延边地区明月沟组安山岩的形成时代与岩石成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素证据

为确定延边地区明月沟组火山岩的形成时代、成因及构造背景,对明月沟组中的安山岩开展了岩石学、SIMS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素特征研究。结果表明:明月沟组安山岩中的锆石为岩浆成因锆石。代表安山岩形成时代的两件样品中锆石的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为(111±4)Ma(n=6,MSWD=3.2)和(113±3)Ma(n=6,MSWD=1.4),属早白垩世晚期。岩石地球化学特征上,明月沟组安山岩相对富钠,属高钾钙碱性系列,具有明显富集大离子亲石元素(K、Ba)和轻稀土元素,亏损重稀土元素和Ta、Nb等高场强元素的特征,结合其Hf同位素组成特征,暗示明月沟组安山岩的源岩应为受俯冲板片流体成份参与的亏损地幔。结合区域构造演化背景,明月沟组安山岩的形成应与早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆板块的斜向俯冲作用相关。     

内蒙古科右前旗一带梅勒图组火山岩U-Pb测年及地球化学特征

通过对科右前旗一带梅勒图组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和元素地球化学分析,获得梅勒图组安山质晶屑熔结凝灰岩及安山岩的喷发年龄分别为125.6±1.6Ma和120.2±2.2Ma,指示梅勒图组火山岩的形成时代介于120～126Ma之间,形成于早白垩世中期。岩石具有高的SiO_2(60.4%～65.3%)和全碱(7.0%～9.5%)含量,铝饱和指数A/CNK为0.89～0.98,属于钾玄岩及高钾钙碱性系列;稀土元素总量为124×10~(-6)～169×10~(-6),(La/Yb)N值为5.83～13.4,负Eu异常微弱(δEu=0.84～1.05);在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,样品富集Rb、Ba、Th、U、K、La、Nd,亏损Nb、Ta、P和Ti,Sr/Y值介于19.4～29.7之间。其岩石源区为富集地幔,岩浆上升过程中受到地壳物质的混染,岩石形成于板内伸展环境,其地球动力学背景可能与古太平洋板块的俯冲有关。     

黑龙江三道湾子金矿区龙江组安山岩的年代学与地球化学

三道湾子金矿是我国东北地区重要的浅成低温热液金矿之一,金矿赋存在龙江组安山岩和安山质火山角砾岩中。本文对三道湾子金矿赋矿围岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素、岩石元素和Sr-Nd同位素地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得龙江组安山岩加权平均年龄为121.4±1.8Ma,表明其喷出时代为早白垩世。在地球化学组成上,龙江组火山岩具有明显的轻重稀土分馏和弱Eu负异常,微量元素富集Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),岩石与岛弧安山岩地球化学特征相似。龙江组安山岩具有低的Sr初始比值[(87Sr/86Sr)i=0.704798~0.704919]和正的εNd(t)(0.7~1.8),说明岩浆源区具有弱亏损地幔的特征。三道湾子金矿区的龙江组安山岩可能形成于早白垩世岩石圈大规模伸展减薄的动力学背景下,由于伊泽奈崎板块运动方向的改变致使整个东北地区处于伸展构造背景中,软流圈上涌的同时下地壳与岩石圈地幔发生部分熔融,导致整个东北地区广泛发育晚中生代岩浆作用,构成了三道湾子金矿的赋矿围岩。     

拉萨地块南缘日多地区叶巴组火山岩地球化学、年代学、锆石Lu-Hf同位素特征及其地质意义

拉萨地块南缘日多地区叶巴组火山岩以中酸性熔岩及火山碎屑岩占绝对优势为特征。以墨竹工卡县以东日多地区叶巴组火山岩代表性岩石组合为对象进行了地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及锆石Lu-Hf同位素研究。研究结果表明,叶巴组火山岩具有轻稀土元素富集,富集大离子亲石元素Rb、Th、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti(P、Hf)的地球化学特征。其中,基性火山岩具低钾、低钛和富钠、富铝的特征,Nb、Zr含量和Th/Y、Th/Yb、Ta/Yb值较高,而La/Nb值较低,呈现出大陆地壳组分增加的趋势。中酸性火山岩属中钾-高钾钙碱性系列,具有低钛、低镁和高铝的特征,微量元素含量及比值与大陆岛弧安山岩接近。叶巴组火山岩总体地球化学特征与陆缘弧火山岩相似。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得英安岩和流纹质晶屑凝灰岩~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为176.9±2.3Ma和162.2±3.3Ma,表明研究区叶巴组酸性火山岩形成于中侏罗世。锆石Hf同位素测试结果显示,εHf(t)值为2.43~11.42,二阶段模式年龄(t_(DM)~C)为482~1065Ma,暗示叶巴组酸性火山岩源区除新生地壳物质的部分熔融外,还明显受到古老结晶基底的影响。结合前人研究成果,认为叶巴组形成于早中侏罗世雅鲁藏布江洋北向俯冲于拉萨地块南缘之下的陆缘弧环境。     

吉林延边闹枝金矿区粗面安山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

对延边闹枝金矿区金沟岭组粗面安山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和地球化学特征的研究,结果表明:金沟岭组粗面安山岩中的锆石自形程度较好,主要为长柱状,具有较为清晰的韵律环带结构,Th/U值为0.43~0.71(> 0.40),表明锆石岩浆成因;锆石定年结果显示,金沟岭组粗面安山岩形成时代为早白垩世((130±2)Ma,MSWD=1.8);岩石属于钙碱性系列,明显富集大离子亲石元素(如K、Ba、Rb)、LREE和强不相容元素(如Th、U),相对亏损高场强元素(如Ta、Nb、Ti、P),高Mg^#值(43~52,平均为47),Na₂O/K₂O值为1.73~2.25,平均值为1.93(> 1.17),其地球化学特征与活动大陆边缘背景下形成的火成岩相似。结合岩石Nb/Ta值(14.40~14.72)、Rb/Sr值(0.10~0.18)、Th/Nb值(0.29~1.04)、Ba/La值(17.61~23.92)等特征值,认为岩浆由壳幔混合而成。综合前人研究成果,认为金沟岭组粗面安山岩形成于古太平洋(伊泽奈崎)板块斜向俯冲亚洲大陆的活动陆缘环境。     

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

大兴安岭中段晚三叠世安第斯型安山岩:蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用的产物

本文报道了大兴安岭中段火龙沟地区晚三叠世安山岩的锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素组成以及全岩地球化学数据,以揭示蒙古-鄂霍茨克大洋板片早中生代期间南向俯冲作用的过程。火龙沟地区安山岩的锆石均呈自形-半自形,具有典型的振荡生长环带和高Th/U(0.48~1.47)比值的特征,暗示其为岩浆成因锆石。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,火龙沟地区安山岩形成于236±1Ma的晚三叠世。这些晚三叠世安山岩的Si O_2含量为51.44%~66.67%,全碱(Na_2O+K_2O)含量为5.01%~6.88%,Al_2O_3含量为13.14%~19.20%,Fe_2O_3~T含量为5.11%~9.55%,Ti O_2含量为0.65%~1.66%,具有较高的MgO(2.15%~4.64%)、Cr(43.7×10~(-6)~212.0×10~(-6))和Ni(20.2×10~(-6)~100.0×10~(-6))含量以及Mg~#值(45~55),为钙碱性系列岩石。安山岩样品富集大离子亲石元素(Rb、K、Sr等)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等)和重稀土元素,且具有微弱的Eu异常(δEu=0.84~1.13),与俯冲带岩浆岩地球化学特征相似。安山岩中的锆石ε_(Hf)(t)值为+8.9~+11.6,相应的Hf同位素一阶段模式年龄(t_(DM1))为525~414Ma。上述特征表明火龙沟地区晚三叠世安山岩岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔,源区可能还存在少量俯冲沉积物的贡献,并在岩浆演化的过程中经历了角闪石、斜长石和磷灰石等矿物的分离结晶作用。结合区域地质资料,认为研究区晚三叠世安山岩形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用相关的安第斯型活动大陆边缘环境,且蒙古-鄂霍茨克大洋板片在晚三叠世期间经历了低角度俯冲到高角度俯冲的转变。     

东天山觉罗塔格构造带晚三叠世镁安山岩的厘定及其构造意义

新疆东天山地区印支期岩浆活动的岩石成因、源区性质及相关动力学背景一直是区域地质问题争论的焦点。对东天山构造带阿奇山安山岩开展岩石学、地球化学及锆石U-Pb-Hf系统研究,结果表明安山岩具斑状结构和气孔状构造,斑晶矿物主要为单斜辉石和斜长石,基质以针状斜长石微晶为主。锆石U-Pb定年结果表明镁安山岩喷发于235 Ma(晚三叠世),并含有石炭纪年龄的继承锆石。锆石Hf同位素分析显示岩浆期锆石具有低的ε_Hf(t)值(-31.7~-7.6)和古老的亏损地幔模式年龄(T_DM=2.2~0.7 Ga)。岩石地球化学特征显示样品为高MgO含量(3.7%~4.7%)和K₂O/Na₂O比值(0.6~1.1)及低TFeO/MgO比值(1.6~1.8)的高钾钙碱性镁安山岩。岩石地球化学特征结合区域构造-岩浆-成矿作用揭示阿奇山镁安山岩为板内伸展背景下含金云母的富集岩石圈地幔在较浅深度(<80 km)部分熔融的产物,且母岩浆混有古老地壳物质。晚三叠世阿奇山镁安山岩的厘定反映了该时期东天山地区处于岩石圈伸展-减薄阶段。     

内蒙古锡林郭勒盟东部梅勒图组火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

内蒙古锡林郭勒盟东部扎布其尔沃布勒吉地区梅勒图组火山岩岩性主要为玄武安山岩、橄榄玄武岩、杏仁-气孔状玄武安山岩夹薄层凝灰岩。LA--ICP--MS锆石U—Pb测年数据显示,火山岩形成于137Ma-138Ma,为早白垩世中期。岩石地球化学数据分析表明：该组火山岩富钠,贫钾（Na2O/K2O比值为1.24~1.54）,里特曼指数σ为2.18~3.57,属正常类型钙碱性系列岩石; 稀土元素富集（∑REE=327.40~534.77×10-6）,LREE/HREE=10.37~17.42,轻、重稀土分馏明显（LaN/YbN=13.08~25.43）;富集大离子亲石元素,高场强元素Ti、Nb、Hf亏损。MgO-FeO*-AL2O3和Th-Hf/3-Ta图解为造山带板内环境碱性玄武岩。其岩浆来源为富集地幔,形成于引张构造背景下。     

东昆仑阿克楚克塞地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其构造意义

东昆仑地区基性-超基性岩石的研究较薄弱,缺乏对东昆仑幔源岩浆活动及岩浆演化的整体认识。对阿克楚克塞辉长岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,结果显示,该岩石形成于晚三叠世早期(219.3±1.1Ma,MSWD=0.80);岩石SiO2含量为49.03%~57.26%,Mg#值为49~57,属于钙碱性系列岩石;稀土元素配分曲线为轻稀土元素富集的右倾型,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti;εHf(t)=-1.81~3.25,锆石Hf模式年龄大于锆石结晶年龄。地球化学特征显示,阿克楚克塞辉长岩岩浆源区应为受俯冲板片流体交代的岩石圈地幔。结合区域构造背景分析,阿克楚克塞辉长岩形成于印支期造山后伸展的构造环境,继承了早期板片俯冲改造的地幔源区特征。     

内蒙古塔尔气地区晚古生代花岗岩的锆石U——Pb 年龄及Hf 同位素特征

内蒙古塔尔气地区位于大兴安岭中段兴安地块上,该区出露大面积晚古生代花岗岩。其锆石的 LA-ICP-MS U--Pb 测年结果显示,正长花岗岩形成于335 ± 5 Ma,二长花岗岩形成于313 ± 3 Ma,花岗闪长岩形成于320 ± 1 Ma,表明塔尔气地区花岗岩为晚古生代多期花岗质岩浆活动的产物。花岗质岩浆的就位与古生代时期古亚洲洋闭合中洋壳俯冲作用有重要关系。花岗闪长岩的176Hf /177Hf 为0. 282 833 ～ 0. 282 951,εHf ( t) 为+ 1. 1 ～ + 5. 6,TDM2 为525 ～ 752 Ma,暗示花岗岩的源岩为新元古代-早古生代时期亏损地幔来源的基性下地壳物质。结合目前已发表的花岗岩Sr --Nd 和锆石Hf 同位素资料,认为兴安地块可能从中元古代就开始地壳增生,峰期集中在新元古代-早古生代。     

满洲里南部中生代花岗岩的锆石U--Pb年龄及Hf同位素特征

满洲里南部地区花岗岩主要由碱长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩及花岗斑岩组成。采用LA--ICP--MS技术,对满洲里南部花岗岩进行的锆石U--Pb年龄测定表明,该区中生代花岗岩浆活动分为3期:中—晚三叠世(208~239 Ma)、早侏罗世(179~185 Ma)和晚侏罗世—早白垩世(137~151 Ma),与整个大兴安岭中生代花岗岩的年代学格架基本一致,与东部的张广才岭—小兴安岭地区中生代岩浆活动时代也可以对比。锆石LA--MC--ICP--MS Hf同位素研究显示,本区中生代花岗岩的锆石εHf(t)多数为+0.7~+9.5,二阶段模式年龄为0.6~1.2 Ga,表明花岗岩浆主要源于中—新元古代增生的地壳物质。结合额尔古纳地块其他花岗岩的锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中—新元古代时期曾发生一次重要的地壳增生事件,与兴安地块的地壳增生时间为新元古代—显生宙的特点不同。     

Crust–mantle interaction recorded by Early Cretaceous volcanic rocks within the southern margin of the North China Craton

This study presents new geochronological and geochemical data for Early Cretaceous volcanic rocks in the southern margin of the North China Craton (NCC), to discuss the crust–mantle interaction. The studied rocks include pyroxene andesites from Daying Formation, hornblende andesites and andesites from Jiudian Formation, and rhyolites from a hitherto unnamed Formation. These rocks formed in Early Cretaceous (138–120 Ma), with enrichment in light rare earth elements (REE), depletion in heavy REE and arc-like trace elements characteristics. Pyroxene andesites show low SiO₂ contents and enriched Sr–Nd–Pb–Hf isotopic compositions, with orthopyroxene phenocryst and Paleoproterozoic (2320–1829 Ma) inherited zircons, suggesting that they originated from lithospheric mantle after metasomatism with NCC lower crustal materials. Hornblende andesites have low SiO₂ contents and high Mg# (Mg# = 100 Mg/(Mg + Fe²⁺)) values, indicating a lithospheric-mantle origin. Considering the distinct whole-rock Sr isotopic compositions we divide them into two groups. Among them, the low (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i andesites possess amount inherited Neoarchean to Neoproterozoic (2548–845 Ma) zircons, indicating the origin of lithospheric mantle with addition of Yangtze Craton (YC) and NCC materials. In comparison, the high (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i andesites, with abundant Neoarchean–Paleozoic inherited zircons (3499–261 Ma), are formed by partial melting of lithospheric mantle with incorporation of NCC supracrustal rocks and YC materials. Rhyolites have extremely high SiO₂ (77.63–82.52 wt.%) and low total Fe₂O₃, Cr, Ni contents and Mg# values, combined with ancient inherited zircon ages (2316 and 2251 Ma), suggesting an origin of NCC lower continental crust. Considering the presence of resorption texture of quartz phenocryst, we propose a petrogenetic model of ‘crystal mushes’ for rhyolites prior to their eruption. These constraints record the intense crust–mantle interaction in the southern margin of the NCC. Given the regional data and spatial distribution of Early Cretaceous rocks within NCC, we believe that the formation of these rocks is related to the contemporaneous far-field effect of the Paleo-Pacific Plate.     

云南晋宁地区柳坝塘组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其对晋宁运动的制约

云南晋宁地区柳坝塘组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(890±9Ma、834±34Ma)和Hf同位素分析结果,有利于云南晋宁地区青白口系的年代定位,为中国南、北方青白口纪地层对比提供了可靠的同位素年龄数据。通过同位素年代学研究探讨昆阳群与八街群的关系,对比华南块体青白口系区域地层和构造演化序列,特别是对晋宁运动底界年龄进行限定。对柳坝塘组凝灰岩样品LBT26-3和LBT26-4进行Hf同位素分析。结果显示,柳坝塘组凝灰岩主要来自于中元古代的岩浆物质,几乎不含地壳组分。样品LBT26-3的εHf(t)值较高,二阶段Hf模式年龄较小,说明其组分为更年轻的岩浆物质,显示在柳坝塘组形成时期可能发生了持续的陆壳增生事件,此区域可能更多为洋壳组成。上述年龄为云南青白口纪地层的对比增添了可靠的年代学依据。     

内蒙古阿巴嘎旗的梅勒图组

内蒙古阿巴嘎旗北部的梅勒图组呈北东向展布,向北东延入蒙古,区域地质调查归于二连打布苏组一岩段(K2e1),经剖面测制、采样分析等综合研究,该地层应属于梅勒图组,岩性组合为安山玄武岩、玄武岩、玄武安山岩、辉石安山岩等。辉石安山岩全岩K-Ar年龄为122～136Ma,为早白垩世岩浆喷溢活动的产物。该火山岩形成于伸展构造环境,物质来源于上地幔。     

延边开山屯地区二叠纪地质体的构造属性：侵入岩及碎屑锆石证据

本文对延边开山屯地区二叠纪侵入岩和地层中的(碎屑)锆石进行了LA-ICP-MS和SIMS U-Pb年代学及Hf同位素的研究,同时对侵入岩进行了全岩地球化学特征的研究,以便制约开山屯地区的构造属性以及延边地区晚古生代-早中生代演化历史。延边开山屯地区大蒜沟组复成分砾岩和岩屑杂砂岩中锆石最年轻峰值年龄为298Ma和293Ma,此外还存在330Ma、366Ma、438Ma、454Ma、479Ma峰值年龄。这些古生代碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值介于-1.14～+15.17之间;开山屯组长石杂砂岩和长石砂岩中的锆石最年轻年龄峰值分别为259Ma和253Ma,此外还存在279Ma、456Ma、476Ma、500Ma、529Ma以及新元古代-古元古代(891～1765Ma)的峰值年龄。其中古生代碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值介于-5.22～+10.15之间。开山屯地区中二叠世闪长岩和晚二叠世辉长闪长岩的形成时代分别为261Ma和256Ma,属于低钾拉斑-中钾钙碱性系列,相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素,主要来源于受俯冲流体/熔体交代的亏损地幔楔的部分熔融。综合研究认为,开山屯地区与兴凯地块具有亲缘性;大蒜沟组的沉积时限为早-中二叠世,形成于兴凯地块西部活动大陆边缘的弧前盆地或增生楔环境;开山屯组形成于早-中三叠世,具有双向物源的特点(华北板块和兴凯地块)。早-中二叠世延边地区处于活动大陆边缘的构造背景。延边地区的古亚洲洋于早-中三叠世最终闭合。     

勉略缝合带三岔子辉绿岩墙锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成——古特提斯洋壳俯冲的年代学证据

为了弄清楚勉略构造带中三岔子岛弧火山岩的形成时代及源区特征,对南秦岭勉略缝合带三岔子岛弧蛇绿混杂岩中的辉绿岩墙样品进行了锆石U—PB年代学、锆石Hf同位素组成及微量元素组成研究。结果表明,三岔子辉绿岩中的锆石主要包括2个年龄区间：有8颗锆石记录古生代年龄信息,其n（205Pb）／n（238u）年龄为264～487Ma,Ⅷ（Th）／w（U）为0．4～0．8,其中有6颗锆石的N（176Hf）／N（177Hf）初始值为0．281934～0．282292,埘应的EHf（f）值为9．4～-16．4,为典型的壳源岩浆锆石,另外2个测点（BQG-014,BQG-021）的N（176Hf）/N（177Hf）为0．282722～0．282798,对应的εHf（f）值为4．5～6．3,为典型的幔源岩浆锆石;有15颗锆石记录厂元古代-太古代的年龄信息,N（207Pb）/N（206Pb）年龄主要为1713～2559Ma,N（176Hf）／N（177Hf）初始值为0．281288～0．282263,对应的εHf（t）值为-1．3～8．7,绝大部分锆石的εHf（t）值大于2,显示出幔源岩浆锆行的特征。根据锆石Hf同位素组成,BQG-014和BQG-021样品为典型的幔源岩浆锆石,因此,其形成年龄（264～295Ma）应代表了勉略洋消减过程中一次重要的大陆弧岩浆作用时间。     

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。     

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.      

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。