甘蒙北山地區(qū)奧陶紀(jì)火山巖地球化學(xué)特征及形成環(huán)境探討

王國強(qiáng)，李向民，徐學(xué)義，余吉遠(yuǎn)，武 鵬

1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安 710064 2.西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，西安 710054

0 引言

北山位于中亞造山帶的中東段，其大地構(gòu)造位置位于哈薩克斯坦、塔里木和中朝三大板塊的結(jié)合部位（圖1）［1－2］。北山古生代火山巖的研究作為中亞造山帶構(gòu)造演化研究的一部分，受到眾多學(xué)者的關(guān)注。其中，對(duì)北山二疊紀(jì)多條鎂鐵－超鎂鐵質(zhì)雜巖侵入體［3－4］和以玄武巖為主的大規(guī)模火山作用［5－9］的進(jìn)行了相關(guān)研究，焦點(diǎn)集中于晚古生代火山巖，研究認(rèn)為晚古生代二疊紀(jì)是中亞造山帶的一個(gè)重要?jiǎng)恿W(xué)轉(zhuǎn)換 階 段［4，8，10－13］，這 些 研 究 成 果 為 北 山 地 區(qū)晚古生代的構(gòu)造演化研究奠定了基礎(chǔ)。然而，該區(qū)早古生代北山構(gòu)造演化極其重要的奧陶紀(jì)火山巖研究甚少。90年代以來，前人研究涉及到了局部與蛇綠巖相關(guān)的火山巖，認(rèn)為北山南部花牛山奧陶紀(jì)火山巖形成于陸緣裂谷環(huán)境，而北山北部希熱哈達(dá)一帶奧陶紀(jì)火山巖的研究卻存在陸緣裂谷與島弧之爭(zhēng)［5，14］。此外，基于測(cè)試方法的限制，指示構(gòu)造環(huán)境和巖石成因的相關(guān)研究涉及較少［5］①何世平.甘肅內(nèi)蒙古北山地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨肮派貧ぱ莼芯繄?bào)告.西安：西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，1999.，即使是最新火山巖研究［14］也僅引用了1∶25萬紅寶石幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告②魏志軍，黃增保，張國英，等.1∶25萬紅寶石幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（K47C002001）.蘭州：甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，2004.中為數(shù)不多的地球化學(xué)數(shù)據(jù)?？傮w來看：對(duì)北山整個(gè)區(qū)域尺度上的北山奧陶紀(jì)火山巖，尤其是對(duì)構(gòu)造環(huán)境有重要指示意義的基性火山巖缺乏系統(tǒng)深入的研究；對(duì)花牛山和洗腸井奧陶紀(jì)基性火山巖，以及北山北側(cè)伊哈托里和希熱哈達(dá)一帶出露的奧陶紀(jì)火山巖構(gòu)造背景的對(duì)比研究，更是缺乏深入的討論。因此，筆者擬以北山南部花牛山、洗腸井和北山北部伊哈托里、希熱哈達(dá)奧陶紀(jì)基性火山巖為研究對(duì)象，通過火山巖巖石地球化學(xué)特征研究進(jìn)而探討北山的構(gòu)造演化背景，為北山乃至中亞地區(qū)的構(gòu)造演化及地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制研究提供重要的參考依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

北山古生代地層發(fā)育較齊全，從寒武系到二疊系均有出露，主要分布于區(qū)內(nèi)南部和北部。奧陶系包括的地層單元有羅雅楚山組、錫林柯博組、白云山組、花牛山群及咸水湖組等。奧陶系在北山范圍內(nèi)主要分布于2個(gè)區(qū)域內(nèi)，即南部花牛山、牛圈子、馬鬃山、洗腸井一帶，北部伊哈托里、碧玉山－蓬勃山一線以北的烏珠爾噶順地區(qū)及周邊地區(qū)。其中分布于花牛山、洗腸井、伊哈托里及希熱哈達(dá)等地的花牛山群、白云山組、錫林柯博組及咸水湖組含有一定規(guī)模的火山巖（火山巖分布位置見圖1），現(xiàn)對(duì)各含火山巖系地層特征簡(jiǎn)述如下：

花牛山群：僅分布于花牛山地區(qū)，為一套淺變質(zhì)碎屑巖、碳酸鹽巖、基性－酸性火山巖建造。巖性為砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、板巖、灰?guī)r（結(jié)晶灰?guī)r、大理巖），以及玄武巖、安山玄武巖等。局部受巖漿活動(dòng)影響，發(fā)生角巖化、混合巖化。該層位產(chǎn)出的腕足類（Basiliella、Stropheodontasp.）、珊瑚（Heliolites）及頭足類（Discoceras）化石，將其時(shí)代籠統(tǒng)置于奧陶紀(jì)③甘肅省地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì).安北幅（K-47-25）1∶20區(qū)域地質(zhì)測(cè)量報(bào)告.蘭州：甘肅省地質(zhì)局，1967.。上下接觸界限不清。

白云山組：主要分布于內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗白云山、石板井、希熱哈達(dá)一帶，為一套碎屑巖、粗碎屑巖夾碳酸鹽巖及少量火山巖和碧玉巖沉積。巖性有雜色粉砂巖、石英砂巖、砂質(zhì)頁巖、含礫砂巖、礫巖、礫狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)板巖、安山玄武巖、英安巖、碧玉巖等。該套地層中富含三葉蟲（Nankinolithus）和腕足類（Hammatocnemis）等標(biāo)準(zhǔn)化石，時(shí)代應(yīng)為晚奧陶世④甘肅省地質(zhì)局第二區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì).石板井幅（K-47-21）1∶20區(qū)域地質(zhì)測(cè)量報(bào)告.蘭州：甘肅省地質(zhì)局，1972.。下部以含礫砂巖與錫林柯博組為界，二者整合接觸，與上覆地層為斷層接觸。

咸水湖組：分布于伊哈托里——雀兒山－英安山一帶的近中部，為一套中－基酸性火山巖、同質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰角礫巖與富含火山成分的含礫砂巖、砂礫巖構(gòu)成的火山巖沉積地層。火山巖以安山巖、英安巖為主，次為安山玄武巖、變余流紋巖。在四頂黑山西以中性－中酸性火山巖為主，以東碎屑成分增多，并夾中酸性火山巖和凝灰?guī)r，與上覆志留統(tǒng)公婆泉群為斷層接觸，地層中產(chǎn)頭足類（Ormocerassp.和Cyclocerassp.等）等標(biāo)準(zhǔn)化石，時(shí)代為中奧陶世①魏志軍，黃增保，張國英，等.1∶25萬紅寶石幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（K47C002001）.蘭州：甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，2004.。

2 樣品采集與分析

本次研究在花牛山、洗腸井、伊哈托里及希熱哈達(dá)等地采集到較好的基性火山巖進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析，采樣點(diǎn)具體位置見圖1。其中：花牛山火山巖屬奧陶紀(jì)花牛山群；洗腸井火山巖為奧陶紀(jì)蛇綠混雜巖帶中玄武巖；伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖分別屬于中奧陶世咸水湖組和晚奧陶世白云山組。研究所選樣品是經(jīng)過顯微鏡觀察后挑選有代表性且蝕變相對(duì)較弱的樣品進(jìn)行測(cè)試分析。主量元素、微量元素分析均在西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行。主量元素采用X熒光光譜分析（XRF），儀器為荷蘭Panalytical公司Axios 4.0kW波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀，精密度RSD≤0.134，穩(wěn)定性RMS Rel≤0.050%。微量元素和稀土元素采用Thermo Fisher公司X-SeriesⅡ型電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定，檢測(cè)限優(yōu)于5×10－9，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差優(yōu)于5%。分析測(cè)試結(jié)果見表1。

3 巖相學(xué)特征

本次所采集的基性火山巖以玄武巖為主，2件樣品BS047b和BS048b石英微晶體積分?jǐn)?shù)約1%，將其定名為安山玄武巖（圖2a）。其余樣品為玄武巖，巖石手標(biāo)本呈綠色、暗灰綠色斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。玄武巖樣品共同顯微特征見圖2b，玄武巖的斑晶由數(shù)量不等的半自形－自形柱狀、短柱狀斜長(zhǎng)石和極少量的輝石組成；基質(zhì)具間粒－間隱結(jié)構(gòu)，主要由斜長(zhǎng)石、輝石、玻璃質(zhì)及隱晶質(zhì)組成并充填于長(zhǎng)石斑晶之間。部分樣品中可見少量磁鐵礦。樣品普遍遭受輕微的綠泥石化、綠簾石化、絹云母化及碳酸鹽化等蝕變。

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主元素及巖石分類

甘蒙北山地區(qū)火山巖主量、微量及稀土分析結(jié)果見表1。該區(qū)奧陶紀(jì)玄武巖w（SiO2）變化范圍為47.85%～54.57%，平均值為50.58%；w（Al2O3）為13.38% ～17.04%，w（TiO2）為 0.72% ～2.02%，Mg＃值總體較低，變化范圍為35.25～65.87?？紤]到北山奧陶紀(jì)玄武巖部分巖石化學(xué)分析的燒失量偏高，表明巖石經(jīng)歷了一定的蝕變作用，一些活動(dòng)性強(qiáng)的不相容元素（如Rb、Ba、K、Na等）的濃度可能會(huì)在蝕變作用過程中發(fā)生改變。因此，不能利用常規(guī)的TAS圖解，而采用Zr/TiO2－Nb/Y圖解和TFeO/Mg-w（SiO2）圖解進(jìn)行巖石分類和巖漿系列判別。在Zr/TiO2－Nb/Y圖解（圖3a）中，樣品點(diǎn)主要落入安山玄武巖區(qū)或安山玄武巖與拉斑玄武巖交界范圍內(nèi)；樣品點(diǎn)Nb/Y值均小于0.8，屬于亞堿性系列［15］。在 TFeO/MgO-w（SiO2）圖解中，樣品主要落入拉斑系列（圖3b）。

4.2 微量元素

本區(qū)火山巖微量元素分析結(jié)果見表1。從表中可見，北山地區(qū)火山巖稀土總量總體較小，范圍為（19.83～51.65）×10－6?；ㄅＩ叫鋷r的 LREE/HREE值變化范圍為0.86～2.39，δEu為0.91～1.04；洗腸井玄武巖的LREE/HREE值變化范圍為0.69～0.98，δEu為0.76～0.93。在配分圖解（圖4a）中，花牛山和洗腸井玄武巖顯示出的弱的輕稀土虧損－平坦、重稀土略為富集模式，反映出其與蛇綠巖（N-MORB）環(huán)境下的稀土配分特征具有一定的親緣性，這與前人［18－20］認(rèn)為花牛山與洗腸井火山巖屬蛇綠巖組成的部分認(rèn)識(shí)一致。伊哈托里玄武巖的LREE/HREE值變化范圍為1.46～4.13，δEu為0.93～1.08；希熱哈達(dá)玄武巖的LREE/HREE值變化范圍為1.16～1.46，δEu為0.91～0.96。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖中（圖4b），伊哈托里和希熱哈達(dá)地區(qū)火山巖表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土平坦、銪異常不明顯的特征。

從原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖4c，d）中可見，研究區(qū)火山巖均呈現(xiàn)出大離子親石元素K、Ba等一定程度的富集，這表明巖石可能遭受了后期的蝕變作用。其中：洗腸井和花牛山火山巖中高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb相對(duì)虧損，其余高場(chǎng)強(qiáng)元素（Zr、Hf、Ti等）變化相對(duì)穩(wěn)定，且從Nb向右各樣品的標(biāo)準(zhǔn)化模式基本相似，配分曲線較為平坦（圖4c）；伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖中Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素顯示不同程度的虧損，具有類似于島弧火山巖的特征（圖4d）。

圖1 甘蒙北山地區(qū)蛇綠巖帶及火山巖分布圖（據(jù)腳注① 何世平.甘肅內(nèi)蒙古北山地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨肮派貧ぱ莼芯繄?bào)告.西安：西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，1999.修編）Fig.1 Sketch map showing the distribution of ophiolite belts and the volcanic rocks in Beishan area（after footnote①）

圖2 北山奧陶紀(jì)火山巖顯微照片F(xiàn)ig.2 Microphotograph of ordovician volcanic rocks in Beishan

表1 北山奧陶紀(jì)火山巖主量、微量及稀土元素分析結(jié)果Table 1 Analytical results of major element，trace element and REE of Ordovician volcanic rocks from Beishan area

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

圖3 北山奧陶紀(jì)火山巖Zr/TiO2－Nb/Y圖解（a）（底圖據(jù)文獻(xiàn)［15］）及TFeO/MgO-w（SiO2）圖解（b）（底圖據(jù)文獻(xiàn)［16］）Fig.3 Zr/TiO2－Nb/Y diagram（base map after reference［15］）and TFeO/MgO-w（SiO2）diagram （base map after reference［16］）for Ordovician volcanic rocks in in Beishan area

圖4 北山奧陶紀(jì)洗腸井和花牛山（a，c）、伊哈托里和希熱哈達(dá)（b，d）火山巖稀土元素配分模式圖及微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized spidergrams of Ordovician volcanic rocks from Xichangjing and Huaniushan（a，c），Yihatuoli and Xirehada（b，d），Beishan area

火山巖的Zr/Nb值可分為2組：花牛山火山巖的Zr/Nb值為13.54～18.66，介于 N-MORB與EMORB之間；洗腸井、伊哈托里及希熱哈達(dá)火山巖的Zr/Nb值均大于30.00，類似于 N-MORB（NMORB的Zr/Nb＞30.00，E-MORB的Zr/Nb比值約為10［21］）。位于北山北部地區(qū)的伊哈托里、希熱哈達(dá)基性火山巖Nb/La值均小于或等于0.3，與島弧火山巖相類似（Nb/La＜0.3［22］）；而花牛山、洗腸井火山巖的 Nb/La值（分別為0.72～1.06，平均值0.90；0.39～0.54，平均值0.45）均大于0.3，可與N-MORB類比，明顯不同于E-MORB（1?Nb/La＜2［23］）。洗腸井、花牛山基性火山巖 Ha/Th平均值（19.48，8.15）與 Condie［23］給出的 N-MORB（Ha/Th≥8.00）相一致；而伊哈托里、希熱哈達(dá)基性火山巖 Ha/Th平均值（2.38，1.85）則與其給出的島弧玄武巖（Ha/Th＜8.00）相類似。

5 討論

5.1 形成環(huán)境

高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）如 Zr、Hf、Nb、Ta，以及REE和Ti、Y等元素活動(dòng)性小，是研究火山巖形成環(huán)境、巖漿成因的可靠指標(biāo)［24］。本文的微量元素研究表明，洗腸井、花牛山火山巖總體來看顯示出類似洋中脊火山巖的地球化學(xué)特征，伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖的微量元素特征則顯示類似島弧玄武巖的特征；在 Th-Hf/3-Nb/16玄武巖類構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖5）中，北山洗腸井、花牛山一帶火山巖投點(diǎn)主要落入洋中脊玄武巖區(qū)，這與花牛山玄武巖被認(rèn)為是北山南部輝銅山－花牛山蛇綠巖帶的組成部分，洗腸井玄武巖為紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖的組成部分的認(rèn)識(shí)一致（前已述及）；而希熱哈達(dá)和伊哈托里火山巖則主要顯示火山弧玄武巖特征。在Th-Hf/3-Nb/16玄武巖類構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖5）中，盡管花牛山部分點(diǎn)落入正常洋中脊環(huán)境，部分點(diǎn)落入富集型洋中脊玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖投點(diǎn)區(qū)，這從構(gòu)造環(huán)境的角度是可以解釋的。因?yàn)楸鄙綇恼鸬┘o(jì)開始地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境顯示拉張?zhí)卣?，北山早古生代蛇綠巖的出現(xiàn)代表了拉張裂解最為強(qiáng)烈階段即洋殼的出現(xiàn)，因此花牛山玄武巖部分投點(diǎn)有可能落入板內(nèi)環(huán)境，花牛山玄武巖的判別圖可能反映了大陸裂谷環(huán)境向大洋環(huán)境的轉(zhuǎn)化；洗腸井火山巖在Th-Hf/3-Nb/16玄武巖類構(gòu)造環(huán)境判別圖解中總體則顯示出正常洋中脊火山巖的地球化學(xué)特征，與目前認(rèn)為該處火山巖屬紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖的組成部分的認(rèn)識(shí)一致；伊哈托里、希熱哈達(dá)火山巖在 Th-Hf/3-Nb/16玄武巖類構(gòu)造環(huán)境判別圖解中則顯示島弧玄武巖特征。

圖5 北山奧陶紀(jì)火山巖Th-Hf/3-Nb/16構(gòu)造環(huán)境判別圖（底圖據(jù)文獻(xiàn)［25］）Fig.5 Th-Hf/3-Nb/16tectonic setting discrimination diagram for Ordovician volcanic rocks in Beishan area（base map from reference［25］）

Ernst等［26］認(rèn)為由于大陸地殼或巖石圈的混染作用可以給出似消減帶型號(hào)，從而會(huì)導(dǎo)致將大陸玄武巖誤判成島弧玄武巖。通常很高的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化 Th/Nb值（?1.00）［27］、低 Nb/La值（＜1.00）［28］是大陸玄武巖受到地殼混染的可靠判定指標(biāo)。那么本區(qū)伊哈托里、希熱哈達(dá)顯示島弧特征地區(qū)的玄武巖樣品是真正島弧巖漿作用形成還是遭受了地殼混染作用？伊哈托里玄武巖ThN/NbN值變化范圍為1.83～5.99，平均值為4.20，Nb/La值變化范圍為0.28～0.42，平均值為0.33；希熱哈達(dá)玄武巖ThN/NbN值變化范圍為4.59～5.26，平均值為4.80，Nb/La值變化范圍為0.25～0.30，平均值為0.27。2處樣品均顯示了原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化Th/Nb值（?1.00）和低 Nb/La值（＜1.00）的特征。大陸伸展環(huán)境下源自于陸下富集地幔部分熔融作用形成的火成巖，在受到較為強(qiáng)烈的地殼混染作用后，也能表現(xiàn)出高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta負(fù)異常等島弧火山巖的特征［21，29］。因此，對(duì)于那些具有消減帶型號(hào)的基性熔巖，可根據(jù)受混染作用影響較小的元素Zr質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Zr/Y 值或利用 Zr/Y-w（Zr）的圖解進(jìn)行判別［29］。盡管伊哈托里、希熱哈達(dá)2處火山巖在Zr/Y-w（Zr）圖解中的投點(diǎn)位于板內(nèi)玄武巖區(qū)內(nèi)或偏移至板內(nèi)玄武巖區(qū)左側(cè)（圖6）；但伊哈托里、希熱哈達(dá)2處火山巖Zr質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為92.70×10－6和88.55×10－6，Zr/Y平均值分別為6.16、3.73，這均與大陸玄武巖的Zr質(zhì)量分?jǐn)?shù)及Zr/Y值一致（Zr質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞70.00×10－6，Zr/Y＞3.00［26］）；此外，2處樣品均具原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化Th/Nb值（?1.00）、低 Nb/La值（＜1.00）、Zr/Nb值類似于 N-MORB及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中缺乏明顯的Nb、Ta、Ti負(fù)異?！奥∑稹钡奶卣?。以上證據(jù)暗示了本區(qū)伊哈托里、希熱哈達(dá)地區(qū)火山巖巖漿在上升過程中遭受了一定程度的地殼混染作用，該區(qū)火山巖（板內(nèi)玄武巖）由此表現(xiàn)出了島弧火山巖的特征。

圖6 北山奧陶紀(jì)伊哈托里、希熱哈達(dá)火山巖Zr/Y-w（Zr）構(gòu)造環(huán)境判別圖（底圖據(jù)文獻(xiàn)［30］）Fig.6 Zr/Y-w （Zr）tectonic setting discrimination diagram for Ordovician volcanic rocks in Yihatuoli and Xirehada in Beishan area（base map from reference［30］）

5.2 區(qū)域構(gòu)造演化對(duì)形成環(huán)境的約束

北山存在4條蛇綠巖（蛇綠混雜巖）帶（紅石山－百合山－蓬勃山、芨芨臺(tái)子山－小黃山、紅柳河－牛圈子－洗腸井、輝銅山－帳房山，圖1）。前人以蛇綠巖研究為基礎(chǔ)，對(duì)于北山地區(qū)早古生代構(gòu)造演化主要存在以下認(rèn)識(shí)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為石板井－小黃山蛇綠巖帶為早古生代縫合帶［5，31－32］；另一種觀點(diǎn)將紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖帶作為早古生代縫合帶［18，33］。蛇綠巖的化石年代及同位素年代學(xué)研究表明［5，19，34－38］，北山僅 有 紅 柳 河 － 牛 圈 子 － 洗腸井蛇綠巖帶（紅柳河蛇綠巖的時(shí)代也存在早寒武世［34］與早志留世［39］的認(rèn)識(shí)）及輝銅山蛇綠巖屬早古生代（奧陶紀(jì)）蛇綠巖，兩者可能同為一個(gè)洋殼的殘余；芨芨臺(tái)子山－小黃山蛇綠巖的形成時(shí)代為早石炭世［38，40］，其與北山早古生代洋盆演化沒有關(guān)系，它是晚古生代（石炭紀(jì)－二疊紀(jì)）碰撞造山期后陸內(nèi)伸展作用的產(chǎn)物［38］；那么位于其北部的伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖，則不可能為前人［5］所認(rèn)為的芨芨臺(tái)子山－小黃山蛇綠巖所代表的洋盆俯沖－消減所引發(fā)的島弧火山－巖漿作用下形成的火山巖。從紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖所代表的洋盆的形成時(shí)代來看，北部伊哈托里、希熱哈達(dá)火山巖最有可能是紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖代表的洋盆向北俯沖－消減所引發(fā)的島弧火山－巖漿作用的地質(zhì)記錄。以紅柳河－牛圈子－洗腸井蛇綠巖帶作為早古生代縫合帶的學(xué)者們認(rèn)為古洋盆自南向北俯沖［18，33，41－43］，俯沖開始時(shí)間為志留紀(jì)；因此北山 北部伊哈托里、希熱哈達(dá)火山巖也不可能為其俯沖－消減所形成的島弧火山巖，因?yàn)閮烧咴跁r(shí)空關(guān)系上并不配套。

北山從震旦紀(jì)開始地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境顯示拉張?zhí)卣鳎翃W陶紀(jì)時(shí)拉張強(qiáng)烈地段出現(xiàn)洋殼，現(xiàn)今表現(xiàn)為北山早古生代代表洋殼殘余的蛇綠巖，如北山南部洗腸井和花牛山等地火山巖均為奧陶紀(jì)蛇綠巖的組成部分；北山北部在奧陶紀(jì)時(shí)處于伸展作用的構(gòu)造背景之下，具體表現(xiàn)為伊哈托里和希熱哈達(dá)等地的火山巖微量元素具板內(nèi)火山巖的特征。伊哈托里和希熱哈達(dá)位于明水－旱山微陸塊北緣，自中奧陶世開始出現(xiàn)陸緣火山活動(dòng)和碎屑巖沉積相伴，一直持續(xù)到晚奧陶世，形成伊哈托里－希熱哈達(dá)陸緣火山活動(dòng)帶，火山活動(dòng)從中奧陶世早期由微量的火山噴發(fā)開始，經(jīng)中期中性、中基性噴發(fā)，至晚奧陶世早期該區(qū)的基性火山巖活動(dòng)結(jié)束。結(jié)合構(gòu)造演化分析，筆者認(rèn)為在奧陶紀(jì)時(shí)伊哈托里、希熱哈達(dá)處于伸展拉張的背景之下，該區(qū)火山巖應(yīng)屬明水－旱山微陸塊北緣裂谷火山巖，并非古亞洲洋向南俯沖而形成的島弧火山巖［5，14］。

6 結(jié)論

1）北山花牛山和洗腸井奧陶紀(jì)火山巖的稀土元素特征與N-MORB具有親緣性，微量元素呈NMORB特征，總體反映其形成環(huán)境為洋中脊環(huán)境，洋中脊火山巖主要與蛇綠巖的形成關(guān)系密切。

2）伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖的稀土及微量元素呈現(xiàn)出島弧火山巖的信息，經(jīng)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化Th/Nb值（?1.00）和低 Nb/La值（＜1.00）判定后，認(rèn)為伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖遭受地殼混染作用，Zr含量、Zr/Y值顯示其板內(nèi)玄武巖的特征。

3）結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化分析，認(rèn)為北山南部花牛山和洗腸井奧陶紀(jì)火山巖應(yīng)形成于洋中脊環(huán)境，北山北部伊哈托里和希熱哈達(dá)火山巖則分別為中、晚奧陶世時(shí)形成于伸展裂解環(huán)境下的產(chǎn)物。

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