华北克拉通晚太古代末-古元古代初的岩浆事件及构造热体制

华北克拉通变质基底中广泛出露岩浆成因的正片麻岩。本文将华北克拉通分为11个变质地区,对其中新太古代末-古元古代初的正片麻岩的产状、岩性、形成时代进行了讨论。通过对这11个变质地区的对比可以看出,华北克拉通新太古代末-古元古代初的正片麻岩具有以下特征:(1)新太古代末-古元古代初的岩浆事件分布广泛,该期岩浆事件所形成的正片麻岩不仅在东部陆块、西部陆块广泛分布,而且在中部造山带也有广泛出露,在各变质地区该期的正片麻岩通常占变质基底总面积的70%以上;(2)该期岩浆事件主要集中在从2540Ma到2490Ma的50Ma期间。目前的年龄数据统计该期间形成的正片麻岩占2600Ma到2450Ma所形成的正片麻岩的75%;(3)该阶段形成的钠质片麻岩和钾质片麻岩在形成时间上几乎一致,在各变质地区不同成分的正片麻岩不具分带性。但钾质花岗岩在辽宁鞍山、辽西绥中、冀东秦皇岛和鲁西傲徕山分布相对集中;(4)该期岩浆事件与变质事件几乎同时发生,变质事件通常较岩浆事件晚10～15Ma,在有些地区几乎同时,表明岩浆事件和变质事件是同一构造热事件的产物;(5)该期岩浆事件所产生片麻岩的εHf(t)值绝大多数为正值,表明它们是有地幔物质加入的新生地壳再造的产物。综合以上特征,我们认为在华北克拉通新太古代末-古元古代初广泛的岩浆事件是地幔柱底侵导致的,该期广泛的岩浆事件造就了华北克拉通的基本形态。     

华北克拉通典型拗拉槽中—新元古界沉积体系与古地理演化

中新元古界的油气资源潜力业已引起国际地质界的密切关注.近年来,新的钻探资料证实,华北克拉通中新元古代发育多个克拉通内拗拉槽,且拗拉槽内发育多套优质烃源岩及生储盖组合,显示具有巨大的油气勘探潜力.本文以华北克拉通东北缘燕辽拗拉槽和南缘熊耳拗拉槽中 新元古代地层为研究对象,以6条典型基干剖面实测、9条重点辅助剖面观察、3口...     

浅析华北板块中元古代—古生代构造格局及其演化

通过对区域地层层序特征、沉积 生物 构造古地理的综合分析 ,提出华北板块经历了中、新元古代边缘裂陷阶段和古生代全域性差异升降阶段两大构造演化阶段。其中 ,前者可进一步划分为中元古代强裂陷亚阶段及新元古代弱裂陷亚阶段 ;后者可进一步划分为早古生代弱差异升降亚阶段和晚古生代强差异升降亚阶段。其间发生了 3次划时代的构造运动 ,即芹峪运动、蓟县运动和秦皇岛运动 ,这些运动均影响板块全域 ,成为划分板块构造演化阶段的标志。每次构造转换后均出现特征鲜明、近乎覆盖全域的同期、近同期的沉积标志层。分析表明 ,华北板块在中元古代至古生代长达 15 0 0Ma间 ,似乎从未经历过大规模的水平挤压运动 ,即没有与毗邻大板块有过大规模的碰撞与对接 ,而是长期独自发展 ,漂移、徘徊于赤道两侧低纬度区或在中低纬度区。     

华北北部中新生代构造体制的转换过程

华北北部位于古亚洲和太平洋两大全球性构造域的交叠部位,其中新生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示华北北部中新生代存在5个挤压作用时期。自老至新为:①中三叠世末挤压期(老虎沟组或杏石口组前挤压期,峰值年龄 ≥ 215Ma);②早侏罗世末挤压期(海房沟组或九龙山组前挤压期,峰值年龄 ≥ 178Ma);③晚侏罗世末挤压期(义县组或东岭台组前挤压期,峰值年龄 ≥ 135Ma);④晚白垩世末挤压期(古近系前挤压期,峰值年龄65Ma);⑤古近纪末挤压期(新近纪前挤压期,峰值年龄25Ma).5个挤压期在时间上相对较短,并为6个时间较长,构造运动相对和缓或伸展的成盆沉积期一一隔开。6个成盆沉积期包括:早中三叠世、晚三叠世-早侏罗世、中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪-第四纪。其中,中晚侏罗世、白垩纪、古近纪、新近纪-第四纪具有明显的伸展作用特征。也就是说,华北北部中新生代的构造演化过程是在前中生代华北克拉通岩石圈基础上发育起来的克拉通内(陆内或板内)成盆沉积与挤压变形的交替演化过程,在这一构造演化过程中,挤压作用和伸展作用均占有重要位置,总体来讲,挤压作用由强变弱,伸展作用由弱变强。伸展作用持续的时间长,挤压作用持续时间则相对较短。挤压作用和伸展作用交替出现,挤压构造和伸展构造间互发育。华北北部中新生代这种构造体制的转换过程,记录了从古亚洲洋构造域汇聚构造体制向太平洋构造域俯冲构造体制转换的大陆动力学过程。      

华北克拉通中元古代A型花岗岩的成因及其构造意义

华北克拉通保存有与Columbia超大陆裂解相关的中元古代岩浆记录。本文综述了华北克拉通中元古代A型花岗岩的时空分布、岩石学和地球化学等特征, 讨论了各期次A型花岗岩的成因及构造背景, 论述了其对华北克拉通中元古代裂解事件的指示意义。华北克拉通主要发育4期A型花岗岩: 1)~1.78 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽和晋陕地区; 2)~1.70 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽; 3)~1.60 Ga A型花岗岩主要分布于南缘熊耳裂陷槽; 4)~1.32 Ga A型花岗岩主要分布于北缘渣尔泰-白云鄂博和燕辽裂陷槽。这4期A型花岗岩均来源于地壳物质的部分熔融, 可能与同期伸展作用导致岩浆底侵提供热源有关。整体具有造山后伸展到陆内裂谷环境的演化序列, 且存在明显的时空差异。华北克拉通中元古代A型花岗岩记录了4期主要的裂解事件, 为华北克拉通参与了Columbia超大陆裂解提供了依据。

     

华北克拉通对罗迪尼亚超大陆事件的响应——GOSEN连接假设

中元古代晚期—新元古代早期的华北克拉通与塔里木、扬子克拉通存在明显差异,那里没有十分强烈的与罗迪尼亚超大陆汇聚及裂解有关的热-构造事件的地质记录,因此对华北克拉通与罗迪尼亚超大陆的关联存在不同的推测。近年来,在郯庐断裂带两侧新元古代碎屑岩地层中,从辽宁的榆树砬子群,经山东烟台蓬莱群至土门群,陆续测得众多具经典格林威尔期的碎屑锆石年龄。这一信息与西伯利亚东南缘上里菲碎屑岩中的碎屑锆石年龄谱十分相似。这些碎屑锆石的时代均不是华北或西伯利亚本土所具有的特点,说明华北东缘、西伯利亚东南缘与劳伦大陆东南缘格林威尔造山带存在某种亲缘关系。根据这种推测,笔者等提出了劳伦大陆格林威尔造山带、西伯利亚东南缘和华北东部(GOSEN)连接的假设。     

华北大陆南缘中、新元古代大陆边缘性质及构造古地理演化

华北大陆南部中、新元古代大陆边缘的演化经历了复杂的过程。从沉积类型、沉积组合、火山活动和花岗岩性质分析入手, 探讨了华北大陆南缘中、新元古代大陆边缘的性质和演化历程。将其演化历史分为４ 个阶段： （１） 裂陷火山活动阶段（ 长城纪） ; （２） 拗陷、充填阶段（ 蓟县纪） ; （３） 差异升降、充填封闭阶段（ 青白口纪） 和（４） 活动大陆边缘发展和大陆增生阶段（震旦纪—早古生代） 。     

华北克拉通及邻区晚中生代伸展构造及其动力学背景的讨论

欧亚大陆东部晚中生代伸展构造十分显著,表现为大量发育的变质核杂岩、同构造岩浆岩、韧性拆离断层带等伸展成因的穹隆和地堑-半地堑盆地.通过对这些伸展构造进行系统分析、归纳和总结,将欧亚大陆东部晚中生代伸展构造发育区划分为:泛贝加尔-鄂霍次克带、华北西部带、华北东部带、华北南缘及秦岭-大别带和华南内陆带.这些伸展构造记录了大区域上的NW-SE方向伸展,构成了全球最大的陆壳伸展地区.这些伸展构造使地壳深部的岩石沿拆离断层折返至地表,从而使中下地壳结构发生了强烈的改造.除华北东部带给出了一个较为宽泛的伸展时段外,各个研究区所涉及的伸展穹隆及其相关的拆离断层所表现的伸展峰期时间均十分相近:位于130 ～ 126Ma之间.岩石圈根部的拆沉可能是这个巨型伸展构造带形成的动力学机制.这个模型为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学背景提供直接的构造证据.     

华北克拉通北缘晚志留世末-早泥盆世钾质碱性岩的成因及对区域构造演化的限定

华北克拉通北缘晚志留世末-早泥盆世碱性岩的成因研究可以为古生代古亚洲洋与华北克拉通的相互作用过程提供重要信息.本文以内蒙古达茂旗黄合少正长岩为研究对象,开展了锆石U-Pb年代学、矿物化学、地球化学和Sr-Nd同位素的研究,并综合同带其他代表性岩体的岩石矿物及元素特征,探讨了华北克拉通北缘钾质碱性岩的岩浆体系性质、源区特...     

华北克拉通北缘化德群中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄及其构造意义

化德群出露地区位于华北克拉通北缘中部,紧邻中亚造山带南缘,呈近东西向展布。在它的西边是早-中元古代的白云鄂博裂谷和渣尔泰—狼山裂谷,东南面是由长城系、蓟县系和青白口系组成的早-新元古代的燕辽裂陷槽,南边分布着1.9~1.8Ga麻粒岩相变质的丰镇群（孔兹岩系）,北边出露有代表中亚造山带的古生代岩石。化德群由一套浅变质和未变质的沉积岩组成,无火山岩夹层。地层序列包含多个沉积旋回,每个旋回自下而上为含砾砂岩、砂岩、碳酸盐岩和泥质岩。岩石组合反映了从河流—滨海—浅海相的沉积环境。化德群的地层序列可以和白云鄂博群及渣尔泰群相对比。本文对化德群四个变质砂岩样品中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,年龄主要集中在1800±50Ma和1850±50Ma,另外还有~2500Ma和~2000Ma的次要峰值。化德群底部变质含砾云母长石石英砂岩中碎屑锆石的最小谐和年龄是1758±7Ma,限定了化德群沉积时代的下限。碎屑锆石的CL图像显示,1800±50Ma和1850±50Ma的锆石主要是变质成因,少量岩浆成因,说明化德群的源区主要是古元古代的变质岩,少量岩浆岩。~2500Ma和~2000Ma的碎屑锆石代表了更为古老的源区。碎屑锆石的U-Pb年龄限制了化德群的沉积时代为古元古代晚期—中元古代,年龄峰值对应华北克拉通的重要构造热事件,而无与中亚造山带地质事件相关的年龄信息。沉积组合特征表明化德群属于稳定的浅水—半深水沉积盆地。化德盆地、渣尔泰—狼山盆地和白云鄂博盆地共同构成华北克拉通北缘的被动陆缘裂谷系,该裂谷系的形成可能与燕辽及熊耳裂陷槽的打开是同时期的。因此,华北克拉通的北界应该置于化德群出露区域以北。基于锆石特征的详细分析及对比,我们认为化德群以南的孔兹岩系可能是化德群的主要源区。     

华北克拉通北缘凉城基性岩墙成因及古地理的重建意义

为揭示华北克拉通北缘凉城基性岩墙的形成时代、岩石成因、构造背景及对罗迪尼亚超大陆重建的意义,本研究借助激光烧蚀多接收器等离子质谱(LA-MC-ICP-MS)锆石U-Pb定年、Hf同位素及全岩地球化学研究手段,对凉城桃花沟岩墙开展了系统研究。研究结果显示,凉城桃花沟岩墙为新元古代早期(903±15 Ma)基性岩浆活动的产物,归属拉斑岩石系列,具有较高的TFeO(12.78%～16.30%)及TiO₂(2.59%～3.31%)含量、较低的MgO(2.87%～3.83%)、Cr(32.7×10^-6～42.0×10^-6)、Ni(11.6×10^-6～14.5×10^-6)含量及Mg^#值(29～38),富集轻稀土元素(LREE)、Rb、Pb、Zr及Hf元素,亏损Ba、Sr、Nb、Ta、Ti及Eu(Eu/Eu^*=0.74～0.83)元素。锆石原位ε_Hf(t)范围为2.4～13.4,单阶段Hf模式年龄(t_DM1     

湘中南中-晚奥陶世硅质岩地球化学特征及其对奥陶纪盆地演化的启示

湘中南地区奥陶系由"细碎屑岩-硅质岩系-粗碎屑岩"构成,三者厚度变化具有明显的规律性:厚度等值线的展布逐渐趋于北东方向,厚度最大区域向南东方向迁移。区内岭口剖面烟溪组硅质岩SiO_2含量(89.08%~94.32%)和Al/(Al+Fe+Mn)值(0.52~0.79)较高,具有轻稀土略富集、无明显铈异常和铕异常的特点;大桥剖面烟溪组硅质岩SiO_2含量高(91.74%~95.14%),Al/(Al+Fe+Mn)值为0.34~0.56,具有轻稀土富集、无明显铕异常和间歇性铈负异常、Y/Ho比值低(20.65±1.63)的特点。硅质岩地球化学特征及图解说明其主要为正常海相生物成因,形成于开阔的大陆边缘背景。对比邻近地区相应层位数据发现,湘中南及其邻区中—晚奥陶世硅质岩成因与沉积背景相似,指示其形成于统一盆地中,结合地层等厚度图分析认为,盆地经历了被动大陆边缘—前陆盆地的转换,硅质岩系可能是前陆盆地初始阶段的产物,在其展布范围内无明显热液影响,暗示造成华夏地块抬升的地球动力学来源可能还在该套硅质岩系展布范围的更南部或东南部。     

渤海西南海域中生代构造演化、动力学机制及其对华北克拉通破坏的启示

渤海西南海域自中生代以来历经多期构造活动,记录了华北克拉通的破坏过程。为了明晰渤海西南海域中生代构造演化与区域构造间的关系,以研究区三维地震资料以及深层钻井资料为基础,结合区域构造背景,厘定了研究区中生代构造特征,恢复了中生代构造演化过程,并探讨了其动力学机制及其对华北克拉通破坏的响应。结果表明:(1)不同于渤海湾盆地陆上油区NEE向的构造面貌,渤海西南海域发育多走向、多类型构造,三维地震资料揭示中生代发育NWW向负反转裂陷、NEE向走滑逆冲、挤压褶皱等异于新生代伸展样式的特殊构造,其中尤以NWW向负反转构造占主导。(2)渤海西南海域中生代以来经历了印支期逆冲褶皱成山、燕山早期左旋逆冲改造、燕山中期裂陷反转以及燕山晚期褶皱等多期变形过程, 其中印支期逆冲褶皱是潜山形成的关键时期,而燕山中期反转是构造体制发生变革的关键时期。(3)NWW向构造的形成与印支期华南板块与华北板块的碰撞有关,燕山早期左旋走滑是太平洋板块NWW向俯冲于华北板块之下的结果,代表太平洋构造域接替古特提斯构造域控制华北板块变形;燕山中期的裂陷反转与区域大规模中基性岩浆活动相对应,是华北克拉通大规模破坏的浅层响应。印支期NWW向先存构造燕山中期反转裂陷模式的提出,丰富了传统华北克拉通破坏形成NEE向盆地的简单构造模式。     

基于断层滑动数据反演的燕山中西段晚中生代古构造应力场:对华北克拉通破坏峰期应力状态的启示

在燕山中西段晚中生代岩体中的116个观测点中共采集到2 321组断层和破裂面滑动数据,利用Tensor软件进行古构造应力状态反演。将反演结果与区域构造变形及构造演化过程研究结果相结合,发现研究区在侏罗纪末-白垩纪初以来存在5期可识别的构造应力场:(1)晚侏罗世末-早白垩世初近N-S向挤压应力场(D1,148~127 Ma);(2)早白垩世NW-SE向挤压应力场(D2,143~127 Ma);(3)垂向挤压主导的多向水平伸展应力场(D3,120~110 Ma);(4)NE-SW向挤压(D4);(5)E-W向挤压的应力场(D5)。D1和D2可能分别与蒙古-鄂霍茨克洋消减关闭作用的远程构造效应,以及古太平洋板块向欧亚大陆板块下的俯冲作用有关,且这两大构造系统在该时期可能同时作用于燕山地区。D3期应力场可能反映源自壳下深部地幔活动引起的垂向挤压动力作用。D4、D5期应力场相对较弱,其动力学背景尚待今后研究进一步分析。本区古构造应力场研究结果表明,华北克拉通破坏峰期期间,主要的伸展作用并不完全符合西太平洋板块后撤主导的被动伸展裂谷模型,而是表现为深部地幔活动引起的垂向挤压作用主导的水平方向多向伸展。     

华北克拉通南缘中—新元古代年代地层格架和沉积演化过程研究的新进展

华北克拉通南缘中—新元古代地层发育良好,露头连续,是华北克拉通元古宙地层发育最好的地区之一.近年来重要年代学研究成果不断涌现,使华北克拉通南缘年代学格架和不同地层小区(卢氏—栾川、渑池—确山和嵩山—箕山地层小区)的地层对比关系逐渐清晰.本文总结了华北克拉通南缘中—新元古代地层学的新进展,并与天津蓟县中—新元古代地层标准剖面进行了对比,重新厘定了新的地层格架,主要包括:(1)将卢氏—栾川地层小区原归属蓟县系的高山河群、官道口群及青白口系白术沟组分别重新划定为长城系、蓟县系和待建系;(2)将渑池—确山地层小区的黄连垛组和董家组划分为蓟县系下部和青白口系;(3)将嵩山—箕山地层小区五佛山群进行解体,马鞍山组下拉至长城系,将五佛山群其他地层暂置于青白口系.以上述新进展和现有资料为依据,本文重新梳理了华北克拉通南缘中—新元古代的沉积演化过程,构建了不同时期的岩相古地理简图.     

河北赞皇地区许亭花岗岩的时代及成因:对华北克拉通中部带构造演化的制约

许亭花岗岩出露于赞皇杂岩中,位于河北省赞皇县西部山区,呈岩基状侵入新太古代TTG片麻岩和变质地层中,SHRIMP 锆石U-Pb年龄为2090±10Ma。岩体主要由钾长-二长花岗岩组成,无暗色包体,偶见围岩的捕掳体。岩体组成不均匀,局部含石英和少量钾长石斑晶,构成似斑状结构。主要的矿物组合为石英+钾长石+斜长石+黑云母+绿帘石±白云母±角闪石,含萤石副矿物。岩石具有高硅(SiO₂＞75%)、富碱(ALK=6.90%~8.75%)、低铝(Al₂O₃ =10.32%~11.64%)、钛(TiO₂=0.26%~0.36%)和贫钙(CaO=0.18%~0.48%)、镁(MgO=0.16%~0.40%)、铁(Fe₂O^T₃=2.58%~3.46%)的特征,为偏铝质到弱过铝质的高钾钙碱性系列。岩石的稀土总量较高(293.8×10^-6 ~702.8×10^-6),轻稀土相对富集,有明显的负Eu异常(Eu/Eu^*=0.1~0.35)。微量元素中,富Zr、Nb和Y,而贫Ba、Sr和P等元素,Rb/Sr比值较高,介于1.45~7.52之间,平均4.31。岩石还具有高的Ga/Al值(3.04×10^-6~4.08×10^-6),具有A型花岗岩特征。在同位素组成方面,具有较低的ε_Nd(t)值(-14.29~-0.29,平均为-5.58)。许亭花岗岩具有板内花岗岩特征,可能与2.1Ga时岩浆板底垫托,导致新太古代TTG岩石部分熔融,并可能有少量古老地壳物质加入。根据岩体性质及岩石组合等特征推测赞皇、阜平、五台等地区的2.1Ga岩浆活动形成于统一的拉张裂解环境。     

辽东清河地区晚三叠世侵入岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对华北克拉通东部构造演化的指示

辽东清河地区发育二长闪长岩和二长花岗岩2类侵入岩, 通过对其开展系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地球化学研究, 探讨晚三叠世辽东清河地区的岩浆侵位机制及大地构造背景。二长闪长岩和二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值分别为212±2 Ma和221±2 Ma, 时代为晚三叠世。地球化学分析结果显示: 二长闪长岩SiO2含量(50.44%~55.18%, 平均52.20%)中等, MgO(3.18%~6.2%, 平均5.20%)、TFe2O3(7.83%~8.85%, 平均8.37%)和总碱(7.04%~8.00%, 平均7.50%)含量较高, 表明清河地区二长闪长岩属于准铝质钾玄岩系列岩石; 岩石富集大离子亲石元素(LILE), 相对亏损高场强元素(HFSE), 中等的Nd/Th(3.70~9.75, 平均5.83)和Rb/Sr值(0.07~0.12, 平均值为0.09), 较高的Nb/U值(9.11~13.2, 平均10.8), 显示了主要由壳源物质组成, 同时有少量幔源物质的加入。二长花岗岩具有富SiO2(76.10%~76.80%, 平均77.12%)、贫MgO和TFe2O3的特征, 其岩浆成分以地壳中的硅铝质成分为主, 属于过铝质的Ⅰ型花岗岩, 同时亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti, Nd/Th值(0.62~1.73, 平均1.23)接近壳源岩石值, 暗示其原始岩浆应是起源于陆壳物质的部分熔融。通过岩石学、年代学、岩石地球化学、构造环境分析, 并结合辽东半岛区域构造演化研究, 认为二长闪长岩为扬子克拉通深俯冲与华北克拉通后伸展作用的结果, 二长花岗岩花岗岩为同碰撞挤压环境。     

华北克拉通怀安杂岩中～2.03 Ga变质石榴花岗岩的成因其对古元古代裂谷事件的制约

本文报道了怀安杂岩中的董家沟变质石榴花岗岩岩体的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素数据。变质石榴花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO、MgO和TiO_2;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常;同时亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,高Zr+Nb+Ce+Y含量和10 000*Ga/Al比值,具有A型花岗岩特征。通过锆石LAMC-ICPMS U-Pb定年,获得岩石形成年龄为2 031±21 Ma,并遭受1 837±12 Ma变质作用改造。变质石榴花岗岩的锆石Hf同位素分析表明,核部岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-0.47～+5.51,绝大部分为正值,且二阶段模式年龄T_(DM2)主要介于2 505～2 658 Ma,与围岩TTG片麻岩年龄相近,表明其来源于新太古代TTG岩石的部分熔融。华北克拉通中部造山带广泛分布古元古代中期(2.2～2.0 Ga)A型花岗岩,且同时期存在大量幔源基性岩墙侵位,指示该期岩浆活动形成于伸展的构造体制下,可能与华北克拉通内部(晋冀地块)裂谷活动有关。古元古代俯冲造山启动时限应小于2.0 Ga。     

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。