2018, Vol. 34
2. 河北地质大学资源学院, 石家庄 050031
2. College of Resources, Hebei GEO University, Shijiazhuang 050031, China
兴蒙造山带是中亚造山带的重要组成部分，其复杂的演化历史一直是研究者们关注的课题。尤其是晚古生代的构造格局和演化，存在着由来已久的争论。在板块构造体制、蛇绿岩的成因、区域构造格局和造山带类型方面都有不同认识：一种观点认为古生代时期古亚洲洋发育连续的南、北向俯冲及长期的沟-弧-盆体系，形成多个加积楔，至三叠纪初俯冲结束而形成索伦-西拉木伦缝合带(Li, 2006; Xiao et al., 2003, 2009, 2015)；第二种观点认为古亚洲洋发育南、北两个分支，北支为贺根山蛇绿岩，代表从早古生代到晚石炭世的向北西俯冲，之后闭合成为一条重要的缝合带；而南支则发育双向俯冲，自早古生代持续到晚古生代末期，最终于晚二叠世到早三叠世闭合(Liu et al., 2017)；第三种观点认为古亚洲洋在早古生代早期经历了南、北双向俯冲，在晚泥盆世发生闭合形成兴蒙造山带，之后处于伸展构造环境(何国琦和邵济安，1983；Shao，1989；Tang，1990；邵济安，1991；唐克东等，1992)，发育陆内裂谷及小型海盆等构造单元，并在早三叠世受到秦岭-大别中央造山带和蒙古-鄂霍次克造山带的远距离效应而形成兴蒙陆内造山带(Xu and Chen, 1997；Xu et al., 2013；徐备等，2014；Zhao et al., 2015, 2016a, b, 2017)。任纪舜等(2013)在新编1:500万国际亚洲地质图提出中亚地区石炭-二叠纪火山岩并不是形成于岛弧环境，而是形成于拉张裂陷环境。简言之，第一、二种观点主张从大洋俯冲到碰撞造山的单阶段发育模式，所有的蛇绿岩都被视为由原始洋壳演变的SSZ型；而第三种观点则持早古生代闭合-晚古生代伸展、再闭合的双阶段发展模式，晚古生代蛇绿岩并不代表原始大洋而是陆内小洋盆。
2013年开始执行的科技部“973”项目《兴蒙造山带构造叠合与大规模成矿作用》对兴蒙造山带晚古生代构造格局及演化开展了全面系统的研究，从大地构造、沉积建造、岩浆作用和变质作用等方面提出多种制约，建立了晚古生代从伸展构造体制到陆内造山过程的新模式，本文旨在对此做简要介绍。为了强调中国北方东部早、晚古生代大地构造格局和演化的不同，笔者在本文中使用“兴蒙陆内造山带(Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt, XMIOB)”这一名词，专门描述晚古生代到中生代初的陆内伸展及陆内造山过程，而前人提出的“兴蒙造山带(Xing-Meng Orogenic Belt, XMOB)”则用于概括早古生代古亚洲洋的俯冲及闭合过程。
1 晚古生代构造格局根据对内蒙古中西部晚古生代构造格局的总体认识，可将研究区划分为以下五个构造单元：(1)早石炭世二连-贺根山裂谷带；(2)晚石炭世陆表海盆地；(3)早二叠世爱力格庙-二连伸展构造带；(4)早-中二叠世盆岭构造带；(5)晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带(图 1)。
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图 1 内蒙古中西部晚古生代构造单元示意图 Fig. 1 Schematic diagram of the Late Paleozoic tectonic unit in middle-western Inner Mongolia |
20世纪80年代，在板块构造理论指导下，我国学者对贺根山地区以基性-超基性岩为特征的岩石组合进行了初始研究，认为其代表了华北板块与西伯利亚板块之间重要的缝合线，被称为贺根山蛇绿岩带(刘家义等，1982)。地质年代学研究表明贺根山蛇绿岩带至少可分解出3个时代，即330~360Ma、290~300Ma和125~140Ma，地球化学研究结果也提出SSZ型或伸展背景(Miao et al., 2008；Jian et al., 2012；Zhang et al., 2015；Song et al., 2015)；大地构造学研究认为该带属于发育在陆壳基底之上的伸展构造(徐备等，2014)或是代表古亚洲洋闭合的最后位置(Liu et al., 2017)。近年来重要的进展是在内蒙古贺根山3756铬铁矿体中发现或再次证实有金刚石、碳硅石及其他自然元素类、金属互化物类、氧化物类、硫化物类、硅酸盐类等30余种深部地幔矿物，并由此提出了内蒙-大兴安岭造山带晚古生代蛇绿岩带的铬铁矿可能为深部成因(黄竺等, 2014, 2015)。
笔者从大地构造研究角度提出早石炭世二连-贺根山裂谷带的观点，认为继泥盆纪中晚期以温都尔庙群为代表的古亚洲洋闭合形成南、北双冲造山带之后, 早石炭世(360~330Ma)在北部造山带和兴安-艾力格庙地块范围内，发育了北北东向延伸的二连-贺根山裂谷带，现今南北宽约150km，东西延伸500km。根据岩性及层序的不同，可分为轴部带及边缘带(图 2a, b)。轴部带以具大洋性质的蛇绿岩连续组合为特征，边缘带则夹较厚的硅质岩及灰岩。
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图 2 贺根山伸展构造带地质略图及柱状图 文献数据来源：(1) Jian et al., 2012; (2) Song et al., 2016; (3) Li et al., 2018; (4) Zhang et al., 2015; (5) Yang et al., 2017; (6) 孙立新等, 2013; (7)徐备, 未发表 Fig. 2 Simplified geological map and Column for the Hegenshan extensional structural belt |
轴部带以贺根山地区为代表(图 2d)，下部为方辉橄榄岩相的大量纯橄岩、橄长岩和辉长岩脉；纯橄岩透镜体规模小，常分段集中，密集成群，成带出现，形成大型铬铁矿床如3756号矿床；中部堆晶岩相主要由纯橄岩、含长纯橄岩、橄长岩、辉长岩和少量斜长岩组成，产出具有工业价值的小型铬铁矿床(黄竺等，2015)；上部为玄武岩、硅质岩及细碎屑岩。已有研究表明，其基性-超基性岩时代为354~333Ma，并形成于软流圈上涌和岩石圈伸展环境(Jian et al., 2012)。
边缘带见于二连东北的本巴图地区和西乌旗以东的迪彦林场地区。本巴图地区蛇绿岩由超镁铁质岩、玄武岩、辉长岩、斜长花岗岩等组成，其形成时代为356~345Ma(图 2c，Zhang et al., 2015; Yang et al., 2017)。在本巴图盆地南缘，已经发现变质凝灰质砂岩，其碎屑年龄峰值为428Ma，应属晚泥盆世泥鳅河组，其时代早于蛇绿岩，故应为蛇绿岩的基底(张焱杰等，2018)。南东部边缘带见于西乌旗以东的迪彦林场地区(图 2e)，下部为灰白色厚层硅质岩夹灰岩，上部为橄榄岩、辉长岩夹白色硅质岩透镜体，已报道辉长岩的形成时代为340~361Ma(Song et al., 2015; Li et al., 2018)。
1.2 晚石炭世陆表海盆地(C2IS)Zhao et al.(2016a, b)通过系统研究晚石炭世不同典型剖面的地层层序、生物面貌、沉积构造和物质来源，揭示晚石炭纪世古地理环境属于以碎屑岩和碳酸盐为特征的陆表海，未见代表深海沉积的岩性组合(图 3a, b)。在内蒙古中部，代表陆表海盆地的沉积以晚石炭世本巴图组碎屑岩和阿木山组灰岩为明显标志，其分布范围从二连向南经南、北造山带直达华北板块北缘。二连东北的本巴图地区是本巴图组-阿木山组出露的最北部位置，可以代表晚石炭世陆表海的北界。地层由碎屑岩、碳酸盐夹火山岩组成(图 3d)，其中安山岩的年龄为314Ma(Zhang et al., 2015)。再向南无论是西部从苏尼特左旗(图 3e)到苏尼特右旗(图 3c)，还是东部西乌旗(图 3f)到华北板块敖汉旗(图 3h), 都分布着以厚层灰岩为特征的碳酸盐沉积，其中富含各类腕足、珊瑚等化石(内蒙古自治区地质志矿产局，1991)，代表温暖、透光性及流通性好的滨海环境，是陆表海的中心位置。
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图 3 晚石炭世陆表海沉积范围(据Zhang et al., 2012; 张兴洲等，2012; Xu et al., 2013; Zhao et al., 2016a, b; 张焱杰等, 2018修改) Fig. 3 Deposits range of inland sea in the Late Carboniferous (modified after Zhang et al., 2012; Zhang et al., 2012; Xu et al., 2013; Zhao et al., 2016a, b; Zhang et al., 2018) |
这些晚石炭世地层与早期建造有两种关系。一种是超覆，即超覆在不同类型的地质体之上，如在苏尼特左旗到苏尼特右旗一带，覆于以温都尔庙群为代表的早古生代俯冲加积楔之上；而在西乌旗地区则覆于以锡林郭勒杂岩为代表的艾力格庙-兴安地块早古生代陆缘褶皱带之上。这种广泛的超覆现象说明早古生造山带结束之后的早石炭世发生了隆升、剥蚀和夷平作用，而晚石炭世才进入稳定陆表海沉积阶段。另一种是连续沉积关系，例如在二连-贺根山裂谷带的本巴图和迪严庙地区，笔者野外观察发现晚石炭世碎屑岩-碳酸盐沉积与下伏蛇绿岩的硅质岩为连续沉积关系，说明从早石炭世的裂谷沉积作用过渡为晚石炭世的陆表海沉积(张焱杰等，2018)。
总之，晚石炭世全区广泛发育以本巴图组和阿木山组灰岩为特征的碳酸盐沉积，代表温暖的气候条件和适宜生物生长的地理条件。研究表明，5~30m的浅水是生物产率最高的水深范围，最利于碳酸盐地层的形成，因此晚石炭世的碳酸盐-碎屑岩沉积反映了持续的陆表海环境，为晚古生代岩相古地理研究提供了最重要、最直观的滨浅海沉积证据。
值得注意的是在330~310Ma的晚石炭世早期，与陆表海沉积同时发育的双峰式侵入岩和火山岩广泛分布，暗示在稳定沉积背景下蕴育的伸展体制深部过程已经开始。
1.3 晚石炭世末-二叠纪伸展构造格局近年的沉积古地理研究已经揭示，晚石炭世末-二叠纪在兴蒙造山带基底上发育三期伸展构造：第一期(302~298Ma)见于内蒙古北部二连-艾力格庙地区；第二期(290~260Ma)在内蒙古中西部广泛分布；第三期(260~250Ma)见于索伦山到温都尔庙地区的乌兰沟(图 1)。
1.3.1 早二叠世爱力格庙-二连伸展构造带(P1AEEB)见于二连-爱力格庙地区，其识别标志来自于对沉积建造的详细分析。对二连东北的本巴图盆地和西南的爱力格庙地区实测剖面研究显示(张焱杰等，2018；王世超等，2019)，这些地层以巨厚层黑色泥岩夹透镜状凝灰质砂岩和凝灰岩为特征，连续出露厚度数百米到数千米(图 4a)。黑色泥岩为巨厚层状，块状构造，成分均为凝灰质，没有任何层理构造(图 4b)，反映快速沉积、快速沉降的形成过程，具有前三角洲的沉积特征；凝灰质砂岩分选不好，含大量凝灰质，内部具有定向排列的扁平黑色泥岩砾石(图 4c, d)，其形成应与滑塌型重力流有关，反映盆地充填过程中充足的近源物质供应和快速的基底沉降作用，属于三角洲前缘沉积。这些特征说明沉积环境是有大量火山喷发的陆内裂谷而不是正常的滨海环境。来自二连和艾力格庙的凝灰质砂岩及凝灰岩显示302~298Ma的最年轻谐和年龄(图 4e)，证明第一次裂谷发育时间为石炭纪与二叠纪之交。
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图 4 爱力格庙-二连伸展构造带(据张焱杰等, 2018；王世超等, 2019) Fig. 4 Airgin Sum-Erenhot Extensional structural belt(after Zhang et al., 2018; Wang et al., 2019) |
广泛见于内蒙古中西部，由低洼的裂谷断陷盆地与地形相对较高的隆起组成，可称为盆-岭构造。它北起东乌旗地区，向南延伸到西拉木伦河，南北宽度300余千米，呈近北东向延伸600多千米。从北向南可以划分出乌斯尼黑隆起、西乌凹陷、达青隆起、毡铺凹陷、黄岗梁隆起、林西凹陷等6个北东向延伸的次级单元(图 5)。
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图 5 晚石炭世末-二叠纪盆岭构造分布图 Fig. 5 Map of basin-ridge structures in the Late Carboniferous-Permian |
乌斯尼黑隆起 位于西乌旗北西部，呈北东向延伸，南界位于赛汉诺尔-乌兰哈拉嘎-高日罕罕乌拉一线(图 6a)。其最下部为贺根山蛇绿岩的东延部分，北部、南部分别被本巴图组-阿木山组碎屑岩及碳酸盐沉积和格根敖包组砾岩所超覆(图 7a, b, 鲍庆中等，2011)。乌斯尼黑以北的本巴图组-阿木山组碎屑岩为滨浅海相，最年轻锆石年龄峰值为312Ma和307Ma(Zhao et al., 2016a, b)代表陆表海北缘的位置。乌斯尼黑以南的格根敖包组为粗碎屑沉积，含大量下伏贺根山蛇绿岩的组分，无分选，含大量基质，其中所夹火山角砾岩时代为302Ma，代表隆起南缘的滑塌堆积(图 7c, Jian et al., 2012；Zhou et al., 2015)。
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图 6 内蒙古中部盆-岭构造剖面对比图(上图：沉积序列柱状对比；下图：盆岭构造剖面示意图) Fig. 6 Comparison of stratigraphic columns and section for basin-ridge in Central Inner Mongolia |
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图 7 盆岭构造中的接触关系及盆地充填特征 (a)乌斯尼黑隆起的本巴图-阿木山组超覆于贺根山蛇绿岩之上(鲍庆中等，2011)；(b)乌斯尼黑隆起的格根敖包组超覆于贺根山蛇绿岩之上(鲍庆中等，2011)；(c)乌斯尼黑隆起边缘的格根敖包组滑塌砾岩; (d)西乌凹陷中寿山沟组中的植物化石; (e)毡铺凹陷中寿山沟组厚层黑色泥岩夹薄层凝灰岩；(f)毡铺凹陷的中厚层凝灰质砂岩夹泥岩；(g)毡铺凹陷的寿山沟组再搬运的砾石及生物碎屑灰岩砾石；(h)林西凹陷中哲斯组巨厚层粗碎屑沉积 Fig. 7 Contact relation and basin filling features in basin-ridge structures |
西乌凹陷 以西乌旗所在地为中心，南北宽约20km, 东西延伸超过百余千米，凹陷内地层下部为寿山沟组，上部为哲斯组(图 6b)。寿山沟组由巨厚层灰黑色凝灰质粉砂岩夹砂岩和灰岩透镜体组成，含植物及动物化石(图 7d)，其最年轻锆石年龄峰值为288Ma。哲斯组分布于凹陷中心，为凝灰质砂岩和生物碎屑灰岩。
达青隆起 分布在西乌旗以南浩热图高勒到达青牧场范围内，南北宽约20km, 东端以米韩高巧高鲁一带出露的晚石炭世碳酸盐地层为界，向西南延伸可达锡林浩特以南。隆起内出露从早中古生代造山带基底到晚石炭世的侵入岩和碎屑岩-碳酸盐建造，属于盆-岭构造中典型的“岭”(图 6c)。早中古生代造山带由变质变形的锡林郭勒杂岩、早古生代侵入岩和火山岩为代表，时代范围从457Ma到411Ma(施光海等, 2003; Chen et al., 2009; 薛怀民等，2009; 葛梦春等，2011；Liao et al., 2017)，并被330~315Ma的双峰式侵入岩即花岗岩及辉长岩所侵入(鲍庆中等，2007；庞崇进等，2018)。之上为未变质的晚石炭世本巴图组和阿木山组砂岩、生物碎屑灰岩及火山岩互层，属于滨浅海建造(邵济安等，2017)。火山岩同样具有双峰式组合的特征，包括英安岩和玄武质岩，其时代为322~315Ma(Liu et al., 2013；庞崇进等，2018)。需要特别指出，本隆起的南界是一条宽1~3km的韧性剪切带，从克旗煤矿到迪彦林场呈北东向延伸70余千米，本文称为北部断裂带。
毡铺凹陷 位于北部断裂带以南，从白音查干向塔宾庙一线延伸约百余千米，属于盆-岭构造中典型的“盆”，主要沉积早二叠世寿山沟组(图 6d)。该组有两类典型沉积相，一类为前三角洲相，由巨厚黑色凝灰质粉砂岩、泥岩夹薄层凝灰岩(图 7e)、凝灰质细砂岩组成，黑色泥岩块状构造，内部无层理，或夹白色细纹层理，薄层砂岩有斜层理；另一类为三角洲前缘相，表现为中厚层凝灰质砂岩夹泥岩(图 7f)，砂岩中有再搬运的砾石及生物碎屑灰岩砾石(图 7g), 发育水平层理或斜层理。凝灰质砂岩的最年轻锆石年代为280~290Ma。
黄岗梁隆起 位于黄岗梁林场到新林镇一线，以西乌旗境内大兴安岭主峰的中生代侵入岩为界与塔宾庙凹陷分隔，其建造主体为二叠纪火山岩，夹少量碎屑岩(图 6e)。西南段以黄岗梁地区五道石门枕状玄武岩夹硅质岩为代表(玄武岩年龄为277Ma；王炎阳等，2014)；东北段以八楞山地区发育玄武岩、玄武安山岩和英安岩层序，具双峰式火山岩特征，英安岩时代为263Ma(笔者未发表资料)。
林西凹陷 位于林西镇-经棚镇-新城子镇一带，南界沿杏树洼-柯单山一线展布(图 6f)。笔者近年的工作表明，杏树洼和柯丹山地区发育向北西展布的早、中二叠世滑塌堆积，揭示该带具有同沉积断裂的性质，本文称为南部断裂带。林西凹陷的充填层序包括下、中、上三部分, 下部早二叠世寿山沟组见于杏树洼和柯单山，主要为厚层硅质岩、厚层含砾粉砂岩和砂岩泥岩旋回。最大砾石可达米级，多为灰岩。物源中有大量华北克拉通的碎屑成份，最年轻锆石组的峰值为288Ma(笔者未发表资料)。该组含辉长岩、橄榄岩等蛇绿岩组分，但受后期剪切变形被肢解。中部中二叠世哲斯组发育向北西展布的快速充填巨厚层粗碎屑沉积并伴随火山活动与同沉积构造，从水下扇相沉积转变为过补偿盆地和干旱型冲积扇相沉积，揭示沉积环境由海相变为陆相、碎屑物供应不断增多的盆地充填过程(图 7h; 徐严等，2018；栗进等，2018)。上部晚二叠世林西组下段由灰绿色、灰紫色砂岩、砾岩、粉砂岩及少量粉砂质泥岩组成；上段主要为灰黑色泥岩、粉砂质泥岩，夹细砂岩、粉砂岩等，含有丰富的淡水双壳类、叶肢介和植物化石，应为半深湖亚陆相沉积环境。最年轻的碎屑锆石年龄峰值为256~258Ma，属晚二叠世(韩杰等，2011；王丹丹等，2016)。
1.4 晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带(P3SWEB)这类建造以形成红海型小洋盆为特征，见于温都尔庙地区的乌兰沟和索伦山等地。晚二叠世-早三叠世基性-超基性岩在温都尔庙的乌兰沟地区和吉中地区均有报道，并被认为形成于红海型小洋盆环境(初航等，2013；王子进等, 2013)。在索伦山地区，晚二叠世沉积岩剖面表现为由滑塌堆积到浊积岩的连续层序(图 8a, b), 最年轻的碎屑锆石年龄峰值为257Ma (图 8c)，这类建造的形成时代稍晚于索伦蛇绿岩(257~263Ma，Luo et al., 2016), 代表盆地打开之后的充填过程，也反映红海型小洋盆的发育。
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图 8 索伦山晚二叠世从滑塌堆积到浊积岩的实测剖面 Fig. 8 The Late Permian cross section from slump accumulation to turbidite in Solonker |
综合“973”项目的研究成果，晚古生代与伸展过程有关的岩浆活动可分四期：1)早石炭世贺根山期；2)晚石炭世达青牧场期；3)早二叠世大石寨期；4)二叠末-三叠初索伦山期。
2.1 早石炭世贺根山期该期岩石组合分布在二连东北、贺根山、乌斯尼黑、迪彦林场等地，其形成时代为330~360Ma(Jian et al., 2012; Song et al., 2015; Yang et al., 2017; Li et al., 2018)。Jian et al.(2010)根据地球化学分析指出贺根山地区蛇绿岩应是岩石圈伸展引起软流圈上涌过程的产物；Yang et al.(2017)研究发现二连东北部的流纹岩源于蛇绿岩中玄武岩组份的部分熔融，而斜长花岗岩则来源于含水辉长岩的部分熔融，它们都与地幔上涌造成陆壳伸展而形成的红海型洋盆和海底扩张有关。值得注意的是，近年来在该裂谷带范围内发现了多处前寒武纪岩石和早古生代造山带基底，例如孙立新等(2013)发现的苏尼特左旗元古代花岗片麻岩应属于贺根山蛇绿岩的基底；笔者对朝克山地区蛇绿岩附近的变质岩进行的碎屑锆石年代测定表明其为早古生代地层(图 2)；二连东北地区的区域地质研究表明，蛇绿岩的基底应为晚泥盆世泥鳅河组的磨拉石沉积(张焱杰等，2018)。因此贺根山蛇绿岩应发育于具有前寒武纪古老基底和早古生代造山带年轻基底的陆壳伸展区(徐备等，2014)。据此分析，笔者初步建立了二连-贺根山裂谷带构造模式，提出贺根山蛇绿岩产生于陆壳伸展区而非大洋中脊的深部岩浆过程，但具体形成机制尚待研究(图 9)。
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图 9 贺根山蛇绿岩形成的模式图(据Yang et al., 2014; Das et al., 2017修改) Fig. 9 The model diagram of ophiolite formation in Hegenshan(modified after Yang et al., 2014; Das et al., 2017) |
该期岩浆岩主要沿北造山带分布，以基性和酸性岩浆构成的双峰式侵入岩和火山岩为特征。酸性岩包括苏尼特左旗、苏尼特右旗到锡林浩特及其邻区的和宝力格组火山岩以及花岗质侵入岩(徐备等，2014及其参考文献)。
双峰式侵入岩的辉长岩在锡林浩特市和西乌旗以南均有分布，时代为311~317Ma，地球化学研究揭示它们主要落在板内岩浆和盆-岭省岩浆的区域内(图 10)。Sr-Nd-Hf同位素研究表明其来源于亏损地幔源区的部分熔融。辉长岩中普遍出现角闪石，表明其源区是富水的。李玉文等(1995)在苏尼特左旗附近发现了主要由角闪石和斜长石组成的堆晶角闪辉长岩，也表明了富水条件。因此，这些辉长岩可能形成于区域伸展背景下富水地幔的部分熔融，在岩浆上升过程中可能经受了地壳物质的混染作用(庞崇进等，2018)。
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图 10 达青牧场期、大石寨期基性岩的Zr-Zr/Y (a)和Zr/Sm-Sr/Nd-Ti/V (b)构造判别图解 数据来源：晚石炭世基性侵入岩据Chen et al., 2009; Pang et al., 2016；Zhou et al., 2016；晚石炭世基性火山岩据汤文豪等, 2011; 潘世语等, 2012; Liu et al., 2013；Zhu et al., 2017；早二叠世基性侵入岩据赵磊等，2011; Qiao et al., 2017；早二叠世基性火山岩据Zhang et al., 2008, 2011; Zhu et al., 2017 Fig. 10 Structural discrimination diagrams of Zr vs. Zr/Y (a) and Zr/Sm-Sr/Nd-Ti/V (b) for basic rocks |
双峰式火山岩的玄武岩见于苏尼特左旗到西乌旗一带的本巴图组及阿木山组(汤文豪等, 2011; 潘世语等, 2012; Liu et al., 2013；李可等, 2014; Zhou et al., 2016)，地球化学研究显示玄武岩主要落在板内玄武岩和盆岭省玄武岩范围内(图 10)，属于具有类似弧岩浆特征的板内玄武岩。研究表明这些晚石炭世玄武岩是富水熔融(water flux melting)的产物，其形成过程应是在板内伸展背景下，板片析出富水流体/熔体交代并诱发上覆软流圈地幔部分熔融，产生具有类似弧玄武岩特征的玄武岩。(Wang et al., 2015, 2016b; Pang et al., 2016, 2017)。
上述双峰式火山岩和侵入岩的组合特征及其玄武岩的地球化学特征揭示达青牧场期岩浆活动产生于板内伸展的构造背景。
2.3 早-中二叠世大石寨期本期岩浆作用形成的岩石种类多样，分布广泛，包括双峰式火山岩、双峰式侵入岩和碱性岩。
双峰式火山岩以大石寨组双峰式火山岩为代表，见于大石寨、苏尼特左旗满都拉图镇东北、达茂旗北部的苏吉组火山岩以及镶黄旗一带的额里图组火山岩等地，已有较系统的研究(李可等，2015；Bi et al., 2017)。另外苏尼特左旗至西乌旗一带普遍发育早二叠世(290~280 Ma)双峰式、钾玄质-高钾钙-碱性火山岩(Zhang et al., 2008, 2011)。对其中玄武岩地球化学研究显示主要落在板内玄武岩和盆岭省玄武岩范围内(图 10)。
双峰式侵入岩可分两期。第一期为283Ma的辉长岩, 见于满都拉地区(晨辰等，2012；Qiao et al., 2018)，轻稀土元素相对亏损至弱富集，大离子亲石元素富集，高场强元素亏损，具有低初始87Sr/86Sr比值，高εNd(t)值和εHf(t)值，表明其来源于长期亏损的地幔。值得提及的是，其明显富集流体活动性元素(Rb、Ba和Sr)，表明地幔源区经历了晚期富水交代作用。满都拉辉长岩还相对富集Zr和Hf，被认为是板内岩浆的典型特征(图 10)，因此推测满都拉玄武岩和辉长岩形成于板内伸展的构造(Pang et al., 2017)。
第二期以四子王旗西圪旦辉长岩(266 Ma)为代表(Pang et al., 2017)，显示典型的辉长结构，相对富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，富集大离子亲石元素，具有一致的高的初始87Sr/86Sr比值，与华北北缘同期辉长岩的同位素组成相似。锆石氧同位素质量平衡及Sr-Nd同位素模拟计算结果表明，西圪旦辉长岩母岩浆没有经受明显的地壳物质混染作用，其同位素组成能够代表源区的特征。西圪旦辉长岩的Sr-Nd-Hf同位素组成表明其来源于华北北缘富集岩石圈地幔。微量元素分析表明西圪旦辉长岩来源于经历了板片来源流体/熔体交代的富集地幔源区，暗示华北北缘存在着长期富集的大陆下岩石圈地幔。西圪旦辉长岩普遍出现角闪石，表明其岩浆来自于高度富水的地幔源区，深部流体循环过程中的富水交代作用过程表明华北北缘和兴蒙造山带二叠纪辉长岩形成于板内伸展构造背景，而不是俯冲相关环境。
内蒙古地区发育南、北两条碱性岩带。北部碱性岩带分布于中蒙边境沿二连浩特-东乌旗一线，以大量晚石炭世末期至早二叠世碱性花岗岩、正长岩和双峰式火山岩发育为特征(Tong et al., 2015; Zhao et al., 2017)。该碱性岩带可与蒙古国南部同期伸展裂谷岩浆岩带相连，构成长2000余千米的碱性岩带。地球化学研究表明, 该套碱性花岗岩、碱性岩和双峰式火山岩侵位于陆壳伸展环境。Sr-Nd-Hf同位素表明其来源于亏损地幔源区的部分熔融。双峰式火山岩与陆相沉积地层共生，陆相地层中发现大量植物化石，说明该套碱性岩和双峰式火山岩侵位于陆内裂谷伸展环境(Zhao et al., 2017)。
南部碱性岩带沿华北板块北缘分布，以四子王旗、镶黄旗、赤峰和敖汉旗地区最为发育(Zhao et al., 2016a, b)。该碱性岩带主要以正长岩、石英正长岩、正常花岗岩和碱性花岗岩为特征，侵位年龄集中于271~259Ma，代表华北北缘中二叠世一次碱性岩浆事件(Zhao et al., 2016a, b)。地球化学结果表明，该套碱性岩和碱性花岗岩具有类似A型花岗岩的地球化学特征，并具有交代地幔成分与古老地壳混合的源区特征。该碱性岩带代表中二叠世华北板块北缘一次陆内伸展事件。
2.4 二叠末-三叠初索伦山期该时期的岩浆活动主要见于索伦山、温都尔庙附近乌兰沟等地，以基性岩-超基性岩组合或蛇绿岩为特征。对索伦山蛇绿岩的研究揭示，其辉长岩的年龄为259±6 Ma和257±3 Ma，表明形成于晚二叠世(图 11; Luo et al., 2016)。有三个证据表明其属于陆内伸展形成的红海型小洋盆而不是广阔大洋。一是蛇绿岩两侧的地层时代完全一致，且均为早-中二叠世砂岩夹灰岩组合，蛇绿岩呈推覆体岩片被夹持与其中(图 12, Luo et al., 2016)，二是硅质岩与砂岩互层出现，并属于大陆边缘型硅质岩(图 11)；三是在辉长岩中有大量早期的继承性锆石(图 12a, b)。乌兰沟基性-超基性岩也具有相同的特征。这些无变形变质的岩石切割早古生代造山带强烈变质变形的温都尔庙群并呈带状分布，枕状玄武岩包含大量早古生代和华北板块的继承性锆石(图 12c, d; 初航等, 2013)。上述特征表明这些蛇绿岩或基性岩-超基性岩组合并不代表两个大陆之间的原始大洋，而是由强烈伸展作用形成的陆内小洋盆，属于陆缘型蛇绿岩(Dilek, 2003)，其构造背景应是在早古生代造山带和古老基底形成之后，由软流圈上涌形成的主动裂谷(图 13, Luo et al., 2016)。
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图 11 索伦山蛇绿岩分布图(据Miao et al., 2007; Jian et al., 2008; Luo et al., 2016) Fig. 11 Distribution map of ophiolite in Solonker(after Miao et al., 2007; Jian et al., 2008; Luo et al., 2016) |
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图 12 索伦山、乌兰沟基性岩的锆石年龄谱(据初航等, 2013; Luo et al., 2016) Fig. 12 Zircon age spectra of basic volcanics in Solonker and Ulan valley(after Chu et al., 2013; Luo et al., 2016) |
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图 13 索伦山地区晚二叠世构造演化模式(Luo et al., 2016) Fig. 13 Late Permian tectonic evolution model in Solonker(after Luo et al., 2016) |
Cawood et al.(2009)将造山带分为三种类型，即碰撞型(Collisional orogen)、加积型(Accretionary orogeny)和克拉通内部型(Intracratonic orogen)。碰撞型造山带由大陆岩石圈块体之间的碰撞形成，导致大洋的闭合以及地壳的加厚和再造(rework)，例如喜马拉雅造山带和大别-苏鲁造山带等大陆碰撞造山带；加积型造山带形成于洋内和汇聚板块大陆边缘，由大洋板块的连续俯冲过程形成，它包含了弧前、弧后盆地和岩浆弧本身及多个被加积的大陆碎块，具有明显的新生(juvenile)陆壳特征，例如中亚造山带。克拉通内造山带位于大陆内部而远离活动大陆边缘，通常产生于两种环境。第一种是大陆伸展但并未造成大洋形成的坳拉槽，在后期挤压过程中，发生变质和变形作用而形成；第二种是远离板块边缘的陆内环境，通常具有高热和流变性强的特征，这使得它们在挤压环境下(常常是板块碰撞的远距离效应)易于再活动而形成。例如欧洲的比利牛斯山、中国雪峰山和大巴山陆内造山带(董树文等，2010；Tugend et al., 2014; 褚杨等，2015)。Zheng and Chen (2017)提出在叠加于加积或碰撞造山带之上的裂谷环境中，所产生的变质和岩浆活动使造山带岩石圈发生伸展减薄，并产生裂谷变质作用(rifting metamorphism)；同时代的花岗岩-伟晶岩-麻粒岩组合可以作为裂融造山带(rifting orogen)的岩石学标志。
前已述及，笔者在本文中使用“兴蒙陆内造山带(XMIOB)”这一名词，用于描述中国北方东部晚古生代构造演化过程，它的形成归因于蒙古-鄂霍茨克造山带和秦岭大别中央造山带的远程效应(Zhao et al., 2015)，属于上述陆内造山带的第二种环境。前述的晚古生代沉积作用和岩浆作用特征，刻画了兴蒙造山带(XMOB)在晚古生代经历的以伸展作用为主导的造山带破坏过程，而二叠纪末到三叠纪初发生的构造变形和变质作用，则揭示了继之而来的陆内造山过程，这两个过程构成XMIOB的主要发展阶段。
3.2 XMIOB的构造变形XMIOB的构造变形表现为晚古生代地层的大范围褶皱变形和线性区域的韧性走滑变形。在早石炭世二连-贺根山裂谷带(EHR)，本巴图盆地石炭-二叠纪地层发育黑色火山-沉积岩系，出露面积大于50km2的地层呈正常与倒转交替出现，构成跨度数公里的直立或倒转褶皱，发育密集的透入性轴面片理和剪切变形(图 14a), 在西部的艾里格庙地区，这套地层同样发育褶皱构造(图 14b)。在二叠纪盆岭构造带的西乌旗凹陷和毡铺凹陷中，早二叠世寿山沟组形成两翼分别倾向北西和南东的开阔褶皱，侵入其内的281~282Ma的花岗岩边部也发育片理化，表明变形作用应晚于280Ma。再向南到林西坳陷，中二叠系的哲斯组和晚二叠世的林西组均出现相似的地层变形特点，表明与寿山沟组经受了统一的褶皱作用，并被早三叠世未变形花岗岩所侵入(内蒙古地质矿产勘查开发局, 1998①)，表明区域褶皱作用发生在早三叠世之前。
① 内蒙古地质矿产勘查开发局. 1998. 1:25万林西县幅区域地质调查报告
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图 14 兴蒙陆内造山带的构造变形(e, f, 据Zhao et al., 2015) Fig. 14 Structural deformation of Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt(e, f, after Zhao et al., 2015) |
值得注意的是，已经发现这次陆内造山运动所造成的区域不整合面，例如在吉中地区，Wang et al.(2016a, b)报道了大酱缸村的晚三叠世大酱缸组磨拉斯建造，其最年轻锆石组的峰值为224Ma，与下伏地层呈角度不整合；在内蒙巴林右旗幸福之路村地区，早三叠世幸福之路组河湖相沉积与晚二叠世林西组呈不整合关系(郑月娟等，2015)，前者的凝灰岩年龄为256±1Ma。
在西拉木伦河以北的双井-杏树洼地区发育两期变形(Zhao et al., 2015, 图 14f)，早期为晚古生代地层的褶皱变形(图 14d)，晚期为东西向右旋剪切变形带(图 14c)。对剪切带内早二叠世花岗岩片麻岩进行次生白云母40Ar-39Ar年代学测试，查明走滑运动发生于晚三叠世(227~209Ma)。结合对西拉沐伦河两侧地体的古地磁研究，以及华北北缘和蒙古东南部晚三叠世走滑断裂系统的总结，Zhao et al.(2015)认为西拉沐伦河断裂为一条近东西向右旋走滑断裂带，是晚三叠世陆内造山过程中兴蒙造山带块体向东逃逸的产物，其构造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山带和南部秦岭-大别中央造山带的远距离效应引起的被动闭合作用(图 14e)。
综上所述，XMIOB的构造变形可分为两期，第一期为晚古生代地层大范围褶皱变形，造成盆-岭构造带的缩短；第二期为沿盆-岭构造的边界强烈剪切变形并产生向东逃逸的挤出构造。
3.3 兴蒙陆内造山带的变质作用及其构造意义XMIOB的变质作用主要表现为石炭纪期间与陆内伸展有关的低压高温变质和二叠纪末到三叠纪初区域大面积的低压绿片岩相变质以及沿构造边界的局部中-低压型低温变质(图 15)。
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图 15 兴蒙陆内造山带的变质作用的P-T条件和轨迹 锡林郭勒杂岩：XL石榴黑云斜长片麻岩(Zhang et al., 2018a)；早三叠世区域变质岩系：Gs01/02温都尔庙乌兰沟地区早三叠世绿片岩(Zhang et al., 2016)；Gs03达青牧场大石寨组变质基性岩(Zhang et al., 2016)；MS01/02双井片岩-石榴石白云母片岩(Zhang et al., 2016).各变质相缩写: PrA-葡萄石-阳起石相; PP-葡萄石-绿纤石相; GS-绿片岩相; PA-绿纤石-阳起石相; AM-角闪岩相; GR-麻粒岩相; HGR-高压麻粒岩; law-BS-硬柱石蓝片岩相; ep-BS-绿帘石蓝片岩相; ep-AM-绿帘石角闪岩相 Fig. 15 Metamorphic P-T condition and path for the XMIOB |
Zhang et al.(2018a, b)通过对锡林郭勒杂岩的研究识别出与陆内伸展作用有关的低压高温型变质。他们对达青牧场地区锡林格勒杂岩中黑母斜长片麻岩的锆石变质边所测年龄为345±3Ma，斜长角闪岩中变质锆石年龄为331±5Ma，斜长角闪岩的角闪石Ar-Ar年龄为309±2Ma，并提出345~309Ma代表了低温高压变质作用的冷却阶段。通过相平衡模拟计算得到锡林格勒杂岩具有顺时针P-T轨迹，其峰期P-T条件达到5~6kbar/760~770℃，为石炭纪的低压高温型变质作用过程，即在石炭纪伸展作用期间，锡林郭勒杂岩受到大规模幔源岩浆底辟和上升的影响，发育广泛的混合岩化和基性岩脉的侵入，引发了广泛的低压高温变质作用。显然，这种变质作用纪录了晚古生代的陆内伸展过程，其独特的低压高温变质作用成为识别兴蒙陆内造山带的重要标志。
目前与兴蒙陆内造山带挤压变形有关的变质作用研究主要集中在盆-岭构造的边界断裂地区，例如达青隆起南界宽1~3km的韧性剪切带(北部断裂带)中玄武岩广泛发育绿片岩到绿帘角闪岩相矿物组合(Zhang et al., 2016)，相平衡模拟研究结果显示变质玄武岩中普通角闪石成分记录的峰期P-T条件为7.0~7.9kbar/470~475℃，且峰期后经历近等温减压过程。又如林西凹陷与华北板块边界(南部断裂带)的双井片岩，其变质时代为242±26Ma，主要包括各类浅变质片岩，并夹透镜状大理岩。相平衡模拟结果显示，两个石榴石白云母片岩样品中的石榴石成分环带分别记录了3.0kbar/482℃到3.3kbar/495℃和4.2kbar/478℃到4.8kbar/483℃的升温升压过程，峰期后经历近等温减压过程(Zhang et al., 2018a)。该断裂西延的温都尔庙乌兰沟地区，基性岩的变质年龄为241±19Ma，属于早三叠世的中-低压低温型，并经历中-低压相系的顺时针P-T演化，指示与有限海盆闭合有关的陆内造山过程(Zhang et al., 2016, 2018a)。
4 讨论 4.1 贺根山“蛇绿岩”是古生代板块缝合线吗？黑河-贺根山缝合线作为同一条板块构造边界被长期使用，然而近年的年代学研究已经证明东北段与西段的岩浆岩时代有很大差异(图 16)。虽然东北段黑河到大石寨一带尚未发现代表洋壳的蛇绿岩套，但沿此带发育的早古生代岩浆岩带(490~420Ma)揭示应该存在古亚洲洋向北西的俯冲，即存在早古生代的沟弧盆体系，并且可与锡林浩特-艾力格庙早古生代沟弧盆体系相连。而贺根山蛇绿岩的形成年龄为360~330Ma之间，与黑河-大石寨岩浆岩带的时代完全不同。另一方面，贺根山蛇绿岩周围地区已经发现多处早古生代造山带基底出露(图 2)，限定蛇绿岩应发育在早古生代造山带基底内部而非板块边缘，也不符合板块构造缝合线的位置特征。
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图 16 贺根山蛇绿岩与黑河-锡林浩特缝合线的空间分布 Fig. 16 The spatial distribution of the Hegenshan ophiolite and Heihe-Xilinhot suture |
硅质岩的沉积环境可分为大陆边缘、深海盆地和洋中脊三种类型(Murray, 1994; 姚旭等，2013)。例如笔者在蒙古国中部Khangay-Khentey地区观察到的Gorkhi组硅质岩(图 17f)，与OIB型玄武岩、粉砂岩、泥岩等组成大洋板块地层伴生(OPS, Ocean plate stratigraphy, Safonova and Santosh, 2014), 代表蒙古-鄂霍茨克洋的洋壳。其中大洋深海硅质岩经历了从洋中脊到海沟的漫长形成时间，通常呈红色且有较大的出露厚度(图 17d)，但值得注意的是其内部为许多几厘米厚的连续薄层(图 17e)，代表非补偿条件下的长期“饥饿型”沉积。而陆内(陆缘)盆地背景下的硅质岩岩石组合为碳酸盐(内部可能含硅质结核)、厚层状硅质岩、硅质岩与泥岩或凝灰岩互层，沉积速率要快得多。硅质岩通常呈黑-灰白色，缺少薄的韵律层，含有较厚的粘土夹层(Kametaka et al., 2005)。此类硅质岩的典型代表地层是我国扬子地台中二叠世孤峰组，以硅质岩为主，形成于大陆边缘-海盆过渡环境，代表扬子地台拉张裂陷盆地沉积(付伟等，2004；加娜提古丽.吾斯曼等，2017)。内蒙古XMIOB内多处出现早-中二叠世硅质岩，并被部分学者作为深海沉积环境的标志。但笔者对这些含放射虫硅质岩观察发现，它们常夹于滨海相砂岩层序之间(图 17g)，多为厚层状(图 17b)，并与砂岩或砂质条带互层(图 17c)，化学成分分析也属于陆缘型而不是大洋中脊(图 17a), 其成因显然与深海环境无关。尽管这些硅质岩中含放射虫化石，但已有大量研究指出放射虫并不是深海沉积环境的有效证据(例如孔庆玉和龚与觐，1986；方俊钦等，2014)。
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图 17 索伦山硅质岩与鄂霍茨克带硅质岩的对比 Fig. 17 The comparison of siliceous rocks between Solonker and Okhotsk |
按照古亚洲洋晚古生代仍然存在并俯冲的观点，在长达两亿年的大洋消亡过程中应该留下深海沉积的残余。而系统的沉积古地理研究显示，内蒙古地区泥盆纪总体处于剥蚀状态，发育陆相及海陆交互相沉积；石炭纪以滨浅海相碎屑岩和碳酸盐建造为特征，属于陆表海沉积(内蒙古自治区地质矿产局, 1991, 图 18；张兴洲等，2012；Zhao et al., 2016a, b, 图 3)，显然它们都没有深海沉积的特点。
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图 18 兴蒙陆内造山带石炭世沉积古地理(据内蒙古自治区地质矿产局，1991) Fig. 18 The Carboniferous sedimentary paleogeography of Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt (modified after BGMRN, 1991) |
内蒙古中西部二叠系发育最为广泛，包括早二叠世寿山沟组、中二叠世哲斯组和晚二叠世林西组。虽然有些文献认为在西拉木伦河以北的早二叠世寿山沟组为浊积岩并代表海底扇沉积(公繁浩等，2013)，或认为中二叠世黄岗梁组和晚二叠世林西组代表岛弧盆地浊流沉积(Eizenhöfer et al., 2014, 2015)，但并没有提供令人信服的野外沉积地质学证据。众所周知，浊积岩最重要的标志是浊流沉积特有的从砂到泥递变的鲍玛序列特征及其连续发育的层序特征，例如祁连和兴蒙早古生代造山带中弧后盆地的浊积岩(图 19a，b)。根据我们对内蒙古中部的沉积环境研究，没有在二叠系发现以浊积岩为代表的深海沉积。例如在塔宾庙地区早二叠世寿山沟组典型剖面中主要有两种层序，一种以砂岩、泥岩不规则互层的连续分布为特征，两者之间的关系截然(图 19c)，砂岩中出现斜层理、水平层理等沉积构造，应属三角洲前缘相；另一种为黑色巨厚层粉砂岩和泥岩，呈块状层理，偶含植物化石，应属前三角洲相(图 19d)。又如西拉木伦河以北地区广泛分布的中二叠世哲斯组(或称黄岗梁组)以近源快速堆积、快速沉降为特征，形成大量滑塌堆积和厚层砾岩(图 19e, f)，其沉积环境为三角洲相与冲积扇(徐严等，2018；栗进等，2018)。林西组为碳酸盐台地、斜坡及三角洲和断陷盆地的近源浊流沉积(翟大兴等，2015；Tian et al., 2016)。因此内蒙古中西部二叠纪沉积以三角洲及冲积扇为特征，反映海陆交互相的古地理环境
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图 19 浊积岩特点与内蒙古二叠系沉积相标志 Fig. 19 Turbidite characteristics and the Permian sedimentary facies signs in Inner Mongolia |
综上所述，晚古生代存在大洋的观点缺乏沉积学和古地理方面的支持。
4.4 二叠纪末-三叠纪初有板块缝合带吗？多年来研究者们一直致力于查明古亚洲洋最后闭合的缝合带位置及其时间，并发表了多种观点(Li, 2006)。其中一种观点是提出二道井加积杂岩(Erdaojing accretion complex，Xiao et al., 2003, 2009, 2015)或索伦缝合带(Solonker suture zone, Eizenhöfer et al., 2014)的概念，以其作为二叠纪末到三叠纪初古亚洲洋最后闭合的缝合带。遗憾的是，对该类观点引用者多而验证者少，未见报道针对该“加积杂岩”或“缝合带”开展的详细研究，因此仅根据这种观点还不能证实晚古生代板块缝合带是否存在。
另一种观点认为缝合带处于索伦-西拉沐沦河北-长春-延吉一线(李锦轶，1986)，并在西拉木伦河北地区开展了后续研究(李锦轶等，2007)。该区的杏树洼到柯单山一线，出露长英质岩石、包含辉长岩和橄榄岩岩块的碎屑岩和碳酸盐组合，被称为增生碰撞杂岩，并被中三叠世岩体侵入。通过对该岩体的详细研究，认为该带属于古亚洲洋最终闭合边界的构造混杂岩(李锦轶等，2007)。
笔者在杏树洼地区实测了包含辉长岩和橄榄岩岩块的碎屑岩和碳酸盐组合的剖面并进行了年代测定，结果表明这套地层实际上由巨厚层砾岩和砂岩泥岩韵律层、硅质粉砂岩以及基性火山岩组成。两层巨厚层砾岩无分选(图 20a)，最多的砾石是灰岩岩块(图 20b)，基质未发现强烈变质和变形，属于杂基支撑的碎屑流砾岩(matrix-supported debris-flow conglomerate)应为同裂谷滑塌沉积的产物(syn-rift olistostrome complex，Wendorff, 2005)。其他伴生的地层分布连续，产状清晰(图 20c)，构成完整的沉积层序。对砂岩进行的碎屑锆石年代测定显示含有大量华北板块的前寒武纪锆石年龄，最年轻锆石年龄组峰值为284Ma，表明这套地层属早二叠世。此剖面的研究说明它属于同裂谷滑塌沉积与正常沉积的交替沉积层序，而不是构造混杂岩带，从而对前人提出的西拉木伦河北部存在板块缝合线的观点提出了质疑。
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图 20 西拉沐沦河北杏树洼地区早二叠世地层柱状图 Fig. 20 The Early Permian stratigraphic column in Xingshuwa area, the northern Xar Moron River |
黄本宏(1983)提出华北板块与西伯利亚板块之间缝合线位置为华夏植物群和安哥拉植物群分界的观点，虽然受到广泛引用，但也不乏异议者。例如，金建华和米佳榕(1993)根据从新疆、甘肃、内蒙到东北两大植物群的交叉分布，提出它们的分界是由于内蒙古陆及其延伸隆起的阻隔而非受到大洋阻隔，而内蒙古陆恰好是兴蒙造山带的隆升部位。
二叠纪华夏植物群和安哥拉植物群分区界线一直作为古亚洲洋存在和闭合过程的重要制约，尤其是华夏植物群典型分子舌羊齿的分布具有非常重要的古地理意义。一些学者(Xiao et al., 2015)把早二叠世这两个植物群的分隔作为索伦洋即古亚洲洋南部尚未闭合的证据之一，强调舌羊齿化石仅限于索伦洋(索伦-西拉木伦缝合线)以南(图 21b)。但值得注意的是，近年来已经报道舌羊齿化石出现在前人所说的两大植物群分界线以北(图 21c)，这些发现突破了传统认识，为限定古亚洲洋的闭合过程提供了新的证据(周志广等，2010；辛后田等，2011；Naugolnykh and Uranbileg, 2018)。
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图 21 二叠纪古生物分区 (a)全球早二叠纪腕足动物的古地理分区(Shen et al., 2013)；(b)二叠纪索伦洋(古亚洲洋)两侧植物分区(Xiao et al., 2015)；(c)新报道的舌羊齿化石位置及其对原有界线的改变.图中数字: ①周志广等, 2010; ②辛后田等, 2011; ③Naugolnykh and Uranbileg, 2018；④黄本宏, 1983, 推测的板块缝合线；绿线是根据新资料划定的舌羊齿分布范围 Fig. 21 Paleontology division in the Permian (after Huang, 1983; Zhou et al., 2010; Xin et al., 2011; Shen et al., 2013; Xiao et al., 2015; Naugolnykh and Uranbileg, 2018) |
在二叠纪动物分区方面，Shen et al.(2013)系统研究了全球早二叠纪腕足动物的古地理分区，其中将华北板块和北部的阿穆尔板块归分为同一个生物分区B1，说明两者的二叠纪腕足动物属种基本一致，在古地理条件方面没有明显差别(图 21a)。
5 结论(1) 根据对内蒙古中西部晚古生代构造格局的总体认识，可将研究区划分为以下五个构造单元：1)早石炭世二连-贺根山裂谷带；2)晚石炭世陆表海盆地；3)早二叠世爱力格庙-二连伸展构造带；4)早-中二叠世盆岭构造带；5)晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带。
(2) 晚石炭世末-二叠纪在兴蒙造山带基底上发育四期伸展构造：第一期见于内蒙古北部二连-艾力格庙地区，形成陆内裂谷盆地及其盆缘三角洲沉积，发育时代为302~298Ma；第二期在内蒙古中西部广泛分布，以隆起与凹陷相间分布的盆岭构造为特征，发育时代为290~260Ma；第三期见于内蒙古南部索伦山到温都尔庙地区乌兰沟，形成主动裂谷背景下的红海型小洋盆，发育时代为260~250Ma。
(3) 晚古生代与伸展过程有关的岩浆活动可分四期：1)早石炭世贺根山期以蛇绿岩为主，发育在具有前寒武纪古老基底和早古生代造山带年轻基底的陆壳，反映陆壳区内部的深部岩浆过程；2)晚石炭世达青牧场期主要沿北造山带分布，以基性和酸性岩浆构成的双峰式侵入岩和火山岩为特征；3)早二叠世大石寨期形成的岩石种类多样，分布广泛，包括双峰式火山岩、双峰式侵入岩和碱性岩；4)二叠末-三叠初索伦山期形成陆缘型蛇绿岩或基性岩-超基性岩组合，产生于软流圈上涌造成的主动裂谷背景。
(4) 兴蒙陆内造山带的构造变形可分为两期，第一期为晚古生代地层大范围褶皱变形，造成盆-岭构造带的缩短；第二期为沿盆-岭构造的边界强烈剪切变形，产生向东逃逸的挤出构造，其构造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山带和南部大别-秦岭中央造山带的远距离效应引起的被动闭合作用。
(5) 兴蒙陆内造山带的变质作用分为两个阶段，早期变质作用主要表现为石炭纪期间与陆内伸展有关的低压高温变质，晚期为二叠纪末到三叠纪初区域大面积的低压绿片岩相变质以及沿构造边界的局部中-低压型低温变质。
致谢 本文写作过程引用了“973”项目《兴蒙造山带构造叠合与大规模成矿作用》的大量研究成果；并得到邵济安、魏春景、王选策、赵盼、庞崇进、初航、张晋瑞、孙立新、王炎阳、张焱杰、田英杰、栗进、张佳明、颜林杰等同行的多方面帮助；两位审稿人提出了许多建设性意见；在此一并致谢!本文属于IGCP 662项目的系列出版物。
本专辑得到翟明国院士的鼎力支持，编辑部付出了辛勤工作。本专辑论文邀请的评审专家包括：郭锋、郭磊、韩宝福、胡修棉、李红英、李怀坤、李舢、李胜荣、李旭平、刘晓春、刘永江、龙晓平、苗来成、庞崇进、邵济安、石玉若、唐杰、田伟、王建刚、王选策、王志伟、肖文交、徐备、许文良、杨进辉、张波、张晋瑞、张立杨、张晓晖、张泽明、张志诚、赵国春、赵盼、曾庆栋、周洪瑞、周建波、朱俊宾、朱永峰。我代表全体作者向各位评审专家表示衷心感谢。
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