华北北部古生代-中生代多期变质作用及其大地构造意义 ——"华北地区古生代变质作用和动力学"研究进展与展望

"华北地区古生代变质作用和动力学"是2011—2013年中国地质调查局地质调查工作项目,旨在通过变质作用研究,揭示古生代区域大地构造体制与演化过程。通过对河北赤城地区红旗营子杂岩、内蒙古中部温都尔庙群、宝音图群、锡林郭勒杂岩、林西地区的双井片岩等开展了重点研究,表明华北北部地区古生代以来经历了4期不同性质的变质作用,对应不同的构造背景:志留纪的高压低温型(454～426 Ma),指示洋壳的俯冲过程;早泥盆纪的中压型(～400 Ma),指示与地壳加厚有关的造山过程;石炭纪的低压高温型(345～309 Ma),指示造山后的陆内伸展过程,以及早三叠纪(～240 Ma)的中-低压低温型,指示与有限海盆闭合有关的陆内造山过程。结合区域的岩浆、沉积以及构造等方面的地质特征,认为华北北部地区古生代以来经历了复合造山的构造演化过程:早古生代期间的古亚洲洋俯冲;早泥盆纪与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山;中-晚泥盆纪-二叠纪陆内伸展,形成陆相盆地-陆表海-有限海盆;以及早三叠纪的有限洋盆被动闭合等过程。这为阐明华北地区古生代地球动力学和成矿背景提供了坚实的变质岩石学基础。     

兴蒙陆内造山带

本文提出了"兴蒙陆内造山带"的新概念(Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt,XMIOB),从大地构造、沉积建造、岩浆作用和变质作用等方面论述了XMIOB从晚古生代到中生代初的陆内伸展及陆内造山过程,为探讨晚古生代构造演化提供了新模式。根据对内蒙古中西部晚古生代构造格局的总体认识,可将XMIOB划分为五个构造单元即:早石炭世二连-贺根山裂谷带、晚石炭世陆表海盆地、早二叠世艾力格庙-二连伸展构造带、早-中二叠世盆岭构造带和晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带。晚石炭世末-二叠纪在兴蒙造山带基底上发育三期伸展构造:第一期见于内蒙古北部二连-艾力格庙地区,形成陆内裂谷盆地及其盆缘三角洲沉积,发育时代为302～298Ma;第二期在内蒙古中西部广泛分布,以隆起与凹陷相间分布的盆岭构造为特征,发育时代为290～260Ma;第三期见于内蒙古南部索伦山到温都尔庙乌兰沟一带,形成主动裂谷背景下的红海型小洋盆,发育时代为260～250Ma。晚古生代与伸展过程有关的岩浆活动可分四期:1)早石炭世贺根山期:以蛇绿岩为主,发育于具有前寒武纪古老基底和早古生代造山带年轻基底的陆壳伸展区; 2)晚石炭世达青牧场期:主要沿北造山带分布,以基性和酸性岩浆构成的双峰式侵火成岩为特征; 3)早二叠世大石寨期:形成的岩石种类多样,分布广泛,包括双峰式火山岩、双峰式侵入岩和碱性岩; 4)二叠纪末-三叠纪初索伦山期:形成陆缘型蛇绿岩或基性岩-超基性岩组合,产生于软流圈上涌造成的主动裂谷背景。兴蒙陆内造山带的构造变形可分为两期,第一期为晚古生代地层大范围褶皱变形,造成盆-岭构造带的缩短;第二期为沿盆-岭构造的边界强烈剪切变形,产生向东逃逸的挤出构造,其构造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山带和南部大别-秦岭中央造山带的远距离效应引起的被动闭合作用。兴蒙陆内造山带的变质作用分为两个阶段,早期变质作用主要表现为石炭纪期间与陆内伸展有关的低压高温变质,晚期为二叠纪末到三叠纪初区域大面积的低压绿片岩相变质以及沿构造边界的局部中-低压型低温变质。     

Paleozoic sedimentary processes and magmatism in Zamenwude area,Mongolia, and their implications for tectonic evolution of the Xingmeng orogenic beltSCIEI北大核心CSCD

兴蒙造山带属于中亚造山带的东段,关于其演化过程存在两种主要观点:一种观点认为它是由古亚洲洋经历整个古生代的连续俯冲-碰撞过程后在早三叠世形成;另一种观点则认为古亚洲洋在晚泥盆世之前就通过俯冲-碰撞过程闭合,形成早-中古生代造山带,随后在石炭-二叠纪又经历了从陆内伸展到再次闭合的过程,并形成陆内造山带。蒙古国东南部扎门乌德地区出露各类古生代沉积岩和岩浆岩,可以为解决上述争议提供典型研究实例。本文通过沉积学、年代学和地球化学等多种手段综合研究,取得以下研究成果:(1)根据年代学和岩性特征,在该地区识别出三类古生代岩石组合,第一类是以黑云母二长花岗岩为代表的中志留世侵入岩,第二类是中泥盆世大套的粗碎屑岩-火山岩沉积旋回,第三类是不整合地沉积于早期造山带之上的二叠纪巨厚火山-沉积岩系。这三类岩石组合分别属于俯冲阶段的大陆边缘岛弧带岩浆岩、碰撞造山后期的上叠盆地以及叠加在早期造山带岩石圈之上的晚古生代陆内伸展时期的裂谷盆地的沉积。(2)利用研究区所有古生代碎屑锆石和岩浆岩全岩资料,揭示了该地区古生代时期地壳厚度变化趋势如下:500~425Ma的俯冲-碰撞过程造成地壳加厚;425~375Ma的碰撞造山后伸展过程使地壳变薄;375~350Ma地壳再次加厚,可能与造山带物质堆叠有关;350~275Ma地壳再次减薄,对应于广泛而强烈的晚石炭世-早二叠世火山岩,证明此时期岩浆活动的构造背景是区域伸展而不是挤压作用。(3)根据研究区出现的三类岩石组合特点,结合研究区以南的艾力格庙地区已有的研究成果,可以划分出五个早-中古生代造山带构造单元和两个叠加其上的晚古生代陆内造山带构造单元,揭示蒙古国扎门乌德地区经历了早-中古生代加积造山带和晚古生代陆内造山带等两个构造演化过程。本文研究为认识兴蒙造山带的两阶段构造发展提供了新资料。     

北祁连山及其邻区古生代以来的大地构造演化初探

北祁连山出露有中寒武世中晚期和早中奥陶世两期蛇绿岩。同位素年龄分别为335.5 Ma和440-460 Ma的两期高压变质带赋存于中寒武统和下中奥陶统中。大量地质记录揭示北祁连山是介于阿拉善地块和中祁连地块间的一个早古生代缝合带。北祁连山及其邻区古生代以来大地构造演化是复杂的。中寒武世早期统一的中国古陆经陆内裂谷作用发生裂解,于中寒武世中晚期形成北祁连洋。到晚寒武世洋盆转化成残留海盆。早奥陶世北祁连地区再次拉张,遭受第二次大洋化,到中奥陶世形成具沟弧盆体系的成熟大洋。晚奥陶世洋盆转化成残留海盆。于晚奥陶世末碰撞成山,志留纪在新生褶皱山系前形成前陆盆地,盆地底部的下志留统下部层位的磨拉斯可视为碰撞造山的标志。到泥盆纪进入碰撞期后造山阶段,泥盆纪磨拉斯则作为碰撞期后造山作用的标志。北祁连山及其邻区经历了石炭-三叠纪上叠盆地发展阶段,到侏罗纪进入陆内造山阶段。陆内造山作用的主要特征是山脉抬升、盆地沉降,形成盆-岭构造。这个作用一直持续到现在。笔者还对碰撞作用和造山作用的类型进行了讨论。认为软碰撞(soft collision)引起洋盆闭合,但不造山,硬碰撞(rigid collision)使残留海盆闭合并形成新生褶皱山系。在北祁连可以辨认出碰撞造山、碰撞期后造山及陆内造山这3种类型各具特征的造山作用。     

兴蒙造山带的基底属性与构造演化过程

为了解兴蒙造山带基底属性和多个构造体系演化与叠加历史,系统总结了近年来在基础地质研究中取得的新成果,并利用这些成果讨论了兴蒙造山带的基底属性与演化历史.兴蒙造山带是指我国东北地区古生代构造作用影响的地区,这些地区也遭受了中生代构造作用的叠加与改造.兴蒙造山带主要由微陆块和其间的造山带组成.虽然传统上认为属于前寒武纪结晶基底的地质体主要已解体为古生代和早中生代,但随着新太古代和古元古代地质体的相继发现,以及新生代玄武岩中幔源古元古代橄榄岩包体的发现,可以判定兴蒙造山带内微陆块应具有古老的前寒武纪基底,并且壳幔是耦合的.微陆块内部地壳增生以垂向增生为主,且主要发生在新元古代和中元古代,以及次要的新太古代和古生代.相反,陆块间造山带或岛弧地体的陆壳则以侧向增生为主,且主要发生在新元古代和古生代.额尔古纳地块与兴安地块的拼合发生在早古生代早期;兴安地块与松嫩地块的拼合发生在早石炭世晚期;松嫩地块与佳木斯地块的拼合发生在早古生代晚期,中生代早期又经历了裂解与再闭合的构造演化过程;华北克拉通北缘增生杂岩带与北方微陆块群的最终拼合发生在晚二叠世-中三叠世,古亚洲洋的最终闭合发生在中三叠世,且为剪刀式闭合.晚古生代晚期蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生以及早中生代(三叠纪-早侏罗世)的持续南向俯冲,控制了大兴安岭-冀北-辽西地区的岩浆活动,蒙古-鄂霍茨克大洋的闭合发生在中侏罗世,晚侏罗世-早白垩世主要表现为闭合后的伸展环境.古太平洋板块中生代的俯冲起始时间为早侏罗世,晚侏罗世-早白垩世早期东北亚陆缘主要表现为走滑的构造属性和陆缘地体从低纬度到高纬度的构造就位过程,早白垩世晚期-古近纪岩浆作用的向东收缩揭示了古太平洋板块的持续俯冲和俯冲板片的后撤过程,古近纪晚期日本海的打开标志着东北亚陆缘从活动陆缘已经转变为沟-弧-盆体系,并且标志着东亚大地幔楔的形成.     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水-武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇-武山蛇绿岩带、晚寒武世-早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积-火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山-沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲-碰撞型花岗岩体等组成.关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于N-MORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于E-MORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪.李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境.关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世(471～440Ma)古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型(450～456Ma)花岗岩类和碰撞型(438～400Ma)花岗岩类岩浆活动.西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成-洋壳俯冲消减直至陆-陆碰撞造山的板块构造演化过程.总体构造演化可划分为四个阶段:①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆-陆或陆-弧碰撞造山阶段.     

东南极普里兹带多期变质作用及其对罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆重建的启示

东南极普里兹带是一条经受格林维尔期和泛非期高级构造热事件影响的多相变质带,其构造演化过程与罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆的形成密切相关.新的岩石学和年代学资料表明,普里兹带中的格林维尔期高级变质作用是区域性的,并经历了>970Ma和930～900Ma两个演化阶段(期),变质条件达到相对高温高压的麻粒岩相.格林维尔期造山作用起始于活动大陆边缘或岛弧环境下的岩浆增生,最后发展到陆陆碰撞,从而使印度、东南极西陆块和非洲的卡拉哈里克拉通拼合在一起,构成了罗迪尼亚超大陆的重要组成部分之一.普里兹带中的泛非期高级变质作用并不象前人认为的那样只发生在中低压麻粒岩相条件下,而是达到高压麻粒岩相,并具有近等温减压的顺时针P-T演化轨迹.格林维尔期变质先驱的普遍存在说明泛非期碰撞造山事件主要叠加在印度-南极陆块东缘的基底杂岩之上,所以其主缝合线的位置应该在现今普里兹带的东南方向,并可能向南极内陆延伸到甘布尔采夫冰下山脉.对不同类型岩石的精细定年揭示,普里兹带中泛非期造山作用过程从570Ma一直持续到490Ma,这与东非造山带的晚期碰撞阶段大致相吻合.因此,冈瓦纳超大陆的最后拼合可能是通过西冈瓦纳、印度-南极陆块和澳大利亚-南极陆块等三个陆块的近于同期碰撞来完成的.     

内蒙古贺根山蛇绿岩形成时代及构造启示

贺根山蛇绿岩位于兴蒙造山带北缘,发育完整的地幔橄榄岩、堆晶岩和基性熔岩组合,伴生有放射虫硅质岩,但贺根山蛇绿岩的形成时代一直存在争议,给兴蒙造山带北部构造演化阶段划分造成了很大障碍。锆石U-Pb年代学研究表明,贺根山蛇绿岩中辉长闪长岩(341±3Ma)和玄武岩(359±5Ma)结晶年龄为早石炭世早期,同时玄武岩继承锆石峰值年龄为晚泥盆世早期(375±2Ma),这些继承锆石呈短柱状、棱角状,生长环带宽缓,多为补丁状、平坦状,为典型的基性岩浆锆石,表明最迟在晚泥盆世早期洋壳物质已经开始形成。上石炭统格根敖包组火山岩与蛇绿岩局部呈喷发不整合接触,该组的晶屑凝灰岩夹层时代为晚石炭世(323±3Ma),提供了蛇绿岩构造侵位年龄的上限。因此,将贺根山蛇绿岩形成时代定为晚泥盆世-早石炭世,侵位时代为晚石炭世。侵入地幔橄榄岩中的部分基性岩脉时代为早白垩世(132±1Ma、139±3Ma和120±1Ma),它们含有大量继承锆石(144±1Ma~2698±25Ma),继承锆石峰值年龄密切响应了兴蒙造山带北部早白垩世之前复杂的岩浆及构造事件,这些基性岩脉是燕山期伸展环境下的岩浆产物,并非早白垩世蛇绿岩。结合前人的工作成果和区域岩浆岩、地层时空分布特征,建立了兴蒙造山带北部晚古生代构造演化历程:二连贺根山一线早泥盆世处于剥蚀阶段,中泥盆世陆壳拉张出现新生洋盆,晚泥盆世早期洋盆持续扩张形成新生洋壳,早石炭世晚期洋壳开始向北俯冲消减,并持续增生至西伯利亚活动陆缘,晚石炭世洋盆陆续闭合,部分已经构造侵位的蛇绿岩被晚石炭世火山岩不整合覆盖,贺根山蛇绿岩正是该洋盆的残余产物。     

塔里木地块-柴达木地块碰撞相关的同碰撞和碰撞后构造——塔里木盆地地震资料解释成果

位于塔里木盆地南侧的阿尔金山和西昆仑山是特提斯超级造山带最北部的两条缝合带。该处的早古生代造山作用是原特提斯构造演化的重要组成部分。根据地震资料解释在塔里木盆地发现的碰撞相关构造指示,早古生代的碰撞事件发生于塔里木地块的东南侧,是塔里木地块与柴达木地块之间的碰撞造山作用。这次碰撞形成了阿尔金早古生代碰撞造山带。其同碰撞构造主要包括前陆褶皱冲断带(塘沽孜巴斯前陆褶皱冲断带)和大型基底卷入型背斜构造(轮南、塔东和塔中背斜),形成于晚奥陶世-早志留世。碰撞后构造为一系列正断层及其组合成的雁列状张扭性断层带,形成时间是中志留世-中泥盆世。根据塔里木盆地内发现的碰撞相关构造分析,结合造山带内的蛇绿岩和俯冲-碰撞相关岩浆岩、变质岩研究成果推论,作为原特提斯洋分支的古阿尔金洋,其洋壳自晚寒武开始向柴达木地块之下俯冲。至中奥陶世末-晚奥陶世初,洋壳俯冲完毕,古阿尔金洋闭合,塔里木地块-柴达木地块碰撞开始。该碰撞造山作用持续至早志留世末结束,然后进入中志留世-中泥盆世碰撞后应力伸展构造演化阶段。迄今,尚无碰撞相关构造指示塔里木克拉通西南缘曾经发生早古生代碰撞造山事件。早古生代,阿尔金山发生的是增生-碰撞...     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇武山蛇绿岩带、晚寒武世—早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲碰撞型花岗岩体等组成。关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于NMORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于EMORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪。李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境。关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世（471～440Ma）古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型（450～456Ma）花岗岩类和碰撞型（438～400Ma）花岗岩类岩浆活动。西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成洋壳俯冲消减直至陆陆碰撞造山的板块构造演化过程。总体构造演化可划分为四个阶段：①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆陆或陆弧碰撞造山阶段。     

内蒙古高尧乌拉白音高老组地质及年代学特征

通过1:50000区域地质调查,运用"火山构造-岩性岩相-火山地层"三重填图方法,将内蒙古东乌旗高尧乌拉白音高老组划分为3个岩性段,一段为火山碎屑沉积岩,二段为中性火山岩,三段为酸性火山岩,构成一个完整的沉积-喷发旋回.早期至晚期岩浆具有由中性向酸性演化的特征.划分出爆发相、侵出相、溢流相、火山通道相、喷发-沉积相及潜...     

内蒙古乌兰沟埃达克岩锆石U-Pb年龄及构造环境

内蒙古中部贺根山缝合带的梅劳特乌拉蛇绿岩中,新发现乌兰沟埃达克岩,岩性为花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石UPb测年结果表明,乌兰沟埃达克岩的侵位年龄为279.3±1.4Ma,其形成时代为早二叠世。乌兰沟埃达克岩SiO_2含量为65.92%~69.65%,MgO为1.34%~2.16%,Al_2O_3为15.30%~17.33%,Na_2O/K_2O值为3.95~14.09,Sr=359.60×10~(-6)~734.00×10~(-6),Yb=0.83×10~(-6)~2.02×10~(-6),Y=6.65×10~(-6)~12.84×10~(-6);富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素;稀土元素总量为32.18×10~(-6)~65.41×10~(-6),明显较低,轻、重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N值为2.84~7.56,无明显Eu异常,显示出高硅埃达克岩(HSA)的地球化学特征。该埃达克岩具有岛弧型岩浆岩特征,形成于俯冲带岛弧环境,可能为洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融并与上覆地幔楔橄榄岩反应成因。根据乌兰沟埃达克岩与梅劳特乌拉蛇绿岩的时空分布与演化特征,贺根山缝合带在早二叠世可能存在洋内俯冲作用。     

内蒙古东部马鞍山地区早石炭世高镁安山岩特征及地质意义

内蒙古东部马鞍山地区发育早石炭世高镁安山岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为346.4±1.4Ma,指示其形成于早石炭世。马鞍山高镁安山岩属于钙碱性岩石系列,SiO_2含量为53.22%~54.22%,MgO为7.21%~10.03%,Al_2O_2为14.37%~15.94%,CaO为4.81%~5.94%,富Na、贫K(Na_2O为3.87%~4.34%、K_2O为0.49%~0.93%)、低TFeO/MgO(1.5)、高Cr(364×10~(-6)~429×10~(-6))、Ni(204×10~(-6)~211×10~(-6))。所有样品均显示轻稀土元素富集,具轻微的负Eu异常,富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Zr、Ti、Y、Yb、Lu等,地球化学特征与赞岐岩相似。由此可知,马鞍山地区早白垩世高镁安山岩是由地幔橄榄岩与消减洋壳板片部分熔融产生的富Si质熔体平衡反应的产物,暗示其形成于与俯冲消减有关的构造背景,是古亚洲洋闭合过程中洋陆转化的产物。     

内蒙古西部北山-银额地区石炭纪-二叠纪层序地层与沉积演化

内蒙古西部北山-银额地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇带,构造背景复杂,一直是构造研究的热点地区。虽然研究区发育数千米以碎屑岩+火山岩+碳酸盐岩为特征的石炭系-二叠系,但层序地层与沉积演化研究十分薄弱,一定程度上制约了对构造背景的认识。本文通过石炭纪-二叠纪区域地层对比与层序地层研究,分别建立了北山和银额2个地区石炭纪-二叠纪层序地层格架,明确了不同构造单元石炭纪-二叠纪层序地层具有良好的对比关系,为统一构造环境沉积的地质体。通过沉积演化研究,明确了研究区石炭纪-二叠纪具有"两坳一隆"的构造格架,并控制着沉积相的展布,早石炭世晚期北山地区南部接受沉积,之后逐渐伸展,晚石炭世晚期-早二叠世早期盆地沉积范围最大,盆地演化达到鼎盛。早二叠世晚期盆地开始萎缩,晚二叠世海水基本退出研究区,仅银额东北部接受了海相沉积。总之,层序地层及沉积演化研究指示研究区石炭纪-二叠纪为相同构造环境下形成的统一的陆内(板内)裂谷盆地。     

内蒙古迪彦钦阿木斑岩钼矿床成矿流体的出溶、演化及对成矿的制约

迪彦钦阿木钼矿床位于内蒙古东乌旗地区,矿区侵入岩不发育,主要为细粒正长岩和基性岩脉,矿体主要发育在侏罗纪火山岩中,少量发育在细粒正长岩中,主要矿化类型为细网脉状、脉状、浸染状,具有斑岩型矿化特征。矿区的细粒正长岩中可见含矿石英-钾长石囊团或由之构成中心相的热液脉体,是岩浆-流体转化过程的直接证据。本文在详细岩相学观察的基础上,对石英-钾长石囊团中主要组成矿物开展了阴极发光图像分析,对石英、萤石中流体包裹体开展了显微测温实验,并借助SEM/EDS、显微激光拉曼探针、LA-ICP-MS等手段对包裹体成分进行了系统分析,基于以上实验结果对岩浆流体的出溶过程、出溶流体特征及矿质沉淀机制进行了探讨。研究结果表明,矿区钼成矿与细粒正长岩岩浆出溶流体有关;富F和挥发分造成成矿岩浆具有低的固相线温度和较低的黏度,因此成矿岩浆可以沿断裂快速上侵到地壳浅部;岩浆上侵过程中的减压沸腾可能是流体出溶的主要机制;早期出溶流体为富F和富CO₂的中高温(227～457℃)、中低盐度[w(NaCl_eq)=0.3%～8.6%]流体,由于快速减压造成流体沸腾形成低盐度富CO     

内蒙古德莫哈达盆地白音高老组地层层序及时代研究新进展

德莫哈达火山喷发盆地是大兴安岭南段晚中生代重要的火山喷发盆地之一,通过系统剖面研究及路线调查认为,德莫哈达火山喷发盆地由白音高老组火山岩组成,划分为3个岩性段,在白音高老组顶部划分出偏碱性火山岩段,构成一个完整的沉积-喷发旋回。盆地火山岩相有8种类型,圈定了9个Ⅴ级火山机构,受北北东向断裂控制明显。根据锆石U-Pb同位素测年,盆地火山活动时期为128~125Ma,为早白垩世。     

内蒙古迪彦钦阿木超大型钼矿床成矿流体特征及成矿机制

迪彦钦阿木钼矿是近年来发现的一个超大型斑岩钼矿床,位于大兴安岭中段二连浩特-东乌旗多金属成矿带。本文主要对迪彦钦阿木钼矿床的流体包裹体及硫同位素进行了系统研究。迪彦钦阿木钼矿发育有四个成矿阶段:石英-钾长石阶段、石英-辉钼矿阶段、石英-多金属硫化物阶段及石英-萤石-碳酸盐阶段。矿床不同阶段的流体包裹体中,富气相(V类)、富液相(L类)和含子晶(S类)包裹体大量共存。显微测温结果显示,第一阶段包裹体均一温度为492～ 600℃,盐度分为两部分:5. 36%NaCleqv(L类)和32. 39%～64. 90%NaCleqv(S类);第二阶段包裹体均一温度为292～510℃,盐度为4. 49%～19. 92%NaCleqv(L类)和28. 43%～70. 21%NaCleqv (S类);第三阶段包裹体均一温度为206～388℃,盐度为2. 24%～22. 71%NaCleqv(L类)和28. 62%～54. 64%NaCleqv(S类);第四阶段包裹体均一温度、盐度最低,均一温度为133～288℃,盐度为0. 88%～7. 86%NaCleqv。流体具有从高温、高盐度向低温低盐度演化趋势。前三个成矿阶段L类、V类和S类包裹体大量共存,端元包裹体均一温度相近,盐度相差很大,表明发生了强烈的流体沸腾作用。多期次的流体沸腾作用是迪彦钦阿木矿床的主要成矿机制。硫同位素研究显示,δ~(34)S值的变化范围是1. 78‰～10. 41‰,暗示着迪彦钦阿木钼矿成矿物质主要来自于岩浆。     

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。     

内蒙古苏尼特左旗晚泥盆世弧背前陆盆地的发现及构造意义

兴蒙造山带位于中亚造山带东段,是研究地壳生长与古亚洲洋演化的热点区域。内蒙古中部苏尼特左旗地区位于兴蒙造山带中段,区内分布的上泥盆统色日巴彦敖包组磨拉石建造是古亚洲洋闭合的重要证据之一,前人对其岩石组合、地层层序与沉积环境进行了报道,并指出其属于晚泥盆世的前陆盆地,但未就前陆盆地的属性、分类及其与造山带的空间关系展开详细研究。因此,本研究选择该区东北部的昌特敖包剖面,利用野外实测、锆石U-Pb同位素定年、沉积相分析等方法查明该碎屑沉积的地层层序、形成时代与物质来源,在此基础上补充完善了兴蒙造山带北造山带二级构造单元的划分方案。研究结果表明,昌特敖包剖面碎屑沉积属上泥盆统色日巴彦敖包组,而非前人认为的二叠纪大石寨组地层,其碎屑物质主要来自南部的宝力道岛弧与北部兴安-爱力格庙地块。沉积环境分析表明昌特敖包剖面色日巴彦敖包组主要为冲积扇相沉积,上部过渡到干旱气候火山活动背景下的滨浅海相沉积。综合昌特敖包剖面的沉积、年代、物源及大地构造位置特征,可以推断其代表晚泥盆世造山带的弧背前陆盆地。由此,苏尼特左旗地区北造山带的构造单元在前人划定的前陆变形带、混杂带、周缘前陆盆地、岛弧岩浆岩、同碰撞花岗岩以北,还存在弧背前陆盆地。本研究结果为恢复中亚造山带的构造演化过程提供了关键沉积学证据。     

内蒙古迪彦庙蛇绿岩带达哈特前弧玄武岩的发现及其地质意义

内蒙古SSZ型迪彦庙蛇绿岩位于兴蒙造山带北部的二连浩特-贺根山蛇绿岩带。笔者最近在迪彦庙蛇绿岩带西侧达哈特一带新发现前弧枕状玄武岩。该玄武岩岩性为低钾拉斑玄武岩,发育球颗结构和枕状构造。通过LA-ICP-MS U-Pb测年,获得玄武岩中锆石的206Pb/238U加权平均年龄为333.4±8.5Ma。岩石SiO_2 42.97%~50.9%,较低的TiO_2 0.59%~0.94%,富Na_2O(1.58%~4.26%)而贫K_2O(0.04%~0.44%),Na_2O/K_2O为9.59~47.3;岩石具有亏损型稀土配分模式,类似N-MORB,但高场强元素(HFSE)Nb、Ta和Ti等比N-MORB稍低,相容元素Cr、Ni和大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba、U比N-MORB稍高,与弧拉斑玄武岩相似。地球化学特征指示达哈特枕状玄武岩兼有洋中脊与岛弧双重特性,而更像洋中脊,与马里亚纳前弧玄武岩(FAB)相一致。这一发现为明确二连-贺根山蛇绿岩带早石炭世存在前弧玄武岩提供了岩石学、年代学和地球化学佐证,表明二连-贺根山洋早石炭世发生了洋内初始俯冲和洋陆转化岩浆作用。