新疆东准噶尔恰库尔图地区二叠纪双峰式火山岩地质地球化学特征及构造意义

新疆东准噶尔乌伦古河两岸发育大量的二叠纪火山岩地层,其中卡拉岗组区域上以中酸性火山岩为主,局部以双峰式火山岩为主。本文以恰库尔图地区卡拉岗组双峰式火山岩——流纹岩和玄武岩为研究对象,进行了岩石学、年代学、地球化学等研究。锆石LA- ICP- MS U- Pb结果表明,流纹岩和玄武岩的年龄分别为279.5±1.4 Ma和280.4±1.3Ma,说明卡拉岗组双峰式火山岩的形成时代为早二叠世。恰库尔图地区卡拉岗组流纹岩具有较高的SiO2、K2O、Na2O,低Al2O3、CaO和MgO,稀土配分图呈右倾Eu亏损的燕式分布,在微量元素标准化图上显示出Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的亏损;玄武岩样品具有铕的轻微负异常,相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,并表现出Ti的亏损;流纹岩龄锆石的εHf(t)平均值为+15.3,模式年龄TDM1 (305 Ma)和TDM2 (cc)(320 Ma)与其形成年龄(279.5 Ma)相近,这表明其源区物质主要为新生地壳,是壳源岩石重熔作用的产物。本区双峰式火山岩的两个端元并非同源,流纹岩是幔源岩浆与壳源熔体混合作用的结果。恰库尔图地区在早二叠纪前准噶尔洋已完全闭合,处于后碰撞拉张体质,双峰式火山岩为后碰撞伸展构造环境的产物,准噶尔盆地古老的前寒武纪结晶基底存在的可能性说明该区具有良好的油气勘探潜力。     

北山石板泉一带石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及构造意义

北山造山带南缘石板泉一带的石炭纪火山岩(红柳园组)在时空上构成独特的双峰式火山岩组合,具有较短的Daly间断及大量酸性火山岩夹少量中基性火山岩为主要特征,其中安山岩具有富钠贫钾、高Al低Mg的过铝质高钾钙碱性系列特征,并含有相当数量亏损地幔物质,指示了安山岩源区可能源于亏损地幔,显示板内安山岩的特征;流纹岩属于低Ti流纹岩类,指示岩石可能是基性岩浆底侵作用下地壳物质发生部分熔融,源区存在有斜长石残留,形成于大陆裂谷环境,其动力学体制可能与陆内伸展拉张作用有关,表明从晚古生代形成的裂谷在早石炭世晚期-晚早石炭世早期发展到鼎盛时期,晚石炭世由伸展拉张到逐步进入碰撞挤压这个地球动力学环境的重大转折时期,二叠世末进入碰撞造山演化阶段。     

东准噶尔晚石炭世双峰式火山岩年代学、地球化学及其构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里造山带晚石炭世双峰式火山岩很好地记录了中亚造山带晚古生代时期洋陆转换阶段复杂的岩浆作用过程,对该过程的详细剖析能更好地理解中亚造山带的地质历史.通过该区域晚石炭世巴塔玛依内山组火山岩详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Pb同位素组成的研究,并结合区域上已有的研究成果,获得了如下认识:(1) 该套火山岩组合形成于晚石炭世早期320.2±4.2 Ma,为晚石炭世早期陆相喷发的产物.火山岩具明显的双峰式组合的特征,基性端元由碱性系列和拉斑系列的玄武岩、玄武质粗面安山岩组成;酸性端元由粗面岩和流纹岩组成,成分上相当于A型花岗岩;(2) 岩石地球化学和同位素特征显示,该套双峰式火山岩来源于不同的岩浆源区,基性岩来自于亏损的地幔源区,在岩浆上升过程中发生橄榄石及单斜辉石的分离结晶作用并遭受了地壳混染,而酸性岩来自于下地壳的部分熔融;(3) 该套双峰式火山岩产出于后碰撞末期的构造环境,由于洋壳的拆沉作用而引发软流圈上涌,使得上覆的地幔发生部分熔融产生岩浆,同时由于底侵作用导致地壳下部发生部分熔融,喷发出地表形成该双峰式火山岩套,这套双峰式火山岩的出现,标志着东准噶尔卡拉麦里地区造山作用进入尾声.      

不同构造环境中双峰式火山岩的地球化学特征

年近来的研究表明,双峰式火山岩套可以形成于大陆裂谷、洋内岛弧、活动大陆边缘、弧后盆地等多种环境。Ｓｍ－Ｎｄ同位素与不活动微量元素（ＲＥＥ〈Ｚｒ、Ｔｉ,Ｔｈ、Ｎｂ）相结合,进行综合研究,可帮助判断双峰式火山岩套面因和形成环境。本文总结了不同环境产出的双峰式火山岩组合的岩石学和微量元素,稀土元素、同位素地球化学特征,并根据对北祁连边沟双峰式火山岩研究提出了其形成环境可能为岛弧环境,这一认识对探讨该地区     

新疆博格达造山带西段石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及成因

新疆博格达造山带博格达峰南侧柳树沟组出露大量双峰式火山岩组合.本文对博格达造山带西段石炭纪双峰式火山岩地球化学特征研究结果表明:①玄武岩具有贫K富Na、富Ti富Al和富Mg的特征,w(K2O)/w(TiO2)、w(K2O)/w(P2O5)值较低且范围较小,总体上玄武岩有轻度的地壳物质混染作用;HREE相对富集,轻重稀土...     

西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩地球化学特征及其构造意义

对西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩进行了系统的岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究。卡拉岗组火山岩从底部到顶部依次发育6个岩性段,其中中下部第4岩性段英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(298±3)Ma,为晚石炭世-早二叠世产物。火山岩整体上为准铝质-过铝质高钾钙碱性岩石,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素和重稀土元素。火山岩及周围同时代A型花岗岩的年龄、主微量元素、Sr-Nd及锆石Hf同位素综合对比表明,卡拉岗组火山岩主要源于新生地壳的部分熔融。火山岩相关构造判别图解及区域构造-岩浆演化综合研究显示,卡拉岗组火山岩与区域上A型花岗岩均形成于后碰撞伸展环境。卡拉岗组火山岩的形成表明,西准噶尔晚古生代增生造山作用应早于晚石炭世。     

双峰式火山岩组合探视构造—岩浆演化 ——来自博格达构造带双峰式火山岩的启示

应用岩石组合及元素地球化学组合特征,已经能够较成熟的研究区域构造一岩浆演化过程,界定区域构造演化的时空界限。双峰式火山岩组合可形成于不同的大地构造背景下,笔者对不同的大地构造背景形成的双峰式火山岩的岩石学和地球化学特征进行了总结,针对在博格达造山带发现的双峰式火山岩,讨论其对构造一岩浆演化指示作用。博格达双峰式火山岩岩石组合及元素地球化学特征表明：裂谷作用始于早石炭世,结束于晚石炭世晚期或早二叠世早期。博格达裂谷作用存在东西时空差异性,根据裂谷演化早期双峰式火山岩的空间及东西天山在石炭纪火山活动的的差异,推断博格达西段裂谷作用稍微早于东段开始,但由于区域构造演化差异,裂谷演化程度东段强于西段,而东段可能早于西段裂谷闭合。     

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。     

大兴安岭嫩江地区中生代双峰式火山岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及其地质意义

本文对嫩江地区中生代双峰式火山岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和岩石地球化学研究。测年结果显示嫩江地区中生代双峰式火山岩形成于127.5Ma的早白垩世晚期。岩石地球化学研究表明,早白垩世晚期火山岩具有双峰式组合特点,基性端员富碱,富含轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素（Nb、Ta、Ti、Y）,形成于富集的岩石圈地幔的部分熔融和分离结晶作用,形成的过程可能含有少量的陆壳混染。酸性端员显示A型流纹岩的特征,为幔源岩浆底侵,使中下地壳岩石发生部分熔融的成因。双峰式火山岩组合的存在暗示其形成于陆内拉张的构造环境。结合区域上中生代火山岩的空间展布特征,嫩江地区早白垩世晚期双峰式火山岩的形成应与太平洋板块向欧亚大陆的俯冲作用有关。     

新疆东准噶尔北部地区中泥盆世双峰式火山岩组合

新疆北部额尔齐斯河和乌伦古河之间的东准噶尔北部地区的中泥盆世火山岩,可以分成基性火山岩和酸性火山岩两类。中性火山岩的缺乏使之不能成为钙碱性火山岩系列,并明显表现出火山岩成分间断,说明这是一个典型的双峰式火山岩组合。双峰式火山岩组合的形成和大陆裂谷作用或大陆拉伸作用有密切关系。在地壳减薄较强烈的地方,地幔部分熔融产生的岩浆直接上升到地表喷发,形成基性火山岩,但岩浆在上升过程中经历了橄榄石和(或)部分辉石的分离作用;在地壳减薄较小的地方,上升的幔源岩浆在下地壳中聚集,导致下地壳部分熔融,所产生的岩浆在地表喷发,形成酸性火山岩。     

东昆仑早石炭世火山岩的地球化学特征及其构造背景

东昆仑早石炭世火山岩主要沿昆中缝合带及其旁侧分布,岩性以玄武岩为主,之后亦有安山岩和英安岩产出,先后形成于洋脊、洋岛和岛弧构造环境。洋脊玄武岩Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＲＥＥ含量和ＦｅＯ／ＭｇＯ比值低,钙、铁、镁高,轻重稀土元素分馏差。岛弧玄武岩硅、碱、铝和ＲＥＥ含量以及ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ比值高,镁、铁质低。洋岛玄武岩ＴｉＯ２和Ｐ２Ｏ５高,Ｋ２Ｏ低,ＲＥＥ和ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ介于前二者之间。火山岩的构造背景表明,早石炭世昆中断裂带以“开”为主,形成洋脊玄武岩和洋岛玄武岩;早石炭世末转为“合”,形成岛弧型玄武岩、安山岩和英安岩。洋脊玄武岩的识别,对于研究区域构造及其演化甚为重要。     

博格达造山带东段芨芨台子地区早二叠世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段芨芨台子地区早二叠世玄武岩和中酸性火山岩在时空上构成双峰式火山岩组合,其岩石类型主要为亚碱性玄武岩和流纹岩,主体属钙碱性系列。玄武岩SiO2含量为47.70%~51.71%,TiO2含量(1.26%~1.52%)略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3=14.06%~20.93%),富Na贫K(Na2O/K2O=2.34~28.36),低Mg(MgO=2.99%~8.62%,Mg#为27~52),表明其玄武岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用;玄武岩轻稀土元素略微富集,Eu异常不明显(δEu=0.85~1.02),相对富集Rb、Ba、P等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Sr、Ti等不相容元素。火山岩地球化学特征表明,研究区玄武质岩浆来自于亏损岩石圈地幔的部分熔融,且受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征形成于陆内伸展环境。流纹岩具有较高的SiO2(73.58%~75.45%)和全碱(Na2O+K2O=8.56%~8.79%)含量,以及较低的TiO2(0.12%~0.18%)、Al2O3(12.77%~13.24%)和MgO(平均为0.21%)含量;显示右倾负斜率稀土配分模式,Eu负异常明显(δEu为0.52~0.70),显著富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素,具有A型花岗岩的地球化学特征,为后碰撞伸展环境下底侵玄武岩浆结晶分异的产物。博格达造山带东部芨芨台子地区双峰式火山岩的地球化学特征表明,该套火山岩应形成于碰撞后伸展环境,同时获得流纹岩锆石U-Pb年龄为(294.2±1.3)Ma,表明该套火山岩形成于早二叠世早期。这一发现进一步证实了研究区在历经石炭纪汇聚碰撞事件后进入二叠纪后碰撞伸展的演化时期,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

甘肃省武都区月照—琵琶一带青白口纪火山岩地球化学特征及构造环境

对出露于甘肃省武都区月照—琵琶一带火山岩的研究表明,该套火山岩以基性端元和酸性端元为主,缺失中性岩石端元,为典型的双峰式火山岩。时代为青白口纪,产出的构造环境为洋岛,不代表勉略蛇绿混杂岩的组成部分。该套双峰式火山岩的厘定,对西秦岭造山带的构造演化具有重要意义。     

甘肃北山北部红石山地区泥盆系雀儿山群火山岩地球化学特征及构造环境分析

位于北山北部红石山地区雀儿山群的火山岩主要为一套中酸性火山岩,以安山岩、英安岩和流纹岩为主,属钙碱-碱性系列。地球化学研究表明:火山岩SiO2含量较高(62.29%~75.74%),MgO含量较低(<2.15%),全碱含量较高(Na2O+K2O为6.24%~9.2%),且K2O/Na2O<1。轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)呈现较强富集[(La/Yb)N=2.94~6.36],轻稀土内部出现较强分馏[(La/Sm)N=1.94~3.33],并且具有相当明显的Eu负异常(0.50~0.90);在微量元素方面,大离子亲石元素(LILE)相对高场强元素(HFSE)富集,具有明显的Nb、Ta、P、Ti相对亏损和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相对富集。上述特征表明该火山岩形成于洋壳俯冲作用下的岛弧环境,可能与哈萨克斯坦板块和塔里木板块之间的古洋壳俯冲消减有直接的成因联系,在俯冲过程中洋壳含水流体引起上覆地幔物质的部分熔融,并在岩浆上升中经历了一定的分离结晶作用和上地壳物质的同化混染。     

内蒙古东升庙矿区变质火山岩的地质地球化学特征及其意义

为探讨东升庙矿区变质火山岩的地质地球化学特征及其意义,本文对其产出特征、岩石学、岩石化学、地球化学和同位素等方面进行了综合分析研究。结果表明,矿区变质火山岩为一套以玄武岩为主的双峰式火山岩,其原岩为基性的玄武岩和酸性的流纹岩。玄武岩属碱性玄武岩,流纹岩属钙碱性系列,它们具有与火山弧火山岩相似的地球化学特征。基性火山岩的稀土元素分配型式和Nd同位素特征表明其成岩物质来源于（亏损）地幔。构造环境分析表明,矿区变质火山岩的构造环境为大陆边缘火山弧造山带。     

西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及构造背景

西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组为一套以火山碎屑岩、火山熔岩、沉积岩为主的火山-沉积地层。对该剖面顶部玄武安山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,吉木乃组顶部火山岩结晶年龄为（294.0±1.4） Ma,为早二叠世。结合吉木乃组内古生物化石组合,将其时代归属为晚石炭世—早二叠世。该组火山岩w（SiO₂）介于48.10%~54.35%之间,主要为玄武岩、玄武安山岩;w（TFeO）为7.38%~10.92%,w（MgO）为3.35%~5.16%,Mg^#介于41.02~55.05之间,主要为拉斑系列。稀土分配模式呈右倾型,轻稀土富集（（La/Yb）_N为4.00~6.04）且重稀土轻微分异（（Gd/Yb）_N为1.68~2.26）,δEu=0.91~1.07,δCe=0.91~1.06。微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr、P）富集,除样品JM2和JM3外均表现为高场强元素（Nb、Ta、Ti）相对亏损的特征。大部分样品（Th/Nb）_N值介于1.39~2.10之间,Nb/La值介于0.39~0.74之间,显示样品受到岩石圈地幔和地壳的轻微混染。吉木乃组火山岩Zr/Y值以及微量元素质量分数较高,结合相关判别图解,该组火山岩形成于后碰撞构造背景,是源于软流圈地幔的玄武质岩浆上涌,在上升过程中受到岩石圈地幔和地壳轻微混染后的产物。     

新疆苏海图地区火山岩地球化学特征及构造环境分析

苏海图组火山岩发育自然铜矿化,具有从拉斑玄武岩系列向钙碱性玄武岩系列过渡的特点。依据地球化学特征,表明其TiO2含量较低(1%),玄武岩高的Al2O3含量、低的稀土含量,并且稀土元素曲线具有平缓型到轻稀土低度富集的特点。微量元素原始地幔标准化图解上,它们均富集大离子亲石因素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有强的Nb和Ta的负异常,Ti的低负异常,以及P和Sm的低正异常。Zr/Nb值和Sm/Nd值接近MORB的范围,Th/Nb值大于0.11,Nb/Zr值小于0.04。以上这些特征均显示出典型岛弧岩浆的特点。所以,苏海图组火山岩为火山弧火山岩,其构造背景为大陆岛弧,源区可能为被流体或沉积物交待改造的亏损地幔。     

西准噶尔恰达地区哈尔加乌组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

恰达地区的二叠系哈尔加乌组火山岩分布于唐巴勒蛇绿岩带东侧、准噶尔盆地西南缘,主要岩性为灰绿色-紫红色(气孔)(杏仁)玄武岩-玄武安山岩-安山岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(296.6±8.1) Ma,MSWD=7.7(93%置信度),时代属早二叠世。地球化学研究表明:该火山岩属亚碱性系列,全碱含量较高(w(Na₂O+K₂O)=3.95%~6.39%)且相对富钠。轻稀土(LREE)相对富集((La/Yb)_N=3.49~14.66)且分馏较好((La/Sm)_N值均大于1.00(1.68~3.51)),重稀土分馏较差((Gd/Yb)_N=1.38~2.56)。仅部分样品有微弱的负铕异常(δEu=0.88~1.15)。微量元素具有大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,Zr、Hf轻微富集的特征。综合火山岩的地球化学特征,结合相关构造判别图解及火山岩所处的区域地质背景,认为哈尔加乌组火山岩的形成背景以板内大陆环境为主,兼有部分弧火山岩的特征,形成于俯冲碰撞造山期后的区域伸展背景下,火山岩的岛弧特征是对碰撞前混染弧组分的继承。