博格达造山带东段芨芨台子地区晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段芨芨台子地区出露大量晚石炭世早期双峰式火山岩组合,岩石类型以亚碱性玄武岩为主,含有少量的流纹岩,属拉斑系列。其玄武岩富钠贫钾(Na2O/K2O=2.84~3.01),Ti O2含量为1.32%~1.43%,略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为19.81%~20.60%)、低Mg(Mg O含量为2.95%~3.25%,Mg#为32.33~34.50),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微正Eu异常(δEu=1.02~1.10,平均为1.04),富集Rb、Ba、P等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Th、Sr、Ti等高场强元素的特征;其微量元素Zr/Nb比值41.13~41.38,Zr/Y比值4.26~4.52(均大于4.00),Rb/Sr比值0.02~0.04(均小于0.05),Dy/Yb比值1.92~2.00,La/Nb比值2.42~2.49,Ba/Nb比值113.58~126.05,Ba/La比值47.02~50.62以及火山岩Zr-Nb、La/Yb-Dy/Yb和La/Nb-La/Ba等判别图解,表明玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,且在其上升过程中受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。流纹岩具有较高的Si O2(76.54%~77.74%)和全碱(Na2O+K2O=6.70%~7.70%)含量,以及较低的Ti O2(0.15%~0.16%)、Al2O3(10.70%~10.90%)和Mg O(0.17%~0.18%,Mg#为13.93~14.52)含量;显示右倾负斜率稀土配分模式,铕负异常明显(δEu为0.32~0.33),显著富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta,强烈亏损Sr、Ti、P等高场强元素,指示流纹岩应来自于玄武岩浆上升过程中提供的热量对地壳物质重熔,源区有斜长石残留。芨芨台子地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得流纹岩锆石U-Pb年龄为(312±1)Ma,表明该套火山岩形成于晚石炭世早期。进一步的Rb-Sr地壳厚度网络图投影表明当时博格达地区地壳厚度为20.0~30.0 km,而且根据Zr-Zr/Y图解推断其地壳拉张速率介于2.0~5.0 cm/a,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在晚石炭世早期进一步快速拉张,发展到鼎盛阶段,也代表着博格达地区由碰撞挤压到伸展拉张这个地球动力学环境的重大转折,这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

博格达造山带东段萨尔乔克地区早石炭世双峰式

博格达造山带东段萨尔乔克地区出露大量早石炭世晚期双峰式火山岩组合,其岩石类型主要有亚碱性玄武岩、英安岩和流纹岩,主体属拉斑系列。玄武岩w(SiO2)为48.69%~52.09%,w(TiO2)(1.16%~1.34%)略高于N型大洋中脊玄武岩,w(Al2O3)高(17.44%~20.86%)、w(MgO)低(3.05%~4.98%)、富钠贫钾(Na2O/K2O=1.82~3.04),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用;玄武岩具有近于平坦的稀土元素配分模式,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.06),相对富集Rb、Ba、P,亏损Nb、Ta、Th等不相容元素。火山岩地球化学特征表明研究区玄武质岩浆来自于亏损石榴石地幔橄榄岩在一定深度(约75km深度)情况下发生10%~20%的部分熔融,且受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。中酸性火山岩具有较高的w(SiO2)(70.29%~75.46%)和全碱[w(Na2O+K2O)=5.13%~9.90%],以及较低的w(TiO2)(0.25%~0.30%)、w(Al2O3)(12.85%~15.88%)和w(MgO)(0.36%~1.01%);显示右倾负斜率稀土元素配分模式,铕负异常明显(δEu为0.36~0.86,平均为0.64),富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,指示中酸性火山岩起源于地壳物质的部分熔融,源区有斜长石残留。萨尔乔克地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得中酸性火山岩中锆石的U-Pb年龄为(320.3±1.1)Ma,表明该套火山岩形成于早石炭世末期。结合进一步的地壳w(Rb)-w(Sr)和Zr/Y-w(Zr)判别图解,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在早石炭世晚期进一步快速拉张,发展到成熟阶段。这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

博格达造山带东段早石炭世火山岩地球化学特征及构造属性

博格达造山带东段克孜库都克地区七角井组玄武岩和中酸性火山碎屑岩及少量流纹岩在时空上构成双峰式火山岩组合。玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为331.0±3.0Ma,属于早石炭世晚期;Si O2含量为47.68%~48.82%,Ti O2含量(1.83%~2.17%)略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为15.56%~16.09%),富钠贫钾(Na2O/K2O=5.44~7.76),低Mg(Mg O含量为5.97%~7.17%,Mg#为43~47),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微负Eu异常(δEu=0.89~0.93),相对富集Rb、Ba、P,亏损Th、Nb、Ta、Sr、Ti等不相容元素。火山岩岩石地球化学特征表明:研究区玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡的产物,且在其上升过程中受到较弱程度的地壳物质混染,形成于陆内裂谷环境,其地球动力学体制可能与古亚洲洋壳向先存的准噶尔-吐哈陆块斜向俯冲,产生的侧向撕裂力拉张陆块有关。克孜库都克地区早石炭世玄武岩构造属性的确立进一步证实了博格达造山带在石炭纪时期处于大陆裂谷演化过程的观点,为进一步深入理解博格达地区石炭纪构造岩浆演化过程提供了新的地质与年代学依据。     

海南白垩纪六罗村组火山岩的年代学、地球化学特征及其大地构造意义

琼南分布有大量白垩纪火山岩,目前对这些火山岩的研究程度仍然较低。本文对出露在三亚六罗地区六罗村组的白垩纪火山岩进行了精细的年代学和元素地球化学分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,六罗村组上部的流纹岩和下部的玄武安山岩具有一致的形成年龄,均为102±1 Ma。其中流纹岩样品富硅高钾,Si O2含量73.77%~74.79%,K2O含量5.09%~6.77%,K2O/Na2O比值1.71~2.80;属强过铝质(A/CNK=1.17~1.22)、高钾钙碱性岩系。样品具中等负Eu异常(δEu=0.51~0.61),亏损Nb、Ta,富集Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE);轻、重稀土元素分馏程度较强,(La/Yb)CN值为15.05~16.97。玄武岩-安山岩样品的Si O2含量在49.82%~57.93%之间,其K2O/Na2O比值(0.32~1.11)明显低于流纹岩样品,Mg#(46~58)明显高于流纹岩样品。样品的轻、重稀土元素分馏程度相对流纹岩样品要弱,其(La/Yb)CN值为9.42~12.24;Eu异常不明显(δEu=0.86~0.94),亏损Nb、Ta,富集LILE,P、Ti元素的负异常相对流纹岩样品要弱。Sr-Nd同位素研究结果显示,流纹岩和玄武岩–安山岩样品的(87Sr/86Sr)i值分别为0.708222~0.708965和0.707532~0.708401;εNd(t)值分别为–2.49~–2.69和–2.35~–4.09,二者具有一致的Sr-Nd同位素组成。综合分析认为这套火山岩的源区可能来自受俯冲组分交代的大陆岩石圈地幔,形成于伸展环境,可能与古太平洋板块俯冲引起的岩石圈伸展有关。     

大兴安岭中段塔尔气地区流纹岩年龄、地球化学特征及其地质意义

塔尔气地区位于大兴安岭主脊中段,晚中生代广泛发育一套玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应火山碎屑岩的岩石组合。以流纹岩为研究对象,进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、岩石地球化学研究。测年结果显示,流纹岩形成于132±2Ma(MSWD=1.5,2σ),属早白垩世中期。岩石地球化学特征表明,流纹岩属于典型的弱过铝质高钾钙碱系列岩石,具有高硅(71.6%~77%)、富碱(Na_2O+K_2O=7.94%~9.64%)且富钾(K_2O=4.5%~5.46%)的特征;轻、重稀土元素分馏明显,具中等Eu负异常(δEu=0.22~0.7),亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,相对富Th、U、Zr、Hf,富集大离子亲石元素K、Rb,相对贫Ba、Sr,显示A型流纹岩特征。岩浆源区与硬质砂岩相似,具有较高的锆饱和温度,可能为地壳部分熔融的产物,形成于后碰撞伸展的大地构造环境。     

西秦岭伯阳石英正长斑岩的地球化学、年代学及其地质意义

西秦岭天水市伯阳乡北部出露的流纹岩(小河子火山岩)及其南侧出露的次火山岩石英正长斑岩在现有的文献中均认为是同源岩浆活动的产物,但是并未对次火山岩进行过地球化学和同位素年代学研究。本文对次火山岩的研究表明,该石英正长斑岩具有高SiO2(71.34%~72.32%,平均为71.67%)、高(Na2O+K2O)(9.13%~9.68%,平均为9.44%)、低TiO2(0.19%~0.21%)、MgO和铝弱过饱和(A/CNK=1.04~1.12)的特征,属于弱过铝质的碱性亚碱性花岗岩系列岩石,具有Ⅰ型花岗岩的特征。该石英正长斑岩轻稀土强烈富集,(La/Yb)N值=27.5~31.5(平均29.5),Eu明显负异常(δEu=0.11~0.14,平均0.12);大离子亲石元素(LILE)K、Rb、U等相对富集,高场强元素(HFS)Nb、P、HREE等则相对亏损,显示壳源特征。对石英正长斑岩进行的锆石U-Pb LA-ICP-MS同位素年代学测定获得了206Pb/238 U加权平均年龄(209.3±5.8)Ma(MSWD=16),说明石英正长斑岩形成于晚三叠世,而不是前人认为的古近纪。石英正长斑岩具有与小河子火山岩中流纹岩类似的地球化学特征,二者的形成时代基本一致,是晚三叠世期间在碰撞后伸展背景下西秦岭酸性火山作用的产物。     

新疆博乐哈夏林场一带下二叠统乌郎组火山岩地球化学特征及地质意义

哈夏林场一带发育一套典型的"双峰式"火山岩组合,岩石类型以拉斑玄武岩系列为主,含少量的流纹岩,属高钾钙碱性系列。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄显示该套岩石的形成年龄为(296.6±2.7)Ma,为早二叠世产物。玄武岩富钠贫钾(K_2O/Na_2O=0.21~0.37),高Al(w(Al_2O_3)=17.67%~19.65%)、低Mg(w(MgO)=3.30%~4.64%),表明原始岩浆经历了明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具轻微右倾的稀土元素配分模式,微弱的Eu正异常,富集大离子亲石元素Rb、高场强元素Th、Zr、Hf,亏损高场强元素Sr、P、Ti;岩石地球化学特征及岩石学实验证明,玄武岩为岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩区域低程度(5%)的部分熔融产物,并在上升过程中经历了明显的分离结晶作用。流纹岩与玄武岩体现出相似的稀土元素配分模式和微量元素特征,并具有一致的演化趋势,暗示二者具有同源演化特征。流纹岩为玄武岩上升过程中分离结晶作用的产物。该套"双峰式"火山岩组合证实伊犁北缘哈夏林场一带在二叠纪时期处于伸展构造背景,此时北天山洋已完全封闭,并开始进入碰撞后的伸展阶段。     

内蒙古赤峰地区晚泥盆世双峰式火山岩地球化学特征与板内伸展事件

内蒙古赤峰敖汉旗一带的朝吐沟组火山岩由变玄武岩、变流纹岩组成,是一套典型的"双峰式"火山岩组合。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,获得了流纹岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(359±1)Ma和(360±1)Ma,形成于晚泥盆世法门期。火山岩的Si O2含量分布在46.24%~56.6%和77.59%~85.75%,分别属于变玄武岩(玄武安山岩)和变流纹岩。变玄武岩(玄武安山岩)轻稀土元素弱富集而重稀土元素略亏损,(La/Yb)N=2.4~8.76,有弱Eu负异常,富集大离子亲石元素和高场强元素,Nb、Ta、Ti有明显负异常,87Sr/86Sr初始比值为0.705076~0.707770,具有高的正εNd(t)值(+0.51~+4.90)和年轻的模式年龄TDM(964~1090 Ma),推断其源于遭受地壳物质混染的亏损地幔;变流纹岩富硅、钾和钠,贫镁,具有轻稀土元素富集而重稀土元素略亏损,(La/Yb)N=7.07~11.07,有强烈的Eu负异常(δEu=0.12~0.43),Ti、P、Sr、Ba相对强烈亏损,Nb、Ta亏损,Rb、Th、U、K相对富集;其87Sr/86Sr初始比值为0.713757~0.739647,εNd(t)值为-1.75~+2.54),和年轻的模式年龄TDM(846~1156 Ma);多数锆石的εHf(t)为-2.3~+6.9,年轻的模式年龄TDM(707~1074 Ma),具有A型花岗岩的特征,推测其来源为新元古代时新生的年轻陆壳。综合前人区域研究成果、地球化学特征,朝吐沟组"双峰式"火山岩形成于晚泥盆世板内伸展构造背景。     

博格达造山带东段萨尔乔克地区早石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带隶属天山造山带东段,其南北两侧分别被吐哈盆地和准噶尔盆地所夹持,东邻克拉麦里—莫钦乌拉蛇绿岩带,大地构造位置十分重要,长期以来备受地质学家的广泛关注。到目前为止,关于博格达造山带晚古生代构造属性的认识,国内外学者尚有不同的看法,有人认为应为裂谷[1-7],有人倾向于岛弧[8-9],也有人认为应为弧后盆地[10-11]。然而越来越多的研究成果表明博格达造山带石炭纪的构造属性更倾向于裂谷环境[4-6,12-13]。近年来,许多学者在博格达山南北两侧发现了大量的双峰式火山岩[5-7,10,12-13],这对研究博格达造山带晚古生代构造属性具有较全面的指示意义。王银喜等[4-5]报道了博格达山东段七角井地区发育早石炭世双峰式火山岩,获得该双峰式火山岩之玄武岩和流纹岩的Rb-Sr等时线年龄分别为342Ma和340 Ma,并认为博格达裂谷火山活动应始于早石炭世。王金荣等[6]在博格达造山带东段西地—伊齐—小红柳峡一带的地质调查过程中,发现大量晚石炭世柳树沟组双峰式火山岩及早二叠世卡拉岗组酸性火山岩建造,并认为博格达山前身裂谷岩浆作用结束于晚石炭世末期(柳树沟组双峰式火山岩组合中流纹岩Rb-Sr等时线年龄为296 Ma),早二叠世为裂谷闭合造山作用,早二叠世末进入后造山伸展的演化阶段(卡拉岗组流纹岩Rb-Sr等时线年龄为278 Ma)。然而,前人的研究多集中在博格达裂谷开合阶段,关于该裂谷的发育程度以及早石炭世末期裂谷双峰式火山岩组合等研究至今尚未见详细报道。近期,笔者在博格达造山带东段萨尔乔克一带的地质调查过程中,发现该地区出露大量早石炭世晚期双峰式火山岩组合,其岩石类型主要为亚碱性玄武岩、英安岩和流纹岩,主体属拉斑系列。玄武岩w(Si O2)为48.69%~52.09%;w(Ti O2)为1.16%~1.34%,略高于N-MORB;w(Al2O3)高(17.44%~20.86%)、w(Mg O)低(3.05%~4.98%)、富钠贫钾(Na2O/K2O=1.82~3.04),具有近乎平坦的稀土配分模式,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.06),相对富集Rb、Ba、P,亏损Nb、Ta、Th等不相容元素,指示其原始岩浆来源于亏损石榴子石地幔橄榄岩在一定深度(约75 km深度)情况下发生10%~20%的部分熔融,且受到了一定程度的地壳混染,形成于陆内裂谷环境。中酸性火山岩具有较高的w(Si O2)(70.29%~75.46%)和全碱质量分数(w(Na2O+K2O)=5.13%~9.90%),以及较低的Ti O2(0.25%~0.30%)、Al2O3(12.85%~15.88%)和Mg O(0.36%~1.01%)质量分数;显示右倾负斜率稀土配分模式,铕负异常明显(δEu为0.36~0.86),富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,指示中酸性火山岩起源于地壳物质的部分熔融。火山岩地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得英安岩中锆石U-Pb年龄为(320.3±1.1)Ma,属早石炭世末期。进一步的Rb-Sr地壳厚度网络图投影表明当时博格达地区地壳厚度为20~30 km,而且根据Zr-Zr/Y图解推断其地壳拉张速率为2~5 cm/a,表明从早石炭世早期开始的博格达裂谷在早石炭世晚期进一步快速拉张,发展到成熟阶段。这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

新疆卡拉麦里地区早石炭世火山岩地球化学特征及构造意义

卡拉麦里断裂带西段南侧下石炭统山梁砾石组中基性火山岩分布广泛,呈夹层整合产出。岩石具有变化的Si O2(49.43%~59.08%)、Mg O(3.81%~6.28%)、K2O(0.16%~1.55%)含量,高Ti O2(1.18%~2.49%)、Na2O(2.89%~5.44%)、P2O5(0.21%~0.92%)含量,为玄武岩、玄武安山岩及安山岩,属钙碱性系列。样品具相对高的HFSE含量(Ti,Zr,Y)和高的La/Nb(1.96~2.98)、Zr/Y(3.65~9.36)比值,微量元素原始地幔标准化蛛网图显示岩石富集大离子亲石元素Rb,Ba,K和U,Pb,相对亏损高场强元素Nb,Ta和Ti,在球粒陨石稀土元素配分图上,LREE轻微富集,(La/Yb)N=2.04~10.11,弱的负Eu异常(δEu=0.87~0.95),显示出该火山岩兼有板内玄武岩和火山弧玄武岩的地球化学特征。结合区域地质背景研究认为,山梁砾石组中火山岩形成于后造山伸展的构造背景,是由先前被俯冲流体交代过的富集地幔发生部分熔融,并有俯冲沉积物参与,经历一定的结晶分异作用和地壳混染后喷出地表而形成,且该区在晚石炭世早期伸展运动最为强烈,火山活动达到顶峰。     

新疆博格达东缘色皮口地区晚石炭世裂谷火山岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

新疆色皮口地区位于博格达造山带东段北部,区域内的上石炭统柳树沟组火山岩为玄武岩-玄武安山岩、角斑岩-石英角斑岩和流纹岩,组成双峰式火山岩建造。岩石SiO 2含量为48.07%~77.62%,赖特碱度率(AR)为1.35~4.7,Na2O+K2O含量为3.74%~9.02%,K2O/Na2O值为0.04~1.04,为低钾高钠钙碱性-碱性岩石。玄武岩、玄武安山岩TiO 2=0.86%~1.7%,较高的Al、低Mg,以及低K2O/TiO 2和K2O/P2O5比值(分别为0.13~1.81、0.36~6.00),反映了在岩浆演化过程中发生了不明显的分离结晶作用。玄武岩、玄武安山岩、角斑岩不相容元素K、Rb、Th、Ba强富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf无富集,Ti亏损不明显,玄武岩(Th/Nb)N值为1.36~6.55,Nb/La值为0.29~0.44,具有较低的Nb/Zr比值(0.03~0.05)。由玄武岩到石英角斑岩,稀土元素组成略右倾平行曲线簇,倾斜度(轻重稀土分异度)略增大,铕负异常趋于明显(δEu=0.81~1.17)。流纹岩不相容元素K、Rb、Th、Ba富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf富集,流纹岩稀土总量增高,轻重稀土分异增大,明显铕负异常(δEu=0.27~0.50),显示后期较强的岩浆分异作用。石英角斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为314.9±1.2Ma(n=16,MSWD=0.4,Th/U比值在0.56~1.21之间),这表明石英角斑岩形成时代为晚石炭世。石英角斑岩中锆石的176Hf/177Hf比值均分布在0.282897~0.283097之间,并具有较高的正εHf值(11~18),平均值为14,Hf的模式年龄tDM2介于180~628Ma。所有锆石的176Hf/177Hf比值和εHf值位于亏损地幔演化线与下地壳之间,并靠近亏损地幔演化线。上述特点反映晚石炭世火山岩形成于板内裂谷环境,下部玄武岩与角斑岩-石英角斑岩具有同源特征,暗示岩浆源区来源于亏损地幔,并受地壳混染。     

松辽盆地西缘早白垩世伸展事件：流纹岩锆石U Pb年龄、地球化学研究

为研究松辽盆地西缘大兴安岭早白垩世火山岩的构造属性,对研究区内流纹岩开展锆石U-Pb测年和地球化学测定。锆石U-Pb定年结果显示,流纹岩形成于131.6±0.6~123.9±1.7Ma,属早白垩世。主量元素分析表明,流纹岩具高硅(SiO_2=69.08%~79.58%)、富碱(K_2O+Na_2O=5.93%~9.76%,平均为8.14),富钾(K_2O/Na_2O大于1.0,平均为2.14)、贫钙镁(平均CaO为0.60、MgO为0.27)和高FeOT/MgO(平均为6.77)比值的特征,属过铝质(A/CNK=1.35~1.78)高钾钙碱性—钾玄武岩系列岩石。据微量元素地球化学特征将其划分为两组:Ⅰ组流纹岩稀土元素总量较高(∑REE介于149.04×10~(-6)~213.18×10~(-6)之间,平均为172.35×10~(-6)),轻稀土元素(LREE)富集、轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)_N=4.89~11.87,平均为7.75)],中等—弱负铕异常(δEu=0.54~0.88,平均为0.70),配分曲线右倾模式,强烈富集大离子亲石元素(LILE)Rb,Ba,Th,K和亏损高场强元素(HFSE)_Nb,Ta,P和Ti;Ⅱ组流纹岩以稀土总量(∑REE平均为142.60×10~(-6))相对较低,具相对较强的负铕异常(δEu=0.05~0.46,平均为0.27),配分曲线相对较平缓以及Ba,Sr,P,Ti元素的强烈亏损与Ⅰ组流纹岩相区别,两组流纹岩地球化学成分相关性较好,二者均有低的Sr(206×10~(-6))和高Yb(大于2)含量,具壳源和造山后花岗岩的特征。结合最新资料及本文研究成果,初步认为研究区流纹岩为地壳部分熔融的产物,之后经历强烈的矿物分离结晶作用,与蒙古—鄂霍次克造山后伸展作用有关。     

黑龙江省东部中泥盆世火山作用及其构造意义——来自岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素的制约

对佳木斯地块东缘老秃顶子组和小兴安岭地区宝泉组上段火山岩进行了岩石地球化学、锆石LA-ICP-MSU-Pb定年和Sr-Nd-Hf同位素研究以制约该区的区域构造演化。前者主要由流纹岩及次要的碱性玄武岩组成,后者以流纹岩为主。研究结果表明,这些火山岩中锆石发育震荡生长环带或具条痕状吸收,且具有较高的Th/U比值(0.28~1.64),反映了岩浆成因特征。定年结果表明,它们均形成于中泥盆世(峰期为386 Ma)。火山岩的地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究表明,佳木斯地块东缘老秃顶子组火山岩以双峰式火山岩组合为特征,基性端员岩石的SiO2=50.40%~55.66%、Mg#=0.39~0.50、Na2O/K2O=2.88~4.99、Al2O3=15.66%~18.06%,并以富集轻稀土元素和亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)为特征,初始87Sr/86Sr比值为0.705 99,εNd(t)=+2.04,暗示其原始岩浆起源于遭受地壳物质混染的岩石圈地幔;酸性端员岩石的SiO2=77.59%~78.75%、Na2O/K2O=0.32~0.36、Al2O3=11.62%~11.76%,富集Rb、Th、U、K,亏损Nb、Ta、Eu、P、Ti等,其初始87Sr/86Sr比值为0.703 78~0.707 36,εNd(t)=-2.20~-4.15,εHf(t)=+1.8~+8.6,tDM1=671~998 Ma,与中亚造山带内显生宙花岗岩的研究结果相一致,暗示其岩浆应起源于新增生下地壳物质的部分熔融;小兴安岭地区宝泉组上段流纹岩具有高硅(74.64%~76.09%)、富钾(Na2O/K2O=0.42~0.81)、低铝(12.56%~12.63%)等特征,同时显示强烈的负铕异常,该组火山岩具有A型流纹岩特点,其εHf(t)=+2.5~+6.4,tDM1=837~983 Ma,暗示其岩浆应起源于新增生下地壳的部分熔融。结合区域地质资料,认为中泥盆世佳木斯地块东缘应处于一个被动大陆边缘盆地沉积环境,老秃顶子组双峰式火山岩的形成应与被动陆缘内的伸展环境有关,而小兴安岭地区同期宝泉组上段A型流纹岩的形成应与陆内伸展环境相联系。     

大兴安岭北部额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩岩石地球化学特征及成因

额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩的岩石地球化学成分显示其以粗安岩为主,少量安山岩和玄武安山岩。该组火山岩SiO_2含量为53.47%~58.50%,全碱含量为[w(K_2O+Na_2O)]4.27%~7.68%,w(MgO)=1.76%~4.03%,Mg~#=0.34~0.51;微量元素分析表明,稀土元素配分模式呈轻稀土富集右倾型,轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)_N=16.35~33.73],富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素(HFSE),Eu负异常不明显(δEu=0.89~0.92)。地球化学等特征表明塔木兰沟组火山岩未经受明显的地壳物质混染,岩浆来源于俯冲流体交代形成的富集岩石圈地幔,经历了以分离结晶作用为主导的演化过程。综合研究认为,额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩形成于岩石圈伸展构造环境,与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的后造山伸展体制有关。     

新疆博格达造山带西段石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及成因

新疆博格达造山带博格达峰南侧柳树沟组出露大量双峰式火山岩组合。本文对博格达造山带西段石炭纪双峰式火山岩地球化学特征研究结果表明:①玄武岩具有贫K富Na、富Ti富Al和富Mg的特征,w(K₂O)/w(TiO₂)、w(K₂O)/w(P₂O₅)值较低且范围较小,总体上玄武岩有轻度的地壳物质混染作用;HREE相对富集,轻重稀土无明显的分馏,玄武质岩浆可能源于亏损地幔部分熔融。②流纹岩富K贫Na,低Ti、Mg;与其共生的玄武岩不同,流纹岩稀土元素含量高于玄武岩,轻重稀土分馏较为明显,为右倾斜率稀土配分模式,Eu的负异常较强(δEu=0.17~0.20),流纹岩可能为地壳物质重熔形成。③博格达造山带西段在晚石炭世时期处于大陆裂谷环境,其形成与古亚洲洋顺着克拉麦里碰撞带斜向对准格尔吐哈地块发生俯冲紧密相关。     

藏南扎西康矿区流纹岩的岩石地球化学、锆石U-Pb测年和Hf同位素组成

本文对藏南扎西康铅锌锑银矿区流纹岩进行详细的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究。详细的地球化学特征显示,扎西康流纹岩具有富硅(SiO2=73.37%~77.08%)、贫碱(Na2O+K2O=3.48%~3.56%),贫Mg(MgO=0.36%~0.49%),贫Ca(CaO=0.50%~0.66%),强过铝质(A/CNK=2.16~2.62),富集Rb、Th、U、Pb等大离子亲石元素及Hf、Nd等高场强元素,并明显亏损Sr、Ti等元素。稀土总量较高(∑REE=295.71×10-6~343.82×10-6),轻稀土富集,且轻重稀土分异明显(LREE/HREE=10.00~12.62),弱负Eu异常(δEu=0.57~0.88),无明显Ce异常。采用LA-MC-ICP-MS对流纹岩锆石U-Pb年龄进行测定,岩体成岩年龄为135.33±0.62Ma。锆石εHf(t)值较低,主要集中在-9.5~-24.2,显示其物源为壳源。扎西康矿区出露的流纹岩形成于早白垩世,可能是Comei—Bunury大火成岩省的一部分。     

东天山博格达晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及意义

东天山博格达造山带晚石炭世柳树沟组为一套由玄武岩和流纹岩组成的双峰式火山岩,形成于晚石炭世,其Si O_2含量介于46.18%～46.56%和76.06%～76.25%之间,具有明显的Daly成分间断。其中,玄武岩具富Na贫K特征,Ti O_2、Al_2O_3、Ca O和MgO含量均较高,∑REE为75.54×10~(-6)～80.22×10~(-6),LREE/HREE值为3.00～3.12,以富集Ba、Rb等大离子亲石元素(LILE)和不相容元素(P、K),相对亏损Ti、Ta、Nb等高场强元素(HFSE)和不相容元素(U、Th)为特征;流纹岩Na_2O/K_2O值为0.32～0.36,属低Ti、低Mg类流纹岩,∑REE为520.72×10~(-6)～595.26×10~(-6),LREE/HREE值为5.60～6.53,具有Rb、Th、K、La、Ce、Zr、Hf、Sm等元素的富集以及Ba、U、Ta、Nb、Sr、P和Ti元素的亏损特征。柳树沟组双峰式火山岩形成于大陆裂谷环境,具板内成因特征,玄武岩可能为亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,受到地壳物质混染;流纹岩具典型的A型花岗岩的地球化学特征。     

塔河地区海西晚期火山岩地球化学特征及地质意义

通过岩心观察,塔河地区海西晚期先后发育基性火山岩和中酸性火山岩两大类。两类火山岩具有不同地球化学组成:基性火山岩K2O+Na2O=3.49%~4.25%,K2O/Na2O=0.18~0.381,为钠质系列玄武岩,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th和高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,δEu≈1,无明显亏损;中酸性火山岩表现为高场强元素Nb、Ta、Sr、P、Ti亏损,大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th较为富集,稀土元素δEu=0.43~0.661,铕具明显负异常特征,K2O+Na2O=6.86%~8.82%,K2O/Na2O=1.25~1.591,为钾玄或高钾钙碱性系列英安岩。强不相容元素Th/Ta、Nb/U比值说明,玄武岩与英安岩成因没有明显亲缘性,玄武岩来源于地幔,英安岩来源于地壳。结合邻区火成岩对比分析,塔河地区发育的玄武岩、英安岩分别与塔中地区玄武岩和南天山分区花岗岩具有相同的地球化学特征,构造判别图解表明,玄武岩形成于板内主裂陷期,英安岩、花岗岩形成于板块边缘岛弧构造环境,作为特殊古构造位置,塔河地区先后发育的玄武岩、英安岩为板内主裂陷盆地边缘和弧火山边缘相互耦合的产物。     

松辽盆地南部早白垩世火山岩的地球化学特征及其成因

对松辽盆地南部早白垩世火石岭组和营城组火山岩进行的岩石地球化学研究表明,火石岭组火山岩主要以玄武质粗面安山岩和粗安岩为主,存在少量粗面英安岩,其Si O2=53.8%~68.6wt%、K2O+Na2O=7.70%~9.59%、Mg#=26.72~33.89,以富集轻稀土和大离子亲石元素(LILEs,如Rb、Ba、Th、U等),亏损重稀土和高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti、P等)为特征,这些特征与俯冲带火山岩类似。营城组火山岩以流纹岩为主,存在少量的玄武质粗面安山岩、粗面安山岩和英安岩,基性端元具有低硅(Si O2=49.3%~56.6%)、低碱(K2O+Na2O=4.57%~6.60%)、富镁(Mg#=33.49~59.51)的特征,主要属于钙碱性系列,暗示其原始岩浆主要来源于地幔;酸性端元的Si O2=65.4%~74.9%,K2O+Na2O=3.23%~7.75%,低镁(Mg#=21.76~39.18)。营城组火山岩稀土配分型式呈右倾型,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素,与俯冲环境火山岩相似。其中,营城组流纹岩地球化学特征类似A型花岗岩,暗示形成于伸展环境。结合区域研究成果,认为松辽盆地南部早白垩世火山岩的形成与古太平洋板块向欧亚大陆之下的俯冲作用有关。火石岭组火山岩形成于活动大陆边缘环境,营城组火山岩的形成与岩石圈拆沉作用引发的伸展背景有关。     

西天山阿吾拉勒地区二叠系塔尔得套组双峰式火山岩地球化学研究

西天山阿吾拉勒地区二叠系塔尔得套组火山岩由玄武岩、粗玄岩、玄武质粗安岩、流纹岩组成,其Si O2含量为49.1%~76.0%,在62.8%~70.8%之间存在一明显的间断,显示出双峰式火山岩的特征。玄武岩具有较高的Ti、Nb(8.13×10-6~14.9×10-6)及HFSE含量,表现出富铌玄武岩的特征。流纹岩含高的Si O2、K2O+Na2O、Fe OT、Fe OT/Mg O、低Al2O3、Ca O和Mg O,同时富集Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ga和Y等HFSE,具有A型花岗岩地球化学特征。玄武岩、玄武安山岩及流纹岩具有相似的钕同位素组成,εNd(t)值为0.05~2.72。根据钕同位素和岩石主微量元素特征判断它们同形成于受到拆沉下地壳混染的亏损地幔部分熔融。玄武安山岩和流纹岩是玄武岩浆上升过程中受地壳物质的混染并在中地壳岩浆房内发生充分的岩浆结晶分异后形成的。本区塔尔得套组双峰式火山岩的存在说明阿吾拉勒地区在二叠纪处于伸展构造背景,而A型花岗质流纹岩的确定进一步肯定了该区处于碰撞后的伸展阶段,从而证明西天山地区在二叠纪时北天山洋已完全封闭,并开始进入碰撞后的伸展发育阶段。