新疆西天山备战铁矿区火山岩地球化学特征与构造环境

西天山备战铁矿赋存于以玄武岩、玄武质凝灰岩、安山质凝灰岩、安山岩和英安岩为主的晚石炭世火山岩中,属于高钾钙碱性系列。本文通过对矿区火山岩进行岩石地球化学分析探讨火山岩形成的构造环境。地球化学分析表明,火山岩表现为轻稀土(LREE)相对于重稀土(HREE)富集的配分形式,具有"左陡右缓"的特征;相对富集大离子亲石元素(LILE)Ba、Rb、Th和U等,亏损高场强元素(HFSE)Ta、Nb、Y和Hf等,且具有高LREE/HREE(平均5.2)的特征,类似于大陆边缘岛弧火山岩的特征。在构造环境图解中,火山岩样品落在岛弧火山岩区域内,并显示出偏向富集地幔源区演化的趋势。结合区域地质背景资料,笔者认为矿区内的火山岩应属南天山洋向伊犁-中天山板块俯冲末期大陆边缘岛弧环境的产物。     

西天山伊犁地区石炭纪火山岩地球化学特征及构造环境

伊犁板块南北缘广泛发育石炭纪火山岩。其中阿希、巩乃斯和恰西石炭纪火山岩主要由玄武岩、安山玄武岩、玄武粗安岩、粗安岩和粗面岩组成,为基性冲性-酸性连续岩系,以中基性岩为主;它们多为钙碱性岩;轻稀土较重稀土元素富集,富集大离子亲石元素Rb,Ba,Th,U,K,相对亏损高场强元素Nb,Ta,Ti,具有大陆边缘火山岛弧火山岩亲缘性。其可能形成于准噶尔洋向南俯冲于伊犁板块之下的大陆边缘岛弧环境,伊犁板块南缘火山岩也有可能产出于南天山洋向伊犁-中天山板块之下俯冲的岛弧环境。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353.9Ma±6.5Ma和356.3Ma±4.4Ma,属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大(约40Ma)。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素(如Cs、Rb、Th、U),而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、U、Ta等元素,具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁-中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲-碰撞的最后阶段。     

新疆伊犁北部石炭纪火山岩地球化学特征及其地质意义

石炭纪火山岩广泛分布于西天山伊犁陆块周缘,其岩性复杂,并大多与陆源碎屑岩伴生或互层。其中伊宁阿希、尼勒克和那拉提3个剖面的火山岩岩石地球化学特征显示,这些火山岩属于钙碱性系列,由玄武岩、粗玄岩、玄武质安山岩、玄武质粗面安山岩、安山岩、流纹岩、英安岩和粗面岩组成。稀土元素含量较高,轻稀土元素较重稀土元素富集。这些火山岩亏损高场强元素Nb,Ta,Zr等,而富集大离子亲石元素Th,Rb等,因而这些岩石的形成与板块俯冲有关。微量元素地球化学图解进一步表明,这些岩石形成于大陆岛弧环境。与之共生的早、中石炭世浅海—滨海相沉积地层以及伊犁陆块北缘巴音沟—莫托沙拉沟晚泥盆世—早石炭世蛇绿岩带的存在,表明伊犁陆块北缘在石炭纪时其环境为活动大陆边缘,石炭纪火山岩的形成可能与晚泥盆世—中石炭世早期北天山洋盆向南的俯冲作用有关。     

西天山昭苏北部大哈拉军山组火山岩中辉长岩体的形成时代、地球化学特征及地质意义

西天山昭苏北部侵入于大哈拉军山组火山岩层上部的辉长岩体具有富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba)、亏损高场强元素(Nb、Ta)、轻重稀土分馏等地球化学特征,与火山岩围岩具有相似的不相容元素和Sr-Nd同位素特征,其母岩浆可能由俯冲流体交代的富集岩石圈地幔部分熔融形成,晚石炭世之前南天山洋盆向伊犁-中天山板块之下的俯冲可能导致了岩石圈的富集作用。利用不相容元素进行地球化学模拟计算,结果表明辉长岩成分由50%~80%的堆晶矿物(单斜辉石、斜长石)与50%~20%的玄武质熔浆组成。辉长岩体的Cameca锆石U-Pb年龄为311.3±2.3Ma,与伊犁-中天山板块晚石炭世伊什基里克组火山岩的时代大致相当,略晚于西天山榴辉岩的峰期变质时间。辉长岩的时代进一步限定该地区大哈拉军山组火山活动应在早石炭世晚期结束,下石炭统阿克沙克组沉积岩应形成于320~311Ma之间。与辉长岩同时期的岩浆岩在伊犁-中天山板块广泛分布,形成于俯冲结束之后挤压环境向拉张环境过度的构造环境。     

江苏溧阳火山岩的成因演化及构造环境探讨

江苏溧阳盆地火山岩主要由钙碱性的安山岩、英安岩和流纹岩等组成。岩石以富集钾族元素而贫高场强元素为特征。稀土元素配分型式表现为轻稀土的相对富集，并且Eu负异常。岩相学和主要元素及微量元素的变化都表明，分离结晶是溧阳火山岩岩浆演化的主要机理。笔者应用岩石学混合计算方法和热力学模式宣地模拟了这一过程。根据岩石组合及岩石化学的特点，认为溧阳火山岩是中生代时期中国东部大陆边缘板块俯冲作用的产物。     

伊什基里克山切特木斯铜矿区火山岩地球化学特征与成矿背景探讨

新疆伊什基里克山切特木斯铜矿赋矿围岩主要由高钾钙碱性安山岩组成,该套火山岩具高SiO2,Al2O3,低MgO,富Sr,贫Y和Yb特征,具埃达克岩特征.地球化学特征表明,该矿区火山岩具轻稀土富集,重稀土相对亏损,铕轻微负异常,且富集大离子亲石元素(Rb,Ba,Th,K),相对亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti),具大陆边缘岛弧火山岩亲缘性,可能形成于南天山洋向伊犁-中天山地块之下俯冲的火山岛弧环境.通过该矿区火山岩与土屋-延东地区火山岩对比,认为两地区火山岩地球化学特征相似,具岛弧火山岩特征,形成于相似构造环境.此外,含矿化的隐爆角砾岩筒、类似于斑岩型铜矿蚀变特征及较低剥蚀程度表明,切特木斯铜矿具寻找斑岩型铜矿潜力.     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA—ICP—MS锆石U—Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA—IcP—Ms锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353．9Ma_6．5Ma和3563Ma±4．4Ma．属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大（约40Ma）。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素（如Cs、Rb、Th、U）,而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、u、Ta等元素,具有明显的Ba、sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁一中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲一碰撞的最后阶段。     

新疆西天山尼新塔格铁矿区石炭纪火山岩地球化学特征及其成因研究

新疆西天山阿吾拉勒成矿带内分布有大量的石炭纪火山岩,由于分布广泛并赋存众多大-中型铁矿床,该套火山岩无论是对于西天山地区构造演化,还是矿产分布及成矿规律研究都有重要意义。为了探索其岩石成因及形成环境并进一步约束矿床成因,本文对研究程度相对较低的尼新塔格铁矿区内石炭纪火山岩进行了系统的岩石学、主元素和微量地球化学及同位素地球化学研究。研究显示,本区火山岩具有明显的富钠特征,多属亚碱性玄武岩系列中的钙碱性系列,岩相学及地球化学特征显示该地区火山岩为同源岩浆演化的产物。岩石富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,具有相对较高Th/Yb和Ta/Yb比值,显示该类火山岩应形成于活动大陆边缘环境。明显的Nb、Ta亏损显示岩石具有湿地幔楔部分熔融的陆缘弧玄武岩的特征,而其εNd(t)值为+0.75~+2.62,为亏损型,这表明本区火山岩的岩浆源区应为俯冲板片之上受流体交代的亏损地幔楔。较高的Zr含量、Zr/Y比值、La/Nb比值以及较分散的(87Sr/86Sr)i值表明岩浆在演化过程中受到了较强的地壳物质混染作用。     

中天山南缘艾尔宾山志留纪侵入岩地球化学特征及地质意义

中天山南缘艾尔宾山地区岩浆活动的产物可能记录着南天山洋盆与伊犁中天山板块的活动,对解决南天山洋盆的俯冲问题具有重要意义。本文对中天山南缘艾尔宾山志留纪花岗岩进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。对4件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该岩体的形成时代为志留纪;研究区岩石具有准铝质高钾钙碱性系列岩石特征,为I型花岗岩,岩浆来源可能为下地壳的部分熔融;在稀土元素球粒陨石标准化分布图上,表现为强烈的右倾近平行的曲线簇。大离子亲石元素Rb、Ba、K等明显富集;高场强元素Nb、Ta、Ti、P等强烈亏损,表现出岛弧岩浆岩的地球化学特征。综合分析认为志留纪侵入岩为火山弧花岗岩,是与洋壳俯冲作用有关的产物。     

新疆西天山吐拉苏火山岩盆地浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统的形成与演化

新疆西天山吐拉苏地区发育的与中酸性火山-次火山岩有关的浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统,是在晚古生代北天山洋向南部伊犁-中天山板块之下俯冲消减的活动大陆边缘背景下形成的。赋矿的大哈拉军山组火山岩及相关的次火山岩形成于晚泥盆世-早石炭世,岩石总体显示钾质-高钾质、准铝质-过铝质的钙碱性-高钾钙碱性特征,其轻稀土富集、Eu负异常显著、大离子亲石元素富集和高场强元素亏损等,均显示出俯冲带岛弧岩浆作用的特点。阿希(低硫型)和京希-伊尔曼得(高硫型)浅成低温热液金矿床以及塔北、吐拉苏铅锌矿床,受大哈拉军山组火山岩中的断裂破碎带以及具高孔隙度和渗透率的岩性控制;塔吾尔别克斑岩型金矿化主要受斑岩体及火山岩中的断裂和裂隙系统控制,并很可能存在浅成低温热液型金矿化的套合或叠加。硫、铅、碳、氧同位素特征显示,成矿物质主要来自岩浆所分泌的热液和/或赋矿的火山-次火山岩。根据成矿系统形成后的保存和变化情况,认为在吐拉苏盆地内剥蚀程度较低的地区,浅成低温热液型金铅锌矿床具备良好的保存条件,同时在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床。     

内蒙古中心屯地区晚侏罗世火山岩岩石地球化学特征及其成因意义

中心屯地区位于大兴安岭火山岩带中南段,区内岩浆活动强烈,发育有中生代不同时期的基性-酸性火山岩。在野外地质调查的基础上,通过研究晚侏罗世火山岩岩石学特征及岩石化学数据,发现区内晚侏罗世火山岩主要为中性-酸性岩石,属于钙碱性系列;稀土元素大都具有铕负异常,配分曲右倾,显示轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特点;微量元素的过渡元素Cr、Co、Ni含量较低,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K等,亏损大离子亲石元素Sr,亏损Nb、Th、Ti、P等高场强元素。综合分析表明,晚侏罗世火山岩岩浆来源于地壳。其形成环境处于亚洲大陆边缘断陷带,受太平洋板块俯冲作用的影响。     

热幔-冷壳背景下的高角度俯冲:海相火山岩型铁矿的形成

海相火山岩型铁矿指的是产于海相火山-沉积岩系的铁矿床,是中国一种重要的铁矿类型,分布于中国西部。近年来该类型铁矿找矿取得了重大突破,并已引起广泛的关注。该类型铁矿形成于与俯冲有关的活动大陆边缘,但为什么只有少数活动大陆边缘能形成海相火山岩型铁矿的机理尚不清楚,严重制约了该类型铁矿今后的找矿。过去对含矿火山岩以及矿石的同位素测年结果显示,铁矿化与火山作用同期,表明铁矿的形成与海底火山作用密切相关。对不同地区的含矿火山岩的研究表明,含矿火山岩为一套连续演化的拉斑-钙碱性系列玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩,具有Nb、Ta和Ti负异常的岛弧地球化学信号以及正的εNd值。岩石地球化学特征指示了岩浆起源于软流圈地幔,并在上升过程中经历了地壳岩浆房的分离结晶作用。上述特征表明,地幔发生部分熔融,而俯冲的洋壳并不发生部分熔融,因此俯冲带的热结构是"热幔-冷壳"。考虑到该类型铁矿产出于大陆边缘的海相环境,推测其为大洋岩石圈高角度俯冲作用的结果。"热幔-冷壳"背景下的高角度俯冲模式可以很好地解释海相火山岩型铁矿总的特点及其形成机制,如早期高盐度岩浆热液的形成与挤压背景下岩浆房内岩浆的分离结晶作用有关,而成矿阶段岩浆热液与海水的混合热液是由于在伸展背景下岩浆流体释放后与下渗海水混合的结果。不仅如此,该模式同样很好地解释了为什么该类型铁矿很少与斑岩铜矿产于同一大陆弧,以及即使在一些特殊条件下两者同时出现在一个弧中,为什么海相火山岩型铁矿总是分布在大陆弧靠近大洋一侧,而斑岩铜矿则出现在大陆弧的主体位置。     

小兴安岭孙吴地区下白垩统美丰组火山岩年代学和岩石地球化学研究

小兴安岭美丰组火山岩广泛出露,对于研究美丰组火山岩岩石地球化学特征具有重要意义。本文通过对小兴安岭孙吴地区美丰组火山岩进行岩相学、锆石U- Pb年代学、全岩主—微量元素地球化学研究,探讨了其的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石U- Pb结果表明,美丰组形成于早白垩世（105.2 ±0.5Ma）。美丰组以基性火山岩为主,属高钾钙碱性系列;富集Rb、Ba、Th、U、La、Ce,相对亏损Nb、Ti等元素;δEu=0.71～0.94,轻稀土略富集。轻、重稀土分馏不明显。岩石地球化学特征表明,美丰组火山岩的原始岩浆起源于地幔,受地壳物质的混染改造。研究区美丰组火山岩形成于伸展环境,是古太平洋板块向亚洲大陆板块俯冲背景下的产物。     

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。     

黑龙江南蛤拉河子地区二浪河组火山岩的锆石U-Pb年代学及地球化学特征

通过对南蛤拉河子二浪河组火山岩进行锆石U-Pb LA-ICP-MS测年、岩石地球化学测试,讨论其形成的时代和背景。测年结果显示,二浪河组火山岩形成于177.7±0.54Ma~183.1±0.36Ma,是早侏罗世岩浆活动的产物。火山岩的岩石组合为安山岩-英安岩-流纹岩,属于高钾钙碱性-中钾钙碱性系列。流纹岩具有富集Rb、Th、K等大离子亲石元素(LILE)、亏损Nb、Ti等高场强元素(HFSE)及P、Sr等元素的特征,岩石以Rb、U、K、Th、Zr正异常,Ba、Nb、P、Sr、Ti等负异常为特征。Rb、U、Th、Zr强烈富集,且富集程度随着岩浆的演化而加大,明显亏损Nb、P、Ti等元素,并在Nb、P、Ti三处出现向下凹陷,在K、Rb、Th、Ce、Sm(Hf)出现向上隆起,显示了大陆弧的"三弧"隆起特征。结合该时期区域构造演化史,火山岩地球化学特征揭示了二浪河组火山岩的形成与岛弧环境下的局部伸展作用有关,是在古亚洲洋板块俯冲松嫩-张广才岭地块的背景下造成的。     

闽北地区中侏罗世火山岩的发现及其地质意义

中侏罗世火山岩在东南沿海分布极少,但对区域中生代构造-岩浆活动过程及大地构造演化的研究具有重要意义。在闽北地区大面积白垩纪火山岩区调查中,在政和铁山地区发现中侏罗世火山岩,用LA-ICP-MS同位素测试技术测得的锆石U-Pb年龄为173.63±0.80Ma。火山岩属钙碱性系列流纹质熔结凝灰岩,显示过铝质、富钾、富集大离子亲石元素,亏损高场强元素等地球化学特征,推断其形成于陆缘弧环境,与古太平洋板块早期俯冲作用有关。     

大兴安岭南段乌兰毛都地区早白垩世花岗闪长岩的岩石成因及构造背景

通过探讨大兴安岭乌兰毛都地区花岗闪长岩的岩石学、年代学及全岩地球化学特征,以确定研究区花岗闪长岩的形成时代、岩石成因及其地球动力学机制。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明研究区花岗闪长岩为早白垩世(132±2 Ma)岩浆作用的产物。全岩地球化学结果显示其具有高硅(SiO2=66.68%～68.09%)、低铝(Al2O3=14.94%～15.35%)特征,富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、K),亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Ti),属于高钾钙碱性系列I型花岗岩。综合区域中生代花岗岩岩石学及地球化学特征,认为以乌兰毛都为代表的早白垩世I型花岗岩可能形成于活动大陆边缘环境,该期构造-岩浆作用与古太平洋板块俯冲作用密切相关。     

吉林塔东铁矿赋矿建造地球化学特征及其地质构造意义

塔东铁矿严格受层位控制,产于新元古界塔东群拉拉沟岩组中,属于大型沉积变质型磁铁矿床.赋矿火山岩岩石化学成分具有低SiO₂、高MgO、富Na₂O的地球化学特征,火山岩成分点集中分布于造山带（岛弧或活动大陆边缘）火山岩区;亲幔元素（Cr、Ni、Co）相对亏损,大离子亲石元素相对富集;含有较高的总稀土和高度富集LREE,贫HREE,显示在火山岩成分中加入较多的陆壳成分.该矿床形成于与板块俯冲体系有关的岛弧或活动大陆边缘构造背景.     

大兴安岭中生代双峰式火山岩的地球化学特征

大兴安岭中生代火山岩的主要活动时期为晚侏罗世至早白垩世，由碱性系列玄武岩和亚碱性系列玄武岩以及伴生的中酸性火山岩组成。它们与邻区俄罗斯和蒙古同时期火山岩构成面形展布的巨型火山岩带。碱性系列玄武岩高度富集不相容元素，其富集程度类似于板内碱性系列玄武岩，但明显亏损Nb和Ta等高场强元素这一点又类似于活动大陆边缘火山弧或岛弧钙碱性玄武岩。亚碱性系列玄武岩适度富集不相容元素而强烈亏损高场强元素的特征类似于活动大陆边缘火山弧或岛弧火山岩，其中低钾玄武岩类似于拉斑玄武岩。大兴安岭酸性火山岩根据地球化学特征可划分为高Sr流纹岩类和低Sr流纹岩类。前者富集Ti、Ba、Sr、Co和Ni而贫Rb、Zr和Th等强不相容元素，类似于大陆溢流玄武岩省分异作用形成的流纹岩；后者明显富集不相容元素Rb、Zr和Th而亏损Ti、Ba、Sr和Co，它们与碱性系列玄武岩之间形成类似于大陆裂谷环境的双峰式火山岩组合。亚碱性系列玄武岩与高Sr流纹岩的成因关系类似于大陆伸张环境的双峰式火山岩，但前者形成从基性到酸性的连续演化系列，并没有形成Daly成分间断。这表明大兴安岭火山岩在源区及其原始岩浆的性质上明显区别于世界大陆溢流玄武岩省。也就是说，大陆溢流玄武岩省的双峰模式起源于干岩浆体系，这种岩浆分异形成的中性岩浆由于其教度大于玄武岩、挥发分含量低于流纹岩而未能喷出地表。大兴安岭富含水的原始岩浆使分异形成的中性熔岩被挥发分过饱和，导致中性熔岩的爆炸性喷发。