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摘 要：贺根山蛇绿岩块位于二连浩特-贺根山缝合带中段，其橄榄岩端元主体为方辉橄榄岩，少量纯橄榄岩，均发生了较强的蛇纹石化。对方辉橄榄岩进行岩石学和岩石地球化学分析研究，结果显示：方辉橄榄岩中主要造岩矿物橄榄石为镁橄榄石（Fo=90.6～90.7），斜方辉石为顽火辉石（En=88.9～90.0），单斜辉石为透辉石，以低铝（1.82%～2.13%）和高镁（Mg#=94.2～94.7）为特征。橄榄岩主量元素表现出高Mg（MgO=34.98%～40.86%）、高Cr（Cr2O3=0.18%～0.27%）、高Ni（NiO=0.27%～0.35%）、低Si（SiO2=36.10%～41.41%）、贫Al（Al2O3=0.89%～1.58%）、低Fe（FeOT=7.58%～9.63%）特征，Mg#=91.59～92.36，m/f=9.16～10.13，属典型镁质超基性岩。稀土元素总含量较低，ΣREE为1.42×10-6～2.94×10-6，球粒陨石标准化稀土元素分布模式为轻稀土富集的弱右倾型，其（La/Yb）N=2.15～10.47，Eu异常不明显，Ce显示负异常。富集Ba，U，Pb，Sr，亏损Nb，Ta，Ti。贺根山地幔橄榄岩属变质橄榄岩，为SSZ型蛇绿岩底部组成单元，形成于俯冲带环境中洋内弧后盆地环境。
关键词：贺根山;地幔橄榄岩;蛇绿岩;洋内弧后盆地
蛇绿岩代表板块碰撞的缝合线或增生碰撞带，对古大洋岩石圈地球化学性质研究和造山带构造演化恢复具重要意义[1]。近年来，MOR型和SSZ型蛇绿岩理论体系逐步完善，通过对比研究蛇绿岩不同组成端元在岩石学、矿物学和地球化学等方面特征，可实现二者的系统区分[2-4]。
内蒙古中北部发育有4条蛇绿岩带，由北到南依次为二连浩特-贺根山蛇绿岩带、交其尔-锡林浩特蛇绿岩带、索伦敖包-林西蛇绿岩带和温都尔庙-西拉木伦蛇绿岩带[5]。贺根山蛇绿岩位于最北的二连浩特-贺根山带蛇绿岩带上，大地构造上属华北板块和西伯利亚板块最后碰撞的缝合线向东延伸部分[6-7]，是中亚造山带重要组成单元（图1）[8]。贺根山蛇绿岩作为构造作用过程的记录，可为地幔作用研究、岩石圈增生与裂解过程探讨、板块碰撞和构造环境恢复提供大量有用信息，对解决内蒙北部地质构造和演化历史等重大基础地质问题具重要意义。目前在蛇绿岩端元组成、成因类型、形成时代、构造侵位和典型矿产等方面取得了许多重要认识[9-27]，但对其形成环境及时代仍存在较大分歧，其形成环境存在着大洋中脊成因和消减带成因两种认识[6-7，10，13，15-25]。众多学者认为其产出于俯冲消减带，具体到洋内岛弧还是大陆边缘弧环境，目前还没有足够有力的地球化学资料支撑。
贺根山蛇绿岩带中出露有崇根山、贺根山、朝根山和乌斯尼黑4个大型及小坝梁等相对较小的共计30 多个超基性-基性岩块体（图1）[6、15-25] ，共同组成了由地幔橄榄岩、基性岩墙、镁铁质堆晶岩、气孔杏仁状玄武岩和放射虫硅质岩构成的完整蛇绿岩套。贺根山蛇绿岩块为贺根山蛇绿岩带中规模仅次于崇根山蛇绿岩块的第二大蛇绿岩块。本文对贺根山蛇绿岩块中方辉橄榄岩进行矿物学和岩石地球化学研究，探讨其成因及构造意义，为二连-贺根山缝合带性质和演化过程及完善古亚洲洋构造格局提供新的制约。
1 地质背景和岩石学特征
贺根山蛇绿岩块呈近菱形透镜体分布，面积约38.6 km2[18-19]。北部及南部均被下白垩统大磨拐河组复成分砾岩不整合覆盖[27-29]，东部被上石炭统—下二叠统格根敖包组酸性熔岩和火山碎屑岩喷发不整合覆盖（图2）[30-31]。贺根山蛇绿岩块由橄榄岩，气孔杏仁状玄武岩和含放射虫硅质岩组成。地幔橄榄岩出露最广，主要由方辉橄榄岩和少量透镜状纯橄榄岩组成，二者均发生了一定程度的蛇纹石化，呈断层接触 （图2-a）。地幔橄榄岩中发育较多的辉长岩和花岗斑岩脉，形成时代为白垩世，呈透镜状侵入地幔橄榄岩，晚期特征明显（图2-b）[17]。玄武岩和含放射虫硅质岩分布于橄榄岩南北两侧，与橄榄岩呈断层接触，呈构造岩片状“漂浮”于橄榄岩之上（图2）。蛇绿岩中发育有可开发利用的中型豆荚状铬铁矿床（图2-a）[18-22]。
方辉橄榄岩呈灰绿、暗绿色，具粒状结构，块状构造，主要由橄榄石（85%）、斜方辉石（15%）和少量单斜辉石（3%）组成（图3）。橄榄石为半自形粒状，大小0.2～2 mm，形成特征的网格构造，裂隙面发育纤蛇纹石，表面发育薄层利蛇纹石。斜方辉石呈半自形粒状，大小1～8 mm，填隙状分布在橄榄石之间，多发生滑石化和闪石化。单斜辉石较少，他形粒状，大小0.5～1 mm，填隙状分布。副矿物为尖晶石或磁铁矿（2%）。
2 分析方法
本文测试分析对象为方辉橄榄岩。在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产实验室利用配备4道波谱仪的JEOL JXA-8100电子探针，对不同分选矿物进行主量元素分析。加速電压15 kv，加速电流20 nA，束斑直径小于1 μm，所有测试数据均进行了ZAF校正处理。采用LA-ICP-MS对分选矿物（主要为橄榄石）进行微量元素分析，其中激光束斑直径44 μm;激光剥蚀系统为GeoLas 2005，等离子体质谱仪为Agilent7500a;激光能量50 mJ，频率8 Hz。
12件方辉橄榄岩样品主元素、微量元素和稀土元素分析，在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成。用熔片X-射线荧光光谱法（XRF）测定主量元素，采用等离子光谱和化学法测定进行互相检测;用熔片XRF和酸溶等离子质谱（ICP-MS）法测定微量元素中的V，Cr，Co，Ni，Sr，Zr，Nb，Ta，Hf，Ba，Th和U等元素，用ICP-MS法测定稀土元素，用碱溶法、沉淀酸提取Nb，Ta，Zr和Hf并用等离子质谱法进行测定。主量元素精度大于5%;微量元素含量超过10×10-6时，相对误差低于5%，低于10×10-6时，相对误差不超过10%。 Abstract： The Hegenshan ophiolite block is located in middle segment of Erlian-Hengenshan suture zone in Inner Mongolia，whose peridotites are dominated by harzburgite and dunite which have subjected to strong serpentinization.In this paper，field investigation， petrological and geochemical study on harzburgite， shows that the Fo values of olivine in harzburgite vary in the range of 90.6～90.7.The orthopyroxenes in the rocks are enstatite （En=88.9～90.0），and the clinopyroxenes are endiopside and diopside with low A12O3（Al2O3=0.89%～1.58%）contents and high Mg# （94.2～94.7） values. Geochemical analysis shows that the main elements of the peridotites are characteristic of high Mg （MgO=34.98%-40.86%），Cr（Cr2O3=0.18%～0.27%） and Ni（NiO=0.27%～0.35%），low Si（SiO2=36.10%～41.41%）， poor Al（Al2O3=1.04%～3.16%）and low Fe（FeOT=5.04%～10.66%）， with Mg# value of 91.59～92.36 and m/f value of 9.16～10.13，belong to typical magnesium ultra basic rock. Rare earth element analysis indicates that the ∑REE is extremely low（∑REE=1.42×10-6～2.94×10-6）and the normalized rare earth element partition pattern is characterized by enrichment of weak right dip type pattern. （La/Yb）N is 2.15～10.47， with not obvious Eu anomalies and slightly negative Ce anomalies. Trace elements are enriched in Ba，U，Pb，Sr，and other elements and depleted in Nb， Ta， Ti. It is considered that the Hggenshan peridotites are metamorphic peridotites and belong to the bottom unit of SSZ type ophiolite. These peridotites formed in the intra-oceanic back-arc basin setting in the subduction zone.
Key words： Hegenshan;Mantle Peridotite;Ophiolite;Intra-oceanic arc
关键词：贺根山;地幔橄榄岩;蛇绿岩;洋内弧后盆地
蛇绿岩代表板块碰撞的缝合线或增生碰撞带，对古大洋岩石圈地球化学性质研究和造山带构造演化恢复具重要意义[1]。近年来，MOR型和SSZ型蛇绿岩理论体系逐步完善，通过对比研究蛇绿岩不同组成端元在岩石学、矿物学和地球化学等方面特征，可实现二者的系统区分[2-4]。
内蒙古中北部发育有4条蛇绿岩带，由北到南依次为二连浩特-贺根山蛇绿岩带、交其尔-锡林浩特蛇绿岩带、索伦敖包-林西蛇绿岩带和温都尔庙-西拉木伦蛇绿岩带[5]。贺根山蛇绿岩位于最北的二连浩特-贺根山带蛇绿岩带上，大地构造上属华北板块和西伯利亚板块最后碰撞的缝合线向东延伸部分[6-7]，是中亚造山带重要组成单元（图1）[8]。贺根山蛇绿岩作为构造作用过程的记录，可为地幔作用研究、岩石圈增生与裂解过程探讨、板块碰撞和构造环境恢复提供大量有用信息，对解决内蒙北部地质构造和演化历史等重大基础地质问题具重要意义。目前在蛇绿岩端元组成、成因类型、形成时代、构造侵位和典型矿产等方面取得了许多重要认识[9-27]，但对其形成环境及时代仍存在较大分歧，其形成环境存在着大洋中脊成因和消减带成因两种认识[6-7，10，13，15-25]。众多学者认为其产出于俯冲消减带，具体到洋内岛弧还是大陆边缘弧环境，目前还没有足够有力的地球化学资料支撑。
贺根山蛇绿岩带中出露有崇根山、贺根山、朝根山和乌斯尼黑4个大型及小坝梁等相对较小的共计30 多个超基性-基性岩块体（图1）[6、15-25] ，共同组成了由地幔橄榄岩、基性岩墙、镁铁质堆晶岩、气孔杏仁状玄武岩和放射虫硅质岩构成的完整蛇绿岩套。贺根山蛇绿岩块为贺根山蛇绿岩带中规模仅次于崇根山蛇绿岩块的第二大蛇绿岩块。本文对贺根山蛇绿岩块中方辉橄榄岩进行矿物学和岩石地球化学研究，探讨其成因及构造意义，为二连-贺根山缝合带性质和演化过程及完善古亚洲洋构造格局提供新的制约。
1 地质背景和岩石学特征
贺根山蛇绿岩块呈近菱形透镜体分布，面积约38.6 km2[18-19]。北部及南部均被下白垩统大磨拐河组复成分砾岩不整合覆盖[27-29]，东部被上石炭统—下二叠统格根敖包组酸性熔岩和火山碎屑岩喷发不整合覆盖（图2）[30-31]。贺根山蛇绿岩块由橄榄岩，气孔杏仁状玄武岩和含放射虫硅质岩组成。地幔橄榄岩出露最广，主要由方辉橄榄岩和少量透镜状纯橄榄岩组成，二者均发生了一定程度的蛇纹石化，呈断层接触 （图2-a）。地幔橄榄岩中发育较多的辉长岩和花岗斑岩脉，形成时代为白垩世，呈透镜状侵入地幔橄榄岩，晚期特征明显（图2-b）[17]。玄武岩和含放射虫硅质岩分布于橄榄岩南北两侧，与橄榄岩呈断层接触，呈构造岩片状“漂浮”于橄榄岩之上（图2）。蛇绿岩中发育有可开发利用的中型豆荚状铬铁矿床（图2-a）[18-22]。
方辉橄榄岩呈灰绿、暗绿色，具粒状结构，块状构造，主要由橄榄石（85%）、斜方辉石（15%）和少量单斜辉石（3%）组成（图3）。橄榄石为半自形粒状，大小0.2～2 mm，形成特征的网格构造，裂隙面发育纤蛇纹石，表面发育薄层利蛇纹石。斜方辉石呈半自形粒状，大小1～8 mm，填隙状分布在橄榄石之间，多发生滑石化和闪石化。单斜辉石较少，他形粒状，大小0.5～1 mm，填隙状分布。副矿物为尖晶石或磁铁矿（2%）。
2 分析方法
本文测试分析对象为方辉橄榄岩。在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产实验室利用配备4道波谱仪的JEOL JXA-8100电子探针，对不同分选矿物进行主量元素分析。加速電压15 kv，加速电流20 nA，束斑直径小于1 μm，所有测试数据均进行了ZAF校正处理。采用LA-ICP-MS对分选矿物（主要为橄榄石）进行微量元素分析，其中激光束斑直径44 μm;激光剥蚀系统为GeoLas 2005，等离子体质谱仪为Agilent7500a;激光能量50 mJ，频率8 Hz。
12件方辉橄榄岩样品主元素、微量元素和稀土元素分析，在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成。用熔片X-射线荧光光谱法（XRF）测定主量元素，采用等离子光谱和化学法测定进行互相检测;用熔片XRF和酸溶等离子质谱（ICP-MS）法测定微量元素中的V，Cr，Co，Ni，Sr，Zr，Nb，Ta，Hf，Ba，Th和U等元素，用ICP-MS法测定稀土元素，用碱溶法、沉淀酸提取Nb，Ta，Zr和Hf并用等离子质谱法进行测定。主量元素精度大于5%;微量元素含量超过10×10-6时，相对误差低于5%，低于10×10-6时，相对误差不超过10%。 Abstract： The Hegenshan ophiolite block is located in middle segment of Erlian-Hengenshan suture zone in Inner Mongolia，whose peridotites are dominated by harzburgite and dunite which have subjected to strong serpentinization.In this paper，field investigation， petrological and geochemical study on harzburgite， shows that the Fo values of olivine in harzburgite vary in the range of 90.6～90.7.The orthopyroxenes in the rocks are enstatite （En=88.9～90.0），and the clinopyroxenes are endiopside and diopside with low A12O3（Al2O3=0.89%～1.58%）contents and high Mg# （94.2～94.7） values. Geochemical analysis shows that the main elements of the peridotites are characteristic of high Mg （MgO=34.98%-40.86%），Cr（Cr2O3=0.18%～0.27%） and Ni（NiO=0.27%～0.35%），low Si（SiO2=36.10%～41.41%）， poor Al（Al2O3=1.04%～3.16%）and low Fe（FeOT=5.04%～10.66%）， with Mg# value of 91.59～92.36 and m/f value of 9.16～10.13，belong to typical magnesium ultra basic rock. Rare earth element analysis indicates that the ∑REE is extremely low（∑REE=1.42×10-6～2.94×10-6）and the normalized rare earth element partition pattern is characterized by enrichment of weak right dip type pattern. （La/Yb）N is 2.15～10.47， with not obvious Eu anomalies and slightly negative Ce anomalies. Trace elements are enriched in Ba，U，Pb，Sr，and other elements and depleted in Nb， Ta， Ti. It is considered that the Hggenshan peridotites are metamorphic peridotites and belong to the bottom unit of SSZ type ophiolite. These peridotites formed in the intra-oceanic back-arc basin setting in the subduction zone.
Key words： Hegenshan;Mantle Peridotite;Ophiolite;Intra-oceanic arc