榴辉岩中石榴子石退变质环带对高压变质矿物之间Nd,O同位素平衡的影响

一产于大别山北部铙钹寨面理化橄榄岩中的强变形榴辉岩的石榴子石具有退变质环带 ,表现为边部CaO含量下降和MnO含量升高 ,指示Ca和Mn在石榴子石具有较快的扩散速率。该榴辉岩中石榴子石 +绿辉石连线给出的Sm Nd年龄为 187± 5Ma ,显著小于大别山南部超高压榴辉岩及北部榴辉岩的Sm Nd年龄 (分别为 2 2 1± 5～ 2 2 8± 3Ma和 2 10± 6～ 2 14± 6Ma)。这一偏低的Sm Nd年龄可能是由于石榴子石退变质环带引起14 3 Nd/ 14 4 Nd降低所造成的。对该样品石榴子石、绿辉石和石英的δ18O测定表明 ,这些矿物之间的实测分馏值小于它们在 5 0 0～ 90 0℃条件下的平衡分馏值 ,从而证明它们之间存在氧同位素不平衡。榴辉岩中石榴子石的退变质环带也可造成绿辉石与石榴子石之间显著的Nd同位素和氧同位素不平衡现象。     

鲁东南岚山头榴辉岩的变质作用演化PTt轨迹及地质意义

岚山头含柯石英榴辉岩呈透镜状块体产于晚元古代含霓石花岗质片麻岩中.榴辉岩的典型矿物平衡共生可划分为四个阶段:(1)前柯石英榴辉岩相阶段(M1);(2)柯石英榴辉岩相阶段(M2);(3)第一退变质阶段(M3);(4)第二退变质阶段(M4).M2阶段典型的矿物共生组合为石榴石+绿辉石+柯石英±蓝晶石.其石榴石中Pyr组分17.9%～31.7%, 绿辉石中Jd组分29.1%～52.8%.各阶段的变质温压条件是:M1阶段P≤1.56GPa,T=700℃;M2阶段P>2.74～2.95GPa,T=722℃～981℃;M3阶段P=1.34～1.54GPa,T=568℃～589℃;M4阶段P=0.61～1.04GPa,T=469℃.M2变质阶段单颗粒锆石207Pb-206Pb年龄为613.3Ma±30.4Ma,M4阶段的多硅白云母的 40Ar-39Ar坪年龄为313.49Ma.据上述资料可重塑一个较完整的顺时针PTt轨迹的变质作用演化.退变质作用的两个阶段反映榴辉岩折返可分为两个阶段.     

大别山北部榴辉岩的退变质特征及其地质意义

研究了大别山北部榴辉岩的变质岩岩石学。结果表明，该区榴辉岩相变质作用可分为早期(超高压)和晚期(高压)两个阶段，并在折返过程中形成了一系列特征性的退变质显微构造。其中，退变质结构主要包括：(1)由于压力降低而出溶形成的一些定向针状或叶片状矿物包裹体，如钠质单斜辉石中石英及石榴子石中的金红石、单斜辉石和磷灰石等；(2)冠状体或后成合晶，特别是石榴子石外围发育两期(“双层”)后成合晶；(3)反应边或退变边，如绿辉石的透辉石退变边、透辉石的角闪石退变边和金红石的钛铁矿退变边等。这些退变质结构为本区榴辉岩高级变质岩的快速折返过程和抬升历史提供了强有力的岩石学依据；石榴子石中针状矿物出溶体进一步证明研究区榴辉岩早期经历了超高压变质作用，峰期变质压力应大干4．0GPa，甚至可能达到5～7GPa或更高。     

中国大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)石榴石橄榄岩:一个经历了深俯冲作用的古生代超镁铁质侵入体

中国大陆科学钻探主孔中的超镁铁岩主要产在603.20～683.53m深度之间。超镁铁岩的上部直接围岩为高Ti-Fe型榴辉岩;内部夹有薄层状含柯石英高镁榴辉岩和厚层状多硅白云母榴辉岩;下部直接围岩为石英榴辉岩和普通榴辉岩。超镁铁岩的主体岩性为石榴石单辉橄榄岩,主要由橄榄石(60%～70%),石榴石(10%～25%),单斜辉石(5%～15%),斜方辉石(1%～5%)和少量金云母和钛铁矿或钛斜硅镁石组成。橄榄石Fo 79～89,其中一些以包裹体形式出现的高MgO橄榄石可能形成较早,主体橄榄石属变质重结晶阶段形成;石榴石以低CaO、高MgO和Cr_2O_3含量高(达3%)为特征,保留较好的进变质成分环带;单斜辉石Na_2O含量达到4%～5%,分为绿辉石和普通辉石类,属变质成因,结合矿物对的温压估算,岩石已经经历超高压变质作用。岩石成分研究表明,石榴石单辉橄榄岩与其顶、底板榴辉岩及其中的榴辉岩夹层有一较大的成分间断,其中MgO含量约相差10%左右,认为超镁铁岩与榴辉岩的原岩不属同一岩浆演化产物。锆石SHRIMP定年表明石榴石单辉橄榄岩原岩时代为古生代346～461Ma,超高压变质作用时代为早中生代220～240Ma。认为CCSD主孔石榴石橄榄岩为古生代的超镁铁质侵入体,在印支期的中国南北板块俯冲折返过程中经历了超高压变质作用。     

中国大陆科学钻探主孔0~2000 m榴辉岩的退变质过程

中国大陆科学钻探主孔位于大别-苏鲁这条典型的超高压变质带上，孔内0-2000m的岩心中，各种榴辉岩占到50％以上。榴辉岩大多经历了不同程度的退变质。依据榴辉岩中主要矿物绿辉石和石榴石的退变质程度，0-2000m榴辉岩的退变质过程可分为2个大阶段，4个亚阶段：第一大阶段(又分为轻微退变质、部分退变质)、第二大阶段(又分为退变质和强退变质)。总的退变质趋势是：石榴石逐渐被韭角闪石或黑云母 绿帘石替代；绿辉石逐渐被角闪石 钠长石后成合晶替代，硬玉(1d)含量逐渐减少，并部分转化为霓辉石。榴辉岩在退变质过程中所经历的温压条件为：峰期变质温度为697-831℃，压力3．0Gpa左右；部分退变质阶段温度为629-776℃，压力1．2-1．6Gpa；退变质阶段温度为550-650℃，压力O．5-0．7Gpa；强退变质阶段温度为300-400℃，压力0．30-0．35Gpa。综合岩石、矿物及形成温压条件等特征，推断榴辉岩的折返过程经历了两个大阶段：第一大阶段是近等温降压的快速折返(榴辉岩在此期间经历了第一大阶段的退变质)，第二大阶段是降温降压的缓慢抬升(榴辉岩继而经历了第二大阶段的退变质)。绿辉石的完全退变质，既是划分榴辉岩两大退变质阶段的标志，同时也是区分两大折返阶段的标志。     

北大别超高压榴辉岩中麻粒岩相变质的多期记录

<正>大别山是三叠纪华南板块向华北板块之下俯冲形成的碰撞型造山带,包含南大别低温榴辉岩带、中大别超高压变质带和北大别杂岩带等3个含榴辉岩的岩石单位,简称南大别、中大别和北大别。北大别超高压榴辉岩普遍经历过多阶段变质演化过程,特别是峰期之后的麻粒岩相变质叠加,表现为早期的绿辉石退变为细粒的单斜辉石+斜长石+斜方辉石后成合晶(Xu S-T et al.,2000;Liu Y-C et al.,2005,2007,2011,     

柴北缘沙柳河榴辉岩岩石学及年代学初步研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗片麻岩中 ,榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和金红石等矿物组成 ,石榴石含有 38%～ 4 4 %的铁铝榴石、2 2 %～ 2 3%的钙铝榴石和 31%～ 38%的镁铝榴石分子 ,绿辉石含有 35 %～ 38%硬玉分子。榴辉岩变质作用过程可分为三个阶段 ,第一阶段可能为绿帘角闪岩相 ,形成了残留在石榴石中的绿帘石 +角闪石早期矿物组合 ;第二阶段为榴辉岩相 ,形成了绿辉石 +石榴石 +金红石矿物共生组合 ,其温压条件为 :T =730℃ ,P >1.6Gpa ,代表了强烈俯冲时期 ;第三阶段为高角闪岩相 ,形成了普通辉石 +角闪石 +斜长石矿物共生组合 ,其温压条件为 :T =6 70℃ ,P =0 .3～ 0 .5Gpa。变质作用演化及P -T -t轨迹反映了其地球动力学过程是板块碰撞模式。榴辉岩的颗粒锆石U -Pb年龄 (484± 3)Ma可能代表榴辉岩相变质年龄。研究表明柴北缘存在一条早古生代的高压碰撞带     

大别山北麓尖晶石橄榄岩中石榴辉石岩包体的成因矿物学信息

大别山北坡霍山饶拔寨等地的超基性岩中含有石榴辉石岩的包体。石榴辉石岩为草绿色致密块状 ,呈分米级的块体出现于蛇纹石化强烈的橄榄岩中。运用成因矿物学的方法 ,研究对比了石榴辉石岩的主要矿物组成石榴子石 ( Prp2 5— 3 5 )和钠质普通辉石 ( Jd1 0— 2 5 )等。岩石结构显示退变质作用有两期 :榴辉岩相退变形成的麻粒岩相矿物组合明显地被角闪岩相所切割。石榴辉石岩的寄主岩是尖晶石橄榄岩类 ,包括尖晶石方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩。由于强烈的蛇纹石化 ,残余的橄榄石 ( Fo92— 93 )仅占 5%～ 4 0 % ,斜方辉石富镁 ( En87— 93)并有解理弯曲等韧性变形现象。采用 Ellisand Green的石榴子石单斜辉石 Fe-Mg交换平衡温度计 ,可计算出石榴辉石岩的 Fe-Mg分配系数 ( KD)为 4 .0 6～ 5.2 8。变质温度 t=84 1～ 94 3℃ ,估算压力 p=1 .5GPa,可以推测该橄榄岩体是从深度约 60 km的地幔 ,固态侵位于下地壳 ,而后与之一起隆升到地表。显然 ,此种石榴辉石岩应属 Coleman所划分的 A型榴辉岩 ,它与地幔岩浆作用有密切关系。石榴辉石岩和橄榄岩的岩石化学特征和稀土配分形式 ,说明它们的化学性质相当于地幔部分熔融所形成的玄武岩熔体及其残留体。在侧重探讨石榴辉石岩及其有关岩石中主要造岩矿物的成因矿物?     

胶东威海地区榴辉岩退变质的地球动力学信息

威海地区榴辉岩退变质过程表现为三个阶段：第一阶段,原生绿辉石分解形成钠质单斜辉石＋斜长石合晶体;第二阶段,原生石榴石及钢质单斜辉石＋斜长石合晶体,周边出现角闪石＋斜长石　状反应边;第三阶段,石榴石及钢质单斜辉石消失。其后榴辉岩相退变质的ｐ－ｔ演化轨迹是压力相对温度快速降低的顺时针形式,反映本区榴辉岩折返的地球动力学过程可能是在经历了快速上升的构造侵位同时,晚元古宙巨量花岗岩浆可将相辉岩块体携带到上部地壳。     

中国大陆科学钻探（CCSD）主孔100-2000m区间磁化率的变异特征及其地质意义

对中国大陆科学钻探主孔100—2000m区间岩心样品磁化率与钻孔原位测井磁化率进行系统时比研究。结果表明,控制岩石磁化率的主要因素是岩性和退变质作用,其中蛇纹石化石榴石橄榄岩的磁化率最大,样品平均磁化率为86．277×10-3SI,正片麻岩,退变质榴辉岩,榴辉岩,副片麻岩次之,角闪岩的磁化率最小,样品平均磁化率为1．698×10-3SI。不同退变质程度榴辉岩的磁化率特征具有明显的差异:中-强程度退变质榴辉岩由于退变质过程所产生的磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿,其磁化率最大;随着退变质作用的进一步加剧,这些磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿被完全分解,导致完全退变质榴辉岩的磁化率最小;新鲜榴辉岩的磁化率介于两者之间。在该深度区间,约70％岩心样品磁化率与测井磁化率的比值小于4．0,其中以<2．0为主,相同岩性岩石(如榴辉岩,退变质榴辉岩和副片麻岩)磁化率的比值随深度变化较小。岩心样品磁化率和测井磁化率之间的欧氏距离位于3．0-6．4范围,且随深度变化不明显,如在100～600m和1500～2000m两个深度范围的欧氏距离分别为3．0-5．2和3．2～5．3,表现出相似的变化特征,显示了在此区间深度范围内,地层压力对磁化率的基本没有影响。     

内蒙古苏尼特左旗巴音乌拉二叠纪埃达克质花岗闪长岩类地球化学特征及其地质意义

内蒙古苏尼特左旗巴音乌拉二叠纪花岗闪长岩、石英闪长岩分布于二连-贺根山蛇绿岩带的北侧,1∶20万区域地质调查将其归于华力西晚期侵入体(γδ4(3)).经研究,该岩体具高铝(Al2O3=13.69%～16.48%)、富钠(Na2O＝3.53%～4.58%)、贫钾(K2O＝2.12%～4.10%)、高锶(Sr＝425.1×10-6～645.2×10-6)的特点,SiO2=62.13%～72.87%,Y＜18×10-6(7.23×10-6～14.29×10-6),δEu＝0.71～0.83,轻重稀土元素分馏强烈,稀土元素配分曲线为右倾斜型,铕异常不明显,为典型的埃达克质岩.在微量元素原始地幔标准化蛛网图中具明显Sr高峰和Nb低谷,有与埃达克岩一致的曲线,与岛弧安山岩-英安岩-流纹岩及大陆弧安山岩-英安岩-流纹岩有明显差异.花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为256.1±0.9 Ma,为早二叠世岩浆活动的产物.Mg#值很高(＞50),表明晚古生代洋壳向北俯冲时在75～85 km深度(角闪岩相与榴辉岩相过渡相)发生部分熔融形成埃达克质熔体,侵入地壳形成埃达克岩.     

Current mercury ore formation on Mendeleyev

The Maksyutov metamorphic complex is the first locality where coesite pseudomorphs in garnet were described. The importance of this discovery was not understood until ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism was independently recognized in the Dora Maira Massif of the western Alps and the Western Gneiss Region of Norway. The coesite pseudomorphs are significant because they suggest that the lower unit of the Maksyutov complex probably underwent UHP metamorphism at depths greater than 80 km in a paleosubduction zone.

The Maksyutov complex, situated in the southern Ural Mountains of Russia, forms an elongate N-S belt along the boundary between the European and Russian plates. The complex contains two superimposed tectonic unitsa lower eclogite-bearing schist unit that underwent high-pressure (HP) to UHP metamorphism and an upper meta-ophiolite unit subjected to blueschist/greenschist-facies metamorphism. The lower unit lithologies range from quartzofeldspathic, to graphite-rich, to mafic-ultramafic compositions. Mineral assemblages of the metamorphosed mafic rocks include: (1) coesite (as pseudomorphs) + garnet + omphacite + rutile + zoisite; (2) jadeite + quartz (coesite) + garnet + kyanite ± paragonite; (3) garnet + omphacite + barroisite + rutile; and (4) garnet + glaucophane + lawsonite. The upper unit is characterized by sheets of serpentinite that contain lawsonite-bearing metarodingite and rare calcium-rich eclogite. A metamorphosed melange containing blocks of ultramafic, eclogite, and quartz-jadeite rocks is situated between the two units.

The UHP metamorphic event that affected the lower unit is characterized by recumbent folding and shear zones. Subsequent large-scale, left-lateral strike-slip movements deformed both tectonic units. These deep-crustal metamorphic structures are oriented at high angles relative to the younger, N-S-trending Main Uralian thrust and the left-lateral strike-slip movement that displaced the Maksyutov block.     

Structure and Geodynamic Evolution of the Maksyutov Metamorphic Complex (Southern Urals): Structural Analysis and Results of U–Pb Dating of Detrital Zircons

Geotectonics - Detailed structural analysis of the formations of the Maksyutov eclogite–glaucophane–schist complex in the Southern Urals has been carried out. U–Pb (LA-ICP-MS)...     

江苏东海超高压榴辉岩的热导率及对大陆科学钻探研究的意义

对采自江苏东海毛北地区(中国大陆科学钻探先导孔附近) 的新鲜榴辉岩样品进行了岩石热导率的测定, 初步查明了该区榴辉岩热导率随矿物组成的变化关系, 探讨了岩石结构特征和温度变化对热导率的影响.本次所测东海超高压榴辉岩的热导率介于3.2 2 2~ 3.716Wm-1·K-1之间并随岩石中2种主要矿物的相对含量比而变化, 随着榴辉岩中石榴石对绿辉石体积比(V_Grt/V_Omp) 的增加而降低, 近似的函数关系满足K =3.76 7- 0.18× (V_Grt/V_Omp).岩石中矿物分布的不均匀性和面状构造的发育对榴辉岩热导率的影响较大, 由此产生的热导率各向异性可达近10 %.温度是影响热导率的另外一个重要因素.结合本次的实测资料和相应的热导率-温度关系, 建立了东海地区榴辉岩热导率随温度的变化关系方程K (T) =1/ (7.85×10-2 +6.95×10-4 ×T), 根据这一方程并结合东海地区的地热梯度资料推算了榴辉岩热导率随5 0 0 0m钻孔深度的变化关系, 推测东海地区科学钻探施工至5 0 0 0m深度时, 榴辉岩的热导率将比地表平均降低2 4%.该成果为钻探测井资料的解释以及该区地热结构模型的建立提供了重要依据和约束资料.      

南阿尔金地区榴辉岩特征及意义

野外地质调查工作表明,阿尔金地区西起且末河到茫崖长达300km范围内的"阿尔金山岩群"中多处出露榴辉岩透镜体。榴辉岩在产状和岩石学特征上可以分为两种:第1种是中细粒结构,块状构造,退化变质较弱,围岩多与片麻状花岗岩或花岗闪长岩关系密切;第2种是细粒结构,片麻状构造,具有透入性片麻理,有明显退化变质现象,围岩多与大理岩、黑云变粒岩、石英片岩等关系密切。在分布上,榴辉岩限于古元古代"阿尔金山岩群"中,含有榴辉岩的阿尔金构造杂岩带是柴达木盆地北缘碰撞杂岩带的西延部分。     

柴达木盆地北缘鱼卡河含柯石英榴辉岩的确定及其意义

在柴达木盆地北缘鱼卡河边达肯大坂杂岩之花岗质片麻岩中发现典型的含柯石英榴辉岩。榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和少量（多硅）白云母、柯石英和石英、角闪石、金红石等矿物组成。石榴石中铁铝、镁铝和钙铝榴石分子含量分别为５１％～５９％、２６％～３１％和１３％～１９％;绿辉石中硬玉分子含量为４５％～４８％;岩石中残留有ｂ０值极大的高压矿物多硅白云母（ｂ０＝９０７５×１０－１ｎｍ）;角闪石亦为高压类型的冻蓝闪石;最为重要的是确定了柯石英的存在。榴辉岩原始特征保存完好,仅遭受轻微的退变质作用和叠加变质作用。组成矿物可分为３个世代：（１）峰期矿物组合：石榴石＋绿辉石＋（多硅）白云母＋（柯）石英＋金红石;（２）退变交生组合：冻蓝闪石＋蠕虫状石英;（３）后期叠加变质矿物白云母。榴辉岩相变质作用发生在压力大于２８ＧＰａ的超高压至大约７３０℃、１７０ＧＰａ的高压环境,表明柴达木盆地北缘是一条重要的古板块汇聚边界。     

北祁连山高压变质带的变形和变质特征及其对俯冲带折返的意义

北祁连造山带是早古生代大洋板块"冷"俯冲的典型地区,形成了一系列高压低温变质的岩石组合.基性榴辉岩是俯冲洋壳变质的产物,根据其结构构造特征可以划分为(1)粒状榴辉岩,峰期变质矿物组合为Grt+Omp+Phn+Rut±Lws,硬柱石呈包裹体和假象分布于石榴石内,变质温压条件T=465～508℃,P=2.30～2.60GPa.(2)片状榴辉岩,岩石具片状构造,其共生矿物组合Omp+Czo/Ep+Phn+Gln构成透入性面理S1和线理L1,以及宏观和显微同斜褶皱F1.其峰期变质温压条件为T=466～510℃,P=1.9～2.2GPa.(3)蓝片岩相退化变质榴辉岩,蓝片岩相变质矿物Gln+Ep+Phn±Ab强烈交代榴辉岩相矿物,并发生强烈D2期变形作用,岩石形成明显的透入性面理S2和线理L2,以及同斜剪切褶皱F2.蓝闪石和多硅白云母线理的统计揭示D2期变形以斜向走滑剪切为主,与D1期变形的榴辉岩的运动学特征大体相似.D2同变质的温压条件为T=422～487℃,P=1.15～1.37GPa.高压变质带晚期的绿片岩相叠加和D3期变形,形成透入性面理S3和线理L3,其运动特征为近于垂直构造线的逆冲剪切.结合榴辉岩变形特征,变质温压条件和同位素年代学资料,我们认为退变质的强弱与变形程度有密切关系.峰期变质后的榴辉岩经过早期绿帘石榴辉岩相到蓝片岩相斜向走滑剪切,和晚期绿片岩相逆冲,在泥盆纪早期快速折返的出露地表.     

Metamorphic evolution of eclogite and associated garnet-mica schist in the high-pressure metamorphic Maksyutov complex, Ural, Russia

Metasedimentary garnet-mica schists are interlayered with metabasic garnet–omphacite schists and enclose eclogite boudins in the high-pressure metamorphic Maksyutov complex in the Southern Urals, Russia. These three rock types were investigated in one outcrop and compared chemographically and thermobarometrically. The Fe/Mg distributions between garnet rim–omphacite and garnet rim–phengite pairs indicate different equilibration temperatures for the three samples, with the lowest temperature (500°C, >1.5 GPa) for the eclogite boudin, an intermediate temperature (630°C, >1.7 GPa) for the foliated eclogite and the highest temperature (650°C, >1.7 GPa) for the garnet-mica schist. The garnets in garnet-mica schist enclose abundant chloritoid relics and the Fe/Mg distribution between chloritoid and garnet records an earlier high-temperature stage (650°C, >2.0 GPa) before the garnet rim–phengite temperatures were reached. Together with some minimum- and maximum-pressure estimates three different prograde pressure–temperature paths and a common retrograde metamorphic evolution are interpreted from the chemographic and thermobarometric data. The different early metamorphic evolutions and conditions confirm the variability of protoliths, which are also indicated by different U/Pb zircon and rutile ages.     

松辽盆地火山岩包裹体稀有气体同位素与天然气成因成藏示踪

长期以来,国内外油气勘探主要是针对海相碳酸盐岩和海陆相碎屑岩,火山岩原来一直是油气勘探的禁区。松辽陆内裂谷盆地燕山期由于太平洋板块对中国大陆板块的斜向俯冲,发生弧后伸展裂陷,造成火山岩的大量喷发,以爆发相和溢流相为主。火山岩储层物性较好,不严格受埋深控制,但非均质性强,孔隙度0.5%~18.7%不等,渗透率0.0001×10^-3~1×10^-3μm²。火山岩裂缝内方解石脉或石英脉中包裹体捕获温度为105~250℃,多数在120~160℃;包裹体中气体³He/⁴He值分布在2.86×10^-7~7.33×10^-6,平均为2.48×10^-6;R/Ra＝0.26~5.24,多数R/Ra>1; ⁴⁰Ar/³⁶Ar＝293~2485,主值区间为500~900;⁴He/²⁰Ne＝0.32~1255,主值区间为10~95和170~370;δ¹³C₁=-17.1‰~-28.7‰,δ¹³C₂=-23.4‰~-32.4‰,δ¹³Cco₂=-10.97‰~-21.73‰。包裹体He、Ar、C等同位素数据表明,存在幔源通道,进而在火山岩中存在幔源无机成因气。根据火山岩产状和分布及其与断裂活动的关系,无机成因气藏主要分布于断裂带附近,有机成因气或有机-无机混源气则远离断裂活动带分布。本文包裹体同位素研究结果对确定松辽盆地深层火山岩储层中的天然气成因类型、分布规律,指导后续天然气勘探具有重要的参考价值。     

甘肃西部红柳峡火山颈火山岩地球化学特征及意义

红柳峡火山颈是甘肃西部中生代以来唯一且保存完好的陆相火山口,颈内主要由玄武粗安岩充填,其w(SiO2)=51.79%～52.57%,w(Al2O3)=15.22%～16.38%,w(Na2O+K2O)=6.0%～7.00%,w(Na2O)>w(K2O),w(MgO)=5.02%～6.44%,Mg#=57～65,显示高铝、富镁及富钠贫钾之特征。区内火山岩形成于陆内伸展构造背景,源于过渡型地幔,Zr=254.2×10-6～290.2×10-6、Hf=5.595×10-6～6.313×10-6,Nb=30.85×10-6～34.52×10-6,Zr/Y=9.85～10.15,Hf/Th=0.98～1.04,Hf/Ta=3.05～3.20。Zr/Nb=8.24～8.63,接近于地壳平均值,表明在岩浆作用过程中可能发生过地壳混染作用。火山岩ΣREE含量高(294.49×10-6～334.04×10-6),并表现出轻稀土明显富集且轻稀土元素之间具明显的分馏作用,LREE/HREE=13.78～14.81,(La/Yb)N为18.99～21.56,重稀土元素之间分馏相对较弱,表现为重稀土分布曲线较为平坦,(Gd/Yb)N为2.58～2.73,无明显的Eu异常(δEu=0.93～0.99)和Ce异常(δCe=0.97～1.00),表明在岩浆演化过程中斜长石并未发生分离结晶作用以及上地壳物质的混染作用。可明显区分出早白垩世、晚白垩世及古近纪三期火山岩,表明火山颈形成时间为古近纪。红柳峡火山岩形成时代、构造属性及动力学背景的确定对于研究阿尔金断裂、北祁连北缘断裂有着十分重要的意义。