滇东南建水火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、地球化学特征及地质意义

滇东南建水地区位于师宗-弥勒构造带的南段,区内出露一套玄武岩–安山岩–英安岩–流纹岩组合。研究这套火山岩的形成时间和形成环境对认识滇东南构造格局有着重要意义。本文首次对建水火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得两个样品的年龄分别为261.9±2.2 Ma(MSWD=0.80)、264.8±1.7 Ma(MSWD=1.12),属中二叠世晚期,代表建水火山岩的形成时间。建水玄武岩与安山岩具有低TiO_2含量(0.50%~0.88%)、高Mg~#(52.0~64.5)、弱富集LREE((La/Yb)_N=1.42~3.44)、富集LILE(Rb,Th,U,Pb)、轻微亏损HFSE(Nb,Ta,Ti)的特点,具典型岛弧玄武岩的特征;英安岩和流纹岩高ΣREE含量(139.5×10~(–6)~313.6×10~(–6))、富集LREE((La/Yb)N=4.16~9.78)和LILE(Rb,Ba,Th,U)、亏损HFSE(Nb,Ta)、强亏损Sr、Ti、Y等元素的特点与典型的岛弧流纹岩相似,但高钾(K_2O含量平均7.73%)、钙碱性(δ=0.93~2.94)、强过铝质(A/CNK=1.13~2.10)的特点使之区别于一般岛弧酸性火山岩,而具有一些上地壳部分熔融形成的S型花岗岩的特点。综合建水火山岩岩石组合、地球化学和区域地质背景,认为建水火山岩形成于活动大陆边缘的弧后盆地伸展环境,是地幔部分熔融形成的玄武质岩浆结晶分异与上地壳混染作用的共同结果,与滇桂交界处岛弧火山岩、两广交界处岛弧玄武岩等同为哀牢山洋向北俯冲的产物。     

北祁连东段红土堡基性火山岩和陈家河中酸性火山岩地球化学特征及构造环境

北祁连东段天水-宝鸡地区早古生代火山岩包括红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩。地球化学分析结果表明,红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩中所夹基性火山岩的特征相似,属于拉斑玄武岩,两者TiO2含量较高(1.50%～2.73%),∑REE分别为65.97×10-6～133.46×10-6和78.04×10-6～175.55×10-6,LREE轻度富集[(La/Yb)N分别为2.00～4.40和2.71～4.40],Eu异常不明显或略具Eu负异常(δEu分别为0.85～1.10和0.85～0.99);两者LILE明显富集,HFSE(尤其是Ta、Nb)强烈亏损,Nb/La较低(0.28～0.43),显示出与岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲源性;同时,基性熔岩的εNd(t)均为正值( 2.22～ 4.08),暗示其源区类似亏损地幔源区,Zr/Nb=17.21～36.33,Ce/Nb=5.73～8.17,又具有N-MORB的地球化学特征;两者的Sr、Nd、Pb同位素组成十分相似,显示出基性熔岩主要来自亏损地幔(DM)和富集地幔端员(EMⅠ或EMⅡ)混合源区,可能有少量地壳物质混染。陈家河中酸性火山岩属于钙碱性系列,∑REE=127.51×10-6～276.01×10-6,LREE显著富集[(La/Yb)N=4.79～13.51],多数具有弱负Eu异常(δEu=0.53～1.20);微量元素分配型式类似于岛弧花岗岩,具明显的Nb、Ta、Zr、Hf低谷。综合研究表明,北祁连最东段陈家河中酸性火山岩形成于岛弧环境,而其南部的红土堡玄武岩形成于弧间裂谷环境(或初始弧后盆地),是早古生代晚期北祁连东段岛弧带扩张向弧后盆地演化的早期产物。这些研究成果为秦祁结合部位沟弧盆体系的存在提供了佐证。     

甘肃天祝地区乌鞘岭一带双峰式火山岩 的发现及其构造环境

北祁连乌鞘岭一带出露一套以玄武质岩石为主的双峰式火山岩组合,火山岩岩石类型以变质玄武岩为主,夹少量的流纹岩。玄武质岩石为蚀变玄武岩,属拉斑玄武岩系列,低SiO2、K2O,高Ti,富Na、Th、U等,轻稀土元素亏损—略富集型,无明显Eu异常,微量元素具Nb、Ta负异常。流纹质岩石属钙碱性系列,高SiO2,低K2O,为钠质系列,大离子亲石元素富集,具明显的Nb、P、Ti、Sr负异常和Th、U正异常,轻稀土元素富集,(La/Yb)N为2.98~11.46,Eu负异常明显,δEu介于0.07~0.60之间。结合区域资料分析,乌鞘岭双峰式火山岩可能形成于弧后盆地环境。     

青藏高原祁漫塔格地区早古生代火山岩岩石构造组合和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

祁漫塔格地区早古生代海相火山岩发育,初步确定该地区早古生代海相火山岩的形成时代为中晚奥陶世,可划分出4个火山岩带,分别为公路沟-乱石沟带、宽沟-小狼牙山带、巴音郭勒-苏海图带和那陵格勒河带。公路沟-乱石沟带火山岩为富铌玄武岩组合,具有相对高的Nb(7.4×10-6～10.1×10-6)、TiO2(1.56%～2.24%)和P2O5(0.24%～0.34%)含量。宽沟-小狼牙山带火山岩岩石类型复杂,SiO2质量分数集中分布于2个端元,可进一步分为玄武岩+玄武安山岩组合和英安岩+流纹岩组合,玄武岩中获得了440.2Ma±2.4Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄值,流纹岩中获得了450.3Ma±1.2Ma的年龄值。巴音郭勒-苏海图带为拉斑玄武岩组合,具低钛(1.1%)、富钠(2.17%,)、低钾(0.14%)的特点。那陵格勒河带火山岩也为拉斑玄武岩组合,特征与巴音郭勒-苏海图带相似,但具有更高的Ti含量(1.64%)。这3类岩石组合均代表了弧后裂陷环境中形成的火成岩岩石构造组合。     

羌塘地块南界班公湖-丁青断裂构造带火山岩地球化学及其形成构造环境

利用岩石地球化学的方法，研究了羌塘地块南界班公湖-丁青断裂带中晚中生代火山岩。结果表明，研究区火山岩由拉斑系列大洋玄武岩(MORB)和钙碱性系列岛弧玄武岩(IAB)、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩组成。拉斑系列的洋中脊玄武岩微量元素原始地幔的标准化配分型式，明显不同于N—MORB玄武岩，而具有岛弧型的MORB特征(Ta、Nb的相对亏损)，说明其成因与岛弧环境有一定联系。本区钙碱性系列的岛弧玄武岩(IAB)、安山岩、英安岩和流纹岩在Hacker图解中，微量、稀土元素标准化配分型式上显示出岩浆同源性的特征。通过对研究区内分布的大洋玄武岩、岛弧玄武岩厘定，推断班公湖-丁青缝合带在晚中生代期间可能发育过一个完整的有限洋盆，这将对于进一步研究羌塘地块与其周边各地体的大陆动力学作用过程具有重要意义。     

东天山中段火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

东天山大草滩断裂北侧头苏泉组火山岩的岩石类型从玄武岩连续变化到流纹岩,以低钾拉斑系列和钙碱性系列为主。各类岩石的稀土元素总量较高,ΣREE=46.17×10^-6 ~134.6×10^-6,LREE相对HREE富集;富集Sr、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,具有较高的Th/Ta和Ta/Yb比值。这些地球化学特征表明,头苏泉组火山岩形成于具有陆壳基底的岛弧环境。对火山岩中的锆石进行激光探针等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb微区测定,获得了322.9±6.4Ma的形成年龄。结合已有的地质调查成果,认为位于大草滩断裂南北两侧的火山岩均形成于陆壳基底的岛弧环境,在石炭纪处于相同的大地构造背景;康古尔塔格和大草滩断裂都无分化意义,整个东天山可能都是塔里木板块的活动陆缘。     

新疆东准噶尔恰库尔图地区二叠纪双峰式火山岩地质地球化学特征及构造意义

新疆东准噶尔乌伦古河两岸发育大量的二叠纪火山岩地层,其中卡拉岗组区域上以中酸性火山岩为主,局部以双峰式火山岩为主。本文以恰库尔图地区卡拉岗组双峰式火山岩——流纹岩和玄武岩为研究对象,进行了岩石学、年代学、地球化学等研究。锆石LA- ICP- MS U- Pb结果表明,流纹岩和玄武岩的年龄分别为279.5±1.4 Ma和280.4±1.3Ma,说明卡拉岗组双峰式火山岩的形成时代为早二叠世。恰库尔图地区卡拉岗组流纹岩具有较高的SiO2、K2O、Na2O,低Al2O3、CaO和MgO,稀土配分图呈右倾Eu亏损的燕式分布,在微量元素标准化图上显示出Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的亏损;玄武岩样品具有铕的轻微负异常,相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,并表现出Ti的亏损;流纹岩龄锆石的εHf(t)平均值为+15.3,模式年龄TDM1 (305 Ma)和TDM2 (cc)(320 Ma)与其形成年龄(279.5 Ma)相近,这表明其源区物质主要为新生地壳,是壳源岩石重熔作用的产物。本区双峰式火山岩的两个端元并非同源,流纹岩是幔源岩浆与壳源熔体混合作用的结果。恰库尔图地区在早二叠纪前准噶尔洋已完全闭合,处于后碰撞拉张体质,双峰式火山岩为后碰撞伸展构造环境的产物,准噶尔盆地古老的前寒武纪结晶基底存在的可能性说明该区具有良好的油气勘探潜力。     

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。     

青藏高原祁漫塔格地区早古生代火山岩岩石构造组合和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

祁漫塔格地区早古生代海相火山岩发育,初步确定该地区早古生代海相火山岩的形成时代为中晚奥陶世,可划分出4个火山岩带,分别为公路沟-乱石沟带、宽沟-小狼牙山带、巴音郭勒-苏海图带和那陵格勒河带。公路沟-乱石沟带火山岩为富铌玄武岩组合,具有相对高的Nb（7.4×10-6～10.1×10-6）、TiO2（1.56%～2.24%）和P2O5（0.24%～0.34%）含量。宽沟-小狼牙山带火山岩岩石类型复杂,SiO2质量分数集中分布于2个端元,可进一步分为玄武岩＋玄武安山岩组合和英安岩＋流纹岩组合,玄武岩中获得了440.2Ma±2.4Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄值,流纹岩中获得了450.3Ma±1.2Ma的年龄值。巴音郭勒-苏海图带为拉斑玄武岩组合,具低钛（1.1%）、富钠（2.17%,）、低钾（0.14%）的特点。那陵格勒河带火山岩也为拉斑玄武岩组合,特征与巴音郭勒-苏海图带相似,但具有更高的Ti含量（1.64%）。这3类岩石组合均代表了弧后裂陷环境中形成的火成岩岩石构造组合。     

内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区早石炭世火山岩的发现及其构造意义

内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区发现一套以片理化安山岩和蚀变流纹岩为主的火山岩,其中测得安山岩的锆石SHRIMP年龄为333±4Ma。岩石可分为玄武岩-安山岩类和英安岩-流纹岩类,其中玄武岩-安山岩类火山岩Si O2含量47.40%~62.75%,Mg#值介于17.2~25.6,属于拉斑系列;稀土总量较低,总体趋势近水平,轻重稀土分馏不明显,Eu异常不明显(δEu=1.22~1.46);岩石经历了强片理化和蚀变作用,大离子亲石元素(LILEs)容易发生活动运移,变化较大,但总体呈富集状态,Ta、Nb和Ti明显亏损,类似岛弧火山岩,其原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水熔融交代的地幔楔。英安岩-流纹岩类火山岩Si O2含量63.50%~79.80%,相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)及Sr、P元素,类似活动大陆边缘火山岩,其原始岩浆应源于地壳物质的部分熔融。综上所述,笔者认为早石炭世期间,华北板块北缘处于古亚洲洋的俯冲作用下,古亚洲洋的闭合时间应晚于早石炭世。