北京西山东狼沟组钾质火山岩成因及其动力学机制

北京西山东狼沟组火山岩为钾质系列岩石(K2O=3.40%～4.70%,K20/Na20＞1),由玄武质粗安岩和粗安岩组成.它们表现出LREE富集[(La/Yb)N=31.4～44.6]和HREE弱分馏[(Dy/Yb)N=1.64～2.01]的REE分布模式,Eu表现出弱的负异常(Eu/Eu*=0.81～0.86),富集Ba、K、LREE和相对亏损Nb-Ta、Th-U.较高的Sr[(87Sr/86Sr)i=0.705 7～0.705 9]和低Nd[δNd(t)=-14.7～-12.4],类似于辽西义县组和华北陆内同时代的EM I型基性火成岩.其Th-U相对Ba、La的强烈亏损,暗示早期可能有华北古老的下地壳再循环进入源区.结合区域构造研究,东狼沟组火山岩可能为陆内伸展拉张环境下早期交代富集的岩石圈地幔部分熔融作用的产物,并在岩浆演化过程中经历了橄榄石 辉石 斜长石的分离结晶作用.     

内蒙古渣尔泰地区中生代火山岩地球化学特征及构造环境分析

内蒙古渣尔泰地区处于华北地台西北部,其分布的中生代火山岩划分为两大类,形成于两个喷发旋回。早白垩世早期喷发旋回以中基性火山岩为主,沿近东西向的深大断裂呈北东东向裂隙式喷发;晚期喷发旋回以酸性火山岩为主,沿近南北向断裂带呈裂隙-中心式喷发。中基性火山岩主要为橄榄玄武粗安岩和安粗岩,其SiO_2介于49.65%~56.64%;酸性火山岩包括次火山岩、火山碎屑岩、火山熔岩,其Si O2介于73.18%~83.82%;两者组成典型的宽双峰火山岩。中基性火山岩富碱(Na_2O+K_2O=6.70%~7.47%)、高Ti(TiO_2=2.29%~3.55%)、Fe,相对贫Ca、Mg,富含大离子亲石元素(LILE)(Rb、Ba),轻稀土相对富集,轻、重稀土元素分馏明显,LREE/HREE=4.50~6.47,(La/Yb)N=4.17~8.85,具微弱的负Eu异常(δEu=0.67~0.96),具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,其岩浆来源于交代富集的软流圈地幔,岩浆上升过程中地壳组分混染较少。酸性火山岩富Si、高K,贫Ca、Mg、Fe、Ti,富含大离子亲石元素(LILE)(Rb、Th、U)和高场强元素(HFSE)(Nb、Ta、Zr、Hf),富集轻稀土,LREE/HREE=2.91~14.3,轻、重稀土分馏明显,(La/Yb)N=2.53~28.4,(La/Sm)N=1.16~4.57,(Gd/Yb)N=1.22~5.04,负Eu异常明显(δEu=0.02~0.25),具有A型流纹岩的特征,为幔源岩浆底侵,使上覆的先存地壳岩石发生部分熔融的产物。结合区域地质背景,认为研究区双峰式火山岩形成于西伯利亚板块与华北板块碰撞造山期后陆内拉张的构造环境。     

古亚洲洋对华北陆缘岩石圈的改造作用：来自于西山南大岭组中基性火山岩的地球化学证据

北京西山南大岭组中基性火山岩都表现出LREE富集的右倾平滑稀土配分模式,具有富集LILE(如Ba、K),亏损Nb-Ta和Th-U的微量元素特征,Sr同位素组成中等富集,Nd同位素组成变化较大.根据其元素地球化学和同位素特征可以划分两组岩石Ⅰ组火山岩主要为亚碱性玄武岩,高Ti(TiO2＞1.7%)、P(P2O5＞0.7%),Ⅱ组火山岩主要由安山岩和亚碱性玄武岩组成,低Ti(TiO2＜1.3%)、P(P2O5＜0.5%);Ⅰ组火山岩总体上较Ⅱ组火山岩高相容元素(如Cr、Ni)、REE和HFSE,二者化学成分上渐变演化趋势不明显;Ⅰ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705939～0.706057,εNd(t)=-7.4～-7.5)与Ⅱ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705822～0.706697,εNdd(t)=-12.0～-13.5)有明显的差别,以上事实说明两组岩石可能来源于不同的地幔源区.对比于周缘地区中生代基性火山岩特征,西山地区南大岭组两组火山岩的Sr-Nd同位素组成和Nb/La、Hf/Sm比值都介于华北陆块内部和兴蒙造山带之间,反映了其熔融地幔源区继承了华北陆块内部的EMI型地幔特征外,还很可能受到俯冲板片交代作用的影响,暗示了古亚洲洋板块消减过程对华北陆缘岩石圈地幔的改造作用.其相对Ba-La明显的Th-U亏损,可能暗示早期有古老下地壳组分再循环到地幔源区.结合南大岭组中基性火山岩沿断裂带局限分布特点和区域早中生代构造-热年代学格架,我们认为南大岭组中基性火山岩形成于陆内伸展环境,即深大断裂带再次活动,导致软流圈上隆,从而诱发俯冲交代改造的古老岩石圈地幔减压熔融而成.     

北大别晚中生代火山岩的地球化学特征及对北大别构造属性的启示

北大别沙村地区发育一套由石英安山岩、粗面岩、粗面斑岩、晶屑凝灰熔岩和凝灰岩组成的晚中生代火山岩系,其K/Ar年龄变化于144～136 Ma。该火山岩系属偏铝质—弱过铝质高钾钙碱性岩石,LILE和LREE富集,Nb-Ta亏损明显,ε(Nd,t)=-18.73～-24.15,Ni(~(87)Sr)/Ni(~(86)Sr)=0.707 0～0.708 5。具有与北淮阳毛坦厂组火山岩(150～135 Ma)一致的元素-同位素地球化学特征。其元素-同位素变化主要受控于源区差异,岩浆源自10％～20％扬子陆块下地壳物质加入的富集岩石圈地幔。北大别与北淮阳构造带晚中生代火山岩有着相似的岩浆源区,暗示华北—扬子陆块俯冲碰撞的岩石圈边界可能并不与晓天—磨子潭断裂壳内缝合线叠合,而可能在水吼—五河断裂或其以南。     

西秦岭地区晚中生代基性火山岩地球化学特征及构造意义

本文对甘肃省夏河县红墙地区火山岩进行了系统的元素-同位素地球化学研究。研究表明该地区白垩纪地层中发育的中基性火山岩,属于碱性火山岩系,岩石类型主要为玄武岩。该套玄武岩具有低且变化较小的SiO2(45.32%~46.83%),低MgO含量高,变化较大(7.68%~9.48%),具有较高的Cr(228~441μg/g)和Ni(140~217μg/g)含量。所有样品都表现出轻稀土富集的右倾平滑分布模式,轻重稀土分异中等,(La/Yb)CN=9.9~22.9,重稀土弱分异,(Gd/Yb)CN=2.6~3.0,Eu异常不明显,Eu/Eu*=1.04~1.08。Ba,Nb-Ta和Th-U不亏损,Rb,K相对亏损,Sr正异常。该区火山岩具有亏损的Sr-Nd同位素组成,Sr-Nd同位素组成变化范围不大(87Sr/86Sr(t)=0.702766~0.702920,εNd(t)=8.42~10.15,t=110Ma),与Hawaii-OIB的Sr-Nd同位素组成相似.其所有地球化学特征表明该火山岩具有类似OIB的特征,可能是含软流圈地幔低度部分熔融的产物。结合对西秦岭地质构造背景和演化历史的分析,暗示该地区晚中生代岩浆源区来源于软流圈,早期深俯冲再循环扬子地壳对源区也有一定贡献,其起源可能与构造走滑作用导致岩石圈伸展碱薄和软流圈地幔上涌有关,这为秦岭大别造山带中生代岩石圈演化提供了有利的直接证据。     

合肥盆地上侏罗统毛坦厂组火山岩地球化学特征及其对盆地性质的指示作用

上侏罗统毛坦厂组火山岩沿大别山前呈带状分布,岩性以粗安岩、粗面岩、粗面英安岩及流纹岩为主,为一套中酸性、高钾、铝过饱和、钙碱性系列的岩石。岩石中∑REE=208.06×10-6~470.57×10-6,LREE/HREE=11.99~21.75,(La/Yb)N=14.48~34.36,轻、重稀土分异程度高,轻稀土富集,重稀土亏损。La/Nb=4.37~5.91,Ba/Nb=51.16~206.09,,Rb/Sr=0.08~0.35,Eu负异常不明显,Nb负异常显著。结合区域构造背景及岩石地球化学特征分析,毛坦厂组火山岩具有板块聚敛火山弧的特点,其形成可能与扬子板块陆内俯冲有关。合肥盆地的形成与华北板块和扬子板块陆陆碰撞有关,具有挤压构造背景下的前陆盆地性质。     

内蒙古敖汉旗晚侏罗世满克头鄂博组火山岩地球化学特征及构造背景分析

内蒙古敖汉旗满克头鄂博组火山岩是一套酸性火山熔岩及火山碎屑岩。主量元素分析显示Si O2为69.76%~76.04%,K2O为4.48%~6.78%,Na2O+K2O为7.63%~9.44%,表明满克头鄂博组流纹岩具有高钾钙碱性岩石的特征。LREE/HREEE为10.46~15.87,稀土配分曲线呈轻稀土富集的右倾模式,δEu值为0.10~0.51,负异常明显;富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K、Pb,贫Ba、Sr;亏损高场强元素P、Nb、Ta、Ti。说明满克头鄂博组火山岩属低Ba—Sr酸性火山岩,是下地壳基性火山岩部分熔融,并发生了斜长石、角闪石源区残留或分异结晶而形成的。满克头鄂博组火山岩具有A型花岗岩特征,其形成的动力学机制为蒙古—鄂霍茨克洋闭合造山后的岩石圈伸展环境。     

辽河盆地始新世中基性火山岩成因:地球化学和Sr-Nd同位素证据

辽河盆地位于郯庐断裂带北段,地处华北陆块东部,是我国东部大型新生代含油气裂谷盆地。近年来,随着勘探和研究程度的不断深入,尤其对火山岩储层勘探获得重大突破后,盆地内火山岩的研究得到了更多的重视和关注。盆地断陷期发育的厚层始新统沙河街组三段火山岩是本区最为重要的油气储集层。有关这套火山岩的研究,已有的成果主要集中在火山岩油气藏勘探开发和年龄测定方面,而涉及火山岩成因和形成动力学机制的研究较为欠缺。因此,本文利用井下样品对辽河盆地始新世火山岩进行了相关研究。辽河盆地始新统沙河街组三段火山岩主要由基性端元的玄武质岩石和中性端元的粗面质岩石构成,上部和下部为玄武质岩石,中部则主要发育粗面质岩石及少量玄武质岩石夹层。玄武质岩石的w(Si O2)为47.75%~53.71%,w(K2O)较低(0.64%~1.82%),全碱质量分数低—中等(3.42%~6.80%),较高的w(Mg O)(3.78%~9.73%)和Mg#(44~65),Eu呈正异常(1.03~1.26);总体富集高场强元素,相对亏损大离子亲石元素,具明显的Ba、Sr和Zr正异常。粗面质岩石具有较高的w(Si O2)(55.35%~60.70%)、w(K2O)(3.95%~9.46%)和全碱(8.41%~12.70%)质量分数,相对低的w(Mg O)(0.44%~1.69%)和Mg#(17~45),其中多数岩石具有负Eu异常(δEu=0.37~0.77),部分没有明显Eu异常(0.81~0.96);富集大离子亲石元素、亏损高场强元素,Sr、Ti和Ba强烈亏损。玄武质岩石的初始87Sr/86Sr值为0.703 3~0.704 2,εNd(t)=3.56~5.86,显示岩浆源区具有亏损地幔的特征;粗面质岩石的初始87Sr/86Sr值为0.703 5~0.704 5,εNd(t)=3.25~4.46,与玄武质岩石几乎完全一致,暗示玄武质岩石和粗面质岩石具有相同的岩浆源区。根据本文对辽河地区始新世火山岩的综合研究,结合华北东部古近纪时期的构造环境及岩石圈演化特征,我们认为:本区玄武质岩石来源于板内软流圈地幔的上涌,同时有来自俯冲的大洋岩石圈成分的加入,是软流圈地幔上涌和岩石圈地幔减薄过程中,软流圈地幔较低程度部分熔融的产物,并经历了橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武质岩浆上升到较浅部位后进一步发生橄榄石、辉石、斜长石和磁铁矿等的分离结晶作用而形成粗面质岩石,地壳物质的混染作用不显著。     

庐枞早白垩世火山岩的地球化学特征及其源区意义

从中生代到新生代,华北东部岩石圈地幔发生了减薄以及地球化学性质置换, 而扬子地块东部中生代岩石圈地幔也表现出类似的过程,对中生代火山岩的地球化学研究有助于了解这一变化过程以及发生置换时的时空关系。庐枞火山岩出露于扬子地块东部,为一套包括粗玄岩–玄武粗安岩–粗面岩的富碱橄榄安粗岩系。研究了双庙组基性火山岩,这些岩石富集Rb,K,Sr,Th和轻稀土元素,亏损高场强元素。(87Sr/86Sr)i = 0.7060~0.7063,εNd(t )=-3.9~-6.2,(206Pb/204Pb)i=17.788~18.125,(207Pb/204Pb)i= 15.511~15.546,(208Pb/204Pb)i =37.735~38.184。在喷出地表过程中,火山岩没有受到明显的地壳物质混染,因此元素和同位素组成反映了地幔源区的地球化学特征。 其地幔源区具有同位素富集特征,表明火山岩源区曾受到地壳物质的影响,是富集地幔部分熔融的产物,并经历明显的结晶分异作用。庐枞火山岩的岩浆成分和源区特征反映该地区在晚中生代岩石圈地幔的伸展和软流圈地幔上涌的演化过程。     

渤海湾黄骅盆地晚中生代—新生代火山岩地球化学：岩石成因及构造体制转换

本文研究了渤海湾黄骅盆地早白垩世基性-中性-酸性火山岩和第三纪基性火山岩的元素和Sr-Nd同位素地球化学特征。早白垩世火山岩以碱性系列为主,不同基性程度的岩石具有一致的富集Sr、Ba、K、Rb等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素,轻重稀土强烈分异,Sr-Nd同位素组成与EM I相似,Sr同位素初始比高于方城玄武岩和汉诺坝基性麻粒岩。主量和微量元素分析表明,酸性火山岩主要来自于地壳重熔,基性火山岩具有板片流体/熔体交代富集的特征,二者的岩浆混合作用可能是中性火山岩的成因,它们共同构成了东北亚晚中生代活动大陆边缘岛弧火山岩的一部分。第三纪基性火山岩以碱性系列为主,弱富集大离子亲石元素和Ti,不亏损Nb、Ta等高场强元素,Zr呈弱亏损,Sr-Nd同位素组成显示呈亏损型,亏损程度低于碱锅玄武岩和汉诺坝玄武岩,但总体与OIB相似,表明岩浆源区为软流圈地幔,并且高热上涌的软流圈对上部带有俯冲带印记的岩石圈地幔的萃取可能是导致弱富集的原因。从早白垩世的岛弧环境到第三纪陆内裂谷盆地,其控制因素可能归咎于东北亚东侧大洋板块的俯冲和相互转换。法拉隆板块于晚中生代向东北亚俯冲,但晚白垩世时被伊佐奈崎与北新几内亚板块取代,后两者之间的洋脊俯冲引起的“板片窗”效应,导致了渤海湾地区裂谷盆地的发育和同期软流圈地幔来源的玄武质火山活动。     

河南舞阳南部张士英岩体的地球化学与成因及其构造意义

张士英岩体岩石类型以石英二长岩、石英正长岩为主。岩体属于准铝质的高钾-钾玄岩系列(Al2O3为14.8%～16.7%,A/CNK=0.77～1.02,K2O/Na2O在1.00～1.43之间),稀土元素总量在261.7～381.0μg/g之间,轻稀土元素相对富集,稀土元素球粒陨石标准化模式呈右倾平滑曲线,(La/Yb)N比值为28～50,具有轻微的Eu负异常,Eu/Eu?比值在0.73～0.87之间。微量元素组成上表现为Sr、Ba、Nb、Ta的亏损,而Th、U相对富集。(87Sr/86Sr)i初始平均值为0.709,εNd(t)值为-13.9～-19.9,Nd的模式年龄为1.48～2.10Ga。岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(124.2±0.5)Ma,为早白垩世岩浆作用的产物。岩体侵位的区域地质背景为华北克拉通白垩纪大规模岩石圈转型和减薄时期,岩石的微量元素及同位素特征表明,岩体主要来源于下地壳物质的部分熔融,但有年轻地幔物质的加入。反映在区域强烈伸展拉张和岩石圈减薄背景下,软流圈地幔岩浆底侵所造成的下地壳部分熔融及壳幔混合过程。     

长江中下游—大别造山带中生代火山岩特征及成因

中国中东部长江中下游地区和大别造山带广泛发生了中生代岩浆作用,火山岩均集中在中间阶段,时代分别为135~127 Ma和133~125 Ma。长江中下游地区多个中生代火山盆地发育高钾钙碱性系列双峰式火山岩和中基性橄榄安粗岩系列火山岩。这些岩石富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,弱富集Sr-Nd-Hf同位素,具有高放射成因Pb同位素组成,指示地幔源区地壳组分的加入。其中,中基性火山岩起源于富集的岩石圈地幔,受到俯冲大洋板片析出的含水熔体交代,晚阶段的超碱质火山岩起源于类似交代介质交代的软流圈地幔,指示岩浆源区的加深。大别造山带中生代火山岩包括高钾钙碱性系列和超钾质系列,均富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,高度富集Sr-Nd-Hf同位素,具有低放射成因Pb同位素组成,与长江中下游地区差异显著。其中,高钾钙碱性系列火山岩起源于交代富集的岩石圈地幔,交代介质为印支期深俯冲的华南陆壳析出熔体,而晚阶段的超钾质火山岩起源更深,是深俯冲的华南陆壳在高压下,多硅白云母分解产生熔体交代的地幔源区。长江中下游地区幔源火山岩记录了俯冲的古太平洋板块的直接物质贡献,而大别造山带地幔源区记录了印支期俯冲陆壳的信息。两个构造单元火山岩早、晚阶段均表现出岩浆源区的加深,长江中下游地区对应了古太平洋板块的低角度俯冲及俯冲板片的回卷(约130 Ma),而大别造山带在古太平洋板块俯冲回卷的动力学机制下,发生造山带的垮塌和岩石圈的拆沉。     

北京西山地区髫髻山组和东岭台组火山岩的地球化学特征与岩浆起源

北京西山地区分布着大量的髫髻山组火山岩,区域上髫髻山组被东岭台组角度不整合覆盖。西山地区火山岩样品的主要氧化物含量变化范围比较大,如: SiO2=51.94%～77.30%,Al2O3=12.85%～19.17%,Na2O=1.65%～5.82%,K2O=0.83%～4.52%,Fe2O3 =0.95%～9.30%,CaO=0.13%～7.08%,且主要氧化物的含量与SiO2具有线性相关关系。同时,这些火山岩具有LREE富集、HREE明显亏损、Eu异常不明显、高的Sr,Ba 含量和Sr/ Y,La/Yb 比值等特征。火山岩的钕同位素成分变化大,且相当富集(εNd＝-11～-17),都分布在古老下地壳和富集地幔之间, 因此推断北京西山地区髫髻山组火山岩和东岭台组火山岩的形成与富集地幔起源的基性岩浆与古老下地壳组分相互作用有关。     

阿拉善断块富碱侵入岩岩石地球化学和Nd、Sr、Pb同位素特征及其意义

阿拉善断块富碱侵入岩具有硅过饱和(出现石英,w(SiO2)=62.01%~67.28%)、准铝(w(Al2O3)=12.20%~16.83%)、富碱(w(Na2O) +w(K2O) = 11. 14% ~ 14. 18%,里特曼指数σ= 6. 40 ~ 8. 65)、富钾(w(K2O)/w(Na2O)=1.01~1.79)和低铁、镁的特征。总稀土较高,稀土配分曲线呈陡右倾模式。微量元素强烈富集LILE和LREE,相对亏损Nb、Ta、Ti 和P。上述特征以及低钕(ε(Nd,t) = - 7. 3 ~ - 9. 4)高锶(ε(Sr,t)=+53.9~+99.9)的同位素特征反映物质来源主要与富集型上地幔有关,但受到不同程度壳源物质的混染作用。Nd、Sr、Pb联合示踪表明阿拉善断块富碱侵入岩与华北断块北缘印支期富碱侵入岩带具有相似性,但不同于塔里木北缘富碱侵入岩。结合时空分布、同位素组成以及所处的构造动力学体系等因素将阿拉善断块富碱侵入岩和燕辽—阴山印支期富碱性侵入岩带划归为同一印支期富碱性侵入岩带。指出至少到晚古生代—印支期时阿拉善断块已经与华北断块构成了一个整体。     

Geochemical and isotopic investigation of the Laiwu–Zibo carbonatites from western Shandong Province, China, and implications for their petrogenesis and enriched mantle source

Major and trace element and Nd–Sr isotope data of the Mesozoic Laiwu–Zibo carbonatites (LZCs) from western Shandong Province, China, provide clues to the petrogenesis and the nature of their mantle source. The Laiwu–Zibo carbonatites can be petrologically classified as calcio-, magnesio- and ferro-carbonatites. All these carbonatites show a similarity in geochemistry. On the one hand, they are extremely enriched in Ba, Sr and LREE and markedly low in K, Rb and Ti, which are similar to those global carbonatites, on the other hand, they have extremely high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7095–0.7106) and very low _Nd (−18.2 to −14.3), a character completely different from those global carbonatites. The small variations in Sr and Nd isotopic ratios suggest that crustal contamination can not modify the primary isotopic compositions of LZC magmas and those values are representatives of their mantle source. The Nd–Sr isotopic compositions of LZCs and their similarity to those of Mesozoic Fangcheng basalts imply that they derived from an enriched lithospheric mantle. The formation of such enriched lithospheric mantle is connected with the major collision between the North China Craton (NCC) and the Yangtze Craton. Crustal materials from the Yangtze Craton were subducted beneath the NCC and melts derived from the subducted crust of the Yangtze Craton produced an enriched Mesozoic mantle, which is the source for the LZCs and Fangcheng basalts. The absence of alkaline silicate rocks, which are usually associated with carbonatites suggest that the LZCs originated from the mantle by directly partial melting.     

大陆板片-地幔相互作用:来自大别造山带碰撞后安山质火山岩的地球化学证据

俯冲到地幔深度的地壳物质不可避免地在板片-地幔界面与地幔楔发生相互作用,由此形成的超镁铁质交代岩就是造山带镁铁质火成岩的地幔源区.因此,造山带镁铁质火成岩为研究俯冲地壳物质再循环和壳-幔相互作用提供了重要研究对象.为了揭示俯冲陆壳物质再循环的机制和过程,对大别造山带碰撞后安山质火山岩开展了元素和同位素地球化学研究.这些安山质火山岩的SIMS锆石U-Pb年龄为124±3~130±2 Ma,表明其形成于早白垩世.此外,残留锆石的U-Pb年龄为中新元古代和三叠纪,分别对应于大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的原岩年龄和变质年龄.它们具有岛弧型微量元素特征、富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,以及变化的且大多不同于正常地幔的锆石δ18O值.这些元素和同位素特征指示,这些安山质火山岩是交代富集的造山带岩石圈地幔部分熔融的产物.在三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下的过程中,俯冲华南陆壳来源的长英质熔体交代了上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩,大陆俯冲隧道内的熔体-橄榄岩反应产生了富沃、富集的镁铁质地幔交代岩.这种地幔交代岩在早白垩世发生部分熔融,就形成了所观察到的安山质火山岩.因此,碰撞造山带镁铁质岩浆岩的地幔源区是通过大陆俯冲隧道内板片-地幔相互作用形成的,而加入地幔楔中长英质熔体的比例决定了这些镁铁质岩浆岩的岩石化学和地球化学成分.      

青藏高原西北缘第四纪火山岩的年龄、地球化学特征及意义

对青藏高原西北缘普鲁北钾质火山岩进行40Ar-39Ar定年得到的最新年龄为0.81Ma±0.21Ma。火山岩的SiO2含量为53.08%~55.12%,全碱含量为7.36%~8.04%,K2O/Na2O比值为1.17~1.2,属橄榄安粗岩系列。岩石以高度富集LREE、LILE(K、Rb、Sr、Ba、Th等)和高度亏损HREE、HFSE(Nb、Ta、Ti等)元素为特征。岩石具高的(87Sr/86Sr)i比值(0.7088~0.7089)和低的εNd值(-6.05~-5.54),表明火山岩源区为EMⅡ型的经古俯冲作用改造的大陆岩石圈富集地幔。同时,其Ti/Y、Zr/Y、La/Rb、Zr/Rb、K/La、Pb/La比值类似于板内洋岛玄武岩(OIB),可能暗示岩浆源区经历过软流圈流体或者深部流体对古俯冲地幔楔的叠加交代作用。普鲁北钾质火山岩为青藏高原西北缘晚新生代陆-陆碰撞造山深部岩石圈拆沉作用在地表响应的岩浆产物。     

沂沭断裂带北段早白垩世高钾钙碱性火山岩地球化学特征与岩石成因

沂沭断裂带内发育了大量的中生代火山岩,其成因研究对剖析断裂带活动规律具有重要意义。本文对断裂带北段潍坊、安丘、鄌郚地区中生代火山岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素分析。探讨了沂沭断裂带中生代火山岩成因及其形成的地球动力学过程。断裂带北段火山岩年龄集中在131~124Ma之间,喷发于早白垩世。岩石为一套高钾钙碱性火山岩,包括玄武安山岩、粗安岩、粗面岩、英安岩。火山岩富集Rb、Ba等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。稀土元素含量高（∑REE=140.5×10^-6~433.1×10^-6）,富集轻稀土、亏损重稀土（∑LREE/∑HREE=9.8~31.0）,无明显的Eu负异常。火山岩具有富集且变化范围较大的Sr-Nd-Pb同位素组成,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.708054~0.711692,ε_Nd（t）值为-15.3~-7.4,（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb）_i=17.213~17.962,（²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb）_i=15.425~15.590,（²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb）_i=37.597~38.365。研究表明,高钾钙碱性火山岩的源区与区域基性岩源区一致,均为富集岩石圈地幔。玄武安山岩、粗安岩、粗面岩经基性岩浆分离结晶作用形成,英安岩则遭受了华北下地壳强烈混染。三叠纪末期,由于扬子板块向华北克拉通俯冲,扬子地壳析出的流体/熔体交代了华北古老岩石圈地幔,形成富集岩石圈地幔。早白垩世,受古太平洋板块俯冲和后撤作用,富集岩石圈地幔部分熔融形成基性岩浆,岩浆在上升过程中发生分离结晶作用,受沂沭断裂深切作用影响,部分地区遭受华北下地壳混染,最终形成区内各类高钾钙碱性火山岩。