内蒙古西乌旗大石寨组火山岩年代学和地球化学特征及地质意义

中亚造山带南缘二叠纪火山岩的成因及形成环境一直存在争议。本文以内蒙古西乌旗罕乌拉地区发育的大石寨组火山岩为研究对象,对其开展了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学研究。大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩-碎屑岩组合,岩性以流纹岩为主。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,2件流纹岩样品的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为276±0.81Ma(MSWD=1.3)和280±0.76Ma(MSWD=0.69),说明大石寨组流纹岩喷发于早二叠世,反映了早二叠世的构造岩浆作用事件。岩石地球化学研究表明,大石寨组火山岩为一套中酸性火山岩,以高硅、富碱为特征,Ti、Mg、Fe、Ca等元素含量较低;微量元素总体含量较高,具有一致的配分曲线,Rb、Th、U、K、LREE等大离子亲石元素相对于Nb、Ta、HREE等高场强元素明显富集;稀土元素总量偏高,具一致的右倾"海鸥式"配分型式。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上显示明显的Ba、Sr、P、Eu和Ti的负异常。10000Ga/Al平均值3.6。地球化学特征显示该套火山岩具有岛弧火山岩的属性,类似A型花岗岩的地球化学特征,为高温低压下长英质地壳部分熔融的产物。结合地球化学特征及区域地质资料,大石寨组火山岩最可能形成于弧后扩张环境,是早二叠世古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。     

内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组火山岩形成时代及构造背景

对内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组玄武安山岩进行了锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素分析及地球化学研究,定年结果表明玄武安山岩结晶年龄为280Ma,形成于早二叠世。地球化学特征显示高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Ti轻微亏损,大离子亲石元素Sr、Ba、Rb、K富集,表现出岛弧火山岩特征。地球化学结果和Hf同位素的不同来源(亏损地幔及古老地壳的再循环),表明岩浆起源于俯冲沉积物熔体和流体交代地幔楔橄榄岩。与大石寨地区玄武安山岩进行了对比研究,表明巴林右旗大石寨组玄武安山岩在俯冲的构造背景,形成于岛弧-活动大陆边缘弧的环境,古亚洲洋板块由南向北进行俯冲,说明早二叠世古亚洲洋未闭合。     

内蒙古西乌旗晚石炭世–早二叠世伸展事件——来自大石寨组火山岩的证据

内蒙古西乌旗地区发育一套中酸性火山岩,空间展布特征显示其为大石寨组火山岩的西延部分。为查明该火山岩的形成时代及构造属性,对其进行了岩石学、年代学和岩石地球化学研究。研究结果表明该火山岩主要由安山岩及流纹岩组成。锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年结果显示其喷发时代为275~311 Ma,属晚石炭世–早二叠世。岩石地球化学特征表明中性岩富钙贫镁,富集LREE及K、Rb、Ba,亏损Nb、Ta,具有弱Eu异常,安山质岩浆可能是由基性岩浆分离结晶形成的,但在形成过程中受到了陆壳物质混染。酸性岩贫钙镁,富硅碱,具有显著的Eu负异常,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,反映岩石成因与中下地壳的熔融及其后期的分离作用有关。在构造判别图解中,中性岩具有板内玄武岩特征,而酸性岩具有A2型花岗岩特征。结合区域已发表资料推断,西乌旗大石寨组火山岩形成于造山后伸展环境,暗示古亚洲洋至少在早二叠世之前已经闭合。     

内蒙古阿拉善北部雅干构造带白山组火山岩年龄、地球化学特征及其对区域构造演化的约束

阿拉善北部雅干地区古生代火山岩发育,研究其形成时代和地质特征,对探讨中亚造山带中段南缘北山弧盆系的演化具有重要的意义。对雅干地区原划奥陶系火山岩进行了同位素年代学与地球化学研究,获得流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为298.4±1.5 Ma,时代为早二叠世初期,结合岩石组合特征和区域对比,将其重新厘定为上石炭统—下二叠统白山组。该套火山岩富SiO₂、高K₂O、低TiO₂,属于钙碱性系列;相对富集Rb、Pb、K等大离子亲石元素,明显亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素;呈现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的的右倾特征,具有较明显的负Eu异常,显示出陆缘弧火山岩的地球化学特征。上述证据表明,雅干地区白山组火山岩形成于古亚洲洋向明水-旱山地块北缘俯冲的陆缘弧构造环境。     

内蒙古西乌旗地区大石寨组火山岩时代及地球化学特征

西乌旗地区大石寨组火山岩以流纹岩为主,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果及全岩主量、微量和稀土元素分析结果表明,本区流纹岩的年龄为280.3Ma±1.4Ma,形成于早二叠世;大石寨组火山岩属高钾过铝质钙碱性火山岩,其中SiO2、K2O、Al2O3含量均较高。稀土元素配分曲线总体向右缓倾斜,轻稀土元素相对于重稀土元素富集,Eu呈明显的负异常,重稀土元素亏损不明显。Rb、Th、U、K等大离子亲石元素富集明显,Ba表现为弱亏损,高场强元素具有明显的Ta、Sr、P及Ti亏损,Zr、Hf相对富集。研究认为,该地区流纹岩可能是由玄武岩、安山岩等中基性火山岩分离结晶作用形成的,且形成的构造环境为大陆边缘弧。     

内蒙古扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩年代学、地球化学特征及其地质意义

内蒙古地区的二叠统大石寨组火山岩的成因及形成环境说法不一,众说纷纭.内蒙古扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩—碎屑岩组合.锆石U-Pb测年结果显示大石寨组火山岩的年龄为264.0±1.2 Ma(MSWD=0.80),为中二叠世早期.岩石地球化学数据表明:扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩属于过铝质高钾钙碱性岩石(Al2O3均值16.90％;全碱(K2O+Na2O)平均值为7.45％;A/CNK平均值1.10).轻重稀土分馏明显((La/Sm)N为1.43～1.45),(La/Yb)N为10.14～12.6);稀土元素总量偏低(ΣREE为137.36～158.45×10-6);δEu位0.90～1.07,均值0.97.没有显示明显的负铕异常(δEu = 0.90～1.07);稀土元素分配模式为右倾型.富集大离子亲石元素Rb,Ba,Th,K和Sr;而高场强元素Ti,P,Ta,Nb较为亏损.其形成机制可能由地幔楔部分的熔融,同时在俯冲过程有洋壳沉积物和俯冲流体的混入.该组火山岩形成于活动大陆边缘弧的环境下,构造背景为古亚洲洋板块向北俯冲作用,且古亚洲洋在中二叠世早期未曾闭合.     

新疆北山矛头山东早二叠世火山岩喷发活动时代厘定及地球化学特征分析

本文对新疆北山矛头山东一带火山岩野外地质特征、岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年龄进行了系统研究。该区火山岩岩石组合为玄武岩、玄武安山岩、安山岩和同成分的火山碎屑岩。该套火山岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄表明,其形成时代为早二叠世。其岩石地球化学特征显示为一套钙碱性火山岩,富集轻稀土元素,无明显的负铕异常;大离子亲石元素Rb、Th、U相对富集,Ba、Sr略有波动,高场强元素Nb略有亏损、Ta亏损明显。综合分析,笔者认为该套早二叠世的火山岩形成于已经充分收缩的残余海盆环境;此时北山的构造属性更与残余海盆的陆缘火山盆地相似,而不具有裂谷的特征。     

拉萨地块南部得明顶地区叶巴组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其成因

作为拉萨地块南部形成时代最早的火山岩,叶巴组火山岩对于确定新特提斯洋的俯冲过程及印度欧亚大陆碰撞前的演化等具有重要意义。前人的研究结果显示,叶巴组火山岩是一套岩性由基性到酸性连续的、具有岛弧地球化学特征的火山岩。目前在叶巴组火山岩中只有酸性岩获得了精确的锆石U-Pb年龄,显示其形成时代为早侏罗世。然而对叶巴组中基性火山岩目前尚无精确的年代学报道。另外,有关叶巴组火山岩形成的动力学背景,目前还存在争议。对拉萨地块南部得明顶地区的叶巴组火山岩进行了锆石U-Pb年龄和地球化学研究,获得其锆石U-Pb年龄为188.8±1.8Ma,表明与酸性火山岩形成时代一致。得明顶地区叶巴组火山岩地球化学数据显示其具有类似于岛弧火山岩的特征,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素、轻重稀土元素分异明显,部分样品具有Sr及Eu(δEu=0.75~0.83)的略微异常。结合前人的研究成果认为,叶巴组火山岩很可能形成于大陆边缘弧,其形成与新特提斯洋的北向俯冲有紧密的联系。     

内蒙古东部大石寨地区大石寨组火山岩的成因及其大地构造背景

内蒙古东部早二叠世火山岩的成因和动力学背景对于揭示兴安地块和松嫩地块的拼合作用具有重要意义.通过选取大石寨地区大石寨组基-中性火山岩为研究对象,开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩主微量和锆石原位Lu-Hf同位素分析,旨在讨论其岩石成因和构造背景,为制约兴安地块与松嫩地块的拼合过程和探讨兴蒙造山带东段的构造演化提供更多信息.大石寨组基-中性火山岩包括变细碧岩、变玄武岩、碎屑岩化玄武安山岩、玄武安山质晶屑凝灰岩、绿泥石化安山岩、杏仁状安山岩、安山质晶屑凝灰岩等.锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,变细碧岩和绿泥石化安山岩样品的206Pb/238U年龄加权平均值分别为286.0±4.3 Ma（MSWD=0.14）和286.0±3.3 Ma（MSWD=0.14）,说明大石寨组基-中性火山岩喷发于早二叠世,反映了早二叠世的构造岩浆作用事件.岩石地球化学研究表明,大石寨组基-中性火山岩为一套弱过铝质-偏铝质富钠质亚碱性玄武岩-玄武安山岩-安山岩岩石组合,以拉斑系列为主,部分兼具拉斑性和钙碱性特征,相对富集大离子亲石元素（LILE,Ba、U、K等）和轻稀土元素（LREE,La、Ce）,亏损高场强元素（HFSE,如Nb、Ta等）.锆石原位Lu-Hf资料显示,变细碧岩和绿泥石化安山岩具有较高的正ε_Hf（t）值（6.68~12.94,8.41~12.31）和相近的单阶段模式年龄（T_DM1=438~589 Ma和413~668 Ma）.综合研究表明,大石寨组基-中性火山岩来源于亏损地幔,在岩浆演化过程中经历了单斜辉石、橄榄石和铁镁氧化物的分离结晶作用,并遭受过较强烈的地壳混染作用.结合区域地质资料,大石寨地区大石寨组火山岩形成于陆内伸展的构造背景,而非俯冲背景的产物,这表明兴安地块与松嫩地块的拼合事件发生在早二叠世之前.同时通过对比区域上早中二叠世火山岩的地球化学特征以及其他地质资料,认为内蒙古中东部早中二叠世火山岩是陆内伸展作用的产物,而区域上的伸展作用可能起始于早石炭世.      

内蒙古温都尔庙地区白音诺尔一带变质基性火山岩年代学和地球化学研究

对内蒙古中部温都尔庙地区白音诺尔变质基性火山岩进行了锆石LA-ICPMS U-Pb年代学和地球化学研究。结果表明,变质基性火山岩原岩形成于(254.8±6.2)Ma,时代为晚二叠世。地球化学特征研究显示研究区变质基性火山岩属于亚碱性拉斑系列,大离子亲石元素(LILE)Ba、Rb、Sr强烈亏损,高场强元素(HFSE)Nb、Zr富集,元素Eu为正异常,具有E-MORB地球化学特征,岩浆来源于富集的岩石圈地幔,结合地质特征应属于蛇绿岩组成部分,反映该地区在晚二叠世古亚洲洋尚未闭合,其闭合时间可能在早三叠世之后。     

东昆仑东段青海战红山地区早三叠世火山岩的发现及其地质意义

在东昆仑东段都兰县沟里乡战红山地区开展1∶2.5万区域地质矿产调查工作时,新填绘出一套早三叠世火山岩地层,主要为一套酸性火山岩局部夹灰岩组合,具海相喷发特点。火山岩主量元素显示为弱过铝质中钾-高钾钙碱性系列岩石,轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,Eu中等负异常。大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th富集,高场强元素Ti、Nb、Ta等亏损,构造环境显示具有岛弧火山岩特征。通过LA-ICP-MS方法获得流纹岩锆石U-Pb年龄为244.1±1.8 Ma,认为该套火山岩形成于早三叠世。结合东昆仑区域构造演化,认为战红山地区酸性火山岩地层是与东昆仑东段同时期大规模岛弧型花岗岩配套的弧火山岩,为早三叠世阿尼玛卿古特提斯洋向北俯冲阶段岩浆活动的产物,是继东昆仑中段晚二叠世大灶火沟组的发现与建组之后,在东昆仑地区晚二叠世—早三叠世存在火山活动的又一力证。     

赣南-粤北地区晚白垩世早期长英质火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

中国东南部晚白垩世早期广泛发育红色沉积岩系,沉积岩系底部常见玄武岩夹层,但赣南-粤北的长塘、仁居、寻乌盆地以长英质火山岩为主体,底部也夹有玄武岩层,构成"大量流纹岩-少量玄武岩"的双峰式组合。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明,长塘、仁居盆地流纹岩和寻乌盆地碎斑熔岩的锆石206Pb/238U年龄分别为96.8Ma±1.4Ma、95.5Ma±1.3Ma、96.7Ma±1.1Ma,属晚白垩世早期。鉴于版石盆地火山岩系为长英质火山岩组合,且中部凝灰岩和上部流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为142.5Ma±1.3Ma和131.4Ma±1.3Ma,地质时代属早白垩世早期,长塘、仁居和寻乌盆地的火山岩系不能与版石盆地的火山岩系对比。赣南-粤北长塘、仁居和寻乌盆地长英质火山岩地质时代的确认,证实余姚-丽水-政和-大浦-莲花山断裂以东和以西"大量流纹岩-少量玄武岩"构成的不对称双峰式组合具有不同的地质时代,显示出东早西晚的特征,这对于研究中国东南部中生代岩浆活动和构造演化具有重要意义。     

华北板块北缘中段二叠纪的构造属性:来自火山岩锆石U-Pb年代学与地球化学的制约

为了探究苏吉组基性岩岩浆的起源和演化,对华北板块北缘中段土牧尔台地区苏吉组玄武安山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学研究,并用此来制约该地区的构造演化历史。苏吉组玄武安山岩中的锆石形态较好,均为自形—半自形,具有明显的震荡环带,且Th/U值为0.61~1.06,反映其为典型的岩浆成因。测年结果显示,苏吉组玄武安山岩形成于早二叠世((279.0±2.1)Ma)。地球化学特征表明,苏吉组玄武安山岩贫硅(49.0%~55.2%)和HFSEs,富铝(15.70%~17.80%)、镁(Mg#=49.84~67.02)和LILEs,具有较低的稀土元素总量和较平缓的稀土分配方式,显示了岛弧火山岩的地球化学特征,加之本组安山岩具有高镁安山岩的属性,所以该组火山岩源区应为受俯冲板片流体交代的亏损地幔楔。综上,笔者认为苏吉组安山岩形成于俯冲的构造背景下,在早二叠世古亚洲洋未闭合。     

大兴安岭满归地区变中酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对大兴安岭满归地区新元古界—下寒武统大网子组变中酸性火山岩进行锆石U-Pb同位素年代学研究,探讨其形成时代及地质意义。大网子组由变安山岩、变英安岩、变流纹岩和少量变晶屑凝灰岩组成,缺少板岩、变砂岩、片岩等沉积岩夹层。通过对变安山岩进行锆石U-Pb同位素年龄测定,获得其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(199±1) Ma,表明大网子组变中酸性火山岩形成于早侏罗世早期,非前人认为的形成于新元古代—早寒武世。额尔古纳地块早侏罗世火山岩为漠河盆地提供了物源,表明额尔古纳地块在早侏罗世处于火山-岩浆弧构造背景。该研究为蒙古—鄂霍茨克洋闭合过程中的地球动力学研究提供了新资料。     

大兴安岭北部新林地区倭勒根群大网子组锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

大兴安岭位于中亚造山带的东段,自北向南划分为额尔古纳地块、兴安地块和松嫩地块。倭勒根群主体分布于额尔古纳地块,前人将其归属为新元古代-早寒武世。对新林地区倭勒根群大网子组的上部变火山岩段和下部变沉积岩段进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。测试结果显示：上部变火山岩的形成年龄为（430.7±4.1）Ma,属早志留世;下部变沉积岩中碎屑锆石的最小峰值年龄为（480.1±2.9） Ma,指示其沉积时间不早于早奥陶世。综合文献资料确定：新林地区倭勒根群浅变质岩系是一套时间跨距从寒武纪到早志留世的岩石地层组合,而非新元古代-早寒武世;新林蛇绿岩的构造侵位时间不早于早奥陶世;新林地区的大网子组、兴隆沟地区的早奥陶世沉积与多宝山-伊尔施早奥陶世火山弧构成了大兴安岭北部地区的早奥陶世弧-盆体系。     

内蒙古长山壕金矿区花岗岩同位素年代学研究及地质意义

长山壕金矿床是近年来在内蒙古中西段找到的一特大型金矿床。尽管金矿化在中元古界白云鄂博群变质沉积岩内呈层状、似层状和透镜状产出,但是与各类花岗岩类侵入岩具有密切空间分布关系。本次研究采用LA-ICP-MS方法分别对有关花岗岩类侵入岩进行了系统年代学研究,花岗斑岩和二长花岗斑岩样品的锆石U-Pb年龄值分别为290.9±2.8Ma (MSWD=1.4)和287.5±1.9Ma (MSWD=2.4);2件黑云母花岗岩样品的年龄值分别为267.9±1.2Ma (MSWD=0.95)和274.0±2.3Ma (MSWD=1.4)。根据上述同位素年龄数据,同时结合金矿区野外地质调查和岩(矿)相学证据,可以认为,长山壕金矿区花岗斑岩和二长花岗斑岩及相关金矿床的形成时间为早二叠世早期,并且遭受到早二叠世晚期-中二叠世早期构造-岩浆活动的叠加改造,矿区切穿含金矿脉黑云母花岗岩体的存在就是很好的例证。强烈的中酸性岩浆作用为金矿床的形成提供了动力、热力和物质来源,初步研究结果表明,长山壕金矿床是海西期构造-岩浆作用及相关流体活动的产物,属于与侵入岩有关的中温热液脉型金矿床。     

松辽盆地南部中生代火山岩: 锆石U-Pb年代学及其对基底性质的制约

为了确定松辽盆地南部中生代火山岩的形成时代, 本文对位于盆地南部7个钻遇中生代火山岩的岩芯样品进行了锆石LA~ICP-MSU-Pb定年.松辽盆地南部中生代含火山岩地层主要包括火石岭组和营城组, 其中火石岭组火山岩由玄武安山岩-粗安岩-粗面英安岩组成, 营城组火山岩由玄武质粗面安山岩-粗面安山岩-流纹岩组成.锆石阴极发光(CL)图像和Th/U比值显示, 所测锆石均具有岩浆成因的特点, 锆石的LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明, 松辽盆地南部中生代火山岩形成时代介于110b133Ma, 其中火石岭组火山岩形成于129-133Ma, 即早白垩世早期, 营城组火山岩形成于110~119/Via, 即早白垩世晚期.捕获锆石的定年结果显示, 本区基底中存在中晚侏罗世(155~169Ma)、印支期(218~236Ma)、海西期(254/Via、294Ma)、加里东期(413Ma)和前寒武纪(1823/Via和2542Ma)岩浆事件, 这与基底岩石中锆石U—Pb的定年结果相吻合.      

内蒙古东北部额尔古纳地区上护林-向阳盆地中生代 火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,研究区中生代火山岩可分为2期,分别是早白垩世早期(约144Ma)吉祥峰组流纹岩类和早白垩世晚期(约125Ma)上库力组流纹岩类与梅勒图组玄武岩类。早白垩世早期吉祥峰组流纹岩富硅、富碱、富钾(K2O/Na2O>1),富集轻稀土元素和Rb、Th、U等元素,亏损重稀土元素、高场强元素(Nb、Ta、Ti)及Sr、P,具有A型流纹岩的特征,暗示其形成于伸展环境。早白垩世晚期火山岩显示双峰式岩石组合特征,基性端元富碱、高钾,富含轻稀土元素和Rb、Ba,亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti、Y),类似于钾玄质玄武岩,酸性端元显示A型流纹岩的特征。双峰式火山岩组合的存在暗示其形成于陆内拉张的构造环境。结合区域上中生代火山岩的空间分布规律,认为早白垩世早期火山岩的形成与蒙古-鄂霍次克缝合带的演化有关,早白垩世晚期双峰式火山岩的形成与古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲作用相联系。