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内蒙古温都尔庙-白乃庙地区横跨两个性质完全不同的一级构造单元,以白云鄂博-赤峰断裂为界,南部为华北克拉通(或称华北地块),北部为兴蒙造山带,经历了复杂的增生造山过程。依据地壳物质组成、岩石构造组合、地球物理和地球化学等特征,结合构造背景、构造发展演化阶段以及叠加改造关系等,可将早古生代时期的研究区从北向南进一步划分为四个不同构造单元:温都尔庙俯冲-增生杂岩带、白乃庙岛弧岩浆岩带、白乃庙弧后沉积盆地和山前褶皱逆冲构造带。这些构造带是在早古生代古亚洲洋板块向华北板块俯冲增生造山过程中形成的,记录了区内早古生代构造演化的重要信息。温都尔庙俯冲-增生杂岩带位于研究区中北部,在寒武纪-奥陶纪期间发生洋壳俯冲作用,形成了以温都尔庙群和晚寒武世超基性岩片为主的俯冲增生杂岩,该杂岩带内还发育有少量德言其庙斜长角闪岩和晚奥陶世奥长花岗岩。温都尔庙群和超基性岩片为SSZ型蛇绿岩,是大洋板块俯冲消减的残留物;德言其庙斜长角闪岩(原岩为辉长岩)为岛弧岩浆岩,在中奥陶世期间发生高温角闪岩相变质作用,形成了一套斜长角闪岩组合。奥长花岗岩为低钾拉斑系列,形成于岛弧构造环境,是大洋斜长花岗岩和埃达克质岩石之间的过渡类型。因此温都尔庙混杂岩中不仅包括残留洋壳蛇绿岩组合,还包含有岛弧系统岩浆岩。该套增生杂岩遭受了强烈的变质变形改造,高压变质带内发现的蓝闪石片岩,显示出B型蓝闪石片岩的特征,形成于洋壳俯冲碰撞的构造环境。而德言其庙斜长角闪岩代表了岛弧系统高温低压变质条件。温都尔庙群岩石中可见三期褶皱构造和一期韧性剪切变形构造。褶皱形态分别为:早期紧闭倒转-平卧褶皱,规模普遍较小,为岩石塑性流动变形的产物;中期褶皱规模巨大,形态多样,多为近东西向直立-同斜褶皱,为南北向挤压应力作用的产物;晚期近南北向褶皱,叠加改造了早-中期褶皱轴迹,导致褶皱轴迹弯曲变形,此时主应力方向发生了改变,由南北向转变为东西向。韧性剪切变形构造发育在褶皱带南部的温都尔庙群地层中,岩石线理极其发育,形成大量L型构造岩、L>S型构造岩和L-S型构造岩,这期变形为南北向俯冲挤压折返作用的产物。白乃庙岛弧岩浆岩带主要由早古生代火山沉积地层和火山弧岩浆岩组成。沉积地层为白乃庙群,下部主要为酸性火山岩,上部则以基性火山岩为主,为洋壳俯冲时地幔源区被流体交代,后在上侵过程中受到地壳物质混染形成的产物,其构造环境为安第斯型活动大陆边缘。晚寒武世石榴石白云母花岗岩稀土元素呈现四分组效应,属于经历了强烈热液蚀变的高分异I型花岗岩,为早期俯冲作用的产物。晚奥陶世石英闪长岩表现出俯冲带岛弧和大陆边缘弧火山岩的特征,是白乃庙岩浆活动的产物。早志留世花岗闪长岩和石英闪长岩是典型的岛弧岩浆岩,为洋壳俯冲作用的产物。白乃庙岛弧岩浆岩带南部沉积着一套早志留世(440.9±1.8Ma和440.9±1.7Ma)徐尼乌苏组复理石建造,沉积韵律明显,可分为3大沉积旋回,13个沉积亚旋回,每个旋回内的岩石都是由底到顶粒度逐渐变细,总体上岩石粒度较粗,相当于复理石建造下部的粗复理石沉积。根据徐尼乌苏组碎屑锆石的年龄统计结果,碎屑锆石分别来源于早古生代火山弧(490Ma左右的碎屑锆石)、兴蒙造山带(700~1400Ma的碎屑锆石)以及华北克拉通基底(1500~3300Ma的碎屑锆石)。西别河组为一套磨拉石建造,不整合覆盖在徐尼乌苏组和白乃庙群之上,沉积韵律明显,每个韵律以砾岩开始,向上粒度逐渐变细。西别河组磨拉石建造形成于挤压环境下的前陆盆地构造环境,为白乃庙岛弧和华北板块北缘发生弧-陆碰撞的产物。西别河组磨拉石建造的沉积结束,标志着华北板块北缘中段早古生代期间沟-弧-盆体系演化的最终完成。山前褶皱逆冲构造带主要发育在徐尼乌苏断裂以南地区,呈近东西向展布,由中新元古界的白云鄂博群组成。由于后期变质作用、构造与岩浆活动的改造,白云鄂博群空间分布不连续,呈规模不等的残块或捕掳体产出于大面积侵位的晚古生代花岗岩中;这些元古代地层在早古生代期间受到北部挤压造山作用的影响,发生了强烈的变质变形,形成了一系列紧闭同斜褶皱、倒转褶皱和顺层滑脱变形。华北板块北缘中段温都尔庙-白乃庙地区早古生代构造演化可以划分为四个阶段:(1)寒武纪早期(>500Ma),古亚洲洋形成演化阶段;(2)晚寒武世-晚奥陶世(500-450Ma),古亚洲洋洋中脊扩张,向华北板块方向产生了双俯冲现象,形成了温都尔庙蛇绿岩组合和德言其庙岛弧岩浆岩组合以及白乃庙活动大陆边缘岩浆弧;(3)中晚奥陶世期间(470-443Ma),板块俯冲作用增强,在白乃庙岩浆弧后形成弧后盆地,沉积了徐尼乌苏组碎屑岩及火山碎屑岩,同时也形成了大量深成侵入岩;(4)志留纪碰撞造山阶段(443-418Ma),华北板块北缘发生了弧陆碰撞,伴随强烈的碰撞造山作用,形成了大量同造山英云闪长岩与石英闪长岩,在造山带前缘发生了强烈变质变形作用,进而造成白云鄂博群变质变形并发育有紧闭同斜褶皱,形成山前褶皱构造带。造山晚期阶段发育了西别河组磨拉石建造,标志区内早古生代弧陆碰撞造山作用结束。