Zircon U-Pb dating and tectonic setting of the Wulan'gou adakite in Inner Mongolia
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摘要:
内蒙古中部贺根山缝合带的梅劳特乌拉蛇绿岩中，新发现乌兰沟埃达克岩，岩性为花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石UPb测年结果表明，乌兰沟埃达克岩的侵位年龄为279.3±1.4Ma，其形成时代为早二叠世。乌兰沟埃达克岩SiO2含量为65.92%~69.65%，MgO为1.34%~2.16%，Al2O3为15.30%~17.33%，Na2O/K2O值为3.95~14.09，Sr=359.60×10-6~734.00×10-6，Yb=0.83×10-6~2.02×10-6，Y=6.65×10-6~12.84×10-6；富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素；稀土元素总量为32.18×10-6~65.41×10-6，明显较低，轻、重稀土元素分馏明显，（La/Yb）N值为2.84~7.56，无明显Eu异常，显示出高硅埃达克岩（HSA）的地球化学特征。该埃达克岩具有岛弧型岩浆岩特征，形成于俯冲带岛弧环境，可能为洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融并与上覆地幔楔橄榄岩反应成因。根据乌兰沟埃达克岩与梅劳特乌拉蛇绿岩的时空分布与演化特征，贺根山缝合带在早二叠世可能存在洋内俯冲作用。
Abstract:The newly recognized Wulan'gou adakite in the Meilaotewula ophiolite along the Hegenshan suture zone in Inner Mongolia consists mainly of granodiorites. The LA-ICP-MS zircon U-Pb dating shows that the age of the adakite is 279.3±1.4Ma, suggesting a product of Early Permian. The rock has high SiO2 (65.92%~69.65%), Al2O3 (15.30%~17.33%), Sr(359.60×10-6~734.00×10-6), and low MgO(1.34%~2.16%), Yb(0.83×10-6~2.02×10-6), Y(6.65×10-6~12.84×10-6) content, with Na2O/K2O ratio varying from 3.95 to 14.09. The adakiteis enriched in large ion lithophile elements K, Rb and Sr, and depleted in high field strength elements Nb, Ta, Ti and P. The total REE is low(32.18×10-6~65.41×10-6), whereas REE fractionation is clear((La/Yb)N=2.84~7.56), without obvious Eu anomaly. All of the geochemical characteristics indicate that the Wulan'gou pluton belongs to high-SiO2 adakites (HSA). The adakiteis characterized by the island-arc magmatite generated in subduction zone, which suggests that it might have been formed in an island arc setting in petrology and geochemistry. It might have been derived from the intra-oceanic subducted oceanic crust plus sediment partial melting and subsequently melts reaction with overlying mantle wedge peridotite. According to the temporal and spatial distribution and evolution characteristics of the rock assemblage series of pillow tholeiite, boninite, Nb-enriched basalt, High-Mg diorite and adakite in the Meilaotewula ophiolite, the authors suggest that there might have been an intra-oceanic subduction in the Hegenshan suture zone during the Early Permian period.
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埃达克岩（adakite）为岩浆岩研究领域的重要课题之一，最初定义指大洋俯冲作用中年轻洋壳直接部分熔融形成的岛弧型中酸性富钠火成岩，并作为一种特殊的岛弧型岩浆岩用于识别大洋俯冲带的存在[1-7]。近年来中国地质工作者还提出了埃达克岩的碰撞造山带去根、大陆板块内部减薄等不同的观点与认识。然而，人们普遍接受与大洋俯冲带有关的岛弧型埃达克岩具有特定的地球化学标志与特征：SiO2≥56%、Al2O3≥15%、MgO < 3%、Sr≥400 ×10-6、亏损重稀土元素、Y≤18×10-6、Yb≤1.9×10-6、富集轻稀土元素和Eu异常不明显，记录大洋俯冲板块洋壳物质变化与岩浆作用过程信息，可为判别俯冲带岛弧环境和揭示洋壳俯冲消减过程中岩石圈地幔演化提供证据和约束。
内蒙古中部二连-贺根山缝合带是中亚造山带东段兴蒙造山带的一条重要缝合带，广泛发育早石炭世—晚石炭世蛇绿岩（带）和早石炭世—晚二叠世岛弧型岩浆岩（带）[8-19]，识别与研究岛弧型岩浆岩与蛇绿岩之间的时空分布与内在成因关系，可能为古亚洲洋二连-贺根山洋盆扩张时限和大洋俯冲消亡过程提供某些岩石学证据与时间约束。
内蒙古中部西乌旗梅劳特乌拉地区，为二连-贺根山缝合带出露较广和发育较好的典型地区（图 1）之一，有关岛弧型岩浆岩形成时代的报道主要为早石炭世—晚二叠世[9, 11, 16, 20]，但是，对侵位于贺根山缝合带蛇绿岩之中的早二叠世岛弧型埃达克岩体少有报道。二连-贺根山洋盆大洋扩张起止时间、大洋俯冲消亡过程等尚缺乏进一步的岩石学证据与年代学约束。
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近年来，在内蒙古1:5万高力罕牧场三连等四幅区域地质矿产调查中，笔者识别和填绘出乌兰沟埃达克岩体。该区早期1:20万罕乌拉幅区域地质矿产调查将该岩体归为华力西晚期石英闪长岩体，缺少年代学等资料。本次获得的锆石LA-ICPMS U-Pb测定结果表明，该埃达克岩的形成时代为早二叠世。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石（相）学和地球化学研究，初步明确了晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩中存在早二叠世埃达克岩体, 并探讨岩石的属性、成因和构造环境，为二连-贺根山洋盆扩张时限和大洋俯冲作用的研究提供年代学和岩石地球化学约束与参考。
1. 地质背景和岩石学特征
乌兰沟埃达克岩体位于内蒙古西乌旗东北部梅劳特乌拉一带，区域构造属于中亚造山带东段兴蒙造山带的二连-贺根山缝合带（图 1、图 2）。乌兰沟埃达克岩岩性为细粒花岗闪长岩和中粒花岗闪长岩，岩体呈小岩株状产出，出露面积约3.8km2（图 2）。岩体侵入于晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩中（图 2），其中细粒花岗闪长岩沿内接触带分布，中粒花岗闪长岩分布于岩体中心部位，中粒花岗闪长岩侵入于细粒花岗闪长岩中，两者为渐变接触关系。乌兰沟花岗闪长岩侵入岩体周围的梅劳特乌拉蛇绿岩，其岩石类型和组合层序较齐全完整，主要包括强烈蛇纹石化的方辉橄榄岩、辉长岩、枕状玄武岩、玻安岩、埃达克质安山岩、富Nb玄武岩、（高）镁安山岩、玄武安山岩等，岩石局部强烈糜棱岩化和片理化[15, 18]。乌兰沟岩体边部和岩体中的强变形带糜棱岩化明显，局部可见糜棱岩化花岗闪长岩（图 3）。
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图 3 乌兰沟埃达克岩野外（a）和显微照片（b，糜棱结构）Pl—斜长石；Q—石英；Kfs—钾长石；Hb—角闪石Figure 3. Outcrop(a)and microphotograph (b) of the Wulan'gou adakite细粒、中粒花岗闪长岩呈半自形粒状结构，块状构造，局部可见糜棱结构和眼球状构造（图 3），矿物成分主要为斜长石（约46%）、钾长石（约15%）、石英（约22%）、角闪石（约15%）、黑云母（约2%）。斜长石多呈自形-半自形板状，局部可见呈“眼球状”，普遍绢云母化；钾长石多呈他形粒状，部分呈“眼球状”，多见正长石和微斜长石，可见不同程度的高岭土化；石英主要呈他形粒状，多具有波状消光，局部可见“拉长条带状”；角闪石主要呈半自形柱状，部分可见呈弯曲状，并多见黝帘石化和绿泥石化；黑云母多为自形片状，局部可见弯曲状，普遍绿泥石化。
2. 锆石U-Pb年龄
在乌兰沟花岗闪长岩体野外详细地质观察基础上，采集了6件新鲜的花岗闪长岩样品，用于全岩地球化学分析测试，并对其中的1件样品（BX14）进行锆石U-Pb测年，采样位置见图 2，采样点地理位置：北纬44°51′19.6″、东经118°16′27.7″。
2.1 测试方法
乌兰沟花岗闪长岩体锆石U-Pb同位素测年样品锆石的单矿物分选工作在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。将花岗闪长岩样品破碎成粉末，经重液浮选和电磁分离分选后，在双目镜下挑选出晶形完好、透明度高、无包裹体和无裂纹的锆石颗粒作为测定对象。挑选好的锆石与标样一起固定在环氧树脂中抛光制靶，进行阴极发光（图 4）、透射光和单偏光照相。锆石阴极发光（CL）图像分析在北京锆年领航科技有限公司高分辨热场发射能谱阴极发光室进行，LA-ICP-MS锆石UPb同位素年龄分析在中国地质调查局天津地质调查中心实验测试室LA-ICP-MS仪器上进行，对测试数据进行了普通铅校正[21]，年龄计算及谐和图绘制采用Isoplot（3.0版）[22]。
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图 4 乌兰沟埃达克岩（BX14）锆石阴极发光图像及其206Pb/238U年龄Figure 4. Cathodoluminescent images and 206Pb/238U ages of zircons from the Wulan'gou adakite2.2 测试结果
锆石U-Pb定年结果见表 1、图 4和图 5。乌兰沟埃达克岩样品中锆石呈无色、透明—半透明的短柱状, 长短轴比为1:1~2:1。锆石CL图像显示, 锆石为自形柱状或双锥状，发育清晰的岩浆振荡环带或条带环状结构，具有酸性岩浆成因锆石的特征（图 4）。对30颗锆石的30个测点进行了LA-ICP-MS U-Pb测年。30粒锆石测点的Th、U含量和Th/U值变化范围分别为55×10-6~422×10-6、2.0×10-6~18×10-6和0.063~0.30，表明其为岩浆成因锆石[23]。
表 1 乌兰沟埃达克岩（BX14）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测试结果Table 1. LA-ICP-MS U-Th-Pb dating results of zircons from the Wulan'gou adakite(BX14)点号 Pb/10-6 U/10-6 Th/U 同位素原子比率 表面年龄/Ma 207Pb*/206Pb* ±% 207Pb*/235U ±% 206Pb*/238u ±% 206Pb/238U 1 6 137 0.22 0.0545 11 0.3362 10 0.04471 1.2 282 ±3 2 8 164 0.21 0.0523 16 0.3328 16 0.04623 1.2 291 ±3 3 5 124 0.19 0.0528 12 0.3258 12 0.04482 1.1 282 ±3 4 8 183 0.22 0.0545 10 0.3310 9.4 0.04404 1.0 278 ±3 5 8 190 0.20 0.0532 6.9 0.3250 6.9 0.04429 0.92 280 ±3 6 16 369 0.26 0.0522 4.3 0.3153 4.3 0.04376 0.82 276 ±2 7 5 110 0.20 0.0534 14 0.3315 13 0.04501 1.4 284 ±4 8 5 115 0.22 0.0594 13 0.3644 13 0.04448 1.8 281 ±5 9 15 354 0.24 0.0566 3.6 0.3430 3.6 0.04397 0.83 277 ±2 10 7 155 0.23 0.0562 8.7 0.3440 8.5 0.04435 0.98 280 ±3 11 10 230 0.25 0.0579 7.7 0.3518 7.8 0.04401 0.87 278 ±2 12 6 140 0.27 0.0519 18 0.3303 17 0.04623 1.1 291 ±3 13 5 114 0.27 0.0517 12 0.3118 12 0.04372 1.1 276 ±3 14 5 127 0.23 0.0519 13 0.3158 13 0.04413 1.0 278 ±3 15 4 90 0.26 0.0574 13 0.3479 12 0.04402 1.3 277 ±4 16 5 100 0.30 0.0514 17 0.3209 16 0.04518 1.1 285 ±3 17 2 55 0.22 0.0838 21 0.5081 20 0.04404 2.2 278 ±6 18 5 109 0.28 0.0540 15 0.3289 14 0.04436 1.1 279 ±3 19 14 354 0.063 0.0547 3.8 0.3275 3.9 0.04354 0.91 274 ±2 20 18 422 0.21 0.0499 4.0 0.3022 4.1 0.04392 0.83 277 ±2 21 13 301 0.16 0.0624 7.0 0.3846 7.1 0.04471 0.89 282 ±3 22 12 270 0.23 0.0515 5.8 0.3214 5.8 0.04529 0.83 286 ±2 23 11 252 0.25 0.0522 7.4 0.3181 7.5 0.04416 0.88 279 ±2 24 11 249 0.27 0.0505 6.7 0.3071 6.6 0.04411 0.90 278 ±2 25 5 122 0.20 0.0631 10.6 0.3816 10 0.04393 1.1 277 ±3 26 13 306 0.30 0.0541 5.3 0.3269 5.3 0.04392 0.86 277 ±2 27 6 133 0.20 0.0521 10 0.3195 10 0.04465 1.0 280 ±3 28 13 312 0.19 0.0511 4.5 0.3092 4.6 0.04381 0.83 277 ±2 29 12 270 0.18 0.0589 5.9 0.3601 6.2 0.04438 0.86 280 ±2 30 11 258 0.20 0.0520 5.8 0.3128 5.7 0.04356 0.85 275 ±2 注：误差为1σ；Pb*指示放射成因铅。实验测试在天津地质矿产研究所完成 ![]()
图 5 乌兰沟埃达克岩（BX14）锆石U-Pb谐和图（a）和206Pb/238U年龄直方图（b）Figure 5. U-Pb concordia diagram(a)and 206Pb/238U age histograms(b)of zircons from the Wulan'gou adakite30粒锆石的测点位于振荡环带部位，测定数据点均落在谐和线上，获得的206Pb/238U年龄集中于274~291Ma之间，其年龄加权平均值为279.3 ±1.4Ma（MSWD=2）（图 4、图 5；表 1），代表了该埃达克岩的侵位时间和成岩年龄。该成岩年龄与该岩体侵位于晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩中的相对地质年龄一致，表明贺根山缝合带在早二叠世发生了岩浆侵入活动。
3. 地球化学特征
全岩主量、微量和稀土元素含量测试在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。首先将该岩石样品破碎成粉末研磨至200目, 进而进行各项分析测试。其中，主量元素分析采用Panalytical公司PW440型X荧光光谱仪（XRF）测定，分析误差优于5%，微量和稀土元素采用Thermo Fisher公司X-Series p型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定，检测限优于5×10-9，相对标准偏差优于5%。测试分析结果见表 2。
表 2 乌兰沟埃达克岩主量、微量和稀土元素分析结果Table 2. Major elements, trace elements and REE analyses of the Wulan'gou adakite in the Meilaote ophiolite样号 BX11(xγδP1) BX12(xγδP1) BX13(xγδP1) BX14((zγδP1) BX15(xγδP1) BX16(xγδP1) 高Si埃达克岩 SiO2 66.80 65.92 69.65 68.82 66.68 68.35 64.80 TiO2 0.40 0.45 0.20 0.42 0.32 0.51 0.56 Al2O3 16.59 17.25 17.08 15.79 17.33 15.30 16.64 Fe2O3 1.47 0.83 1.72 1.60 1.16 2.12 4.75 FeO 1.53 2.13 0.65 1.14 1.03 1.32 MnO 0.061 0.052 0.034 0.068 0.029 0.054 0.081 MgO 1.73 2.16 1.59 1.44 1.60 1.34 2.18 CaO 3.56 2.79 1.83 3.67 4.65 2.70 4.63 Na2O 4.88 5.03 5.44 4.70 5.71 4.41 4.19 K2O 0.96 1.04 0.72 0.51 0.41 1.12 1.97 P2O5 0.1：0 0.102 0.052 0.110 0.131 0.161 0.200 烧失量 1.78 2.16 1.00 1.65 0.86 2.47 总计 99.88 99.90 99.96 99.91 99.90 99.86 Mg# 52 57 56 50 58 43 48 La 8.79 7.05 4.97 5.43 9.91 10.57 19.20 Ce 18.99 16.11 11.75 14.30 21.18 19.64 37.30 Pr 3.06 2.21 1.63 1.88 3.14 3.42 Nd 13.26 9.46 6.65 8.41 13.08 14.93 18.20 Sm 3.14 2.11 1.53 1.95 2.72 4.09 3.40 Eu 1.04 0.82 0.59 0.69 0.81 1.22 0.90 Gd 2.77 2.12 1.36 1.72 2.35 3.51 2.80 Tb 0.52 0.38 0.23 0.31 0.38 0.56 Dy 2.92 2.10 1.36 1.78 1.97 2.71 1.90 Ho 0.59 0.46 0.26 0.32 0.34 0.54 Er 1.94 1.64 0.73 0.89 0.98 1.65 0.96 Tm 0.27 0.21 0.13 0.15 0.14 0.28 Yb 1.75 1.68 0.83 0.85 0.88 2.02 0.88 Lu 0.27 0.24 0.16 0.11 0.17 0.28 0.17 ∑REE 59.30 46.58 32.18 38.79 58.06 65.41 Y 12.84 9.69 6.65 7.99 7.27 12.31 10.00 Ba 166.30 118.40 100.50 135.20 146.50 580.80 721.00 Rb 15.98 20.72 5.50 6.10 6.58 32.62 52.00 Sr 622.52 447.88 359.60 734.00 669.32 437.11 565.00 Zr 90.90 94.70 73.90 110.00 110.70 102.00 108.00 Nb 1.77 1.39 1.94 1.78 1.83 4.26 6.00 Th 4.37 3.02 1.97 1.34 2.43 3.45 Ni 19.52 23.30 3.60 11.20 17.24 10.32 20.00 V 61.81 53.32 18.90 49.00 56.35 74.87 95.00 Cr 37.24 30.98 4.30 16.50 44.67 26.09 41.00 Hf 5.83 5.25 3.59 4.97 3.38 8.76 Sc 9.25 8.48 3.74 6.91 7.52 6.04 Ta 0.22 0.19 0.21 0.18 0.24 0.39 Co 9.20 9.41 2.40 8.50 9.80 7.56 Li 7.10 10.03 7.44 15.74 3.33 13.35 U 0.60 0.49 0.51 0.24 0.50 0.89 注:主量元素含量单位为%，稀土、微量元素为10-6；xγδP1—细粒花岗闪长岩，zγδP1—中粒花岗闪长岩，高Si埃达克岩为267个样品的平均值[24] 在主量元素方面，乌兰沟埃达克岩高硅、富铝，SiO2含量为65.92%~69.65%，均大于56%；Al2O3含量为15.30%~17.33%，均大于15%；富钠、贫钾，Na2O含量为4.41% ~5.71%，K2O含量为0.41% ~ 1.12%，Na2O/K2O值为3.95~14.09，均大于1%；MgO含量为1.34%~2.16%，均小于3%，Mg#值为42~ 57，平均值为52，较高；贫TiO2（0.20%~0.51%）和P2O5（0.052% ~0.161%）。在SiO2-（Na2O + K2O）（TAS）分类图解中，样品点落入亚碱性花岗闪长岩区域（图 6），与高Si埃达克岩267个样品的平均值投点吻合[24]。其A/CNK值为0.95~1.31，A/NK值为1.76~1.91，属准铝质-过铝质。
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图 6 乌兰沟埃达克岩TAS分类图解[24]Figure 6. Total alkali versus silica(TAS) diagram of the Wulan'gou adakite在SiO2-K2O分类图解（图 7）中，6个样品点均落在低钾（拉斑）系列，与埃达克质岩石的化学成分较接近。
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图 7 乌兰沟埃达克岩SiO2-K2O分类图解[25]Figure 7. SiO2-K2O classification diagram of the Wulan'gou adakite在稀土元素方面，乌兰沟埃达克岩的稀土元素含量明显较低，∑ REE变化范围为32.18 ×10-6~ 65.41×10-6，平均值为50.05×10-6；Yb含量为0.83×10-6~2.02×10-6，Yb平均值（1.33×10-6）小于1.9×10-6；Y含量为6.65×10-6~12.84×10-6，均小于18×10-6（表 2）。该埃达克岩的Eu异常不明显，δEu=0.96~1.23，平均值为1.09，（La/Yb）N值为2.84~7.56，轻、重稀土元素分离明显，稀土元素配分曲线为右倾型（图 8-a），与高Si埃达克岩267个样品平均值的稀土元素配分曲线基本相似[24]，表现出亏损地幔源区的特征。
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在微量元素方面，具高Sr和高Sr/Y值，Sr含量为359.60×10-6~734.00×10-6，平均值为545.07×10-6；Sr/Y值为35.50~92.12，平均值为61.38，均大于40。乌兰沟埃达克岩富集大离子亲石元素（LILE）K、Rb、Sr等，亏损高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P等。在原始地幔标准化蛛网图上，具有明显的Rb、Sr和K正异常“峰”，以及Nb、Ti和P负异常“槽”（图 8-b），与大洋俯冲带组分特征吻合[1, 26]，并可与高Si埃达克岩267个样品的平均值曲线类比[24]。
4. 讨论
4.1 岩石属性
乌兰沟花岗闪长岩具有高硅、富铝特征，SiO2（65.92%~69.65%）大于56%，Al2O3（15.30%~17.33%）大于15%，MgO（1.34%~2.16%）小于3%；明显具高钠、低钾特征，Na2O/K2O值（3.95~14.09）大于1；具有较高的Sr含量（平均值545.07×10-6，大于400×10-6）和Sr/Y值（35.50~92.12，大于40），以及较低的Yb（平均值1.33×10-6，小于1.9×10-6）和Y含量（6.65×10-6~12.84×10-6，小于18×10-6）；相对富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素（表 2；图 8）；稀土元素总量较低，稀土元素配分曲线为右倾型，Eu异常不明显（表 2；图 8），表现出典型大洋俯冲带岛弧型埃达克岩的地球化学属性[1, 7, 20, 24, 29-36]。例如，在Y-Sr/Y判别图解（图 9）中，乌兰沟花岗闪长岩6个样品点均落入埃达克岩区，与高Si埃达克岩267个样品的平均值投点吻合。在SiO2-MgO、（CaO+NaO2）-Sr、Y-Sr/Y和SiO2-Nb图解（图 10）中，6个样品点均落入高Si埃达克岩区域，并基本投在玄武岩熔融熔体实验范围内，表明该岩石的属性为高Si埃达克岩[24]。
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图 10 乌兰沟埃达克岩SiO2-MgO（a）、(CaO+NaO2)-Sr（b）、Y-Sr/Y（c）和SiO2-Nb（d）图解[24]Figure 10. SiO2-MgO(a), (CaO+NaO2)-Sr (b), Y-Sr/Y(c)and SiO2-Nb(d)diagrams of the Wulan'gou adakite4.2 岩石成因和构造环境
关于埃达克岩的成因主要有2种观点，其一，俯冲洋壳部分熔融，并与上覆地幔楔橄榄岩反应[24, 37-39]；其二，增厚的下地壳或拆沉下地壳部分熔融，并在上升过程中与地幔橄榄岩反应[40-42]。
增厚的下地壳或拆沉下地壳部分熔融，并在上升过程中与地幔橄榄岩反应形成的埃达克岩，主量元素一般富K，岩石中锆石通常含有壳源继承性锆石，且主要形成于造山带碰撞造山后“去根”阶段和大陆板内古老克拉通的“减薄”时期。乌兰沟埃达克岩主量元素显示其为低钾（拉斑）系列岩石，明显富钠、贫钾，Na2O含量为4.41%~5.71%，K2O含量为0.41%~1.12%，Na2O/K2O值为3.95~14.09（图 7；表 2）。该埃达克岩的锆石结构均一，无继承性锆石（图 4）。乌兰沟埃达克岩体侵位于晚石炭世梅劳特乌拉蛇绿岩中，形成时代为279.3±1.4Ma，为古亚洲洋东部二连-贺根山古生代洋盆演化时期。而且，人们普遍认为，华北板块与西伯利亚板块之间的古生代古亚洲洋最终闭合时间在二叠纪末，最晚至早三叠世。因此，乌兰沟埃达克岩不具有造山带碰撞造山后去根和古老克拉通减薄环境下增厚的或拆沉的下地壳部分熔融的成因特征。
大洋俯冲带环境形成的埃达克岩，分为高Si埃达克岩（HSA）和低Si埃达克岩（LSA）2种类型[25]。高Si埃达克岩为俯冲洋壳熔融上升与上覆地幔楔橄榄岩反应成因，玄武岩熔融实验熔体主要与高Si埃达克岩吻合；低Si埃达克岩为俯冲洋壳硅质熔体与上覆地幔楔橄榄岩反应促使地幔楔橄榄岩熔融成因。在SiO2-MgO、（CaO+NaO2）-Sr、Y-Sr/Y和SiO2-Nb图解（图 10）中，乌兰沟埃达克岩样品点均落入高Si埃达克岩范围，并基本与玄武岩熔融实验熔体范围吻合。但是，与高Si埃达克岩SiO2含量平均值（64.8%）和Mg#平均值（48）相比（表 2），乌兰沟埃达克岩明显更富Si（SiO2平均值67.70%），具有更高的Mg#值（平均值52），并具有明显高于MORB和前弧玄武岩的较高Th含量（平均值2.76×10-6），以及较高的Th/La（0.25~0.50）、Th/Sm（0.69~1.43）、Th/Yb（1.58~2.76）和Th/Ce（0.09~0.23）值（表 2）。普遍认为，基性玄武岩部分熔融形成的熔体的Mg#值小于等于45，大洋俯冲板片熔融产生的富Si熔体由俯冲带上升与地幔楔橄榄岩作用，导致富Si熔体的Mg#值明显提高，其Mg#值提高的程度反映富Si熔体与上覆地幔楔橄榄岩作用的强度[43-45]。另一方面，Th含量较高和Th/La、Th/Sm、Th/Yb、Th/Ce值较高，表明乌兰沟埃达克岩的岩浆源区有大洋俯冲沉积物组分的参与。
综上所述，梅劳特乌拉蛇绿岩中乌兰沟埃达克岩的岩浆源区既有俯冲洋壳部分熔融产生的熔体，亦有大洋俯冲沉积物部分熔融产生的富Si熔体加入。2种熔体由俯冲带上升进入上覆地幔楔，与地幔楔橄榄岩作用，促使熔体的Mg#值明显较高。因此，大洋俯冲带岛弧环境和大洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融产生的埃达克质熔体，由俯冲带上升与上覆地幔楔橄榄岩作用，可能为梅劳特乌拉蛇绿岩中乌兰沟埃达克岩的成因机制和形成环境[1, 3, 46-51]。在（Y+Nb）- Rb构造环境判别图解（图 11）上，乌兰沟埃达克岩样品均投影到火山岛弧区, 表明该埃达克岩在岛弧环境下形成[46-47]。在Th-La/Yb构造判别图解（图 12）上，该埃达克岩表现出大洋俯冲带洋内弧环境，可能为梅劳特乌拉蛇绿岩的玻安岩-埃达克岩岩浆的深成侵入岩体[46-51]。
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图 11 乌兰沟埃达克岩(Y+Nb)-Rb构造判别图解[52]syn-COLG —同碰撞花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩Figure 11. (Y+Nb)-Rb tectonic discriminant diagram of the Wulan'gou adakite![]()
图 12 乌兰沟埃达克岩Th-La/Yb构造判别图解[53]Figure 12. Th-La/Ybtectonic discriminant diagram of the Wulan'gou adakite5. 结论
（1）乌兰沟埃达克岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为279.3±1.4Ma，形成于早二叠世，提供了贺根山缝合带在早二叠世可能存在洋内俯冲作用的年代学证据与约束。
（2）乌兰沟花岗闪长岩高Si、Al、Na和Sr，低K、Yb和Y，SiO2含量大于56%，Al2O3含量大于15%，Na2O/K2O值大于1%，Sr平均值大于400×10-6，MgO含量小于3%，Yb平均值小于1.9×10-6，Y含量小于18×10-6，相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P等；稀土元素总量较低，轻、重稀土元素分馏明显，无明显Eu异常，稀土元素配分曲线为右倾型，为俯冲带岛弧型高Si埃达克岩。
（3）乌兰沟埃达克岩形成于俯冲带岛弧环境，洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融形成的埃达克质熔体由俯冲带上升与上覆地幔楔橄榄岩相互作用，可能为乌兰沟埃达克岩的成因机制。
致谢: 审稿专家对稿件提出了建设性的修改意见，在此表示衷心的谢意。 -
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图 3 乌兰沟埃达克岩野外（a）和显微照片（b，糜棱结构）
Pl—斜长石；Q—石英；Kfs—钾长石；Hb—角闪石
Figure 3. Outcrop(a)and microphotograph (b) of the Wulan'gou adakite
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图 4 乌兰沟埃达克岩（BX14）锆石阴极发光图像及其206Pb/238U年龄
Figure 4. Cathodoluminescent images and 206Pb/238U ages of zircons from the Wulan'gou adakite
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图 5 乌兰沟埃达克岩（BX14）锆石U-Pb谐和图（a）和206Pb/238U年龄直方图（b）
Figure 5. U-Pb concordia diagram(a)and 206Pb/238U age histograms(b)of zircons from the Wulan'gou adakite
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图 6 乌兰沟埃达克岩TAS分类图解[24]
Figure 6. Total alkali versus silica(TAS) diagram of the Wulan'gou adakite
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图 7 乌兰沟埃达克岩SiO2-K2O分类图解[25]
Figure 7. SiO2-K2O classification diagram of the Wulan'gou adakite
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图 10 乌兰沟埃达克岩SiO2-MgO（a）、(CaO+NaO2)-Sr（b）、Y-Sr/Y（c）和SiO2-Nb（d）图解[24]
Figure 10. SiO2-MgO(a), (CaO+NaO2)-Sr (b), Y-Sr/Y(c)and SiO2-Nb(d)diagrams of the Wulan'gou adakite
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图 11 乌兰沟埃达克岩(Y+Nb)-Rb构造判别图解[52]
syn-COLG —同碰撞花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；WPG—板内花岗岩；ORG—洋脊花岗岩
Figure 11. (Y+Nb)-Rb tectonic discriminant diagram of the Wulan'gou adakite
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图 12 乌兰沟埃达克岩Th-La/Yb构造判别图解[53]
Figure 12. Th-La/Ybtectonic discriminant diagram of the Wulan'gou adakite
表 1 乌兰沟埃达克岩（BX14）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测试结果
Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb dating results of zircons from the Wulan'gou adakite(BX14)
点号 Pb/10-6 U/10-6 Th/U 同位素原子比率 表面年龄/Ma 207Pb*/206Pb* ±% 207Pb*/235U ±% 206Pb*/238u ±% 206Pb/238U 1 6 137 0.22 0.0545 11 0.3362 10 0.04471 1.2 282 ±3 2 8 164 0.21 0.0523 16 0.3328 16 0.04623 1.2 291 ±3 3 5 124 0.19 0.0528 12 0.3258 12 0.04482 1.1 282 ±3 4 8 183 0.22 0.0545 10 0.3310 9.4 0.04404 1.0 278 ±3 5 8 190 0.20 0.0532 6.9 0.3250 6.9 0.04429 0.92 280 ±3 6 16 369 0.26 0.0522 4.3 0.3153 4.3 0.04376 0.82 276 ±2 7 5 110 0.20 0.0534 14 0.3315 13 0.04501 1.4 284 ±4 8 5 115 0.22 0.0594 13 0.3644 13 0.04448 1.8 281 ±5 9 15 354 0.24 0.0566 3.6 0.3430 3.6 0.04397 0.83 277 ±2 10 7 155 0.23 0.0562 8.7 0.3440 8.5 0.04435 0.98 280 ±3 11 10 230 0.25 0.0579 7.7 0.3518 7.8 0.04401 0.87 278 ±2 12 6 140 0.27 0.0519 18 0.3303 17 0.04623 1.1 291 ±3 13 5 114 0.27 0.0517 12 0.3118 12 0.04372 1.1 276 ±3 14 5 127 0.23 0.0519 13 0.3158 13 0.04413 1.0 278 ±3 15 4 90 0.26 0.0574 13 0.3479 12 0.04402 1.3 277 ±4 16 5 100 0.30 0.0514 17 0.3209 16 0.04518 1.1 285 ±3 17 2 55 0.22 0.0838 21 0.5081 20 0.04404 2.2 278 ±6 18 5 109 0.28 0.0540 15 0.3289 14 0.04436 1.1 279 ±3 19 14 354 0.063 0.0547 3.8 0.3275 3.9 0.04354 0.91 274 ±2 20 18 422 0.21 0.0499 4.0 0.3022 4.1 0.04392 0.83 277 ±2 21 13 301 0.16 0.0624 7.0 0.3846 7.1 0.04471 0.89 282 ±3 22 12 270 0.23 0.0515 5.8 0.3214 5.8 0.04529 0.83 286 ±2 23 11 252 0.25 0.0522 7.4 0.3181 7.5 0.04416 0.88 279 ±2 24 11 249 0.27 0.0505 6.7 0.3071 6.6 0.04411 0.90 278 ±2 25 5 122 0.20 0.0631 10.6 0.3816 10 0.04393 1.1 277 ±3 26 13 306 0.30 0.0541 5.3 0.3269 5.3 0.04392 0.86 277 ±2 27 6 133 0.20 0.0521 10 0.3195 10 0.04465 1.0 280 ±3 28 13 312 0.19 0.0511 4.5 0.3092 4.6 0.04381 0.83 277 ±2 29 12 270 0.18 0.0589 5.9 0.3601 6.2 0.04438 0.86 280 ±2 30 11 258 0.20 0.0520 5.8 0.3128 5.7 0.04356 0.85 275 ±2 注：误差为1σ；Pb*指示放射成因铅。实验测试在天津地质矿产研究所完成 
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表 2 乌兰沟埃达克岩主量、微量和稀土元素分析结果
Table 2 Major elements, trace elements and REE analyses of the Wulan'gou adakite in the Meilaote ophiolite
样号 BX11(xγδP1) BX12(xγδP1) BX13(xγδP1) BX14((zγδP1) BX15(xγδP1) BX16(xγδP1) 高Si埃达克岩 SiO2 66.80 65.92 69.65 68.82 66.68 68.35 64.80 TiO2 0.40 0.45 0.20 0.42 0.32 0.51 0.56 Al2O3 16.59 17.25 17.08 15.79 17.33 15.30 16.64 Fe2O3 1.47 0.83 1.72 1.60 1.16 2.12 4.75 FeO 1.53 2.13 0.65 1.14 1.03 1.32 MnO 0.061 0.052 0.034 0.068 0.029 0.054 0.081 MgO 1.73 2.16 1.59 1.44 1.60 1.34 2.18 CaO 3.56 2.79 1.83 3.67 4.65 2.70 4.63 Na2O 4.88 5.03 5.44 4.70 5.71 4.41 4.19 K2O 0.96 1.04 0.72 0.51 0.41 1.12 1.97 P2O5 0.1：0 0.102 0.052 0.110 0.131 0.161 0.200 烧失量 1.78 2.16 1.00 1.65 0.86 2.47 总计 99.88 99.90 99.96 99.91 99.90 99.86 Mg# 52 57 56 50 58 43 48 La 8.79 7.05 4.97 5.43 9.91 10.57 19.20 Ce 18.99 16.11 11.75 14.30 21.18 19.64 37.30 Pr 3.06 2.21 1.63 1.88 3.14 3.42 Nd 13.26 9.46 6.65 8.41 13.08 14.93 18.20 Sm 3.14 2.11 1.53 1.95 2.72 4.09 3.40 Eu 1.04 0.82 0.59 0.69 0.81 1.22 0.90 Gd 2.77 2.12 1.36 1.72 2.35 3.51 2.80 Tb 0.52 0.38 0.23 0.31 0.38 0.56 Dy 2.92 2.10 1.36 1.78 1.97 2.71 1.90 Ho 0.59 0.46 0.26 0.32 0.34 0.54 Er 1.94 1.64 0.73 0.89 0.98 1.65 0.96 Tm 0.27 0.21 0.13 0.15 0.14 0.28 Yb 1.75 1.68 0.83 0.85 0.88 2.02 0.88 Lu 0.27 0.24 0.16 0.11 0.17 0.28 0.17 ∑REE 59.30 46.58 32.18 38.79 58.06 65.41 Y 12.84 9.69 6.65 7.99 7.27 12.31 10.00 Ba 166.30 118.40 100.50 135.20 146.50 580.80 721.00 Rb 15.98 20.72 5.50 6.10 6.58 32.62 52.00 Sr 622.52 447.88 359.60 734.00 669.32 437.11 565.00 Zr 90.90 94.70 73.90 110.00 110.70 102.00 108.00 Nb 1.77 1.39 1.94 1.78 1.83 4.26 6.00 Th 4.37 3.02 1.97 1.34 2.43 3.45 Ni 19.52 23.30 3.60 11.20 17.24 10.32 20.00 V 61.81 53.32 18.90 49.00 56.35 74.87 95.00 Cr 37.24 30.98 4.30 16.50 44.67 26.09 41.00 Hf 5.83 5.25 3.59 4.97 3.38 8.76 Sc 9.25 8.48 3.74 6.91 7.52 6.04 Ta 0.22 0.19 0.21 0.18 0.24 0.39 Co 9.20 9.41 2.40 8.50 9.80 7.56 Li 7.10 10.03 7.44 15.74 3.33 13.35 U 0.60 0.49 0.51 0.24 0.50 0.89 注:主量元素含量单位为%，稀土、微量元素为10-6；xγδP1—细粒花岗闪长岩，zγδP1—中粒花岗闪长岩，高Si埃达克岩为267个样品的平均值[24]
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