自形板状，多具聚片双晶，有的可见环带结构，有的可见石英交代斜长石形成的蠕英结构，轻微绢云母化。钾长石为不规则粒状，有的颗粒遭到轻度泥化。石英多为粒状分布，有的颗粒具毕姆纹和扇形波状消光。黑云母呈褐色，有的黑云母遭到较强绿泥石化（图2a、b）。
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中粗粒二长花岗岩（ηγC1zc）主要分布于罕达罕等地，仅为 1 个侵入体，平面上呈近东西向带状展布，面积约 4.2 km2，被中细粒正长花岗岩侵入，与细粒碱长花岗岩呈断层接触，被格根敖包组角度不整合覆盖，其内花岗斑岩、闪长玢岩等脉岩发育。岩石块状构造为主，主要矿物为斜长石（1.20~3.50 mm）、钾长石（1.50~2.80 mm）和石英（1. 00~5.50 mm），暗色矿物主要为黑云母（0.20~0.50 mm）。斜长石为半自形板状，基本杂乱分布，局部可见定向特征，部分斜长石具绢云母化、高岭土化，并沿斜长石中心聚集，环带构造隐约可见。受构造应力影响部分斜长石显轻微弯曲状、机械双晶等变形现象。钾长石近半自形板状—他形粒状，多以填隙状分布于斜长石之间，部分具有轻微高岭土化，并在粒内有交代斜长石的现象。石英为他形粒状，以填隙状态分布于长石粒间，具拉长定向特征，粒内具较明显波状、带状、斑块状消光等。暗色矿物主为叶片状的黑云母，少量为半自形粒状的角闪石，零散可见，绿泥石化、褐铁矿化、绢云母化等呈假象（图2c、d）。
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2 分析方法
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2.1 锆石 U-Pb 年代学分析
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对于研究区侵入岩岩体中粗粒二长花岗岩（TW13）和中细粒二长花岗岩（TW23），分别选取 10kg 左右的新鲜岩石样品进行锆石的分选，有效避开经过硅化或者蚀变的岩石，单矿物分选在河北省廊坊市区域地质调查研究院进行。先将样品进行粉碎，达到适当粒级要求，先清洗、再烘干、后筛选，分选方法基本采用磁选和重液分选，通过双目镜，将颗粒形态理想的锆石晶体进行制靶。经过制靶后，进行锆石阴极图像的采集工作，CL 图形的拍摄与 LA-ICP-MS U-Pb 定年在北京科荟测试技术有限公司完成，Jena elite（德国）为激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪，激光器型号是美国生产的 Newwave193-UC。根据 CL 图像、透射光图像，保证选取的锆石位置没有包裹体、裂缝等不适合条件，在锆石表面采用激光器进行剥蚀，工作条件:激光直径为 25 μm，激光频率 10 Hz。载气为 He 气，最后通过质谱仪对剥蚀物质进行测试。高频发射器（ ICPMS）功率:1200 W，采用 9 L / min 的冷却气流，采用锥的材质为镍，测试时间为 40 s，间隔采集时间 30 s。样品数据处理以 NIST610 和 GJ-1 作为内部锆石标准，分析数据及加权平均年龄的误差为 1 σ，年轻锆石主要采用206Pb / 238U 年龄，软件使用 ICPMSData 程序和 Isopolot 程序进行分析和作图（Ludwing，2003; 刘利双等，2017）。
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图3 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩部分锆石 CL 图像
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Fig.3 CL images of partial zircon from the Early Carboniferous intrusive rocks
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图4 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩 U-Pb 年龄谐和图及加权平均图
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Fig.4 U-Pb age concordance and weighted average of zircon from the Early Carboniferous intrusive rocks
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2.2 地球化学分析
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针对岩石地球化学的测试分析，首先选取新鲜的岩石样品，进行去风化壳工作，采用蒸馏水进行清洗，随后放入烘箱中，采用 120℃ 持续烘烤 12 h 以上，将烘干后的样品用刚玉颚进行粉碎，然后通过玛瑙球磨机进行研磨至粉末状，基本粒级在200目左右，并保证整个粉碎—研磨过程样品无杂质污染。河北省区域地质矿产调查研究所实验室承担全岩化学分析测试工作，通过 Axios max X 射线荧光光谱仪完成主量元素分析，相对误差小于 5%，采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行微量元素测试，相对误差小于 5%。方法的准确度满足行业规范标准（DZ / T0130-2006），合格率大于 98%。
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3 分析结果
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3.1 锆石 U-Pb 年代学分析结果
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本次工作根据采集的锆石同位素年龄测试样品，从中挑选粒度均匀、形态相似且具有较好自形程度的锆石，岩浆结晶振荡环带明显（ 图3），其中（ TW13）的 Th / U 为 0.54~2.28，平均为 0.91，（TW23）的 Th / U 为 0.61~1.34，平均为 0.82，比值较高，表现为岩浆锆石典型特征（ Rubatto and Gebauer，2000; Hoskin and Schaltegger，2017）。中粗粒二长花岗岩（TW13）的 U-Pb 分析结果见表1，本次共测定了 20 个锆石颗粒的 20 个测点，将一致性较好的 18 个数据结果反映在谐和曲线上，同位素加权平均年龄值为 352.1 ± 1.7 Ma，MSWD= 0.36，显示时代为早石炭世（图4a、b）。中细粒二长花岗岩（TW23）的 U-Pb 分析结果也见表1，本次共测定了 20 个锆石颗粒的 20 个测点，其中有效测点信息 18 个，将一致性较好的 12 个数据结果反映在谐和曲线上，同位素加权平均年龄值为 339.1±4.2 Ma，MSWD = 1.9，显示成岩时代为早石炭世（图4c、d）。
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3.2 地球化学分析结果
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中粗粒二长花岗岩共取得样品 9 件，分析结果见表2，其中 SiO2 含量为 71.23%~74.50%，平均 73.11%，Al2O3 含量为 12.45%~14.92%，平均 13.47%，CaO 含量较低，为 0.43%~1. 04%，平均为 0.79%，全碱（ALK）= 8.28%~9.25%，平均为 8.74%，Na2O/ K2O = 1. 06~1.17，平均为 1.13，属于偏钠质，MnO、 P2O5 含量较低，A/ NKC 为 0.89~1.10，平均为 1. 00。
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中细粒二长花岗岩共取得样品 11 件，分析结果见表3，其中 SiO2 含量为 70.92%~73.50%，平均为 71.98%，Al2O3 含量为 12.67%~15.38%，平均为 13.82%，CaO 含量为 1.56%~1.88%，含量相比中粗粒二长花岗岩稍高，平均为 1.70%，全碱（ALK）含量为 7.90%~9.43%，平均为 8.94%，Na2O/ K2O= 1. 01~1.58，平均为 1.15，属于偏钠质，A/ NKC = 0.81~1. 02，平均为 0.90。根据侵入岩 TAS 分类图解，样品全部位于花岗岩范围内（图5）。两期侵入岩在 SiO2—K2O 图解中，除一个样品外，其余均为高钾钙碱性系列岩石（图6a），根据 A/ CNK—A/ NK 图解（图6b），岩石主要为弱准铝质—过铝质岩石，偏准铝质。
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中粗粒二长花岗岩稀土元素总量（ ΣREE）为 84.96 × 10-6~125.80×10-6，平均为 106.84× 10-6，LREE 平均为 89. 03 × 10-6，HREE 平均为 17.81 × 10-6，轻稀土富集而重稀土亏损，根据稀土元素球粒陨石标准化 REE 图显示为较为明显的右倾特点（图7b），轻重稀土分馏程度较低，LREE / HREE 为 2.95~7.43，平均为 5.11，（La / Yb）N 为 3.79~9.91; 平均为 6.30。 δEu 为 0.34~0.60，为较强烈的负异常，平均为 0.44，δCe 为 1. 05~1.85，表现为弱的正异常，平均为 1.35。
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中细粒二长花岗岩稀土元素总量（ ΣREE）为 105.93 × 10-6~188.22 × 10-6，平均为 147.33× 10-6，LREE 含量平均为 134.43×10-6，HREE 含量平均为 12.90×10-6，轻稀土富集而重稀土亏损，稀土元素球粒陨石标准化 REE 图显示为较为明显的右倾特点（图7b），重稀土曲线相对平缓，LREE / HREE 为 8.19~12.33，平均为 10.42，轻重稀土分馏程度较高，（La / Yb） N 为 6.67~14.19，平均为 10.29。 δEu 为 0.50~0.76，表现为负异常，平均值为 0.64，δCe 为 0.88~1.31，表现为微弱的正异常，平均值为 1. 06。两期花岗岩均表现为富集 LILE（Rb、K、U），亏损 HFSE（Nb、Zr、P、Ti）（图7a）。
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4 讨论
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4.1 岩石成因及来源
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两期花岗岩均表现出明显的结晶分异现象，其分异指数平均为 91.21 和 88.57，中粗粒花岗岩岩浆分异效果更好，而固结指数平均分别为4.91和 5.71，表现为弱固结特征。研究表明，斜长石的分离结晶会导致 Eu 和 Sr 的强烈亏损，二者对斜长石是强相容元素（孙德有等，2011），本次两期花岗岩均表现为 Eu、 Sr 的亏损，表现为斜长石的分离结晶，P 的负异常则可能表现为磷灰石的结晶分离。 Ti 的亏损很大程度上也是由于分离结晶作用造成的。
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根据岩石的主量元素特征，两期花岗岩均不属于 A 型花岗岩，A 型花岗岩具有较高的 SiO2 含量，贫铝，Sr 含量较低，普遍小于 100×10-6（张旗和李承东，2012）。研究区内早石炭世的两期花岗岩，SiO2 含量虽然较高，但是 Sr 含量平均分别为 227 × 10-6 和 203×10-6，显然不符合 A 型花岗岩的特征。两期花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石、角闪石、黑云母等组成，没有强过铝质矿物白云母、堇青石、石榴子石等，这是 I 型花岗岩比较明显的特征（ White et al.，1979; Loisellee and Wones，1979）。根据 Ga / Al—Ce 图解（图8a），显示两期的花岗岩均落在 I&S 范围内，根据 Zr—TiO2 图解（图8b），部分样品落入 S 型花岗岩范围内，绝大部分花岗岩均位于 I 型花岗岩范围内，最终确定两期花岗岩以 I 型花岗岩为主。张旗等（ 2007） 对花岗岩的源区进行了区别，认为花岗岩岩浆可以形成于洋壳的部分熔融、陆壳的部分熔融以及二者之间的过渡的部分熔融，但无论来自于一种源区都只能是壳源的。
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图5 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩 TAS 图解（据 Middlemost，1994）
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Fig.5 TAS diagram of the Early Carboniferous intrusive rocks (after Middlemost, 1994)
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两期花岗岩的 Nb / U 平均值为分别为 2. 00 和5.22，相比于大陆地壳偏低（Rudinick and Gao，2003）。 Nb / Ta 值为 12.71 和 11.74，比大陆地壳的平均值（11~12）稍高（Xiong Xiaolin et al.，2005），但相比较于原始地幔值 17.8，仍相差较多（ Sun and McDonough，1989），暗示存在幔源岩浆参与的信息。侵位更早的中粗粒花岗岩的 Ba / Th 平均值为 69.16，Ba / La 平均值为 30.15，La / Nb 平均值为 1.45，Ba / Nb 平均值为 41.18，均高于亏损地幔起源的洋脊玄武岩（N-MORB），其值分别为 60、4、1. 07 和 4.3（Weaver，1991），Ba / Nb 值更接近于壳源岩石（ Saunders et al.，1992; Kieffer B et al.，2004）。中细粒花岗岩的 Ba / Th 平均值为 44.89，Ba / La 平均值为 19.24，La / Nb 平均值为 2. 08，Ba / Nb 平均值为 42.91，除 Ba / Th 低于亏损地幔起源的洋脊玄武岩（N-MORB），其他值均高于亏损地幔起源的洋脊玄武岩（N-MORB）（Weaver，1991），也普遍高于大陆壳的平均水平。表明两期的岩浆均为壳源，受到一定程度的地幔混染。
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Mg #值是区分岩浆来源比较理想的参数，研究表明，典型的大洋中脊拉斑玄武岩（MORB）的 Mg # 值约为 60，但是根据实验岩石学的研究，下地壳来源的溶体，Mg #值均比较低，与熔融程度相关性小，一般小于 40，当有地幔物质参与时，才可能导致 Mg # 值大于 40（Rapp and Watson，1995）。本次研究的两期花岗岩的 Mg #值平均为 29.51 和 32. 07，应主要为壳源岩浆的产物。同时，区域上并没有石炭纪大面积的基性岩分布，说明该时期的花岗岩不应是富水玄武质岩浆分离结晶形成，根据数据显示花岗岩具有较低的 Cr、Ni，反映岩浆与地幔未发生大规模的交代作用。
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图6 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩 SiO2—K2O 图解（a）（据 Peccerillo，1976）和 A/ CNK—A/ NK 图解（b）（据 Maniar，1989）
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Fig.6 SiO2—K2O diagram (a) (after Peccerillo, 1976) and A/ CNK—A/ NK diagram (b) (after Maniar, 1989) of the Early Carboniferous Intrusive rocks
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图7 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩微量元素原始地幔标准化蛛网图（a）及稀土元素球粒陨石标准化 REE 图（b）（标准化数值据 Sun and McDonough，1989）
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Fig.7 Standardized spider diagram of trace elements by primitive mantle (a) and standardized REE diagram of rare earth elements chondrite (b) of the Early Carboniferous intrusive rocks (normalization values from Sun and McDonough, 1989)
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根据侵入岩构造环境判别 Y—Sr/ Y 图解（ 图8c），两期花岗岩的岩浆来源均为经典岛弧岩石，而根据 C / MF—A/ MF 图解（图8d）显示，中粗粒花岗岩的岩浆主要来源于变质泥岩部分熔融，而中细粒花岗岩的岩浆来源为变质杂砂岩的部分熔融，说明两期岩浆的原岩均为地壳物质的熔融作用所产生的，推测由于上涌的软流圈熔融下地壳所产生的岩浆向上运动，逐渐侵位形成。因此笔者等认为研究区内的早石炭世侵入岩主要为壳源岩浆活动事件的产物。
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4.2 构造背景及地质意义
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20 世纪末期提出的“西伯利亚板块和华北板块是由其间的相互独立的微陆块碰撞—拼贴而成”观点，虽然目前被普遍接受，但是关于各微地块相互拼贴的时代及位置还存在各种争议，争论较为突出的就是关于二连—黑河缝合带的闭合时代、规模和缝合带内晚古生代岩浆作用期次等。首先针对缝合带的规模，一种观点认为古亚洲洋就是沿此缝合带闭合（Sengor and Natalin，1998），另一种观点则认为该缝合带是两大板块之间的微地块的拼合带，即兴安地块与松嫩地块的拼合带（ 唐克东，1989; 张梅生等，1998; 孙德有等，2000; Wu Fuyuan et al.，2002; 苗来成等，2003; 张兴洲等，2006; Zhao Pan et al.，2014; Feng Zhiqiang et al.，2015）。其次就是针对兴安地块与松嫩地块的闭合时代的争论，有早古生代末期（唐克东，1989）、晚志留世（唐克东，1995; 苏养正，1996）、晚志留世—早泥盆世（Xu Bei et al.，2013）、晚泥盆世—早石炭世（洪大卫等，1994）、早石炭世末期（ 赵芝等，2010a、 2010b; 张渝金等，2016）、二叠纪之前（孙德有等，2000; 童英等，2010; Li Shan et al.，2016）、三叠纪（苗来成等，2003; Chen B et al.，2009）。
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早古生代中晚期古亚洲洋已经开始向兴安地块俯冲，在兴安岛弧上形成 NE 向展布的中奥陶统多宝山组弧火山岩，早中泥盆世（约 410~380 Ma），俯冲带呈 NE 向位于黑河—嫩江—扎兰屯一带，在嫩江—莫力达瓦地区零星发育有钙碱性正长花岗岩和泥鳅河组中酸性弧火山岩（付俊彧等，2015），同时在晚泥盆世—早石炭世初期（370~350 Ma），兴安地块东缘弧岩浆作用强烈，在大兴安岭地区形成一系列岛弧花岗岩和大民山组、根里河组、洪湖吐河组和莫尔根河组岛弧火山岩，暗示古亚洲洋向兴安地块发生强烈俯冲作用，俯冲带位于黑河—嫩江—扎兰屯一带（赵芝等，2010a，2010b; 李成禄等，2013; Shi Lu et al.，2015; 汪岩等，2015; 张渝金等，2016）。
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图8 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩 1000Ga / Al 与 Ce 图解（a）; Zr 与 TiO2 图解（b）（据 Whalen et al.，1987）; Y 与 Sr/ Y 图解（c）（据 Defant and Drummond，1990）; C/ MF 与 A/ MF 图解（d）（据 Alther et al.，2000）
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Fig.8 Diagrams of 1000Ga / Al vs. Ce (a) , Zr vs. TiO2 (b) (after Whalen et al., 1987) , Y vs. Sr/ Y (c) (after Defant and Drummond, 1990) , C/ MF vs. A/ MF (d) (after Alther et al., 2000) of Early Carboniferous intrusive rocks
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高峰等（2013） 通过对大兴安岭中部哈多河地区的“花岗质糜棱片麻岩”的研究，认为其原岩为高钾钙碱性 I 型花岗岩，形成于晚石炭世（ 320~304 Ma）兴安地块与松嫩地块的后碰撞构造环境下，并在早二叠世末遭受“后碰撞作用”的影响，发生较强的韧脆性变质变形。崔芳华等（2013） 在大兴安岭全胜林场地区测试了类似于高分异 I 型花岗岩，年龄集中在 322~294 Ma，并认为是兴安地块和松嫩地块在造山—伸展构造作用所引发的岩浆事件，并推断兴安地块和松嫩地块最晚于早石炭世末已经完成碰撞拼合。柳长峰等（2010） 对四子王旗地区古生代—早中生代侵入岩研究认为奥陶纪岩浆活动和石炭纪—早二叠世岩浆活动可能与古亚洲洋多次俯冲作用相关，而西伯利亚板块和华北板块的碰撞则导致了中晚二叠世岩浆活动，造山后伸展作用和岩石圈的拆沉引发了三叠纪的岩浆活动。李可等（2015）在苏尼特左旗厘定了中性火山岩和侵入岩的年龄，其中火山岩年龄为约 310 Ma，侵入岩年龄为约 312Ma、286 Ma，并认为该时期火山岩浆活动可能与二连—贺根山蛇绿混杂带形成有关，并根据区内大量 A 型花岗岩、碱性岩浆和双峰式火山岩认为该区进入造山后期更广泛的伸展环境。大兴安岭东部博克图地区 C 型高锶低钇（埃达克质）花岗岩的发现，其年龄集中 319~317 Ma，在也被认为是由碰撞造山晚期的挤压、地壳加厚向造山后期的伸展、垮塌的环境转换所引起的（董洋等，2020）。钱程等（2018）对扎兰屯地区的花岗岩进行研究，将该地区晚古生代的岩浆活动分为 3 期，年龄区间为 405~325 Ma，其岩石类型主要以 I 型花岗岩为主，其岩浆活动主要源于兴安地块和松嫩地块的碰撞拼合有关。贾旭等（2022） 在多宝山地区厘定的晚石炭世 A 型碱长花岗岩年龄集中在 307~300 Ma，并认为是后伸展构造环境下岩浆活动的产物，指示兴安地块和松嫩地块该时期已经完成了碰撞拼合。
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图9 大兴安岭哈多河地区早石炭世侵入岩 R1 与 R2 图解（a）（据 Batchelor and Bowden，1985）; Y+Nb 与 Rb 图解（b）（据 Pearce，1984）; Yb 与 Sr 图解（c）（据张旗和李承东，2012）; Ta / Yb 与 Th / Yb 图解（d）（据 Pearce，1984）
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Fig.9 Diagrams of R1 vs. R2 (a) ( after Batchelor and Bowden, 1985) , Y+Nb vs. Rb ( b) ( after Pearce, 1984) , Yb vs. Sr ( c) (after Zhang Qi and Li Chengdong, 2012) , Ta / Yb vs. Th / Yb (d) (after Pearce, 1984) of Early Carboniferous intrusive rocks R1 = 4n (Si) -11[n (Na) +n (K) ]-2[n (Fe) +n (Ti) ]; R2 = 6n (Ca) +2n (Mg) +n (Al)
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根据 R1—R2 判别图解（图9a），两期花岗岩均位于同碰撞花岗岩内，这也与之前认定的侵入岩类属于以碰撞 I 型为主的花岗岩一致。根据 Y+Nb— Rb 图解（图9b），整个石炭纪岩浆岩均落入火山弧花岗岩范围内。张旗等基于大量的数据，将花岗岩按照 Sr—Yb 分为四种不同的类型，分别为埃达克型、喜马拉雅型、浙闽型和南岭型，各种类型所形成的花岗岩分别代表了各自的特点，最主要的认为是源区压力的不同（张旗和李承东，2012），根据 Sr— Yb 判别图解（图9c）早石炭世侵入岩属于浙闽型，代表地壳上部压力的减少，岩浆源区也更偏向为下地壳的熔融。同时根据 Ta / Yb—Th / Yb 图解（ 图9d），该时期的岩浆岩均具有俯冲带特征，表明此时兴安地块和松嫩地块之间的俯冲仍在继续。因此笔者等认为在早石炭世，在古亚洲洋范围内，兴安地块和松嫩地块之间由于碰撞拼合作用，板片产生的流体不断对岩石圈地壳进行热输出，导致岩石圈地壳发生了部分熔融，产生的壳源岩浆不断地上涌，形成了类似早石炭世岛弧类型两期的花岗岩（以 I 型为主），说明该时期兴安地块和松嫩地块仍没有完全闭合，还处于不断的碰撞—拼贴阶段。
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5 结论
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（1）确定大兴安岭乌兰浩特市哈多河地区中粗粒二长花岗岩加权年龄为 352.1±1.7 Ma，中细粒二长花岗岩加权年龄为 339.1±4.2 Ma，显示形成年代为早石炭世，属于兴安地块和松嫩地块碰撞—拼合过程中岩浆产物。
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（2）中粗粒二长花岗岩 SiO2 含量平均 73.11%，Al2O3 含量平均 13.47%，CaO 含量平均为 0.79%，全碱（ALK）平均为 8.74%，A/ NKC 平均为 1. 00。中细粒二长花岗岩 SiO2 含量平均为 71.98%，Al2O3 含量平均为 13.82%，CaO 含量平均为 1.70%，全碱（ALK）含量平均为 8.94%，A/ NKC 平均为 0.90。两期花岗岩均表现为偏钠质，以 I 型花岗岩为主。两期花岗岩均为轻稀土富集而重稀土亏损，且为 Eu 负异常，均表现为富集 LILE（Rb、K、U），亏损 HFSE（Nb、Zr、P、Ti）。
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（3）根据地球化学测试分析结果，确定两期花岗岩，属于岛弧背景下壳源岩浆活动的产物，由此可以确定在早石炭世，兴安地块与松嫩地块沿贺根山—嫩江—黑河一线仍处于碰撞—拼合过程中，而古亚洲洋在此时期正逐渐闭合消减。
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致谢:感谢野外调研过程中项目组的大力支持，感谢河北省廊坊市区域地质调查研究院、北京科荟测试技术有限公司、辽宁省化工地质勘查院有限责任公司测试中心实验室所有人员的支持与帮助。同时衷心感谢各位专家及编辑在审稿过程中对本文提出的宝贵修改意见。
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摘要
哈多河地区位于大兴安岭中段,其南部为二连—贺根山—黑河构造带,该地区是研究古亚洲洋构造域演化的理想场所。本次通过对哈多河地区晚古生代侵入岩的年代学和地球化学方面的研究,可进一步揭示兴安地块和松嫩地块在晚古生代碰撞—拼合的过程,为古亚洲洋的消亡提供新的证据。根据测试分析结果,两期侵入岩的加权平均年龄分别为 352. 1±1. 7 Ma 和 339. 1±4. 2 Ma,时代属于早石炭世,其中中粗粒二长花岗岩 SiO2 含量平均为 73. 11%,Al2O3 含量平均为 13. 47%,全碱(ALK)含量平均为 8. 74%,Na2O/ K2O 平均为 1. 13,属于偏钠质。中细粒二长花岗岩 SiO2 含量平均为 71. 98%,Al2O3 含量平均为 13. 82%,全碱(ALK)含量平均为 8. 94%,Na2O/ K2O 平均为 1. 15,属于偏钠质,二者均为高钾钙碱性系列岩石。两期侵入岩均表现为轻稀土富集而重稀土亏损,稀土配分模式为右倾,富集 LILE(Rb、K、U),亏损 HFSE(Nb、Zr、P、Ti),具有明显的 Eu 负异常,表现为 I 型花岗岩特征。结合前人研究成果,哈多河地区早石炭世侵入岩形成于岛弧岩浆背景下,表明兴安地块与松嫩地块在早石炭世仍处于碰撞—拼合过程中,古亚洲洋正逐渐闭合消亡。
Abstract
Haduohe area is located in the middle of the Great Hinggan Mountains, the Erlian—Hegenshan— Heihe tectonic belt lies on its south side, this area is an ideal place to study the tectonic evolution of the ancient Asian Ocean, it can further reveal the collision—splicing process of Xingan block and Songnen block in the Late Paleozoic and provide new evidence of the demise of the ancient Asian Ocean. Based on the field work, through the microscope observation, the whole rock chemical analysis and LA-ICP-MS U-Pb zircon dating of the late Paleozoic intrusive rocks in Haduohe area. According to the test analysis results, the weighted average ages of Two stage intrusive rocks are respectively ( 352. 1 ± 1. 7 ) Ma and ( 339. 1 ± 4. 2 ) Ma, the ages belongs to the early Carboniferous. The average SiO2 content of medium coarse monzogranite is 73. 11%, the average Al2O3 content is 13. 47%, the average total alkali (ALK) content is 8. 74%, the average Na2O/ K2O is 1. 13, which belongs to the metatretic substance. The average SiO2 content of medium—fine monzogranite is 71. 98%, the average Al2O3 content is 13. 82%, the average total alkali (ALK) content is 8. 94%, the average Na2O/ K2O is 1. 15, which belongs to the metatretic substance, both of them are high potassium calc-alkaline series rocks. Two stage intrusive rocks are enriched in light rare earth and deficient in heavy rare earth, the distribution pattern of rare earth is rightleaning, which Enrichment of LILE (Rb、K、U) and Loss of HFSE (Nb、Zr、P、Ti), also have obvious Eu negative anomaly, which shows the characteristics of I-type granite. Combined with previous research results, the early Carboniferous intrusive rocks in Haduohe area were formed by magmatic tectonic events under island arc background, it indicates that Xingan block and Songnen block were still in the collision and merging process in the Early Carboniferous, the ancient Asian ocean is closing up and dying.
