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。     

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。     

华北板块北缘东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

本文对华北板块北缘东段大河深组、关门咀子组火山岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年和岩石地球化学研究以便制约该区的区域构造演化。大河深组和关门咀子组火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶,具有清晰的岩浆振荡生长环带和条痕状吸收(玄武安山岩)的特点,其Th/U比值高达0.31～1.56,表明其岩浆成因。测年结果表明,桦甸大河深组流纹岩形成于早二叠世(279±3Ma～293±2Ma),珲春和图们关门咀子组玄武安山岩和玄武岩分别形成于早二叠世(275±7Ma)和晚二叠世(250±5Ma)。大河深组火山岩SiO2含量介于64.9%～75.4%,Mg#值介于0.21～0.57,属于中钾-高钾钙碱性系列,明显富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs)、亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti)以及P元素,类似活动大陆边缘火山岩;其锆石的εHf(t)值为+0.9～+10.37,Hf同位素二阶段模式年龄值为785～1240Ma,表明它们均起源于中-新元古代新增生玄武质下地壳的部分熔融。珲春早二叠世关门咀子组属于中钾钙碱性系列;贫硅(53.4%～53.7%)和HFSEs,富铝(16.4%～16.8%)和LILEs,具有较低的稀土元素总量,以及较平坦的稀土配分型式,显示出岛弧火山岩的地球化学属性;该组火山岩的原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水熔融交代的亏损地幔楔。图们晚二叠世关门咀子组玄武岩SiO2含量为48.7%～49.6%,Mg#值高达0.64～0.72,相对富集LREEs和LILEs,亏损HREEs和HFSEs,具有火山弧玄武岩的地球化学属性,同时其εNd(t)=+6.01,暗示其原始岩浆起源于亏损的岩石圈地幔。综上所述,我们认为早二叠世至晚二叠世期间,华北板块北缘东段(吉林中部地区)和兴凯地块西南缘均处于古亚洲洋的俯冲作用下。     

内蒙古乌拉特后旗乌兰敖包地区二叠纪中-基性火山岩地球化学、年代学、Hf同位素特征及其地质意义

内蒙古乌拉特后旗乌兰敖包地区中-基性火山岩位于华北陆块北缘西段,野外出露岩性主要为灰黑色-深灰绿色玄武岩、深灰绿色玄武安山岩和灰绿色安山岩等。岩石样品中SiO_2含量49.33~65.84%,Na_2O含量0.53~5.49%,K_2O平均值为0.25~6.40%,属于钙碱性系列;由基性到中性岩石中稀土总量呈增加趋势,轻稀土元素富集程度增加,δEu负异常逐渐明显;微量元素显示火山岩普遍具有不同程度的Ta、Nb亏损,U、Ba、K等大离子亲石元素富集特征,具有俯冲带弧岩浆岩的特征。火山岩中岩浆锆石U-Pb测年结果为285.0±2.3 Ma和265.0±1.5Ma,表明其形成时代为早-中二叠世;火山岩与下伏地层接触关系及捕获锆石的年龄特征指示,乌兰敖包地区火山岩形成在华北陆块北缘之上。锆石Hf同位素信息指示岩浆起源于受俯冲板块影响的亏损地幔,岩浆上升过程中加入了壳源物质。     

辽北法库韧性剪切带变形及其区域构造意义

晚古生代—早中生代古亚洲洋板块俯冲华北板块在辽北法库地区形成大型产状近水平的韧性剪切带。剪切带发展伴随着多期幔源及壳源的岩浆侵入,侵入岩在韧性剪切作用下发生韧性变形,记录了韧性剪切带变形历史。详细的野外地质调查结合岩石的宏观变形、显微构造及石英c轴组构特征分析,揭示了法库韧性剪切带内五龙山杂岩、高丽沟杂岩、早期十间房超单元变形处于上盘向北的剪切作用之下,晚期十间房超单元岩石变形指示构造运动转变为上盘向南剪切。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析结果显示高丽沟杂岩变形时间为264.7±3.6 Ma(MSWD=1.3),早期十间房超单变形时间为253.9±4.3 Ma(MSWD=3.3),晚期十间房超单元244.0±3.0 Ma(MSWD=1.9)。岩石地球化学特征表明早期十间房超单元及小房申岩体中部分岩石来源于部分熔融的岩石圈地幔。结合前人研究成果,我们认为华北板块北缘东段(辽北地区)晚二叠世(264.7~253.9 Ma)处于古亚洲洋板块俯冲华北板块作用之下;晚二叠世至早三叠世(253.9~244.0 Ma)构造体制转变为碰撞后伸展且逐渐停止,244.0±3.0 Ma碰撞后伸展逐渐结束;构造体制转变并逐渐结束的过程是壳幔共同作用的结果,暗示了古亚洲洋板块的俯冲板片断离、重力失衡,这标志着辽北地区古亚洲洋构造域演化结束。     

辽北地区早-中二叠世变质火山-碎屑岩年代学和地球化学特征:对华北板块北缘东段构造演化的启示SCIEI北大核心CSCD

新识别的“下二台”构造杂岩作为华北板块北缘东段分布的构造混杂岩带重要组成部分,其物质组成、形成时代和构造属性仍需进一步研究,这将为探讨华北板块北缘东段晚古生代构造演化提供重要依据。作者在“下二台”构造杂岩中识别出一套早-中二叠世变质火山-碎屑岩,其以变质碎屑岩为主,并夹变质火山岩,二者在野外产出上混杂在一起。变质火山岩原岩类型包括流纹岩、英安岩、安山岩、玄武安山岩,为一套钙碱性火山岩,属于准铝质-弱过铝质岩石。根据岩相学和地球化学特征,将其分为变质酸性火山岩和变质中-基性火山岩;二者均相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土元素分馏明显,Eu负异常不明显,但变质酸性火山岩明显亏损P、Ti元素,结合高场强元素相关性特征,认为二者不是同一基性岩浆分异的产物。变质火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为272~288Ma,代表其原岩结晶年龄,时代为早二叠世;变质酸性火山岩原始岩浆来源于地壳物质的部分熔融,变质中-基性火山岩原始岩浆来源于岩石圈地幔(俯冲带附近),并遭受了地壳物质的混染,二者均形成于活动大陆边缘火山弧环境。变质碎屑岩原岩恢复为泥砂质沉积岩和砂泥质沉积岩,相对亏损轻稀土元素,富集重稀土元素,轻重稀土元素分馏较明显,Eu异常不明显。两件碎屑岩样品锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄主要介于267~347Ma,推断其沉积下限为267Ma和269Ma,均为中二叠世;泥砂质沉积岩可能来源于再旋回的以长英质岩石为母岩的沉积岩,砂泥质沉积岩可能来源于再旋回的以长英质和镁铁质岩石为母岩的沉积岩,二者分别形成于活动大陆边缘大陆岛弧和大洋岛弧环境。下二台地区早-中二叠世变质火山-碎屑岩为“下二台”构造杂岩重要组成部分,它表明二叠纪时期华北板块北缘东段经历了三个构造演化阶段:早二叠世古亚洲洋加速俯冲,形成新的大陆弧阶段;中二叠世古亚洲洋持续俯冲,大陆弧和大洋弧碰撞阶段;晚二叠世陆-陆碰撞前阶段。     

辽北开原地区晚古生代—早中生代混杂岩的厘定及其地质意义

辽宁省开原地区地处华北克拉通北缘,域内沿清河断裂出露一套中浅变质岩系,前人先后将其称为“辽河群”、“清河镇群”、“开原岩群”、“清河构造混杂岩”,但对其物质组成和形成时代尚未形成统一认识。通过系统总结不同岩石锆石U--Pb测年结果和地球化学数据,该套变质岩系是由新太古代、古元古代、晚二叠世—中三叠世不同时代地质体组成,其中早三叠世的海相沉积盖层和大面积的晚二叠世—中三叠世活动大陆边缘岛弧岩块指示古亚洲洋的闭合过程,碰撞背景下形成的变质英安岩(244 Ma)将古亚洲洋的最终闭合时间限定为中三叠世。综合对比区域地质资料,古亚洲洋在开原地区的俯冲闭合作用导致形成这套变质程度不同以新太古代华北板块基底岩石、晚二叠世—中三叠世火山岩为“岩块”,变粒岩、浅粒岩等变质碎屑岩为“基质”的混杂岩系。     

辽北地区早石炭世变质火山岩年代学和地球化学特征:对华北板块北缘东段构造演化的启示

华北板块北缘东段分布的构造混杂岩带为研究古亚洲洋的演化提供了重要的依据,"下二台岩群"作为该构造混杂岩带的重要组成部分,其形成时代和构造属性仍存在争议。详细的研究表明下二台地区变质火山岩原岩包括流纹岩、英安岩、安山岩,为一套钙碱性火山岩,属于准铝质-弱过铝质岩石,根据岩相学和地球化学特征将其分为变质酸性火山岩和变质中性火山岩;二者均相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土元素分馏明显,Eu负异常不明显,但变质中性火山岩稀土总量低于变质酸性火山岩,变质酸性火山岩明显亏损Sr、P元素,结合野外产出面积和高场强元素相关性特征,认为二者不是同一基性岩浆分异的产物。变质火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为341～348Ma,代表其原岩结晶年龄。变质酸性火山岩原始岩浆来自于地壳物质的部分熔融,变质中性火山岩原始岩浆来自于俯冲带附近岩石圈地幔,并遭受了地壳物质的混染,二者均形成于活动大陆边缘火山弧环境。最新研究成果表明"下二台岩群"由不同时代、不同构造环境下形成的地质单元叠置混杂而成,称其为"下二台"构造杂岩更为准确。下二台地区变质火山岩表明在早石炭世初,古亚洲洋板块已经南向俯冲,在华北板块北缘形成活动大陆边缘弧环境,早石炭世变质火山岩原岩为这一俯冲阶段的产物。     

阿拉善地块北大山地区两类辉长岩的锆石U-Pb定年、Hf同位素及地球化学特征——对中亚造山带构造演化的启示

作为中亚造山带的重要组成,阿拉善地块北缘已成为研究古亚洲洋构造演化历史的关键地区。本次工作对阿拉善地块北大山地区两类辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得成岩年龄分别为293±2Ma和267±2Ma,为早、中二叠世。早二叠世辉长岩为堆晶岩,呈亚碱性,拉斑玄武质,高Mg#值(64)、Eu显著正异常、极低的REE、富集大离子亲石元素(Ba、K、Sr),亏损高场强元素(Th、Nb、Ta、Hf、Zr),锆石的εHf(t)平均值为0.91,以上特征显示其岩浆源区为受俯冲板片混染或交代的岩石圈地幔,形成于俯冲相关的挤压环境;中二叠世辉长岩呈碱性、富集大离子亲石元素(Ba、K)和稀土元素,但Nb、Ta等高场强元素亏损不明显,锆石的εHf(t)平均值为3.5,显示其岩浆源区为受陆壳混染的亏损地幔,形成于大陆板内拉张环境。综合本文及前人研究成果,认为阿拉善地块北缘存在一条西起龙首山,东到狼山的晚古生代(328~262 Ma)超基性—基性岩浆带,其形成与古亚洲洋的俯冲—闭合—造山后伸展过程相关。在晚石炭世—早二叠世晚期,阿拉善地块北缘为大洋俯冲环境,到早二叠世晚期—中二叠世进入大陆板内拉张环境,限定了古亚洲洋在阿拉善地块北缘的最终闭合时代为早二叠世晚期—中二叠世。     

北京周口店太平山南坡晚古生代碎屑锆石U-Pb年代学及其大地构造意义

为了探讨华北板块北缘晚古生代的隆升历史和古亚洲洋的闭合过程,利用碎屑岩的锆石U-Pb年代学、Hf同位素和锆石微量元素组成对北京周口店太平山南坡晚石炭世-早二叠世地层进行物源分析,并判定源区的大地构造背景.5件样品的碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在3个时代:显生宙（285~425 Ma）、古元古代（1 700~2 450 Ma）和新太古代（2 500~2 747 Ma）.前寒武纪的锆石年龄主要集中在2.5 Ga和1.8 Ga,与华北克拉通的前寒武纪基底岩石相似.显生宙的锆石年龄主要集中在308~297 Ma,最年轻的峰值年龄在299~291 Ma,在误差范围内与地层沉积年龄相似,因此这些最年轻的碎屑锆石属于早二叠世同沉积锆石.29颗同沉积锆石的Hf同位素结果显示,原始176Hf/177Hf比值介于0.282 021~0.282 318,ε_Hf（t）值介于-20.1~-9.6.显生宙锆石的年龄谱特征以及Hf同位素组成与内蒙古隆起同期的岩浆锆石特征十分相似,因此显生宙碎屑锆石可能来源于内蒙古隆起,并伴随有少量来自北侧兴蒙造山带南部的早古生代岛弧碎屑的输入.二叠纪同沉积锆石的微量元素特征表明锆石结晶的岩浆源区具有大陆岛弧的构造属性.上述数据表明:（1）华北板块北缘在晚石炭世-早二叠世为活动大陆边缘;（2）晚古生代古亚洲洋向华北北缘的持续俯冲消减导致了内蒙古隆起的快速隆升;（3）古亚洲洋闭合的时间应晚于早二叠世.      

内蒙中部苏左旗早石炭世火山岩年代学与地球化学研究：对中亚造山带东部石炭纪构造演化和地壳属性的制约

本文对苏尼特左旗北部沙尔塔拉地区原定早二叠世大石寨组火山岩进行了系统的岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、主微量元素和锆石Hf同位素研究。定年结果显示,该套地层中火山岩的形成时代可分为～3465Ma和3351Ma两期,其岩石组合分别为玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩和英安岩-流纹岩,其形成时代为早石炭世,而非前人认为的早二叠世。玄武安山岩具有高Al_2O_3( 17%),低MgO含量(243%～270%)和Cr、Co、Ni的特点,可能是高温低压和含少量水条件下母岩浆经历了橄榄石和辉石(早)以及斜长石(晚)等分离结晶作用的产物;相对富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr)以及Pb、Zr和Hf,亏损重稀土元素和Nb、Ta和Ti,具有较高的正ε_(Hf)(t)值(892～1379),同时存在大量434～490Ma的捕获锆石,表明早石炭世早期玄武安山岩的原始岩浆应起源于陆内伸展机制下受早期俯冲流体交代的亏损岩石圈地幔部分熔融,并经历了一定程度的地壳混染。英安岩和流纹岩的主微量元素特征(富硅、铝,贫铁、镁,富集LREEs和LILEs,亏损HREEs和HSFEs等)和锆石Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)值分别为797～1214和835～1471,t_(DM2)分别为838～577Ma和812～407Ma),暗示它们的原始岩浆主体来源于新元古代末期和早古生代新增生的地壳部分熔融,同时,335Ma英安岩和流纹岩显示出高温(平均值为876℃)和A型花岗岩的特征,表明它们形成于陆壳伸展环境。安山岩的地球化学特征显示其岩浆可能是上述中基性和酸性岩浆混合的产物。另外,研究区石炭纪以新增生地壳的部分熔融为主,而且酸性火山岩锆石Hft_(DM2)整体随岩浆活动时代变新而变年轻。综上所述,早石炭世早期玄武安山岩表现出板内成因特点,安山岩具有岩浆混合成因,玄武安山岩与同时代英安岩-流纹岩共同构成了双峰式火山岩组合,从而表明研究区早石炭世早期已经处于陆内伸展环境;而早石炭世中期酸性火山岩的形成也进一步揭示了伸展作用的持续进行。结合前人沉积、变质作用等方面的研究成果,本文认为研究区石炭纪所记录的拉张环境可能与古亚洲洋在泥盆纪闭合后的伸展环境有关。     

辽西兴城地区早侏罗世花岗质岩浆活动——华北克拉通东部古太平洋俯冲作用的响应

华北克拉通东部中生代期间受到古太平洋板块俯冲并引发一系列的构造-岩浆-成矿作用,但古太平洋俯冲作用开始的具体时限仍未有定论。本文对辽西兴城地区中生代药王庙-磨盘山岩体进行了系统的岩相学研究、锆石U-Pb同位素定年、全岩地球化学和锆石原位Hf同位素测试分析,结果显示,花岗质岩石中岩浆成因锆石加权平均年龄为193～186 Ma,岩体侵位于早侏罗世;岩石组合为石英二长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩;岩石全碱含量较高,属准铝-弱过铝质、高钾钙碱性系列,具有与Ⅰ型花岗岩类似的岩石地球化学特征;岩石相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Pb等,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等及P元素;岩浆成因锆石εHf(t)值为-12.94～-7.39,Hf同位素二阶段模式年龄为2.05～1.69 Ga,其初始岩浆可能来源于古老地壳的部分熔融并可能有幔源物质的参与。辽西兴城地区早侏罗世花岗岩岩石组合、岩石地球化学特征和与俯冲作用有关的活动陆缘花岗岩特征类似,岩石形成于古太平洋俯冲作用导致的活动陆缘构造背景下,结合区域研究资料,认为古太平洋对华北克拉通东部的俯冲作用开始于晚三叠世—早侏罗世,而早侏罗世花岗质岩浆活动是古太平洋板块对华北克拉通俯冲作用的响应。     

Discovery of the Late Carboniferous alkaline volcanic rocks in the Guyang area,eastern Yinshan Block,and its geological implicationsSCIEI北大核心CSCD

在华北克拉通北缘阴山地块东部固阳地区发现了假白榴石粗面玄武岩和钾质粗面岩两种高钾准铝质碱性火山岩。地质年代学数据显示,假白榴石粗面玄武岩的磷灰石U-Pb年龄为322±14Ma,钾质粗面岩的锆石U-Pb年龄为315.6±7.5Ma,说明其形成时代均为晚石炭世。岩石地球化学特征显示,二者均富Al、Fe,贫Mg;富集大离子亲石元素(如Rb、Ba和K),相对亏损高场强元素(如Ta、Nb和Ti),轻重稀土分异明显,富集轻稀土,相对亏损重稀土,Eu异常不明显;高(87Sr/86Sr)i比值(0.710028~0.714745),低εNd(t)值(-9.0~-17.2),表现出相似的交代岩石圈地幔源区和地壳混染特征。将该碱性火山岩与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩和阴山地块白垩纪中基性火山岩进行岩石类型对比,发现华北克拉通北缘产出的火山岩多为高钾碱性系列,而兴蒙造山带中产出的火山岩则多为钙碱性系列;与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩进行岩石成因对比,发现它们的岩浆源区和混染程度并不相同,即固阳地区碱性火山岩为受到早古生代俯冲沉积物交代的岩石圈地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中混染华北克拉通TTG片麻岩后喷发的产物,而兴蒙造山带中火山岩的产出则多为亏损地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中轻度混染地壳物质后喷发的结果。在固阳地区发现晚石炭世碱性火山岩,代表着古亚洲洋在该时期的后造山伸展作用范围已延伸至华北克拉通北缘。     

朝鲜半岛咸北地区晚二叠世基性火山岩的地球化学特征:岩石成因与地质意义

晚古生代火山作用既是探究朝鲜半岛北部大地构造归属的基本要素,又是认识东北亚大陆两大构造域转折之际地球动力学过程的关键窗口。针对咸北地区会宁基性火山岩开展的离子探针锆石U-Pb年代学和地球化学研究表明,其喷发时代为晚二叠世(257±3Ma);主要岩石类型包括玄武安山岩和安山岩,其Si O2含量介于51.9%~55.3%,Mg#变化于40~58,属于钙碱性系列;岩石富集大离子亲石元素、亏损高场强元素(如Nb,Ta,Ti),并具有高正的锆石εH f(t)(+10~+16)值。元素-同位素地球化学示踪指示该基性火山岩的岩浆源区为俯冲沉积物熔体交代而形成的不均一岩石圈地幔,其部分熔融则可能归因于俯冲后的板内伸展背景。会宁基性火山岩不仅为判定咸北地块属于中亚造山带在朝鲜半岛的东延部分提供了岩石学证据,而且与中国相邻地块上的同期岩浆事件一道,构成见证古亚洲洋东段沿西拉木伦-长春-延边一线断裂带最终闭合的空间标记。     

华北板块北缘东段古洋盆的消亡过程:来自辽北地区中-基性岩浆岩的启示SCIEI北大核心CSCD

本文对辽宁北部地区原“佟家屯岩组、磨盘山组、照北山岩组”等地层进行了解体,从中识别出了多处晚古生代-早中生代中-基性火山岩及侵入岩,通过对其进行岩相学、地球化学、年代学以及Lu-Hf同位素研究,以此制约华北板块北缘东段古洋盆演化-消亡过程。锆石测年结果显示,关家屯东变玄武岩及王家店北变安山岩形成于中二叠世(265.5±1.7Ma~260.6±2.7Ma),老陵山变玄武安山岩及五龙山变闪长岩形成于晚二叠世-早三叠世(251.5±2.1Ma~251.4±1.4Ma),五龙山正长岩及红土砬子辉长岩形成于中三叠世早期(247±1.3Ma~245.4±1.4Ma)。岩石地球化学表明,关家屯东变玄武岩、王家店北变安山岩及老陵山变玄武安山岩具有相对高的Zr/Y比值和低Ta/Yb比值,显示出大洋岛弧玄武岩的亲缘性。老陵山变玄武安山岩富Mg^(#)、Cr、Ni,与赞岐岩的地球化学特征相一致,其Zr、Ti含量较高,可能形成于弧后盆地环境;五龙山变闪长岩富碱、Al_(2)O_(3),贫Mg、Cr,具有大陆裂谷型玄武岩的地球化学特征;五龙山正长岩具有高Sr/Y比值及低Sr、低Yb的特征,类似于喜马拉雅型花岗岩,应形成于裂谷伸展期向碰撞回返期过渡的中-高压环境;红土砬子辉长岩与五龙山变闪长岩地球化学特征相近,而前者与后者相比具有相对低的Ba/Nb和Ba/Ta比值,暗示其成岩过程中并未遭受俯冲板块的改造作用,可能形成于造山后伸展环境。综合前人研究,本文认为辽北地区在晚古生代期间处在弧后有限洋盆环境,该洋盆属于古亚洲洋南侧的分支洋盆。在中二叠世-中三叠世期间,研究区经历了弧后洋盆的俯冲-消亡过程。本研究不仅为华北板块北缘东段古洋盆的构造属性、形成演化机制、洋-陆格局重建及限制古缝合带空间位置提供重要线索,而且对重塑东北大地构造格局具有重要的指示意义。     

赛什腾山一带火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

赛什腾火山岩广泛分布于柴北缘构造带的赛什腾山一带,为一套中基性火山熔岩,主要岩石类型有玄武岩、安山玄武岩、玄武安山岩及安山岩。前人将该套火山岩划归为寒武—奥陶纪滩间山群,但缺乏同位素测年数据及古生物化石依据,笔者对赛什腾火山岩中玄武安山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得(256.9±0.7)Ma的测年数据,时代为晚二叠世,与滩间山群的形成时代明显不同,说明赛什腾火山岩与区域上滩间山群火山岩为不同时期岩浆喷发活动形成的产物。地球化学特征显示赛什腾火山岩具有岛弧火山岩的构造属性。     

吉林中部伊通地区放牛沟火山岩的形成时代及其地质意义

对伊通地区的放牛沟火山岩,以及后期侵入该火山岩的后庙岭花岗质侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。3个样品中的锆石均呈自形-半自形晶,CL图像显示出明显的岩浆振荡生长环带,结合大多数锆石具有较高的Th/U比值(0.23~3.55),暗示了它们的岩浆成因。放牛沟火山岩由变玄武安山岩和变安山岩组成,其中变安山岩样品中锆石22个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为3组:420±4 Ma,402±3 Ma及280±1 Ma,其中280±1 Ma代表了安山岩的形成年龄;变玄武安山岩样品中锆石30个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分为两组:401±1 Ma及279±1 Ma,后者代表了玄武安山岩的形成年龄;后庙岭花岗质侵入体中锆石18个测点的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为256±2 Ma。上述锆石U-Pb定年结果表明,放牛沟火山岩形成于早二叠世,而非前人认为的早古生代。对后庙岭侵入体的定年结果,进一步暗示放牛沟多金属硫铁矿床的成矿时代为二叠纪。     

大兴安岭中段上二叠统-下三叠统接触关系研究——来自碎屑锆石年代学的证据

华北板块北缘与其北部地块之间古亚洲洋闭合的时限,涉及到大陆形成过程中的古洋陆格局及演化过程的重建。晚二叠世-早三叠世大兴安岭地区的构造演化过程是承上启下的转折时期,即是古亚洲洋向古太平洋构造体系转变的关键时期。本文通过对大兴安岭中段龙江地区上二叠统林西组和下三叠统老龙头组砂岩样品进行系统的碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究,证实林西组和老龙头组存在280 Ma、370 Ma和500 Ma的三组峰值年龄,分别代表物源区存在早二叠世大石寨组火山岩、晚泥盆世-早石炭世岩浆弧以及北侧地块的统一基底,林西组和老龙头组碎屑锆石最小年龄分别为254Ma和247 Ma,结合野外实测剖面研究结果,认为上二叠统林西组和下三叠统老龙头组连续沉积,整合接触。1∶20万地质图显示内蒙古东部大兴安岭大部分地区缺失三叠系,笔者发现研究区晚侏罗世满克头鄂博组、白音高老组与下伏晚二叠世林西组呈角度不整合接触,结合大兴安岭中部零星出露的早三叠世地层、二连盆地参1井中也存在早三叠世地层,综合分析认为研究区应存在早三叠世地层,上二叠统与下三叠统应为连续沉积,现今多数地区早三叠世地层的缺失是由于后期构造抬升剥蚀造成的。根据上二叠统林西组和下三叠统老龙头组中碎屑锆石存在1800 Ma左右的典型华北板块基底年龄和两者的整合接触关系,结合内蒙古贺根山缝合带中花岗闪长岩244 Ma的年龄以及双井子岩体、哈拉图岩体、吉林中部大玉山岩体均为后碰撞的地球化学特征,认为华北板块北缘与其北侧地块群最终闭合时间应为P3-T1。     

内蒙古乌拉特中旗海西期黑云母二长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

对乌拉特中旗德尔斯地区黑云母二长花岗岩岩相学、锆石SHRIMP U-Pb年代学和岩石地球化学进行了研究,并讨论了岩石成因及研究区晚海西期构造演化。黑云母二长花岗岩发育两期:早期为中粗粒斑状黑云母二长花岗岩,晚期为中细粒黑云二长花岗岩。岩石中的锆石大部分具核-边结构:边部震荡环带发育,Th/U值为0.16~0.50,反映了岩浆成因;核部呈浑圆状,多数具岩浆环带,个别弱分带-无分带,Th/U值为0.06~0.44,表明核部大部分属岩浆型残留锆石,个别为变质型残留锆石。测年结果显示：边部锆石加权平均年龄为早、中二叠世((279±3) Ma、(266±3) Ma),代表黑云母二长花岗岩形成时代;核部残留锆石加权平均年龄为(1 972±63) Ma 、(1 962±43) Ma,代表源岩的形成时代。岩石属于亚碱性系列,REE配分形式呈右倾型,LREE/HREE为5.86~22.81,明显亏损高场强元素Nb,富集大离子亲石元素Rb、Ba,显示活动大陆边缘火成岩的地球化学特征。黑云母二长花岗岩地球化学属性反映了早、中二叠世古亚洲洋向华北板块北缘的俯冲作用及古亚洲洋消亡的演化历史。     

白云鄂博洋板块地质与成矿作用初探

提出全球规模最大的白云鄂博稀土矿受亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲的洋板块地质演化控制.探讨了白云鄂博地区亚洲洋洋板块地质构造发育过程、亚洲洋向华北克拉通北缘俯冲过程中相继发育的新元古代,早、晚古生代俯冲增生杂岩带的地质构造特征.探讨了白云鄂博稀土矿成因,认为稀土矿成矿碳酸岩岩浆产在华北克拉通北缘的所谓特殊的远端弧后构造环境（far backarc settings）,也有人称为远离弧后背景或者变形的大陆边缘环境（deformed continental margins）,不在大洋俯冲过程中发育的岩浆弧环境中.相对于大陆边缘弧,远端弧后构造环境位于向克拉通或向弧后更远的位置,它是控制白云鄂博深部成矿物质向浅部地表运移聚集成大型矿床、矿集区的关键储运空间.远端弧后构造环境远离大洋汇聚带或俯冲带向大陆或向弧后位置的克拉通边缘上,即在华北克拉通北缘岩石圈与亚洲洋造山带的岩石圈分界上的伸展构造中,受大规模岩石圈不连续系统或深切岩石圈的断裂带系统控制.成矿碳酸岩岩浆可能来自携带大量铁与REE的亚洲洋洋壳沉积物,于晚元古-早古生代向华北克拉通俯冲消减到华北克拉通陆下岩石圈地幔SCLM深循环过程中,在深切华北克拉通边缘的岩石圈的不连续构造系统中出溶形成岩浆碳酸岩及其携带的REE矿床.