冀北承德盆地髫髻山组火山岩的时代

随着近年来的研究进展,代表燕山期大规模火山喷发的髫髻山期(蓝旗期)火山岩的年代学数据得到迅速积累。本文在结合前人对燕山地区髫髻山期(蓝旗期)火山岩 U-Pb 同位素定年工作的基础上,对取自冀北承德盆地兴隆山附近髫髻山组火山岩顶、底样品的锆石进行 U-Pb LA-ICP-MS 定年,试图进一步限定该地区髫髻山期火山岩起始和结束的时代。承德盆地髫髻山组火山岩定年结果表明,其顶部晶屑凝灰岩时代为153±1Ma(2σ),底部粗安岩时代为156±3Ma(2σ)。两者时代在误差范围内一致,说明该地区髫髻山组火山岩喷发是在短时期内完成的。燕山地区髫髻山期(蓝旗期)火山岩时代综合对比分析结果表明髫髻山组(蓝旗组)火山岩初步限定的底部年龄和顶部年龄分别为158±1Ma、153±1Ma。其形成时代在晚侏罗世。土城子组(后城组)与髫髻山组(蓝旗组)火山岩的界线年龄为153±1Ma,这是第一次获得我国中生代陆相地层界线年龄。土城子组顶部的时限确定在134±2～136±2Ma 之间。其沉积时代为晚侏罗世至早白垩世。而髫髻山组火山岩之下的九龙山组的时代可能亦为晚侏罗世。区域张家口组的底部时代限定在134±2Ma。     

燕山地区土城子组划分、时代与盆地性质探讨

燕山地区土城子组分布广泛,顶底清晰,是本区最具特色的岩石地层单位之一。区域地质对比研究表明,燕山西部土城子组与燕山中东部土城子组在地层、时代上有较大的不同,西部盆地中髫髻山组火山岩不发育或很少发育,土城子组在地层划分上常包含九龙山组或髫髻山期火山岩,时代为中晚侏罗世(J2—J3);东部盆地普遍发育髫髻山组火山岩浆或火山-沉积地层,土城子组划分与层型剖面一致。古生物化石和同位素年龄研究表明:土城子组时限在156~139Ma之间,属于晚侏罗世—早白垩世。土城子期盆地沉积的不对称性,相分布特征,古水流等指示其形成在一个挤压作用下的陆内火山-沉积盆地环境。     

燕山地区褶皱冲断带和盆地中的晚侏罗世土城子组/后城组形成分析(英文)

土城子组/后城组为广泛分布在中国北方的燕山褶皱冲断带和盆地中晚侏罗世的典型碎屑岩沉积。本文主要是针对目前在燕山地区的通行的有关土城子组/后城组、及其之下的髫髻山组/蓝旗组,和上覆的张家口组/东岭台组火山岩的相关对比方法提出质疑。其他同行近期发表相关的氩-氩法和铀-铅法同位素测年数据指出髫髻山组/蓝旗组年龄为175~147Ma、土城子组/后城组年龄为156~139Ma、张家口组/东岭台组年龄为147~127Ma,显而易见,上述地层组的年龄是相互重叠的。这些测年数据说明以往的地层对比是有问题的,燕山造山带在中、晚侏罗世所发育的火山岩和沉积岩地层是穿时的。因此,传统上用(165±5)Ma和(135±5)Ma之间的区域不整合来作为划分髫髻山组和后城组的层序界限是值得商榷的。尽管一些髫髻山组的火山岩和土城子组/后城组的沉积岩是与向南或向北的冲断作用相伴生的,但在髫髻山组和土城子组/后城组沉积之间的30~35Ma的时间间隔内却是相对的构造平静期。这一结论是基于以往的髫髻山组和土城子组之间为假整合或平行不整合的观点所得出的。新近基于对承德盆地土城子组地层形成研究分析认为承德冲断层的实际位移距离应小于Davis等2001年所提出的位移距离,笔者接受这一观点。但笔者并不同意在承德地区土城子组的沉积主要是受控于承德北部的向南冲断作用。现今承德向形盆地主要是由于向北冲断的承德县冲断层下盘变形的结果,主要是(1)它向北发生倒转;(2)盆地南部的粗碎屑沉积的物源主要是来源于承德县的异地体。土城子组/后城组的沉积没有必要完全受控于构造作用。土城子组/后城组的沉积是紧随着在燕山部分地区发生的,持续了20~25Ma的髫髻山组/蓝旗组火山及岩浆活动。在中、晚侏罗世期间,燕山地区的岩浆活动必定导致地形的起伏,这就为快速剥蚀及粗碎屑的沉积提供了有利条件。最后需要指出的是,从前所提及的有关燕山带的土城子组/后城组和阴山带的大青山组的地层对比的依据并不存在。     

燕山地区褶皱冲断带和盆地中的晚侏罗世土城子组/后城组形成分析

土城子组/后城组为广泛分布在中国北方的燕山褶皱冲断带和盆地中晚侏罗世的典型碎屑岩沉积.本文主要是针对目前在燕山地区的通行的有关土城子组/后城组、及其之下的髫髻山组/ 蓝旗组,和上覆的张家口组/东岭台组火山岩的相关对比方法提出质疑.其他同行近期发表相关的氩-氩法和铀-铅法同位素测年数据指出髫髻山组/蓝旗组年龄为175～147 Ma、土城子组/后城组年龄为156～139 Ma、张家口组/东岭台组年龄为147～127 Ma,显而易见,上述地层组的年龄是相互重叠的.这些测年数据说明以往的地层对比是有问题的,燕山造山带在中、晚侏罗世所发育的火山岩和沉积岩地层是穿时的.因此,传统上用(165±5) Ma 和(135±5) Ma之间的区域不整合来作为划分髫髻山组和后城组的层序界限是值得商榷的.尽管一些髫髻山组的火山岩和土城子组/后城组的沉积岩是与向南或向北的冲断作用相伴生的,但在髫髻山组和土城子组/后城组沉积之间的30～35 Ma的时间间隔内却是相对的构造平静期.这一结论是基于以往的髫髻山组和土城子组之间为假整合或平行不整合的观点所得出的.新近基于对承德盆地土城子组地层形成研究分析认为承德冲断层的实际位移距离应小于Davis等2001年所提出的位移距离,笔者接受这一观点.但笔者并不同意在承德地区土城子组的沉积主要是受控于承德北部的向南冲断作用.现今承德向形盆地主要是由于向北冲断的承德县冲断层下盘变形的结果, 主要是(1) 它向北发生倒转;(2) 盆地南部的粗碎屑沉积的物源主要是来源于承德县的异地体.土城子组/后城组的沉积没有必要完全受控于构造作用.土城子组/后城组的沉积是紧随着在燕山部分地区发生的,持续了20～25 Ma 的髫髻山组/蓝旗组火山及岩浆活动.在中、晚侏罗世期间,燕山地区的岩浆活动必定导致地形的起伏,这就为快速剥蚀及粗碎屑的沉积提供了有利条件.最后需要指出的是,从前所提及的有关燕山带的土城子组/后城组和阴山带的大青山组的地层对比的依据并不存在.     

燕山造山带中生代火山喷发及岩浆演化

燕山造山带是中国东部中生代火山活动最强烈的地区之一,火山喷发主要有早侏罗世南大岭阶段、晚侏罗世髫髻山阶段、早白垩世东岭台阶段和东狼沟阶段。多阶段火山喷发可分为早侏罗世近EW向喷发带、晚侏罗世NE向喷发带和早白垩世NNE向喷发带。火山—沉积盆地主要有早侏罗世继承性坳陷盆地、晚侏罗世继承性断陷盆地、早白垩世新生性上叠式断陷盆地。火山喷发主要有南大岭阶段夏威夷型喷发、髫髻山阶段斯特朗博利型喷发、东岭台阶段普林尼型喷发3种类型。岩浆成分变化规律为：早侏罗世南大岭阶段以基性岩浆为主, 晚侏罗世髫髻山阶段中性岩浆规模大, 早白垩世东岭台阶段酸性岩浆活动强烈。     

内蒙古宁城盆地东南缘含道虎沟生物群岩石地层序列特征及时代归属

宁城盆地东南缘晚中生代岩石地层序列完整、连续，但该岩石地层序列及其所含生物群的地质年代归属问题还存在争议。含道虎沟生物群岩石地层剖面的发现和实测表明，研究区晚中生代地层序列从下至上由中侏罗世九龙山组—髫髻山组、晚侏罗世土城子组和早白垩世义县组组成。九龙山组—髫髻山组下部以沉积岩系为主，产道虎沟生物群，上部为中、基性火山岩，SHRIMP锆石U-Pb年龄为152Ma和164～165Ma。九龙山组—髫髻山组地层序列既为土城子组平行不整合覆盖，而且二者又同时被早白垩世义县组角度不整合覆盖。含道虎沟生物群的晚中生代岩石地层的地质年代早于热河生物群，为中侏罗世的产物，现暂将其统并为九龙山组—髫髻山组。     

冀北承德地区晚侏罗世盆地充填记录及其构造含义

冀北承德盆地由晚侏罗世早期髫髻山组和晚侏罗世中期至早白垩世早期土城子组地层组成。盆地充填的土城子组沉积学特征显示盆地北区沉积过程受控于北部的丰宁—隆化断裂带的构造活动,盆地南区受南缘承德县断裂和吉余庆断裂的构造作用控制。土城子期承德盆地快速充填过程是该时期区域较强烈的一次板内变形幕的反映。这一陆内变形幕起始于土城子组,结束于土城子组沉积期末,并使承德盆地形成了一个不对称向斜褶皱。早白垩世张家口组底部火山岩下的不整合(135±1 Ma)制约了这一时代上限。     

燕山构造带承德地区晚侏罗世盆地火山-沉积地层充填过程和构造演化

燕山地区上侏罗统主要包括髫髻山组和土城子组2套地层.根据这2个组中火山岩同位素年龄的数据,认为这2个组的主体应是同期形成的,而非简单的上、下层关系.通过岩相、相组合、古流向和物源分析,对承德地区晚侏罗世的沉积环境进行了恢复,认为盆地发育的早期沉积物虽主要来自于北部,但并非受控于北部向南的逆冲推覆构造带.尚义-平泉断裂带具有明显的走滑特征,并控制了当时的火山喷发.提出了一个新的盆地演化模型,能很好地解释承德地区晚侏罗世火山-沉积地层的发育、古流向、物源区的变化和盆地的构造-沉积过程.     

辽西地区中生代盆地构造演化

辽西地区为华北地台北缘阴山－燕山造山带的东延部分，中生代发育火山－碎屑岩沉积盆地。盆地地质分析表明，该区在早白垩世早期之前发育的沉积盆地为挤压型盆地，早白垩世中期以后属伸展断陷盆地。根据沉积－构造分析，该区中生代盆地构造演化可划分为5个构造演化阶段；（1）早三叠世－－早侏罗世；（2）早侏罗世－中侏罗世；（3）中侏罗世－晚侏罗世；（4）早白垩世早期；（5）早白垩世中期－晚白垩世。     

北京四海地区髫髻山组—后城组火山岩岩石化学特征

根据TAS图解，北京北部四海地区髫髻山组—后城组火山岩属于粗安岩 (粗面岩 流纹岩)组合。该套火山岩既不属于钾玄岩系列，也不是典型的碱性橄榄玄武岩系列，在总体上为高钾钙碱性系列、富钾质拉斑系列和过渡型高钾钙碱性系列三种岩石组合的混合。该套火山岩轻稀土元素明显富集。粗安岩类岩石没有负销异常或负铕异常不明显，而流纹岩和粗面岩类岩石存在负铕异常。四海地区髫髻山组—后城组火山岩形成于燕山运动早期或中期阶段的造山变形事件趋于结束时的构造环境中。     

从孢粉化石证据论冀北后城组的时代

主要分布于冀北地区的后城组是一套以河流相红色砂砾岩为主的地层,此前在不同地点的该岩组中曾发现中侏罗世晚期的叶肢介、瓣鳃类和爬行动物化石和晚侏罗世的介形类和孢粉等化石。新近在蔚县后城组发现的孢粉组合与此前在宣化堰家沟、万全渔儿山西侧后城组晚侏罗世孢粉化石组合面貌具有明显的差异,时代属中侏罗世。孢粉化石证据说明冀北的后城组系—套中—晚侏罗世沉积。     

冀北张-宣地区后城组、张家口组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素

冀北张家口-宣化地区(张-宣地区)分布着中生代后城组和张家口组火山岩.锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄和LA-MC-ICPMS Hf同位素分析结果表明, 后城组英安岩的结晶年龄为(130±1)Ma, 为早白垩世, 而不是前人所认为的晚侏罗世.张家口组流纹岩的结晶年龄为(126±1)Ma, 也为早白垩世.后城组英安岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-18.8~-25.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.78~2.37 Ga, 平均2.54 Ga, 与冀北分布的基底岩石Nd、Hf模式年龄相同, 考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为晚太古代, 我们初步认为后城组粗安岩可能主要来源于晚太古代地壳物质的重熔作用; 而张家口组流纹岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-15.1~-18.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.34~2.13 Ga, 明显比后城组火山岩年轻.张家口火山岩来源于太古代的地壳物质和部分幔源物质混合.这些年代学数据和锆石Hf同位素表明张-宣地区大面积的后城组和张家口组火山岩是华北克拉通东部晚中生代岩石圈强烈减薄作用的结果.      

张广才岭帽儿山组双峰式火山岩成因: 年代学与地球化学证据

对张广才岭中生代帽儿山组火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb 年代学和岩石地球化学研究,确定其时代及形成的构造背景。研究区内两个代表性火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,结合其高的Th /U 比值( 0. 40 ～ 2. 08) ,暗示其岩浆成因。测年结果表明,研究区内所讨论的火山岩为早侏罗世( 179 ～ 184 Ma) 岩浆喷发的产物,而非前人认为的晚侏罗世; 此外,帽儿山组火山岩具双峰式组合的特点,粗面岩与粗面安山岩以富碱、高钾、高度富集大离子亲石元素和轻稀土元素为特征,而流纹岩显示A 型流纹岩特点。小兴安岭-张广才岭早侏罗世双峰式火成岩的存在,揭示该区早侏罗世处于一种强烈的伸展环境。结合区域该时期火成岩的空间展布特征,帽儿山组双峰式火山岩的形成应与太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲作用相联系,形成于类似弧后盆地的伸展环境。     

北京西山髫髻山组火山岩的地球化学特征与岩浆起源

对北京西山髫髻山组粗安岩斜长石Ar-Ar年龄测定获得全坪年龄和等时线年龄分别为148.91Ma±2.98Ma和146.60Ma±2.93Ma(相关系数r=0.9997),本文将其时代划为晚侏罗世.元素-同位素地球化学显示,西山髫髻山组火山岩主要为高钾钙碱性系列,低Ti\K,高Al\Ca和Na,轻稀土元素富集,Eu异常不明显,大离子亲石元素Rb\Sr\Ba等相对富集,高场强元素Nb\Ta\Ti\Zr\Hf相对亏损,Nd\Sr和Pb同位素比值较低,反映出火山岩形成于岛弧或活动大陆边缘,其源岩为富集地幔.据此认为髫髻山组火山岩形成于陆内挤压环境,由中生代玄武质岩浆底侵于下地壳-壳幔过渡带诱发古老(太古宙)的玄武质岩石部分熔融形成的.     

冀西北地区早、中侏罗世地层划分及其区域对比

冀西北早、中侏罗世地层尽管已有较长的研究历史,但在具体划分对比上与同处于燕山造山带的京西地区仍有所不同。前者划分为南大岭组、下花园组、九龙山组、髫髻山组和后城组,后者与下花园组相当的地层又分为窑坡组和龙门组。笔者通过研究认为,冀西北地区也发育有与京西相同层位的龙门组,只是以往将其或划归于下花园组,或分属到九龙山组;同时发现下花园组尚包含了部分南大岭组地层。重新划分后的地层层序为：侏罗系下统南大岭组,中统下花园组、龙门组、九龙山组、髫髻山组、后城组,完全可以与京西地区对比。本研究结论对于建立统一的燕山地区早、中侏罗世地层格架和地质构造演化过程的研究有重要意义。     

海拉尔盆地火山岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

海拉尔盆地位于大兴安岭西侧,盆内存在多套火山-沉积岩组合.通过对海拉尔盆地Chu8井等4处火山岩样品进行的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,探讨了海拉尔盆地火山岩的形成时代和构造背景,为盆内和邻区地层对比以及大兴安岭地区构造演化提供了依据.研究区4个火山岩样品的锆石均呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带,结合其高的Th/U比值(0.22~1.50),说明其属于岩浆成因.测年结果表明,海拉尔盆地布达特群确实存在时代为晚三叠世-早侏罗世(214.4±4.3 Ma)的火山岩,结合前人研究,可将盆内火山作用划分为4期:分别为中-晚石炭世基底岩浆岩(320~290 Ma);晚三叠世-早侏罗世早期布特达特群火山碎屑岩组(224~197 Ma);晚侏罗世-早白垩世早期塔木兰沟组(152~138 Ma);早白垩世晚期铜钵庙组(128~117 Ma).大兴安岭地区各期岩浆作用的地球化学特征、时空分布特征以及盆地地震剖面特征表明,中-晚石炭世基底岩浆岩(320~290 Ma)是额尔古纳-兴安地块和松嫩地块碰撞造山后的伸展背景下形成的;晚三叠世-早侏罗世早期火山岩(224~197 Ma)是古亚洲洋闭合后的伸展背景下形成的,该期火山岩的发现说明古亚洲洋构造域对大兴安岭地区的影响至少延续到早侏罗世早期(197 Ma),而该区域蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲碰撞最早可能开始于早侏罗世以后;晚侏罗世-早白垩世早期(152~138 Ma)和早白垩世晚期(128~117 Ma)火山岩的形成均与蒙古-鄂霍茨克洋碰撞闭合后的伸展作用有关.盆内部分火山岩样品中存在古元古代-新元古代捕获的锆石,这表明额尔古纳地块和兴安地块很可能存在着元古代结晶基底.      

松辽盆地北部隐伏二叠系和侏罗系的初步研究

据50余口钻井揭露,松辽盆地北部隐伏的二叠系自下而上称杜尔伯特组(磨拉石)、一心组(残留海盆)、林甸组(火山弧)和四站组(大湖盆),是海西期阿尔泰型(增生弧型)造山带发育的记录,构造线为北东东向。侏罗系(主体为中侏罗统)大庆群由下部碎屑岩和上部蚀变火山岩组成,是古缝合线活化控制发育的燕山期陆内造山作用的磨拉石建造,构造线仍为北东东向,故侏罗系自内蒙东延入黑龙江省中-西部。晚侏罗世时松辽地区的磨拉石盆地闭合,中-酸性岩浆侵入活动仍十分活跃。据新的同位素年龄、化石和构造线方向等证据将火石岭组、沙河子组和营城组归为早白垩世早期,是北东向构造控制发育的松辽盆地断陷阶段的记录。文章列述了典型钻孔所见二叠系和侏罗系的岩石序列和地层分布,分析了其沉积—构造背景和演化,提出松辽盆地的基底是海西期增生弧型造山带,盆地早期的断陷伸展和火山作用是燕山造山带坍塌的地表反映。在此基础上讨论了早白垩世北东向新生构造在区域构造演化中的意义,探讨了前白垩系的油气远景。