内蒙古锡林浩特乌拉苏太大石寨组火山岩年代学、地球化学特征及其地质意义

通过1∶5万区域地质调查,对中亚造山带南缘内蒙古锡林浩特乌拉苏太地区发育的大石寨组酸性火山岩进行了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学等研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,该火山岩年龄为287.5±1.4Ma(MSWD=3.1),形成于早二叠世早期。岩石地球化学研究表明,大石寨组火山岩为一套中酸性火山岩,以高硅、富碱、高铝为特征,Ti、Mg、Fe、Ca等元素含量较低。微量元素总体含量较高,具有一致的配分曲线,Rb、Ba、Th、U、K、LREE等大离子亲石元素相对于Nb、Ta、HREE等高场强元素明显富集。稀土元素总量偏高,具有一致的右倾海鸥式配分型式。地球化学特征显示,该套火山岩具有岛弧火山岩的属性。结合大石寨组岩石学及地质学特征,大石寨组火山岩最可能形成于弧后扩张(或弧间)盆地,是早二叠世早期古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。     

内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组火山岩形成时代及构造背景

对内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组玄武安山岩进行了锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素分析及地球化学研究,定年结果表明玄武安山岩结晶年龄为280Ma,形成于早二叠世。地球化学特征显示高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Ti轻微亏损,大离子亲石元素Sr、Ba、Rb、K富集,表现出岛弧火山岩特征。地球化学结果和Hf同位素的不同来源(亏损地幔及古老地壳的再循环),表明岩浆起源于俯冲沉积物熔体和流体交代地幔楔橄榄岩。与大石寨地区玄武安山岩进行了对比研究,表明巴林右旗大石寨组玄武安山岩在俯冲的构造背景,形成于岛弧-活动大陆边缘弧的环境,古亚洲洋板块由南向北进行俯冲,说明早二叠世古亚洲洋未闭合。     

内蒙古西乌旗地区大石寨组火山岩时代及地球化学特征

西乌旗地区大石寨组火山岩以流纹岩为主,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定结果及全岩主量、微量和稀土元素分析结果表明,本区流纹岩的年龄为280.3Ma±1.4Ma,形成于早二叠世;大石寨组火山岩属高钾过铝质钙碱性火山岩,其中SiO2、K2O、Al2O3含量均较高。稀土元素配分曲线总体向右缓倾斜,轻稀土元素相对于重稀土元素富集,Eu呈明显的负异常,重稀土元素亏损不明显。Rb、Th、U、K等大离子亲石元素富集明显,Ba表现为弱亏损,高场强元素具有明显的Ta、Sr、P及Ti亏损,Zr、Hf相对富集。研究认为,该地区流纹岩可能是由玄武岩、安山岩等中基性火山岩分离结晶作用形成的,且形成的构造环境为大陆边缘弧。     

内蒙古东部大石寨地区大石寨组火山岩的成因及其大地构造背景

内蒙古东部早二叠世火山岩的成因和动力学背景对于揭示兴安地块和松嫩地块的拼合作用具有重要意义.通过选取大石寨地区大石寨组基-中性火山岩为研究对象,开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩主微量和锆石原位Lu-Hf同位素分析,旨在讨论其岩石成因和构造背景,为制约兴安地块与松嫩地块的拼合过程和探讨兴蒙造山带东段的构造演化提供更多信息.大石寨组基-中性火山岩包括变细碧岩、变玄武岩、碎屑岩化玄武安山岩、玄武安山质晶屑凝灰岩、绿泥石化安山岩、杏仁状安山岩、安山质晶屑凝灰岩等.锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,变细碧岩和绿泥石化安山岩样品的206Pb/238U年龄加权平均值分别为286.0±4.3 Ma（MSWD=0.14）和286.0±3.3 Ma（MSWD=0.14）,说明大石寨组基-中性火山岩喷发于早二叠世,反映了早二叠世的构造岩浆作用事件.岩石地球化学研究表明,大石寨组基-中性火山岩为一套弱过铝质-偏铝质富钠质亚碱性玄武岩-玄武安山岩-安山岩岩石组合,以拉斑系列为主,部分兼具拉斑性和钙碱性特征,相对富集大离子亲石元素（LILE,Ba、U、K等）和轻稀土元素（LREE,La、Ce）,亏损高场强元素（HFSE,如Nb、Ta等）.锆石原位Lu-Hf资料显示,变细碧岩和绿泥石化安山岩具有较高的正ε_Hf（t）值（6.68~12.94,8.41~12.31）和相近的单阶段模式年龄（T_DM1=438~589 Ma和413~668 Ma）.综合研究表明,大石寨组基-中性火山岩来源于亏损地幔,在岩浆演化过程中经历了单斜辉石、橄榄石和铁镁氧化物的分离结晶作用,并遭受过较强烈的地壳混染作用.结合区域地质资料,大石寨地区大石寨组火山岩形成于陆内伸展的构造背景,而非俯冲背景的产物,这表明兴安地块与松嫩地块的拼合事件发生在早二叠世之前.同时通过对比区域上早中二叠世火山岩的地球化学特征以及其他地质资料,认为内蒙古中东部早中二叠世火山岩是陆内伸展作用的产物,而区域上的伸展作用可能起始于早石炭世.      

内蒙古西乌旗晚石炭世–早二叠世伸展事件——来自大石寨组火山岩的证据

内蒙古西乌旗地区发育一套中酸性火山岩,空间展布特征显示其为大石寨组火山岩的西延部分。为查明该火山岩的形成时代及构造属性,对其进行了岩石学、年代学和岩石地球化学研究。研究结果表明该火山岩主要由安山岩及流纹岩组成。锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年结果显示其喷发时代为275~311 Ma,属晚石炭世–早二叠世。岩石地球化学特征表明中性岩富钙贫镁,富集LREE及K、Rb、Ba,亏损Nb、Ta,具有弱Eu异常,安山质岩浆可能是由基性岩浆分离结晶形成的,但在形成过程中受到了陆壳物质混染。酸性岩贫钙镁,富硅碱,具有显著的Eu负异常,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,反映岩石成因与中下地壳的熔融及其后期的分离作用有关。在构造判别图解中,中性岩具有板内玄武岩特征,而酸性岩具有A2型花岗岩特征。结合区域已发表资料推断,西乌旗大石寨组火山岩形成于造山后伸展环境,暗示古亚洲洋至少在早二叠世之前已经闭合。     

内蒙古中部苏尼特左旗大石寨组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

内蒙古中部苏尼特左旗地区大石寨组酸性火山岩SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,2件流纹岩样品的206Pb/238U年龄加权平均值分别为272.1±3.1Ma和271.4±1.7Ma,说明大石寨组流纹岩喷发于早二叠世。锆石Hf同位素分析结果表明,εHf(t)值为+10.8~+13.1;Hf-Nd同位素耦合关系计算显示,其与同期形成的大石寨组玄武岩Nd同位素组成特点非常相似。全岩地球化学分析表明,该流纹岩高Si O_2,贫Ca O、Fe_2O_3*和Mg O,大部分样品属于过铝质、钙碱性流纹岩;富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分馏中等,具明显的负Eu异常,富集Cs、Rb、Th、U和Zr,亏损Ba、Sr、Nb、Ta、P和Ti,指示其是富水的钙碱性基性地幔岩浆分离结晶作用的产物。结合区域地质资料,认为苏尼特左旗流纹岩形成于大陆岛弧背景。     

内蒙古阿拉善北部雅干构造带白山组火山岩年龄、地球化学特征及其对区域构造演化的约束

阿拉善北部雅干地区古生代火山岩发育,研究其形成时代和地质特征,对探讨中亚造山带中段南缘北山弧盆系的演化具有重要的意义。对雅干地区原划奥陶系火山岩进行了同位素年代学与地球化学研究,获得流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为298.4±1.5 Ma,时代为早二叠世初期,结合岩石组合特征和区域对比,将其重新厘定为上石炭统—下二叠统白山组。该套火山岩富SiO₂、高K₂O、低TiO₂,属于钙碱性系列;相对富集Rb、Pb、K等大离子亲石元素,明显亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素;呈现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的的右倾特征,具有较明显的负Eu异常,显示出陆缘弧火山岩的地球化学特征。上述证据表明,雅干地区白山组火山岩形成于古亚洲洋向明水-旱山地块北缘俯冲的陆缘弧构造环境。     

大兴安岭新林区中生代流纹岩年代学、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段新林区满克头鄂博组火山岩主要由流纹岩、英安岩及其凝灰岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为154.5±0.68 Ma,时代为晚侏罗世.白音高老组火山岩主要由流纹岩及其凝灰岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为121.12±0.5 Ma,时代为早白垩世.满克头鄂博组火山岩属于高钾钙碱性系列-钾玄质系列.稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土分馏明显,具有中等的Eu负异常.微量元素显示相对富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P等.白音高老组火山岩属于高钾钙碱性系列.稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土分馏明显,明显Eu负异常.微量元素显示相对富集大离子亲石元素K、Rb和轻稀土元素,Ba、Sr明显亏损,高场强元素Nb、Ta,Ti强烈亏损.结合地球化学特征和前人研究资料,认为新林区满克头鄂博组火山岩来源于下地壳玄武质岩浆的结晶分异作用,与蒙古-鄂霍次克洋闭合造山后的伸展环境有关.白音高老组火山岩源于下地壳斜长角闪岩的非理想熔融,与太平洋板块俯冲影响的伸展作用有关.     

准噶尔南缘古生代晚期盆山关系:阿尔巴萨依组火山岩锆石SHRIMPU-Pb定年及岩石地球化学限定

准噶尔盆地南缘沿巴音沟蛇绿岩带北侧发育一套晚古生代(原下二叠统)阿尔巴萨依组中基性、酸性火山岩夹火山碎屑岩.采用锆石SHRIMP U-Pb定年方法,对其中流纹岩进行定年,得到年龄为307.2±1.3Ma(MSWD=1.2),表明原定为早二叠世的阿尔巴萨依组火山岩的确切喷发时间为晚石炭世.地球化学分析表明,阿尔巴萨依组火山岩为钙碱性和高钾钙碱性系列,富集轻稀土(LREE),轻重稀土有一定程度的分馏,富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素,流纹岩有Ba、Sr、P、Eu、Ti的异常.阿尔巴萨依组火山岩的εNd (t)值在+4.21～+7.79之间,显示源区富集特征.晚石炭世阿尔巴萨依组火山岩、火山碎屑岩与后碰撞A型花岗岩在岩石学、地球化学特征方面相似,表明两者应有相似的构造背景,都为后碰撞伸展环境.阿尔巴萨依组还发育一套火山沉积地层,表明准噶尔南缘沉积作用在晚石炭世已经开始,开始沉积盆地的类型应为伸展断陷盆地.     

内蒙古扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩年代学、地球化学特征及其地质意义

内蒙古地区的二叠统大石寨组火山岩的成因及形成环境说法不一,众说纷纭.内蒙古扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩—碎屑岩组合.锆石U-Pb测年结果显示大石寨组火山岩的年龄为264.0±1.2 Ma(MSWD=0.80),为中二叠世早期.岩石地球化学数据表明:扎鲁特旗香山镇地区大石寨组火山岩属于过铝质高钾钙碱性岩石(Al2O3均值16.90％;全碱(K2O+Na2O)平均值为7.45％;A/CNK平均值1.10).轻重稀土分馏明显((La/Sm)N为1.43～1.45),(La/Yb)N为10.14～12.6);稀土元素总量偏低(ΣREE为137.36～158.45×10-6);δEu位0.90～1.07,均值0.97.没有显示明显的负铕异常(δEu = 0.90～1.07);稀土元素分配模式为右倾型.富集大离子亲石元素Rb,Ba,Th,K和Sr;而高场强元素Ti,P,Ta,Nb较为亏损.其形成机制可能由地幔楔部分的熔融,同时在俯冲过程有洋壳沉积物和俯冲流体的混入.该组火山岩形成于活动大陆边缘弧的环境下,构造背景为古亚洲洋板块向北俯冲作用,且古亚洲洋在中二叠世早期未曾闭合.     

大兴安岭北部新林地区早侏罗世火山岩的发现及其地质意义

大兴安岭北部新林地区战备村一带新发现早侏罗世酸性火山岩.共测试2个锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄.第一个测年样品为绢英岩化流纹岩,谐和图上测点偏离谐和线右侧为典型的不谐和年龄,与谐和线相交年龄为192.0±1 Ma,MSWD=1.2,为流纹岩喷出后的冷却结晶年龄;第二个测试样品为弱硅化流纹岩,谐和年龄为178.0...     

内蒙古科右前旗大石寨组火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及其形成背景

对大石寨组火山岩的形成时代和形成背景的认识存在较大的分歧。对采自建组剖面底部英安岩样品中的锆石进行阴极发光照相、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb测年。锆石U-Pb同位素分析结果显示,锆石发育典型的岩浆震荡环带, 高Th/U(0.51~1.57),轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常和强烈的负Eu异常等特征,表明锆石均属于岩浆成因。22个分析点获得的谐和年龄为(314±1)Ma(MSWD=0.88),代表了大石寨组火山岩的形成时代。结合前人的资料,认为大石寨组火山岩为裂陷早期的产物,而晚古生代的沉积岩石组合为在这一基础上发展起来的具有裂陷盆地性质的沉积组合。     

内蒙古科右前旗大石寨组火山岩锆石LA—ICP—MSU—Pb年龄及其形成背景

对大石寨组火山岩的形成时代和形成背景的认识存在较大的分歧。对采自建组剖面底部英安岩样品中的锆石进行阴极发光照相、微区原位LA—ICP—MS微量元素分析和U-Pb测年。锆石U—Pb同位素分析结果显示,锆石发育典型的岩浆震荡环带,高Th／U（0．51～1．57）,轻稀土元素亏损,重稀土元素富集,具有强烈的正Ce异常和强烈的负Eu异常等特征,表明锆石均属于岩浆成因。22个分析点获得的谐和年龄为（314±1）Ma（MSWD=0．88）,代表了大石寨组火山岩的形成时代。结合前人的资料,认为大石寨组火山岩为裂陷早期的产物,而晚古生代的沉积岩石组合为在这一基础上发展起来的具有裂陷盆地性质的沉积组合。     

大兴安岭中段扎赉特旗地区满克头鄂博组火山岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

对大兴安岭中段扎赉特旗地区满克头鄂博组火山岩进行了锆石U-Pb年龄和地球化学研究。用LA-ICP-MS测得流纹质隐爆角砾岩(TW6)和流纹岩(TW14)中锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄分别为157.2±1.2Ma和154.8±1.1Ma,表明火山岩形成于晚侏罗世。岩石地球化学特征表明,火山岩富硅碱、贫钙镁,为过铝质钙碱性系列;(La/Yb)_N=20.24~22.68,轻、重稀土元素分馏明显;球粒陨石标准化稀土元素配分模式图呈右倾形式,Eu为正异常;原始地幔标准化蛛网图显示,大离子亲石元素Rb、K相对富集,高场强元素Nb、Ti、P强烈亏损,显示壳源岩浆的特征。综合本区火山岩的特征并结合他人研究成果,认为扎赉特旗地区满克头鄂博组火山岩的形成与蒙古-鄂霍次克洋闭合后伸展作用关系密切。     

大兴安岭中段乐平统-中三叠统沉积物源分析:来自重矿物组合及碎屑锆石年代学证据

黑龙江西部龙江地区位于中亚造山带东段,黑河-贺根山缝合带与西拉木伦缝合带之间,地层记录了两大古板块之间古亚洲洋闭合过程的信息。本文对龙江地区乐平统林西组和下-中三叠统老龙头组的砂岩样品进行碎屑重矿物和碎屑锆石U-Pb同位素年代学研究。碎屑重矿物组合以锆石+磷灰石+金红石+角闪石+绿帘石+重晶石的组合为特征,表明物源主要来自于中酸性岩浆岩,并有少量变质岩及沉积岩组分。林西组样品最年轻的锆石年龄为278±3Ma,老龙头组样品最年轻的锆石年龄为247±3Ma、243±4Ma及237±3Ma,结合前人的研究,限定了林西组沉积于乐平世,老龙头组沉积于早三叠世-中三叠世。碎屑锆石年龄谱明显分为五组:237～258Ma、270～329Ma、357～558Ma、680～1633Ma及1893～1966Ma。其中237～258Ma的碎屑锆石主要来自与古亚洲洋洋壳消亡前的俯冲增生过程相关的火山活动,270～329Ma的碎屑锆石主要来自大石寨组火山岩及其同期侵入岩,357～558Ma的碎屑锆石来自早古生代-晚古生代早期岩浆弧,680～1633Ma的碎屑锆石可能来自兴安及额尔古纳地块的变质基底,而较古老的～1800Ma的锆石年龄暗示了华北克拉通基底的物源信息。通过研究发现林西组及老龙头组样品前30%年轻的碎屑锆石年龄与地层沉积年龄之差都小于100Ma,结合对砂岩碎屑组成、重矿物组合及盆地与火山弧位置关系的研究,认为研究区乐平世-中三叠世沉积盆地具有汇聚背景,为弧前盆地。     

大兴安岭红山子盆地火山岩系岩石地层对比

针对大兴安岭南部中生代火山岩系岩石地层单位存在的时间跨度大、不同岩石地层单位时代重叠的问题,选择红山 子盆地火山岩进行SHRIMP 锆石U-Pb 测年,并结合其它地区已有的锆石U-Pb 年龄数据和岩石组合特征对比火山岩系岩石 地层。红山子盆地2 个碱性流纹岩样品（HS505 和HS102）和1 个高钾钙碱性流纹岩样品（HS601）所含锆石均具有明显的 振荡环带,Th/U比值高,属典型的岩浆成因锆石。SHRIMP 锆石U-Pb 测年结果表明,样品HS601 的10 个分析点的206Pb/238U 年龄变化范围为150~160 Ma,加权平均值为（156.5±1.6）Ma,MSWD=1.11;样品HS102 的11 个分析点的206Pb/238U 年龄范 围为153~159 Ma,加权平均值为（154.7±1.7）Ma,MSWD=0.77;样品HS505 的14 个分析点的206Pb/238U 年龄变化范围为 151~160 Ma,加权平均值为（156.5±1.4）Ma,MSWD=1.16。可见,红山子盆地火山岩的年龄范围为157~155 Ma,属晚侏 罗世早期。红山子盆地火山岩以高钾钙碱性流纹岩- 碱性流纹岩组合为特征,与新民组的岩石组合特征基本一致,且层位 相当,应归入新民组。大兴安岭南部地区原划归满克头鄂博组和玛尼吐组、但地质时代属晚侏罗世的长英质火山岩组合应 改归新民组,修正后的新民组与冀北-辽西髫髻山组或蓝旗组和大兴安岭北部塔木兰沟组铁镁质火山岩组合的地质时代一 致,显示出中国东北部晚侏罗世火山岩组合具有南北分带性。     

内蒙古敖汉旗朝吐沟组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

内蒙古赤峰敖汉旗一带的朝吐沟组由变基性岩、变质酸性火山岩夹云母石英片岩组成。采用LA-ICP-MS技术,对朝吐沟组2件变流纹岩样品进行了U-Pb同位素测定,获得的锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为359.4±1.4Ma和360.3±1.4Ma,即晚泥盆世法门期,表明朝吐沟组形成于晚泥盆世,而非前人认为的早石炭世。朝吐沟组火山岩石组合为变玄武岩和变流纹岩,显示出典型的双峰式火山岩特征,揭示该区在晚泥盆世处于伸展构造环境。