扬子板块新元古代中期的持续俯冲作用:来自南华纪岛弧火山岩年代学和岩石地球化学新证据

产于扬子板块东南缘皖南祁门北部地区的铺岭组和扬子板块东北缘皖东张八岭地区的西冷岩组分别发育一套火山岩。前者为陆相火山岩,岩性以玄武安山岩为主;后者为海相火山岩,岩性以细碧-角斑岩系为主。两者之上均角度不整合覆盖着一套砂泥质沉积岩。铺岭组玄武安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(765±15) Ma,西冷岩组石英角斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(726.8±1.4) Ma,均属南华纪(新元古代中期)。二者主量元素含量差别较大(铺岭组为玄武-安山岩;西冷岩组为石英角斑岩),但它们均属于钙碱性系列,并具有相似的微量元素特征:它们均富集轻稀土元素和Ba、Th、U等大离子亲石元素,高场强元素Nb、Ta、Ti强烈亏损,δEu、Zr、Hf异常不明显。这些特征显示它们与岛弧火山岩类似,可能是受俯冲板片流体影响的亏损地幔楔和新生地壳熔体的混合形成的。这些火山岩系形成于华夏向扬子俯冲形成的沟弧盆体系消失之后。结合前人研究成果,我们认为:扬子板块晋宁期深部的俯冲作用可能一直持续到约700 Ma,新元古代中期可能存在多岛弧拼贴过程,到了南华纪晚期才正式进入板内伸展阶段。     

中国西部新生代火山活动及其大地构造背景——青藏及邻区火山岩的形成机制

在青藏高原及邻区考察了新生代火山岩 ,并对西藏的 5个火山岩省进行了岩石学和同位素地球化学的综合研究 ,探讨了火山岩的源区特征。西昆仑省喷发了钠质熔岩 ,而其它省均为钾质熔岩类 ;甘肃礼县新生代盆地主要以超镁铁质熔岩为主 ;云南的金沙江北段、腾冲以及滇东南的火山岩类在岩石组合、喷发时代和意义上独具特色。文中以陆内俯冲、岩石圈深部的大地构造演化 ,特别是“壳幔过渡带”的部分熔融 ,对它们的成因及科学意义进行了综合讨论。     

山东汤头盆地钾质及钠质火山岩的年代学与地球化学:对华北克拉通岩石圈减薄的启示

山东汤头盆地位于沂沭断裂带南段,盆地内广泛发育以粗安质岩石为主体的晚中生代火山岩,这套岩石主要可归为碱性系列,按化学组成可进一步区分为钾质和钠质二种类型。钾质火山岩的主要岩性为黑云母粗安质火山碎屑岩和潜火山岩,钠质火山岩主要为辉石粗安质潜火山岩,其中钾质火山岩是盆地内火山岩的主体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得钾质和钠质火山岩的成岩年龄分别为124.0±1.3Ma和106.4±4.0Ma,表明钠质火山岩较钾质火山岩形成晚。在化学组成上,钾质火山岩较钠质火山岩全碱含量更高,二者的K2O+Na2O含量分别为11.02%～11.37%和8.75%～8.93%。它们均富轻稀土和大离子亲石元素,但钾质火山岩较钠质火山岩稀土总量更高,且更富轻稀土,二者的∑REE值分别为360.1×10-6～417.0×10-6和232.3×10-6～291.0×10-6,(La/Yb)N比值分别为62.02～64.66和40.32～40.52。钾质火山岩的Cs、Rb、Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素均较钠质火山岩富集,但Sr、Ti的含量偏低。钾质与钠质火山岩均具有富集的Sr-Nd同位素组成特征,但钠质火山岩的ISr值偏低、而εNd(t)值偏高,二者的ISr和εNd(t)值分别为0.7107～0.7119和-15.48～-16.96,以及0.7098和-10.03。元素和Sr-Nd同位素组成的系统分析表明浅部地壳混染对火山岩地球化学特征未产生显著影响,二类火山岩地球化学特征的变异应主要受控于岩浆源区组成的不同,而不是岩浆演化过程的差异所致。二元混合模拟指示二类火山岩均最可能起源因华北克拉通下地壳拆沉而形成的富集地幔的熔融,但钠质火山岩源区含有较高比例的亏损软流圈地幔组分。根据对火山岩地质与地球化学特征的综合分析,表明郯庐断裂持续的引张促使岩石圈减薄,并诱发深部软流圈熔体上涌,这一上涌的软流圈熔体随后又与原先富集的岩石圈地幔混合,从而导致晚期的钠质火山岩源区中含有较高的亏损软流圈地幔组分。火山岩成分由钾质向钠质演化,是软流圈地幔上涌并置换原有岩石圈地幔,最终导致华北克拉通减薄的直接响应。     

冈底斯西段第四纪钾质火山岩的发现及赛利普组的建立

冈底斯西段赛利普一带分布有大面积的钾质火山岩,以前曾被划归上新世一早更新世赛利普群。作者对这套火山岩地层进行了详细野外调查并重新测制了火山岩地层剖面,在该套火山岩下伏及层间湖相碎屑沉积层中获得ESR年龄0．268Ma与0．349Ma。岩石学、岩石化学研究表明,这套火山岩是以安粗质熔岩为主的钾玄岩系列一钾质碱性玄武岩系列火山岩,岩石类型及岩石组合稳定,岩层产状平缓,岩石新鲜,层位相对清楚,故将其命名为赛利普组,属第四纪早一中更新世。这一发现对研究冈底斯构造带新生代以来岩浆活动、构造演化,进而探讨青藏高原隆升机制有着重要的地质意义。     

西藏仲巴地块加达钾质火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

新生代青藏高原钾质火山岩发育,主要集中于藏北地区和拉萨地块内,仲巴地块中鲜见报道。对仲巴地块中发现的加达钾质火山岩进行研究,其岩石类型以粗面质为主,岩浆以溢流相-喷发相不间断喷发。样品普遍显示高钾高铝,低碱,偏酸性,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具弱负Eu异常,贫Y和Yb,Sr含量较高,类似于典型的埃达克质岩的地球化学特征。粗面玄武安山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为17.03±0.32Ma,形成时代为中新世。加达钾质火山岩浆来源于挤压增厚的下地壳部分熔融,其产出的构造背景是后碰撞伸展环境。     

大兴安岭北部中生代火山岩特征及岩浆演化

据火山岩岩石组合、地球化学特征、喷发旋回特征及岩浆来源,将大兴安岭北部中生代火山岩划分为三个岩浆演化旋回。晚侏罗世塔木兰沟—吉祥峰旋回火山岩为碱性系列亚碱性系列,岩浆来源于上地幔并有陆壳物质的混染;早白垩世的上库力旋回火山岩为高钾钙碱性系列,岩浆来源于地壳的部分熔融;早白垩世伊列克得旋回火山岩为碱性到亚碱性过渡系列,岩浆来自于地幔并受地壳的混染。综合研究表明,大兴安岭北部中生代火山岩形成于板内环境,早白垩世火山岩可能形成于大陆裂谷环境。     

辽西北票—义县地区义县旋回火山岩的岩石化学特征

辽西地区是中国中生代火山岩主要分布区之一。义县组分为4个岩性段。义县火山旋回可分为4个亚旋回。第一亚旋回分为4个小旋回。从早期至晚期，义县旋回火山岩逐渐由基性向中基性、中性和酸性演化，火山岩岩石组合为基性岩-中性岩-酸性岩组合，从北票-义县，火山活动显示了由老到新的迁移性。主要氧化物关系表明岩石的SiO2与K2O呈正相关，SiO2与MgO、CaO、FeO Fe2O3呈负相关。TAS图解反映了火山岩较高碱度的总体特征，硅-碱关系图和AFM图解反映了火山岩属于亚碱性系列中的钙碱性系列岩石，在SiO2-K2O关系图上，绝大部分样品落于高钾钙碱性系列区内，少量落于钾玄岩系列区，因此义县旋回火山岩以高钾钙碱性系列岩石为主，部分为钾玄岩系列，表明岩石富钾。义县旋回火山岩具有大陆板内火山岩的基本特征。     

珂吾拉勒山西段下二叠统钾质基性火山岩的地球化学特征

阿吾拉勒山位于中国新疆伊犁地区,是中亚造山带的重要组成部分。本文对阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让和托巴斯萨依等地出露的下二叠统基性火山岩的主元素、微量元素和同位素地球化学特征进行了研究。阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让、托巴斯萨依等地出露的基性火山岩为钾质基性火山岩（属橄榄玄粗岩系的橄辉玄粗岩）,其镁铁指数从23．3变化到64．1,表明它们经历了相当程度的分异演化;微量元素地球化学特征显示,该类钾质基性火山岩形成于后碰撞弧环境,暗示该地区在早二叠世地球动力学性质由挤压转换为伸展。La／Yb和Nb／Y比值显示,由于源区受到与俯冲有关的流体交代影响,岩石明显富集大离子亲石元素并亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。微量元素地球化学特征还显示,该类钾质基性火山岩的源区除了含有尖晶石、辉石、橄榄石和少量的石榴子石外,还含有一定数量的角闪石或金云母等含水矿物,该类岩石原始岩浆形成于深度大于70km的尖晶石橄榄岩与石榴子石橄榄岩的过渡区;微量元素地球化学特征显示,阿吾拉勒山西段南北两地钾质基性火山岩的源区组成有明显差异：南部的托巴斯萨依钾质基性火山岩较北部的卡查可让和琼布拉克钾质基性火山岩的源区更加富水,受到俯冲物质的影响更强烈,但源区石榴子石含量相对较少;同位素地球化学特征也显示,琼布拉克和卡查可让等地的钾质基性火山岩sNd（f）值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩更低,（87Sr／86Sr）i比值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩略高,暗示它们源区的富集程度更高,也表明托巴斯萨依的钾质基性火山岩受软流圈的影响更为强烈。     

塔河地区火山岩类型、分布与主控因素

通过岩心观察、地球化学方法、测井地震资料综合分析,认为塔河地区火山岩主要发育英安岩和玄武岩两大类。火山喷发主要以裂隙式喷发、侵出和溢流为主,形成塔河地区大面积火山熔岩流。火山岩的分布由西南向东北逐渐减薄,其分布主要受控于以下几个因素:①盐体覆盖区及其周缘附近,晚海西运动盐体的活动明显控制上覆火山岩岩体形态展布和分布特征,受盐体活动影响,火山岩主要残留于盐边凹陷地带和盐体覆盖区南翼,盐间凹陷火山岩厚度相对较大,盐隆地带残缺较大;②北部地区火山岩分布主要受基底喷发裂隙控制;③盐体南部斜坡地带玄武岩可能从塔里木盆地塔中地区溢流而来。     

北淮阳地区中生代火山活动及其构造背景

通过总结近年来北淮阳地区的１∶５万区调资料及有关专题研究,认为该区中生代火山活动可分为两个旋回,两个岩浆系列。第一旋回和信阳—商城火山喷发带的第二旋回为钙碱性系列;金寨—舒城火山喷发带中的第二旋回为碱性系列。钙碱性系列岩浆起源于３０～７０ｋｍ深的陆内聚合带;碱性系列为造山后期恢复阶段张性条件下的产物。其总体特征是由东向西酸性增强,起源深度渐浅。     

藏南定日白垩纪火山岩岩石学与地球化学初步研究

本文描述了西藏定日白垩纪火山岩的地质、岩石学、岩石地球化学特征和构造造背景。该火山岩岩石类型有蚀变英安岩和蚀变安山岩,其岩石化学成分特征表明岩石为二氧化硅过饱、铝过饱和类型,属亚碱性拉斑玄武岩系列。岩石稀土元素配分曲线呈强烈右倾的轻稀土富集型;微量元素配分模式图呈锯齿状“多隆起”型,类似于岛弧火山岩的微量元素配分模式。综合判定该期火山岩形成于大陆边缘造山带岛弧构造环境。     

渣尔泰山地区白垩纪酸性火山岩地质特征及成矿作用

渣尔泰山地区位于内蒙古中西部,大地构造位置处于华北地台北缘狼山-渣尔泰山裂陷槽的东段,根据近几年的找矿实践与研究,在白垩纪的酸性火山岩中已发现银金矿床、金银矿床,主要赋存于下白垩统白女羊盘组酸性火山岩中。该套火山岩具富硅富钾、相对贫钙镁的特点,属于铝过饱和的碱性系列;在球粒陨石标准化图解上岩石化学样品均显示为轻稀土(LREE)相对富集、重稀土(HREE)相对亏损的右倾型配分模式,轻重稀土分异较明显,显示较明显的负铕异常;微量元素显示明显的Rb、Pb正异常和Ba、Sr负异常,不相容元素比值Zr/Nb=2.47~4.87,Zr/Y=18.3~103。属大陆碰撞造山期后作用的产物,来源于地壳部分熔融。其岩石类型主要有:流纹质凝灰角砾岩、流纹质角砾凝灰岩、球粒状流纹岩、珍珠岩、显微嵌晶状流纹岩夹流纹斑岩等。银多金属矿的含矿层主要由复碎裂复硅化流纹质凝灰角砾岩、硅化复碎裂流纹岩、多期次硅化黄铁矿化角砾岩化流纹斑岩等组成。成矿元素Ag、Au、Sb、W显著富集于流纹质凝灰角砾岩、多期次硅化碎裂的流纹岩、流纹斑岩中,其平均含量高于中国流纹岩元素丰度10倍以上,说明该套火山岩提供了成矿物质来源;且元素含量的分异程度较大,指示明显受到后期成矿作用的叠加;有一定的找矿潜力。     

天山地区新元古代-早寒武世火山岩地球化学和岩石成因

天山地区新元古代-早寒武世玄武质熔岩包括拉斑玄武质和碱性玄武质两个主要岩浆系列，前者是早期（早南华世贝义西组、早震旦世扎摩克提组）喷发的火山岩系的主要组成，后者是晚期（早震旦世苏盖特布拉克组、晚震旦世水泉组、早寒武世西山布拉克组）喷发的火山岩系的主要组成。稀土、微量元素和Sr、Nd同位素特征揭示，这些火山岩均形成于大陆裂谷环境，其源区可能是源于一种似洋岛玄武岩源的软流圈地幔源，并且在岩浆上侵喷发过程中发生了岩石圈的混染。     

准噶尔盆地中拐地区石炭-二叠纪火山岩特征及构造环境分析

中拐地区位于准噶尔盆地西北缘,是在石炭纪-早二叠世挤压应力场作用下形成的宽缓鼻状古隆起。石炭-二叠纪火山岩是主要的含油层系之一,到目前为止已发现了多个油气藏和出油气点,显示出良好的勘探前景。根据系统、精细的地震资料解释,中拐地区在石炭-二叠纪时期主要存在4期构造运动,分别对应4个不整合面: 1)石炭系与二叠系之间; 2)二叠系佳木河组与下乌尔禾组之间; 3)二叠系下乌尔禾组与上乌尔禾组之间; 4)二叠系上乌尔禾组与三叠系百口泉组之间。通过对中拐地区石炭-二叠纪火山岩的全岩元素分析表明,该区域主要为中-酸性的安山岩、英安岩和流纹岩及火山角砾岩和凝灰岩为主,其中SiO₂的含量普遍较高,平均含量达到了67％,判定中拐地区的石炭-二叠纪火山岩喷发环境应位于岛弧体系的大陆内侧,在喷发过程中经历过陆壳的熔融作用。结合前人对周缘火山岩的研究,认为石炭-二叠纪时期中拐地区由岛弧环境逐渐进入陆内演化阶段,三叠纪开始进入稳定的沉积演化时期。     

准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩的构造背景分析

从中生代到新生代,准噶尔盆地腹部地区连续沉积,缺少腹部地区的样品,因此准噶尔地区晚古生代构造演化的研究常集中于盆地周围的褶皱造山带。本文通过对早二叠纪-晚石炭纪钻井岩心样品的地球化学、岩石学特征进行研究。结果表明: 1)许多钻井的不同层位中,都发育着表明水上喷发环境的褐色凝灰岩; 2)准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩主要是碱性玄武岩、安山岩及少量的流纹岩,样品的大部分以高碱为特征,反映了喷发于陆上增厚地壳的构造背景; 3)岩心观察、薄片鉴定及主量和微量元素的分析结果表明,晚古生代准噶尔盆地腹部属于大陆构造背景。石炭系火山岩的底部也许存在许多的古老陆块基底。     

黑龙江西北部小古里河过钾质基性、超基性火山岩的发现

本文报道了黑龙江省五大连池裂谷带北端出露的一套超基性、基性的过钾质火山岩,通过详细的野外调查,确认了火山岩的喷发顺序,肯定了火山岩从基性岩向超基性岩的演变以及它们的K_2O、TiO_2含量不断提高的事实.在此基础上作者对超基性-过钾质岩石的岩浆成因提出了初步认识,认为它们不是岩浆结晶分异作用的产物,而是在裂谷演化构造背景下的一次独立的深源岩浆事件.本文将小古里河的过钾质火山岩和乌干达及意大利等世界上著名的钾质火山岩进行了比较.     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系中、基性火山岩地球化学及其形成环境

准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底双重基底之上的中、新生代沉积盆地。盆地东北缘陆东—五彩湾地区发育大量的石炭系中、基性火山岩,主要由玄武岩、熔结玄武岩、气孔-杏仁玄武岩与辉绿岩组成。其中、基性火山岩具有低钾高钛、高∑REE的特征,球粒陨石标准化的REE配分曲线表现轻稀土富集,轻、重稀土分异的谱线特征,微量元素具有大离子亲石元素富集,Ta、Nb亏损的现象,可能与板内拉张环境下地壳混染或地幔源区有富Ta、Nb的残留体有关,微量元素环境判别图解中大部分样品点落入板内玄武岩区域,少量漂向岛弧火山岩区,表现出主体为板内构造环境;高场强元素Th/Nb、Nb/Zr比值进一步表现出火山岩具有板内火山岩的特征。综合区域地质特征及前人的研究结果,认为准噶尔盆地陆东—五彩湾地区中、基性火山岩应属造山期后伸展背景下的火山作用产物,但岩浆源区可能受到古洋壳板片俯冲作用的影响。     

西天山伊什基里克山早石炭世火山岩浆作用及其成矿

西天山伊什基里克一带早石炭世大哈拉军山组为岛弧环境的钙碱性钠质火山岩,Au-Cu异常与该火山岩的空间分布有较好的套合性,区内的金、铜矿点和矿化点也全部赋存其中,因而显示良好的金-铜成矿条件,其中与俯冲构造有关的浅成低温热液型金矿为最主要类型.同一时代的库勒萨依斑岩为钙碱性系列岛弧浅成岩,SiO₂含量57.06%~70.74%,高Al₂O₃、Na₂O、Sr和相对富集LREE,低MgO、Y、Yb和强烈亏损HREE; Na₂O/K₂O＞1,Sr/Y平均57.67,正Eu异常,因而具有典型O型埃达克岩特征.库勒萨依斑岩与Mo异常套合好,已发现钼矿床,找矿前景良好.库勒萨依斑岩与大哈拉军山组火山岩共同构成了早石炭世岛弧火成岩组合,丰富了本区的构造岩石组合类型,对恢复西天山大地构造演化有重要意义,也为深化西天山区域成矿规律的研究,指导寻找与岛弧火成岩有关的金-铜矿和与埃达克岩有关的铜-钼矿提供了理论依据.      

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针".华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列.本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质...     

Petrology,geochemistry, and tectonic significance of Mesozoic shoshonitic volcanic rocks,Luzong volcanic basin,eastern China

We studied the geochemical characteristics of three types of Mesozoic igneous rocks from the Luzong volcanic basin: basaltic trachyandesite at Shuangmiao, pyroxene monzonite at Bajiatan, and quartz-syenite (A-type granite) at Huangmeijian. Based on analyses of whole-rock major elements, all investigated rocks are enriched in K, Na, Ti, Al, but depleted in Ca, representing a shoshonitic series. Trace element analyses show that these rocks are characterized by enrichments of large-ion lithophile elements and high field strength elements. Positive Nb and Ta anomalies in the chondrite-normalized spider diagram indicate that the shoshonitic volcanic rocks share similar features with Nb-enriched basalts, which are different from normal island-arc volcanical rocks (they are typically strongly depleted in Nb and Ta). Bulk-rock chemical compositions and Sr–Nd isotopes indicate that the three types of igneous rocks are geochemically comagmatic, suggesting that the melts were derived from an enriched mantle reservoir. We postulate an extensional tectonic setting for the formation of Luzong volcanic basin, possibly related to subduction of a palaeo-Pacific plate beneath the east Chinese continent during the Yanshanian period (Cretaceous). Therefore, the petrogenetic features of those volcanic rocks as well as A-type granites in the Luzong basin indicate that the regional large-scale Fe–Cu–Au mineralization was associated with oceanic slab melting, but not delamination or recycling of the ancient lower continental crust, as previously proposed.