西天山加满特一带早二叠世乌郎组双峰式火山岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成

西天山加满特一带基性与酸性火山岩在时空上紧密伴生,其SiO2含量分别为41.89%~52.75%和74.79%~78.51%,具 有明显的Daly间断,属于典型的双峰式火山岩组合,其中的基性单元属于碱性系列,酸性单元属于钙碱性系列。对流纹岩 进行LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年和Hf同位素分析,获得其形成年龄为（294.2±0.8） Ma,属于早二叠世,其εHf(t)为较高的 正值（8.0~17.1）,二阶段Hf模式年龄TDM2(Hf)平均值为468 Ma。通过对加满特一带双峰式火山岩的地球化学特征和成因类 型进行探讨,表明其不属于同源岩浆演化成因,其中玄武岩是富集石榴石地幔源区发生了尖晶石相橄榄岩向石榴石相橄榄 岩过渡相部分熔融的产物,流纹岩是亏损地幔源底侵新生地壳部分熔融的产物,二者形成于板内伸展环境。结合区域构造 演化,认为西天山在早二叠世已经进入伸展构造背景。     

北山石板泉一带石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及构造意义

北山造山带南缘石板泉一带的石炭纪火山岩(红柳园组)在时空上构成独特的双峰式火山岩组合,具有较短的Daly间断及大量酸性火山岩夹少量中基性火山岩为主要特征,其中安山岩具有富钠贫钾、高Al低Mg的过铝质高钾钙碱性系列特征,并含有相当数量亏损地幔物质,指示了安山岩源区可能源于亏损地幔,显示板内安山岩的特征;流纹岩属于低Ti流纹岩类,指示岩石可能是基性岩浆底侵作用下地壳物质发生部分熔融,源区存在有斜长石残留,形成于大陆裂谷环境,其动力学体制可能与陆内伸展拉张作用有关,表明从晚古生代形成的裂谷在早石炭世晚期-晚早石炭世早期发展到鼎盛时期,晚石炭世由伸展拉张到逐步进入碰撞挤压这个地球动力学环境的重大转折时期,二叠世末进入碰撞造山演化阶段。     

西准噶尔谢米斯台地区双峰式火山岩的发现及其地质意义

西准噶尔谢米斯台地区是研究准噶尔洋盆构造演化的关键地区,新发现的双峰式火山岩为开展研究提供了直接的载体,对其物质组成特征、岩石地球化学特征和锆石U Pb年代学等进行研究,判别成因机制和大地构造环境,对恢复造山带大地构造格局有着重要的意义。本次研究获得如下认识：该套双峰式火山岩为碱性玄武岩-钙碱性流纹岩组合,流纹岩LA ICP MS锆石U Pb年龄(4318±23) Ma;玄武岩来源于俯冲流体交代的地幔部分熔融,流纹岩来源于地壳物质的部分熔融;双峰式火山岩形成于早志留世弧后盆地初始演化阶段;结合前人的研究成果,认为西准噶尔谢米斯台地区在早古生代存在完整的沟-弧-盆体系。     

赤峰地区晚中生代火山岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

内蒙古赤峰地区发育大面积的晚中生代火山岩,是我国东部巨型火山岩带的重要组成部分。锆石U-Pb定年结果显示,火山岩主要形成于晚侏罗世160~147 Ma和早白垩世132~129 Ma两个时期,早期以中酸性火山岩为主,晚期主要为酸性火山岩,局部夹少量的基性火山岩。晚侏罗世早期的安山岩SiO_2含量较低,MgO含量较高,可能是岩石圈地幔部分熔融的产物,流纹岩是安山质熔浆底侵导致下地壳发生部分熔融的产物。晚侏罗世晚期的流纹岩具有与A型花岗岩相似的地球化学特征,表明其形成于伸展构造背景下。早白垩世晚期的流纹岩属于钾玄岩系列,与同时代的玄武岩构成双峰式岩石组合,流纹岩来源于地壳的部分熔融。结合前人研究成果,认为赤峰地区晚中生代的两期火山活动都与蒙古–鄂霍次克缝合带的演化有关,它们分别形成于两次陆壳加厚之后的陆内伸展环境。     

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。     

新疆北部地区上古生界火山岩分布及其构造环境

新疆北部地区石炭系火山岩主要发育于石炭纪-早二叠世由洋盆向陆内盆地转换阶段,发育碰撞与碰撞后伸展期两类构造环境火山岩; 围绕造山带构成西准噶尔、东准噶尔、准南三大岩区; 石炭系主要发育玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合,二叠系主要发育玄武岩-安山岩-流纹岩组合。下石炭统多表现为碰撞期活动陆缘构造环境海相中基性火山岩,上石炭统表现为被动陆缘海陆过渡相钙碱性系列中酸性火山岩; 下二叠统表现为陆相偏碱性中基性、中酸性火山岩。西准噶尔石炭系火山岩为一套海陆交互相中基性火山岩组合,具汇聚岛弧过渡壳特点。东准噶尔石炭系火山岩为一套基性、中酸性岩石组合,具早期岛弧挤压、晚期板内伸展环境特征; 准南博格达山前表现为典型裂谷环境火山岩。二叠系火山岩均为碰撞期后板内伸展构造环境,主要分布于西准噶尔岩区; 表现为东准卡拉麦里残留洋最先闭合隆升,西准达尔布特残留洋随后闭合,最后是北天山洋关闭构造演化次序。新疆北部地区上古生界石炭系-下二叠统火山岩油气成藏多遵循“源控论”,主要围绕石炭系与下二叠统烃源岩发育区、有效生烃中心于构造高部位成藏,晚石炭世伸展裂陷应为有利勘探领域。     

北山南部早二叠世A型流纹岩地球化学特征及其地球动力学意义

北山南部晚古生代构造背景争议已久,该区下二叠统普遍发育一套流纹岩系,但尚未对其开展系统的年代学与地球化学研究。本文首次对该区下二叠统5条代表性剖面中的流纹岩进行了元素地球化学、锆石U-Pb定年、全岩Sr-Nd及锆石Hf同位素等研究。U-Pb年龄介于294. 7～272. 7Ma之间,结合古生物资料,明确其喷发时代为早二叠世。该区早二叠世流纹岩大多属高钾钙碱性系列,呈钙碱-碱钙质,为准铝-过铝质岩石。岩石主量元素Si、K、Na、Fe含量高,贫Ca、Mg;微量元素富集Ga、Rb、Zr、Hf、Y,亏损Ba、Sr等;稀土元素存在明显负Eu异常;呈现高Fe OT/MgO与10000×Ga/Al比值,这些特征表明该区早二叠世流纹岩为A型流纹岩。独山剖面流纹岩锆石具有高的εHf(t)值(+11. 4～+16. 7),Hf模式年龄(tDM2)为231～573Ma;干泉剖面流纹岩锆石εHf(t)值为-8. 8～+8. 9,Hf模式年龄(tDM2)为802Ma～1961Ma;珊瑚井和俞井子剖面中的流纹岩具有低的εNd(t)值(-4. 21～-2. 92),高的(87Sr/86Sr)i值(0. 7108～0. 7223),Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1256～1386Ma,其锆石εHf(t)为正值(+1. 3～+17. 0)(tDM2为691～1797Ma);沙红山南剖面流纹岩εNd(t)值(-2. 00～-1. 81)较低,Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1207～1222Ma,锆石εHf(t)值介于+1. 6～+10. 7(tDM2为623～2576Ma)。地球化学特征表明独山剖面的流纹质岩浆为古生代新生地壳的重熔,其它剖面酸性火山岩岩浆则主要为中新元古代地壳物质熔融所形成,揭示了北山南部早二叠世岩石圈伸展减薄的地球动力学背景,结合该区构造岩浆事件序列、地层学以及沉积学等其它地质学证据,认为北山南部早二叠世为裂谷环境。     

内蒙古东乌旗北部早古生代火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

内蒙古北部二连-东乌旗地区出露早古生代火山岩,为兴蒙造山带北缘构造-岩浆岩带的组成部分,对研究造山带早古生代构造格局及演化具有重要作用。本文对东乌旗北部早古生代中基性及酸性火山岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石学、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析。定年结果显示,中基性火山岩成岩年龄为452±2Ma,酸性火山岩为430±20Ma,表明早古生代岩浆活动可延续至中志留世。地球化学组成上,中基性火山岩稀土总量中等,Eu异常不明显,富集Rb、Sr、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,特征类似岛弧岩浆岩;酸性火山岩富集Th、U,Eu负异常显著,但Rb、Ba等大离子亲石元素富集程度不高,Nb、Ta等高场强元素亏损不明显,表现出板内岩浆特点。中基性和酸性火山岩均具有亏损的同位素组成:中基性火山岩ε_(Nd)(t)=+203～+267,ε_(Hf)(t)值介于+79～+145之间;酸性火山岩ε_(Nd)(t)=+494,ε_(Hf)(t)值为+99～+153。岩石学及地球化学分析表明,中基性火山岩为岛弧环境下遭受俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物,酸性火山岩则来源于新生基性下地壳熔融并具有板内岩浆特征,可能指示了俯冲的结束。结合前人资料,二连-东乌旗地区早古生代岩浆活动介于晚寒武-中志留世之间,形成时间及阶段性演化特征近似于苏尼特左旗-锡林浩特早古生代岩浆岩带,暗示两者可能具有成因联系,均为早古生代古亚洲洋向北俯冲的产物。     

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。     

东准噶尔奥依托浪格地区石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及其构造意义

本文对东准噶尔造山带三塘湖盆地西北缘奥依托浪格地区石炭纪巴塔玛依内山组进行了火山岩地质、岩相学、地球化学特征研究,并结合相关年代学成果,探讨了火山岩成因、形成环境与东准噶尔造山带构造演化。研究认为：该区石炭纪巴塔玛依内山组火山岩具明显的陆相火山岩、双峰式火山岩特征,岩石组合基性端元以玄武岩为主,酸性端元为珍珠岩、英安岩;主量元素特征显示基性端元为钙碱—碱性性质,酸性端元珍珠岩、英安岩分别属于碱性、拉斑性质;微量元素特征显示基性端元相对富集Ba、K、Sr等大离子亲石元素（LILE）,亏损Th、Nb、Nd等高场强元素（HFSE）,酸性端元强烈亏损Ba、Nb、Sr、Sm、Ti等元素,富集K元素;稀土元素显示两端元均为轻稀土元素（LREE）相对富集、重稀土元素（HREE）相对亏损特征;珍珠岩主、微量元素特征与整体具有明显差异。综合研究表明：该双峰式火山岩基性端元来源于地幔岩的部分熔融,酸性端元英安岩来源于基性端元的分离结晶作用,珍珠岩则来源于下地壳的部分熔融;地球动力学背景为俯冲洋壳的拆沉作用,造成软流圈热源上涌,引发地幔岩的部分熔融与岩石圈的伸展减薄,进而诱发下地壳镁铁质岩的减压熔融;构造环境为后碰撞伸展阶段晚期,并指示了板块链式缝合的特点。     

勉略构造带横现河地区张岩沟双峰式火山岩的地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

提要：横现河地区张岩沟双峰式火山岩位于勉略构造带三岔子—略阳段,由紧密共生的变质基性火山岩和变质中酸性火山岩组成,其原岩为亚碱性玄武岩和亚碱性流纹-英安岩。中酸性火山岩稀土元素含量明显低于玄武岩,表明中酸性火山岩为地壳部分熔融形成,而非分离结晶成因。玄武岩具有较高的Zr含量与较高的Zr/Y值,表现出板内玄武岩特征,其具有的弧印记应为陆壳物质混染所致。LA-ICP-MS锆石U-Pb测试结果表明,流纹岩成岩年龄为(728±10) Ma (n=4,MSWD =0.14)。结合区域地质背景,认为张岩沟双峰式火山岩形成于地壳伸展机制下的大陆裂谷环境,预示着该地区新元古代洋盆的打开。这一新成果,对研究勉略带新元古代的构造演化以及探讨扬子地块北缘对Rodinia超大陆裂解的响应具有重要意义。     

松辽盆地北部营城组火山岩地球化学特征及地质意义

松辽盆地北部早白垩世营城组发育一套以流纹岩为主的中酸性火山岩,其具有高硅、铝,富碱和低镁、铁的特征,不同类型火山岩均具有轻稀土富集、重稀土亏损、轻重分异严重的特征。其中：酸性流纹岩表现为富集Pb、U、Th、Ta、Hf和Zr等元素,亏损Sr、Ba、Eu等元素;中性安山岩、粗安岩和基性玄武岩则亏损不明显;中酸性英安岩介于两者之间。地化特征分析表明,营城组岩浆来源于亏损地幔,是地幔底侵导致地壳部分熔融,并受到地幔物质的混染,酸性岩喷出前经历了较强的岩浆分异作用。构造判别图解指示营城组火山岩形成于板内伸展环境,具有与板块俯冲作用有关的、发育于活动陆缘或岛弧的火山岩类似的演化特征。结合中国东部构造环境演化特征,认为松辽盆地北部早白垩世火山活动可能是古太平洋板块北北西方向高速俯冲导致地壳岩石圈减薄、地幔物质上涌的产物。     

黑龙江省东部古生代—早中生代的构造演化:火成岩组合与碎屑锆石U-Pb年代学证据

黑龙江省东部松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的演化历史以及古亚洲洋构造体系与环太平洋构造体系的叠加与转化一直是地学领域研究的热点问题之一。依据该区古生代—早中生代火成岩的年代学与岩石组合研究,结合碎屑锆石的年代学研究成果,讨论了松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块之间的演化历史以及两大构造体系叠加与转化的时间。锆石U-Pb定年结果表明:黑龙江省东部古生代—早中生代岩浆作用可划分成8期:早奥陶世(485Ma)、晚奥陶世(450Ma)、中志留世(425Ma)、中泥盆世(386Ma)、早二叠世(291Ma)、中二叠世(268 Ma)、晚三叠世(201～228 Ma)以及早侏罗世(184 Ma)。早奥陶世—中志留世,岩浆作用主要分布在松嫩—张广才岭地块的东缘,并呈南北向带状展布,主要由闪长岩-英云闪长岩-二长花岗岩组成,显示活动陆缘—碰撞的构造演化历史,揭示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块于中志留世(425Ma)已经拼合在一起,这也得到了早泥盆世地层碎屑锆石年代学的支持。中泥盆世,火山作用分布在佳木斯地块东缘和松嫩—张广才岭地块上,前者为双峰式火山岩组合,后者为A型流纹岩,它们共同揭示该区处于一种碰撞后的伸展环境。早二叠世,佳木斯地块东缘发育一套钙碱性火山岩组合,揭示古亚洲洋俯冲作用的存在,而同期的张广才岭地区则发育一套典型的双峰式火成岩组合,揭示了陆内伸展环境的存在。中二叠世,同碰撞型火山岩分布于佳木斯地块东缘及东南缘,其形成可能与佳木斯地块和兴凯地块的碰撞拼合有关。晚三叠世,张广才岭地区存在的双峰式火山岩和敦—密断裂东南区发育的A型流纹岩均显示陆内的伸展环境,其形成应与古亚洲洋最终闭合后的伸展环境相联系。此外,结合牡丹江断裂两侧均发育中—晚二叠世花岗岩以及佳木斯地块上晚三叠世—早侏罗世岩浆作用的缺失,暗示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块在三叠纪早期沿牡丹江断裂可能存在一次裂解事件。而早—中侏罗世陆缘(东宁—汪清—珲春)钙碱性火山岩和陆内(小兴安岭—张广才岭)双峰式火成岩组合的出现,结合牡丹江断裂两侧"张广才岭群"和"黑龙江群"构造混杂岩的就位,暗示松嫩—张广才岭地块与佳木斯地块在早—中侏罗世再次拼合,这也标志着环太平洋构造体系的开始。     

中国北天山博格达隆起带早二叠世垭口双峰式火山岩的成因及地质意义

为了厘定中国北天山二叠纪模糊不清的大地构造属性,本文对博格达隆起带垭口双峰式火山岩进行了系统的研究。垭口火山岩主要由玄武岩和流纹岩组成。垭口流纹岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为(295.6±2.3)Ma,明确指示该双峰式火山岩喷发于早二叠世。垭口流纹岩属于高硅I型流纹岩,为上地壳低压熔融的产物。外来锆石的加入很可能导致其Zr-Hf含量升高,从而显示A型流纹岩的假象及Nd-Hf同位素解耦的现象。垭口玄武岩与该区晚石炭世玄武岩均来自受俯冲沉积物交代的亏损地幔源区,但前者明显受到了地壳物质的混染。综合研究表明,该地区从晚石炭世到早二叠世突然有古老地壳物质的加入,说明296 Ma之前古天山洋在中国北天山北部就已经闭合,博格达地区开始接受周边古老地体物质的加入。     

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。     

内蒙古巴彦敖包地区宝力高庙组火山岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及地质意义

内蒙古东乌旗巴彦敖包一带出露的宝力高庙组地层可划分为三段,可对应于查干敖包剖面二、三、四段。二段为一套杂色中酸性火山熔岩和火山碎屑岩类,火山喷发以喷溢相为主;三段为一套灰黄、灰白色火山-沉积碎屑岩类和陆源沉积岩,含Annularia植物化石,为火山间歇期沉积;四段为一套灰色、浅灰色酸性熔岩夹少量火山-沉积碎屑岩,火山喷发以溢流相为主。四段紫红色含晶屑流纹岩和二段灰黑色流纹岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(305±4.1)Ma和(315.2±4.6)Ma,结合所含化石确定地层时代为晚石炭晚期—早二叠世早期。宝力高庙组中酸性火山岩为安山质、英安质、流纹质高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩组合,岩石呈现富硅、碱,贫钙、镁,A/NK值和Fe Ot/Mg O值高,富Rb、Nb,贫过渡族元素,并具有显著的铕负异常,为A2亚类花岗岩类,其可能是幔源岩浆底侵形成的晚古生代新生下地壳物质部分熔融而成,岩浆演化经历了钛铁矿物、铁镁矿物及斜长石分离作用。宝力高庙组中酸性火山岩形成于后碰撞构造背景环境,其特征揭示兴蒙造山带内蒙古东乌旗地区晚石炭世—早二叠世已处于同碰撞-碰撞后阶段,早二叠世已经进入碰撞后伸展阶段。     

哀牢山西部晚古生代岛弧-弧后盆地系统——来自基性岩地球化学和年代学的证据

哀牢山缝合带是东南亚古特提斯构造域重要的缝合带之一,带内广泛出露的晚古生代基性岩是研究其构造演化历史的关键,但它们的岩石成因和形成环境存在较大的争议,制约了人们对该地区古特提斯构造演化的理解。本文对哀牢山缝合带西部的基性侵入岩和基性火山岩进行了详细的野外地质调查、岩石学和地球化学研究,并结合已有的年代学和地球化学数据结果综合分析,目的在于查明它们的成因和形成环境,为进一步探讨哀牢山缝合带构造演化提供制约。锆石U-Pb年龄数据显示五素和坝溜地区的基性火山岩形成于早二叠世(288～287 Ma),而大龙凯和雅轩桥地区的基性侵入岩和火山岩则形成于中二叠世(272～265 Ma)。地球化学数据显示,早期基性岩(早二叠世)稀土元素含量较高(∑REE=59.75×10~(-6)～135.08×10~(-6)),明显富集轻稀土元素(LREE/HREE=2.64～3.32)和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th等)显著亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素类似于岛弧岩浆岩,高的Ta/Yb(0.09～0.18)和Ce/Yb(6.59～9.03)值表明其属于钙碱性系列;晚期基性岩(中二叠世)具有较低的稀土元素总量(∑REE=28.77×10~(-6)～76.16×10~(-6)),轻微富集轻稀土元素(LREE/HREE=1.75～2.55)相对早期基性岩更加富集Rb、Ba,亏损Nb、Ta、Ti等元素,较低的Ta/Yb(0.05～0.09)和Ce/Yb(3.58～5.97)值表明其属于拉斑质系列。上述研究表明,哀牢山缝合带西部的晚古生代基性岩具有由钙碱性系列向拉斑质系列演化的趋势,结合相关区域地质资料,认为哀牢山缝合带西部出露的基性侵入岩和火山岩记录了晚古生代与板片俯冲相关的多期演化过程:早二叠世,哀牢山支洋或弧后盆地向西发生洋-陆俯冲,俯冲板片脱水并导致地幔楔岩石部分熔融,在哀牢山西部五素-雅轩桥地区形成安第斯型陆缘弧;中二叠世,先存的大陆弧发生弧内伸展,逐渐演变为新的弧后盆地,形成类似于MORB和IAT的基性-超基性岩石组合。     

内蒙古中部巴彦乌拉地区晚石炭世-早二叠世火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

内蒙古巴彦乌拉地区广泛出露宝力格组火山-沉积地层。其中流纹岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为307.1±6.3Ma和308.9±1.8Ma,结合前人研究结果,宝力格组火山岩确切喷发时间应为晚石炭世到早二叠世。样品位于碱性-钙碱性系列岩石过渡区域,在TAS图中,中基性火山岩落入玄武质粗安岩、粗安岩和安山岩区,REE分馏明显,LILE富集,HFSE明显亏损,Nb、Ta、Ti、P负异常,Zr、Hf正异常,形成于岩石圈地幔部分熔融作用;流纹岩LILE(Rb、Th、U)富集,HFSE(Nb、Ta、Ti)明显亏损,具有高正εNd(t)和年轻tDM1值,是新增生的陆壳部分熔融的结果,并具有I型和A型两类花岗岩的地球化学属性。综合区域地质特征和前人研究资料表明,宝力格组火山岩形成于后造山构造环境。     

内蒙古敖汉旗地区晚泥盆世-早石炭世双峰式火山岩的发现及其地质意义

在内蒙古中东部荒漠草原浅覆盖区1∶5万填图试点工作基础上,对内蒙古敖汉旗北部波罗和硕-萨力巴-步登皋一带原划分为二叠系额里图组火山岩进行了岩石学、地球化学及同位素年代学研究。岩石学特征表明这套火山岩以玄武岩和流纹岩组合为主,局部发生弱变质作用,两者呈相间或互层出露。地球化学成分上由基性和酸性两个岩石端元组成,在中性岩的范围出现了明显的间断,表现出典型的"双峰式"火山岩组合特征。选取4件代表性流纹岩样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年研究,分别获得了(361±2) Ma、(359±2) Ma、(350±28)Ma和(338±1)Ma的成岩年龄,时代上属于晚泥盆世末期-早石炭世,根据区域对比应将其划为朝吐沟组(D3-C1ch)。流纹岩表现出高硅富碱贫铝铁的地球化学特征,属于高钾钙碱性系列,与典型的A型花岗岩或碱性流纹岩平均成分接近,属于造山后火山岩。玄武岩相对低MgO、高FeO,具有板内玄武岩的特征,成因上可能与弧陆碰撞后伸展造山环境有关;结合区域已有研究成果及认识,认为华北板块北缘赤峰地区晚泥盆世伸展作用持续到早石炭世,根据本文获取的最近年龄结果,将该期伸展作用的时间上限确定为338 Ma。     

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。