北山造山带东邻兴蒙造山带，西连天山造山带，是古亚洲洋构造域的重要组成部分，记录了古亚洲洋南部复杂的俯冲增生历史。最新研究结果表明，北山南带记录了二叠纪一期重要的岩浆事件，该期岩浆活动的范围遍布整个北山南带，向西延伸至塔里木盆地东北缘的坡北地区。尽管目前北山南带相关研究资料丰富，但是，关于该期岩浆活动的构造背景依然存在大洋俯冲、地幔柱和大陆裂谷三种观点，这也制约了对古亚洲洋闭合时限的认识。为进一步研究北山南带二叠纪构造环境，地质所郑荣国助理研究员和李锦轶研究员项目组针对北山南带的音凹峡岩体以及小西弓岩体，开展了详细的野外地质调查，进行了细致的岩石学、地球化学和年代学研究工作（图1）。
图 1 北山南部地质图及研究区位置
本次研究结果表明，在早二叠世（280–277 Ma）的花岗质围岩（音凹峡岩体）中存在两种不同类型的镁铁质岩墙（图1）。第一种类型的岩墙为辉绿岩，岩墙走向为北东东，主量元素组成表现为高的Al2O3、TFe2O3，MgO和TiO2含量，相对富钠贫钾，是拉斑玄武质岩石；该类岩墙表现出轻稀土元素的富集特征；另外，富集大离子亲石元素、亏损高场强元素；具有亏损的全岩Nd同位素组成；其时代为267 Ma左右。第二种类型的岩墙则为闪长岩，岩墙的走向为北西西，岩石地球化学特征表现为高MgO含量和Mg#值，富钠贫钾，为钙碱性系列岩石；另外，该类岩墙具有较高的相容元素含量，富集大离子亲石元素、亏损高场强元素，同时也具有亏损的全岩Nd同位素组成。该类岩墙的地球化学特征与高镁安山岩类似，其时代为270 Ma左右。
本次研究在小西弓地区识别出中二叠世的埃达克质侵入体（图1）。通过锆石U-Pb年代学研究，该岩体的时代集中在269–267 Ma。通过地球化学研究则发现，该岩体具有较高的SiO2、Al2O3、K2O和Na2O含量，相对富纳贫钾，表现出高钾钙碱性、弱过铝质的特征。该岩体表现出明显的轻、重稀土元素分异，富集轻稀土元素，相对亏损重稀土元素。另外，该岩体还具有较高的Sr（440–509 ppm）、较低的Y（3.67–4.90 ppm）含量，同时具有高的Sr/Y (99–120)和(La/Yb)N (41–66)值，以及亏损的全岩Nd同位素组成，类似于典型的埃达克岩的地球化学特征。
通过本次研究，我们在北山南部地区识别出中二叠世的火山弧辉绿岩、高镁闪长岩以及埃达克质花岗岩的岩石组合，相应的岩石学和地球化学证据表明了，该套岩石组合形成于大洋板片俯冲的环境（图2），表明了北山地区的古亚洲洋在中二叠世期间仍然尚未关闭。本次研究为重建古亚洲洋的构造演化提供了新的证据，同时，为认识增生型造山作用过程中的岩浆活动的形成机制提供了新的认识和思路。
图 2 北山南部早-中二叠世岩浆活动形成模式图
上述研究受到国家自然科学基金（项目号41502214）、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费（项目号J1522，J1706）及国家重点研发计划深地资源勘查开采重点专项 (No. 2017YFC0601301) 联合资助。该项成果发表于《Lithos》，论文信息如下：
Rongguo Zheng*， Jinyi Li, Jin Zhang, Wenjiao Xiao, Qianjun Wang, 2020. Permian oceanic slab subduction in the southmost of Central Asian Orogenic Belt: Evidence from adakite and high-Mg diorite in the southern Beishan. Lithos 358–359,105406.
文章链接https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105406
