银额盆地苏红图坳陷早白垩世巴音戈壁组火山岩锆石U- Pb年代学、地球化学特征及构造意义

本文对银额盆地苏红图坳陷钻井揭示的火山岩进行同位素地质年代学和岩石地球化学研究,以揭示该组火山岩的形成年代,探讨其岩石成因和构造环境。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得火山岩形成年龄为131.8±5.9～132.6±0.7Ma,时代为早白垩世早期;其年龄与查干凹陷巴音戈壁组火山岩年龄相近或略晚,而与区域内下白垩统苏红图组火山岩年龄差异较大,表明银额盆地早白垩世存在多期火山喷发,且沿着恩格尔乌苏断裂同时发生或向西南延伸,与阿尔金断裂向东北延伸无直接关系。研究区巴音戈壁组火山岩以亚碱性玄武安山岩为主(SiO_2=55.97%～56.37%),表现为主量元素高TiO_2(2.10%～2.35%)、低MgO (0.93%～1.47%)和低Na_2O+K_2O (3.17%～6.49%);稀土元素含量高(REE=352.39×10~(-6)～555.5×10~(-6)),轻重稀土元素强烈分异,弱Eu负异常(δEu=0.78～0.85);富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HSFE)以及Ni、Cr等相容元素等特征,具有板内和活动大陆边缘的双重特点,与苏红图组板内玄武质火山岩的地球化学特征截然不同。结合区域构造演化及火山岩时空分布分析,认为巴音戈壁组和苏红图组火山岩均为中生代银额盆地陆内伸展、岩石圈减薄和恩格尔乌苏断裂重新活动的产物,但两期火山岩来源于不同的岩浆源区。巴音戈壁组火山岩表现出的岛弧火山岩特征可能是由于地幔源区受到早期俯冲消减事件带来的流体影响。两期火山岩岩浆在上升过程中均未受到明显的地壳物质混染,但巴音戈壁组火山岩存在明显的镁铁质矿物和一定的斜长石结晶分离,结晶分异程度远高于苏红图组火山岩。     

酒西盆地始新世火烧沟组砂岩碎屑组分特征及其地质意义

酒西盆地位于阿尔金左旋走滑断裂和北祁连断裂相交的三角地区,对研究青藏高原北缘新生代早期构造—沉积演化具有重要意义。通过研究酒西盆地红柳峡剖面和火烧沟剖面始新统火烧沟组砂岩碎屑组分类型、形态及石英阴极发光特征,发现大量岩屑、长石和石英颗粒具有明显的变质岩来源特征,认为火烧沟组物源为变质岩。结合酒西盆地地质构造背景及盆地NW向古水流特征,通过系统分析该盆地周缘可提供物源的高点(阿尔金山、祁连山)区域岩性特征,认为酒西盆地火烧沟组物源来自阿尔金山,推测阿尔金左旋走滑断裂的断距应450km。     

酒西盆地南缘旱峡早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

酒西盆地旱峡和红柳峡等地有基性火山岩产出,它们曾一度被认为是新生代构造运动的产物。旱峡火山岩作为夹层产于早白垩世新民堡群下沟组地层中,火山岩气孔、杏仁构造发育。局部发育枕状构造,具明显的水下喷发特征。旱峡火山岩SiO2相对较低,K2O+Na2O不高,但钾相对较高。稀土总量为(211．875～237．454)×10^-6,轻稀土富集,(La/Yb)N为12．47—13．79;稀土配分曲线右倾、平滑,Ce为弱的负有异常,无Eu异常。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,各元素均表现为相对富集,大离子亲石元素富集程度最高．有Nb,Ta槽,但相对于原始地幔不亏损;曲线表现为整体上隆的特征,表明其源区为富集地幔。旱峡火山岩与红柳峡粗玄质熔岩的稀土和微量元素的配分模式几乎完全相同,表明它们同源同期：运用多个玄武岩大地构造环境判别图解,最终确定洒西盆地早白垩世火山岩形成于大陆拉张环境。这与酒西盆地及其周围地区(酒泉盆地群)下白垩统构造特征和盆地群热演化特征一致。对酒西盆地火山岩形成构造背景的研究,对于深化酒西盆地构造演化特征有较为重要的意义。     

阿尔金断裂花海段新生代变形特征及时间

在地表地质调查并结合钻井资料分析的基础上,主要通过地震剖面的精细地质解释,对阿尔金断裂东段的构造变形特征进行了系统分析。认为阿尔金断裂经阿克塞至肃北向北东东方向延伸,既没有止于玉门市西北的宽台山,也没有延伸至金塔盆地,而是止于其间的花海盆地花探7井东侧。阿尔金断裂花海段的变形时间主要为渐新世晚期、上新世末期和晚更新世末,以后者最为强烈。与红柳峡段的对比说明变形强度自西向东逐渐减弱,变形方式主要为走滑兼逆冲,主要构造样式为半花状构造,并派生有一系列向南西西方向收敛的弧形断裂。     

巴音戈壁盆地苏红图组时代归属研究

笔者根据玄武岩钾-氩同位素年龄,从盆地沉积演化和充填特征等方面讨论了巴音戈壁盆地苏红图组的构成特点,认为苏红图组沉积贯穿于早白垩世湖盆地演化的全过程,但盆地内苏红图组的形成具有不等时性。盆地西部苏红图组形成较早,为代表盆地形成之初的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为141～146Ma,归属早白垩世早期;盆地东部苏红图组形成较晚,为代表盆地萎缩阶段的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为108～109Ma,时代归属早白垩世中晚期。盆地内中生代火山活动具有自西向东的发生过程。苏红图组时间跨度达30Ma以上,远远超出通常一个地层组的时间间隔,建议对其拆分。     

阿尔金断裂东段红柳峡早白垩世晚期岩浆事件及其区域构造意义

阿尔金断裂东段红柳峡火山岩及其周缘火山岩的岩石学、锆石成因岩相学及LA-ICP-MS U-Pb年代学对比研究显示,样品中存在两种锆石类型。一种为来自火山颈中心相样品的长柱状岩浆锆石,加权平均年龄为(109.0±1.6)Ma,属于早白垩世晚期,代表了红柳峡火山颈形成的年龄。另一种为来自火山颈周缘两个玄武岩样品的次圆或椭圆状继承锆石,且绝大部分具有核、幔结构,其U-Pb年龄分布在(138±2)~(2 376±74)Ma,展现了复杂的年龄峰值。这些继承锆石均为玄武岩浆上升过程中从下白垩统及更早地层捕获而来,它们的峰值年龄密切响应了阿尔金断裂早白垩世晚期及更早期复杂的多期岩浆及构造事件。部分年龄峰值与南阿尔金地体古生代花岗岩年龄的吻合显示阿尔金地体曾经与祁连陆块连接在一起。     

银根-额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山岩地球化学特征与成因

银根-额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山活动强烈。火山岩的40Ar/39Ar年龄值为106.48±1.32~113.12±1.38 Ma;里特曼指数、K2O和K2O+Na2O与SiO2的关系表明该区火山岩为钾质碱性玄武岩;微量元素Nb、Ta富集的特点显示出苏红图火山岩具有洋岛玄武岩(OIB)特征,说明其源区可能主要是对流的软流圈地幔。火山岩的87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值分别变化在0.705477~0.707098及0.512318~0.512480之间,其Nd、Sr同位素组成靠近第一类富集地幔(EMI)端元,并有向EMⅡ延伸的趋势,显示本区火山岩的源区很大程度上受EMI的影响,并受EMII的微弱影响。此外,随着εNd的减少,P2O5、Rb、Sr、Ba及Zr逐渐富集,暗示苏红图火山岩没有经历明显的地壳物质混染。所以,苏红图火山岩是来自对流软流圈地幔的熔融产物。岩浆在快速上升过程中受到了EMI型地幔的混染,但是没有受到明显的地壳物质混染,经分离结晶形成苏红图钾质碱性玄武岩。     

阿尔金断裂与周缘新生代盆地关系

通过野外填图工作，在阿尔金断裂附近填绘出一系列的新生代地层，对这些地层目前的展布与阿尔金活动断裂的关系分析认为，始新世以来阿尔金断裂对沉积盆地表现出明显的控制作用，表现为明显的左行走滑，并兼具向北西方向掀斜的逆冲活动。乌尊硝尔盆地(索尔库里盆地西部)中的主体沉积是第四系。盆地的东南边界是阿尔金南缘主断裂；盆地西南缘，第四系沉积受东西向北倾正断层控制；盆地北缘为近东西向北倾右行逆冲脆性断裂。盆地的西部边缘超覆在基岩之上，不受断裂控制。     

距今40~30Ma时期青藏高原北缘酒西盆地沉积物重矿物分析和构造意义

活动造山带地区形成的沉积物包含极其丰富的构造信息。位于青藏高原北缘阿尔金断裂和北祁连断裂交汇处的酒西盆地在早新生代时期受到强烈的构造活动,于盆地内形成了巨厚的早新生代沉积物,全面记录了盆地周边的构造运动和隆升过程。对酒西盆地火烧沟剖面和红柳峡剖面早新生代沉积物重矿物分析表明,40~30Ma沉积物中重矿物组合、形态和特征指数ATi、GZi及ZTR具明显的规律性变化,自下而上划分为4个不同阶段:①不稳定矿物阶段(骟马城段,40.2~37.9Ma),②较稳定矿物阶段(乔家段,37.9~35.3Ma),③不稳定矿物阶段(红柳峡段,35.3~33.4Ma),④极不稳定矿物阶段(白杨河组,33.4~30Ma)。结合大量沉积学特征可清楚表明,酒西盆地在40~30Ma期间经历了4个阶段:①构造活动阶段(40.2~37.9Ma),②构造稳定阶段(37.9~35.3Ma),③逆冲走滑阶段(35.3~33.4Ma),④强烈逆冲阶段(33.4~30Ma)。     

阿尔金断裂东端破裂生长点的最新构造变形*

阿尔金断裂与祁连山北缘断裂的交汇部位是阿尔金断裂向东扩展的新破裂生长点,两断裂构造与新生的红柳峡断裂构成似三联点构造。破裂生长点附近的最新构造变形表现为:阿尔金断裂的旋转隆升和向北扩展;祁连山北缘断裂的逆冲推覆兼右旋走滑;红柳峡断裂的挤压拖曳弯曲,它们共同受制于青藏高原的强烈隆升和向外扩张作用。推测阿尔金断裂自西而东的破裂扩展就是似三联点构造逐一形成而又被切割贯通的过程。阿尔金断裂以蠕滑活动为主,2002年玉门地震与祁连山北缘逆冲断裂及其伴生的调节断层的活动相关。     

吉林果松盆地早白垩世果松组火山岩年代学及其地质意义

以果松盆地果松组火山岩为研究对象,对标准剖面安山岩进行了精确的锆石U-Pb定年分析,旨在确定其形成时代。样品中的锆石多呈自形-半自形晶,振荡环带发育,Th/U比值在0.48~2.77之间,显示其典型的岩浆成因。锆石U-Pb定年结果显示,原定中晚侏罗世的果松组火山岩形成于130 Ma(加权平均年龄为130±2 Ma,MSWD=0.48)或129 Ma(加权平均年龄为129±2 Ma,MSWD=0.14),应划归为早白垩世。根据果松盆地中生界岩石组合特点,结合新获得的火山岩测年数据和生物化石种群特征,重新厘定果松盆地中生代地层序列,进而讨论了果松盆地与邻区白垩纪地层单元的地层对比关系。     

松辽盆地东南缘晚中生代火山事件的锆石年代学与地球化学制约

松辽盆地东南缘营城组地层中发育大量的晚中生代火山岩。SHRIMP锆石U-Pb测年表明,火山岩主要形成于117~110Ma,可以划分出早、晚两期,时代上属于早白垩世Albian期-Aptian期。岩石学和地球化学研究表明火山活动早期以酸性喷发为主,晚期则以中基性的玄武粗安岩喷发为主,基本上都属高钾钙碱性系列或亚碱系列,两期火山岩具有演化的亲缘性特征。Sr-Nd同位素研究表明,早、晚两期火山岩是同源岩浆演化的产物,来源于亏损型地幔源区,但演化过程又受到地壳物质不同程度的混染。松辽盆地东南缘火山事件的精确厘定对认识覆盖区晚中生代火山活动序列及邻区岩浆事件的对比具有重要的意义。     

松辽盆地庆深气田储层火山岩锆石地质年代学研究

庆深气田储层火山岩由多期火山喷发叠置形成,分布于白垩系下统营城组,以酸性喷发岩为主。火山岩离子探针(SHRIMP)U-Pb锆石年龄测定结果表明,储层火山岩年龄集中在111~115Ma,介于早白垩世晚期阿普第阶(Aptian)和阿尔布阶(Albian)分界线附近。兴城与升平两个天然气产区储层火山岩测年结果对比表明,它们是同一时代火山作用产物,并非以前所认为的兴城地区火山岩属营城组一段,升平地区火山岩属营城组三段。该成果对于松辽盆地火山岩气藏的勘探开发具有重要的实际意义。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

大兴安岭北部上护林盆地恩和大岭火山机构特征与时代

大兴安岭北部上护林盆地恩和大岭火山机构主要由白音高老组酸性熔岩、火山碎屑岩、次火山岩及火山-沉积岩组成。实测剖面显示,该火山机构由侵出相、溢流相、爆发相、次火山岩相及火山沉积相构成,不同岩性、岩相围绕火山口大致呈对称分布,产状外倾,为中心式喷发的穹状火山。溢流相的流纹岩和次火山岩相的正长斑岩锆石U-Pb测年结果分别为(115.3±2.3)Ma和(114.3±1.6)Ma,表明恩和大岭火山机构形成于早白垩世晚期。该火山机构为一次简单的火山喷发旋回一个喷发期次,大致的火山活动过程可分为四个阶段,第一阶段为早期岩浆溢流阶段,形成溢流相流纹岩夹少量流纹质角砾凝灰岩;第二阶段为晚期火山爆发阶段,产生大量的爆发相火山碎屑岩;第三阶段为岩浆侵入阶段,分别形成侵出相松脂岩、次火山岩相正长斑岩等;第四阶段为火山活动的间歇阶段,形成火山沉积相火山-沉积岩。     

松辽盆地庆深气田储层火山岩锆石U-Pb同位素年龄及其地质意义

庆深气田储层火山岩是由多期火山喷发叠置形成,分布在白垩系下统的营城组,以酸性喷发岩为主。火山岩离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb年龄测定结果表明,储层火山岩年代集中在111～115 Ma,介于早白垩世晚期阿普第阶(Aptian)和阿尔布阶(Albian)的分界线附近。对比兴城与升平两个天然气产区的储层火山岩的形成年代,发现它们是同一时代的火山作用产物,并不是以前所认为的兴城地区火山岩属于营城组一段,升平地区火山岩属于营城组三段。这一结果对于松辽盆地火山岩气藏的勘探开发具有实际意义。     

银额盆地苏红图坳陷北部埋汗哈达组碎屑锆石U-Pb测年及其地质意义

巴北凹陷是银根-额济纳旗盆地(简称银额盆地)苏红图坳陷北部的一个次级构造单元,通过埋汗哈达组的孢粉组合特征研究及碎屑锆石U-Pb同位素测试,探讨了地层年代及物源方向。从孢粉组合特征可以看出,除晚古生代和中生代都存在的类型外,仅在白垩纪出现的类型没有见到,且见到的绝大多数类型都出现在晚古生代和三叠纪;银额盆地苏红图坳陷北部埋汗哈达组碎屑岩锆石阴极发光图像和Th/U值(0.4),表明大部分属于岩浆成因锆石。锆石年龄分布在246～1010Ma之间,集中分布在246～390Ma、400～560Ma,最年轻的峰值为260Ma。综合分析后将埋汗哈达组归入二叠系,与切刀古隆起和巴彦诺尔公—狼山—阴山一带岩浆岩的年龄分布相似,由此认为,切刀古隆起和巴彦诺尔公—狼山—阴山一带的岩浆岩可能为埋汗哈达组的沉积物质来源。     

大兴安岭北部±130Ma火山岩的地质意义

大兴安岭地区北部广泛发育一套早白垩世中酸性火山岩组合,这套组合下部以粗面岩-粗安岩为主,上部以流纹岩为主,二者的形成时代完全一致,锆石年龄均为130Ma,对应的地质时代为早白垩世欧特里夫期。岩石地球化学资料表明,火山岩以富硅、碱及贫镁为特征,且轻重稀土分馏明显,都具有明显的Eu负异常,反映其同源演化的特点。火山岩时代与相邻正常沉积地层中化石组合时代的对比结果表明,这套火山岩与其上下正常沉积地层的沉积时代是连续演化的。火山岩之下南屯组的化石组合时代为早白垩世凡兰吟期,对应的数值年龄为139~132 Ma,之上大磨拐河组—伊敏组的化石组合时代为早白垩世欧特里夫期晚期—芭蕾姆期,对应的数值年龄为129~125 Ma。这一证据揭示,大兴安岭北部在139~125Ma的早白垩世期间经历了连续的沉积—火山—沉积作用演化过程,反映了该区当时伸展盆地的演化特点。其中,约130 Ma的火山岩是该区一次重要的区域性火山岩喷发事件。     

银根 额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山岩幔源特征

银根-额济纳旗盆地位于塔里木、哈萨克斯坦、西伯利亚和华北四个板块的结合部位,在早白垩世发生了强烈的火山喷发,形成了一套中基性火山岩.野外和室内研究表明,该盆地中的苏红图火山岩属高钾玄武岩,岩浆来源于富集软流圈地幔,岩浆上升过程中没有经历明显的地壳物质混染.通过将研究区与位于华北板块北缘的四子王旗及辽西义县组火山岩的地球...     

Implications of subduction and subduction zone migration of the Paleo-Pacific Plate beneath eastern North China,based on distribution,geochronology, and geochemistry of Late Mesozoic volcanic rocks

Several major volcanic zones are distributed across the eastern North China Craton, from northwest to southeast: the Greater Xing’an Range, Jibei-Liaoxi, Xishan, and Songliao Basins, and the Yanji, Huanghua, and Ludong volcanic zones. The Huanghua depression within the Bohai Bay Basin was filled by middle Late Mesozoic volcanic rocks and abundant Cenozoic alkaline basalts. Zircon LA-ICP-MS and SHRIMP U–Pb dating show that basic–intermediate volcanic rocks were extruded in the Early Cretaceous of 118.8 ± 1.0 Ma (weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age), before Late Cretaceous acid lavas at 71.5 ± 2.6 Ma. An inherited zircon from andesite has a Paleoprotoerozoic core crystallization age of 2,424 ± 22 Ma (²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb age) indicating that the basement of the Bohai Bay Basin is part of the North China Craton. Early Cretaceous basic and intermediate lavas are characterized by strong enrichments in LREE and LILE and depletions in HREE and HFSE, indicating a volcanic arc origin related to oceanic subduction. Depletion in Zr only occurs in basic and intermediate volcanic rocks, while depletions in Sr and Ti exist only in acid samples, indicating that the acid series is not genetically related to the basic–intermediate series. Formation ages and geochemical features indicate that the Late Cretaceous acid lavas are products of crustal remelting in an extensional regime. Combined information from all these volcanic zones shows that subduction-related volcanic rocks were generated in the Jibei-Liaoxi and Xishan volcanic zones during the Early Jurassic, about 60 Ma earlier than their analogues extruded in the Huanghua and Ludong volcanic zones during the Early Cretaceous. This younging trend also exists in the youngest extension-related volcanism in each of these zones: Early Cretaceous asthenosphere-derived alkaline basalts in the northwest and Late Cretaceous in the southeast. A tectonic model of northwestward subduction and continuous oceanward retreat of the Paleo-Pacific Plate is proposed to explain the migration pattern of both arc-related and post-subduction extension-related volcanic rocks. As the subduction zone continuously migrated, active continental margin and backarc regimes successively played their roles in different parts of North China during the Late Mesozoic (J₁–K₂).