龙木错—双湖古特提斯洋俯冲记录——羌塘中部日湾茶卡早石炭世岛弧火山岩

尽管龙木错—双湖结合带经历早古生代—三叠纪的长期演化过程,但已有资料显示羌塘中部沿该带的岩浆活动主要与碰撞作用有关,仍缺乏与俯冲相关火成岩的报道。报道龙木错—双湖结合带西段日湾茶卡东的一套那底岗日组火山岩中安山岩的年龄、岩石及地球化学特征,利用LA-ICP-MS方法测得安山岩锆石U-Pb年龄为330.6±2.8Ma,表明火山活动的时间为早石炭世。该套岩石因遭受硅质流体交代,SiO2含量变化较大（54.84%~72.84%）,在Nb/Y-Zr/TiO2×0.00001图解中全部落入安山岩区,属于低—中钾钙碱性系列;微量元素蛛网图明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具火山岛弧特征。日湾茶卡安山岩是在羌塘中部发现的早石炭世岛弧型火山岩,为龙木错—双湖古特提斯洋盆晚古生代俯冲作用提供直接的年代学和岩石学证据。     

龙木错—双湖古特提斯洋俯冲记录——羌塘中部日湾茶卡早石炭世岛弧火山岩

尽管龙木错—双湖结合带经历早古生代—三叠纪的长期演化过程,但已有资料显示羌塘中部沿该带的岩浆活动主要与碰撞作用有关,仍缺乏与俯冲相关火成岩的报道。报道龙木错—双湖结合带西段日湾茶卡东的一套那底岗日组火山岩中安山岩的年龄、岩石及地球化学特征,利用LA-ICP-MS方法测得安山岩锆石U-Pb年龄为330.6±2.8Ma,表明火山活动的时间为早石炭世。该套岩石因遭受硅质流体交代,Si O2含量变化较大(54.84%~72.84%),在Nb/Y-Zr/Ti O2×0.00001图解中全部落入安山岩区,属于低—中钾钙碱性系列;微量元素蛛网图明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具火山岛弧特征。日湾茶卡安山岩是在羌塘中部发现的早石炭世岛弧型火山岩,为龙木错—双湖古特提斯洋盆晚古生代俯冲作用提供直接的年代学和岩石学证据。     

西准噶尔博什库尔-成吉斯火山弧早石炭世火山岩的确立及构造意义

博什库尔-成吉斯火山弧中的黑山头组分布于西准噶尔谢米斯台山西缘,主要为一套火山碎屑岩-中酸性火山岩组合,其中酸性火山岩主要为安山岩、碎裂岩化安山岩、英安岩。通过对黑山头组中的英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得其年龄为(331±2.4)Ma(n=13,MSWD=0.39,95%置信度),时代为早石炭世。证实博什库尔-成吉斯火山弧岩浆活动在早泥盆世以后并未完全结束,并延续到了早石炭世。     

新疆卡拉麦里姜巴斯套组火山岩地球化学特征与构造意义

通过对新疆卡拉麦里姜巴斯套组火山岩野外地质特征、岩石学和高精度同位素年代学的研究,发现姜巴斯套组火山岩具典型双峰式组合,岩石类型包括玄武岩-酸性火山碎屑岩-玄武粗面安山岩;得到玄武粗面安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（319.8±2）Ma（加权均方偏差值为3）,表明姜巴斯套组火山岩形成于早石炭世谢尔普霍夫阶。对火山岩地球化学特征的研究表明,姜巴斯套组火山岩钙碱性系列、高钾钙碱性系列和钾玄岩系列岩石兼而有之,岩石的稀土元素配分曲线均为轻稀土元素富集型,无明显Eu异常,玄武岩和玄武粗面安山岩具有K正异常和Sr负异常,酸性火山碎屑岩表现出Nb、Ta和Ti显著亏损。总体来说,姜巴斯套组火山岩富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素。玄武岩和玄武粗面安山岩表现出大陆裂谷（大陆板内拉张区域）岩石特征;酸性火山碎屑岩表现出岛弧或者活动大陆边缘岩石属性。总之,姜巴斯套组火山岩形成于卡拉麦里洋盆闭合碰撞造山后的拉张伸展环境,卡拉麦里地区在早石炭世末期就进入了碰撞后的陆内伸展拉伸阶段。     

内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区早石炭世火山岩的发现及其构造意义

内蒙古苏尼特右旗温都尔庙地区发现一套以片理化安山岩和蚀变流纹岩为主的火山岩,其中测得安山岩的锆石SHRIMP年龄为333±4Ma。岩石可分为玄武岩-安山岩类和英安岩-流纹岩类,其中玄武岩-安山岩类火山岩Si O2含量47.40%~62.75%,Mg#值介于17.2~25.6,属于拉斑系列;稀土总量较低,总体趋势近水平,轻重稀土分馏不明显,Eu异常不明显(δEu=1.22~1.46);岩石经历了强片理化和蚀变作用,大离子亲石元素(LILEs)容易发生活动运移,变化较大,但总体呈富集状态,Ta、Nb和Ti明显亏损,类似岛弧火山岩,其原始岩浆应起源于受俯冲板片脱水熔融交代的地幔楔。英安岩-流纹岩类火山岩Si O2含量63.50%~79.80%,相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)及Sr、P元素,类似活动大陆边缘火山岩,其原始岩浆应源于地壳物质的部分熔融。综上所述,笔者认为早石炭世期间,华北板块北缘处于古亚洲洋的俯冲作用下,古亚洲洋的闭合时间应晚于早石炭世。     

西天山松湖铁矿区火山岩地球化学特征、成岩时代及其地质意义

阿吾拉勒成矿带位于新疆西天山伊犁地块东北缘,是一条极其重要的铁、铜、金多金属成矿带。松湖铁矿床位于该成矿带西段,矿区出露的地层主要为一套钙碱性系列的火山岩,岩石类型有安山岩、安山质火山碎屑、少量英安岩、流纹岩及等质的火山碎屑岩。铁矿体赋存于安山岩及安山质火山碎屑岩中。安山岩中锆石U-Pb谐和年龄为(343.2±2)Ma,属早石炭世维宪期。该组火山岩具有相似的稀土元素及微量元素地球化学特征,暗示它们应为同源岩浆演化的产物。其微量元素组成具有富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、K等)和轻稀土元素、亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)的特点,显示活动大陆边缘火山岩特征。矿区安山岩的Nd同位素组成具有亏损型特征(εNd(t)=+2.09~+3.39,平均值为+2.59),而Sr同位素组成为富集型((87Sr/86Sr)i=0.7056~0.7060),显示其岩浆源区应为莫霍面附近的岛弧型地壳根部。     

浙西开化地区新元古代(~800 Ma)洋陆俯冲:来自活动陆缘弧火山岩序列组合的制约

浙西开化地区处于江南造山带东段,沿下庄-树范断裂北西侧发育一套浅变质的玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合.地球化学分析结果显示,玄武岩、安山岩和英安岩、流纹岩表现为连续演化的岩浆序列,岩石多富集Ba、K、Rb,亏损Sr等大离子亲石元素,富集Pb,亏损P、Ti、Ta、Nb等高场强元素.玄武岩Nb含量介于11.8×10-6~15.2×10-6,Nb/Ta=15.36~18.10,Nb/U=8.90~19.32,具有富Nb特点;安山岩MgO含量为5.31%~8.56%,Mg#值为56.89~68.83,FeOT/MgO介于0.82~1.36,显示高Mg特征;英安岩和流纹岩Ga/Al比值高,且FeOT/MgO多介于5.66~18.50,锆石饱和温度为837~920℃,表现出A型酸性火山岩特征.锆石U-Pb定年结果表明,玄武岩、安山岩和流纹岩的成岩年龄分别为800.5±9.2 Ma、799.3±7.1 Ma和798.3±6.2 Ma,均系新元古代（~800 Ma）构造岩浆活动的产物.富Nb玄武岩和高Mg安山岩组合为活动陆缘弧的典型代表,而英安岩和流纹岩则可能形成于俯冲机制下的拉张环境,进一步表明新元古代（~800 Ma）左右,古华南洋北西向扬子陆块的俯冲仍在继续.      

冀东双山子群变质火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学及其对岩石成因和构造背景的制约

冀东双山子群是一套出露于青龙县东部变质程度较低的火山沉积地层,其中火山岩地层主要由变质玄武岩、安山岩和英安岩-流纹岩组成。全岩地球化学分析表明变玄武岩呈现拉斑玄武岩的地球化学特征,起源于尖晶石二辉橄榄岩12%~25%的部分熔融,变质安山岩与变质英安岩-流纹岩形成于弧下地幔部分熔融,该熔体受到地壳物质混染。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明本群变质安山岩形成于2514±16Ma,而变质流纹岩形成于2522±8Ma,二者均受到~2450和~2300Ma的后期热事件扰动。结合本群变质火山岩的岩石组合、地球化学特征和岩石成因,该套岩石可能形成于活动大陆边缘弧相关构造背景。     

内蒙古北山造山带圆包山—希热哈达地区白山组火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及对古亚洲洋俯冲作用的启示

在内蒙古北山造山带北部圆包山—希热哈达地区白山组采集了安山岩和含角砾花岗斑岩,并对其进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学分析,探讨北山地区晚古生代构造演化历史。锆石U-Pb定年结果显示,安山岩和含角砾花岗斑岩的年龄加权平均值分别为300.0±2.5 Ma（MSWD=2.0,n=13）和300.3±1.9 Ma（MSWD=1.9,n=23）,确认研究区白山组地层时代为晚石炭世。该套火山岩相对富集轻稀土元素和Rb、K、Ba等大离子亲石元素,亏损重稀土元素和Nb、P、Ti等高场强元素,具有活动性大陆边缘弧的地球化学特征,表明晚古生代北山北部古亚洲洋板块的俯冲持续到晚石炭世。岩石地球化学研究显示,石炭纪白山组安山岩的岩浆是俯冲带流体交代中—下地壳,并使其部分熔融形成;含角砾花岗斑岩主要为中—下地壳物质熔融的产物,源区有沉积物熔体的加入。由北往南,白山组火山岩从中性钙碱性向中酸性、酸性高钾钙碱性火山岩过渡,其分布规律指示了古亚洲洋板块由北向南的俯冲极性。     

内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物

北山北部晚古生代岩浆事件的性质对该地区这一时期的构造演化研究具有重要意义.对内蒙古北山哈珠地区石炭纪白山组火山岩进行了系统的年代学、地球化学、Lu-Hf同位素测试,结果显示:白山组主要由玄武安山质、安山质、英安质、流纹质火山岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得安山岩、英安岩、流纹岩的成岩年龄分别为325.6±1.4 Ma、313.5±3.4 Ma、314.7±1.7 Ma,时代为早石炭世晚期-晚石炭世.火山岩空间分布上表现出明显的"组成极性",区域上由北至南从中性火山岩（钙碱性系列）→酸性火山岩（高钾钙碱性系列）演化,K₂O含量与K₂O/Na₂O比值也呈相应的增加趋势,其中玄武安山岩、安山岩具有高Al₂O₃、低TiO₂以及低的Ni、Cr含量,所有样品普遍亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土元素配分模式,以上特征指示白山组火山岩形成于洋壳向南俯冲过程中的活动大陆边缘背景下.另外,白山组中安山岩具有高的ε_Hf（t）值（+7.0~+14.1）和年轻的平均地壳模式年龄T_DMC（437~891 Ma）,接近上地幔的Rb/Sr比值（0.01~0.15）,Nb/Ta比值（12.59~18.80）处于地壳平均值和地幔平均值之间;流纹岩具有相对较低的ε_Hf（t）值（4.3~8.2）和偏老的平均地壳模式年龄T_DMC（804~1 054 Ma）,Rb/Sr比值（0.80~1.73）远大于地壳平均值,Nb/Ta比值（10.66~13.08）接近地壳平均值反映岩浆源区向洋侧以新生地壳和地幔物质为主,向内陆一侧逐渐演化为更多陆壳（较老地壳）物质的加入.综合以上分析并结合前人资料,北山哈珠地区晚古生代石炭纪白山组火山岩是红石山洋向南侧马鬃山-旱山地块俯冲过程中活动陆缘岩浆作用的产物.      

准噶尔盆地东部北三台地区石炭系火山岩的锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

准噶尔盆地北三台地区钻井岩心获得的巴塔玛依内山组火山岩主要由玄武岩、玄武安山岩、安山岩和英安岩及部分火山碎屑岩组成。地球化学研究结果显示,火山岩为低TiO2、高Na2O的钙碱性系列,具低到中度轻、重稀土分馏的谱型,相对富集大离子亲石元素,贫高场强元素,明显亏损Nb和Ta、富集Pb;由基性到中酸性火山岩。Sr、Ti和P的亏损逐渐增大,证明是与大洋俯冲相关的岛弧环境同源岩浆演化的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分别获得安山岩和英安岩325～321Ma和310 Ma的形成年龄,结合前人同层位获得基性火山岩300 Ma的形成年龄认为,准噶尔洋在盆地东部的俯冲作用一直延续至晚石炭世,大洋闭合可能发生在晚石炭世末期。     

Tectonic Implications of the Carboniferous Volcanic Rocks in the Eastern Junggar — Evidence from Zircon U‐Pb Ages and Geochemistry

Well Drilling shows that the volcanic rocks from the Carboniferous Batamayineishan Formation in the Eastern Junggar basin are mainly composed of volcaniclastic rocks (av. 52%) and volcanic lavas (32%), with a small amount of volcanic pyroclastic lavas (av. 11%). The volcanic lavas are basalt‐basaltic andesite‐andesite‐dacite assemblage. The LA‐ICP‐MS zircon U‐Pb dating of the andesite and the dacite yielded 325～321 Ma and 310 Ma ages, respectively, which is of high agreement with the published age (300 Ma) of basalts from this Formation, it is implied that an important volcanic activity occurred in Junggar basin in the late Carboniferous. The lavas have low TiO₂ and high Na₂O, indicating a calc‐alkaline series. Geochemical data show that they are characterized by LREE‐enriched patterns with slightly negative Eu anomalies. The rocks have high large ion lithophile element (LILE), and low high field strength element (HFSE) concentrations, with strong negative Nb, Ta and Ti anomalies. From basic through intermediate to felsic, the depletions in Sr, Ti and P of the studied volcanic rocks increase gradually. These geochemical characteristics indicate that the volcanic rocks are magmatic evolution products attributed to partial melting of mantle‐derived spinelle lherzolite related to oceanic subduction in an island‐arc setting. In combination with the LA‐ICP‐MS zircon U‐Pb dating, it is inferred that subduction of the Junggar Ocean in eastern Junggar basin lasted to the Late Carboniferous. Consequently, the final closure of the Junggar Ocean occurred most likely after 310 Ma.     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353.9Ma±6.5Ma和356.3Ma±4.4Ma,属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大(约40Ma)。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素(如Cs、Rb、Th、U),而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、U、Ta等元素,具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁-中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲-碰撞的最后阶段。     

东昆仑达达肯乌拉山铅锌矿床牦牛山组火山岩地球化学特征及意义

通过对达达肯乌拉山铅锌多金属矿床的牦牛山组火山岩的岩石学、岩石地球化学及年代学研究,显示牦牛山组火山岩岩相学为安山岩、凝灰岩、英安岩和流纹岩,化学成分显示其为粗面英安岩、英安岩和流纹岩。岩石地球化学研究表明,牦牛山组火山岩属高钾钙碱性系列,所有样品的稀土配分曲线具有相似的特征,稀土丰度总量REE为67.72×10-6~371.9×10-6,轻重稀土分馏明显,(La/Yb)N=3.7~26.5,δEu为0.73~1.16,微量元素以富集Rb、Ba、Th,亏损Ta、Nb为特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究结果显示,牦牛山组英安岩形成于(369.2±3.3) Ma,属于晚泥盆世。综合研究认为,达达肯乌拉山铅锌矿区牦牛山组火山岩具岛弧火山岩特征,产于造山后碰撞环境。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA—ICP—MS锆石U—Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA—IcP—Ms锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353．9Ma_6．5Ma和3563Ma±4．4Ma．属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大（约40Ma）。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素（如Cs、Rb、Th、U）,而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、u、Ta等元素,具有明显的Ba、sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁一中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲一碰撞的最后阶段。     

Characteristics and genesis of diachronous Carboniferous volcano-sedimentary sequences: insights from geochemistry,petrology and U–Pb dating in the North Junggar basin,China

ABSTRACT

The subduction of oceanic lithosphere during the Carboniferous Period contributed to the formation of widely distributed subduction-related volcanic rocks within the Junggar basin. These volcanic rock associations contain significant clues for understanding the subduction of the Keramaili oceanic lithosphere and the filling of the remnant oceanic basin. Here, we report regional gravity and magnetic data, petrology, geochemistry, and U–Pb dating for Carboniferous volcanic rocks from the North Junggar basin (NJB). Using samples from well Y-1, we distinguish upper and lower volcanic sequences on the basis of selected geochemical data. An isochronous stratigraphic framework of Carboniferous volcano-sedimentary sequences is then constructed and the petrogenesis of these volcanic rocks is discussed. Finally, we propose an explanation for the genesis of these diachronous Carboniferous volcano-sedimentary sequences. The results show that various volcanic rocks are distributed in different areas of the NJB, and mainly consist of calc-alkaline basalt–andesite–dacite assemblages and alkaline basalt–basaltic andesite–andesite assemblages. The geochemical data also demonstrate a binary nature of the Carboniferous volcanic rocks. In the eastern NJB, the lower and upper volcanic sequences are formed during the early and late Carboniferous, respectively. However, all of these volcano-related sequences in the western of the NJB are formed during the late Carboniferous. These volcano-sedimentary sequences exhibit a ‘ladder-style’ of temporospatial evolution from east to west. The geochemical results also indicate that the upper volcanic rocks include island arc components formed in an extensional setting, whereas the lower volcanic rocks were derived from deep crustal cycling metasomatism by various mantle components in a continental arc environment. Earlier closure of the Keramaili oceanic basin and slab roll-back of the Junggar oceanic lithosphere in eastern versus western Junggar basin led to the formation of these diachronous volcano-sedimentary sequences.     

内蒙古雅干地区晚石炭世白山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

弧火山岩对揭示俯冲过程中深部岩浆作用具有重要意义。内蒙古雅干地区白山组火山岩岩性主要为流纹岩、英安岩、流纹质晶屑凝灰岩、英安质晶屑凝灰岩。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为309±1 Ma、308±1 Ma及300±2 Ma,时代为晚石炭世。地球化学分析显示,白山组火山岩具有较高的SiO2（70.98%~75.45%）、Na2O（2.90%~5.23%）含量,总体相对富钠,Na2O/K2O平均值为1.57。样品富集Rb、K、U等大离子亲石元素,亏损Nb、P、Ti等高场强元素,显示轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾稀土元素配分模式,并且具有较明显的负Eu异常（δEu平均值为0.22）,（La/Yb）N值为3.24~9.99,（La/Sm）N值为4.47~8.31。研究发现,白山组火山岩整体具有弧火山岩的地球化学特征,可能形成于大陆边缘弧构造环境,为晚石炭世古亚洲洋俯冲作用的产物。     

大兴安岭中部柴河——蘑菇气地区早白垩世中性火山岩岩石成因及构造背景

大兴安岭中部柴河—蘑菇气地区早白垩世中性火山岩岩相学研究表明,其主要岩石组合为安山岩、英安岩、安山质晶屑凝灰熔岩、凝灰角砾熔岩等,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示其形成于140~130Ma之间。岩石主量元素具有富钾钠、富铝,贫镁的特点,属高钾钙碱性岩石。相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,无明显的Eu异常,微量元素主要富集大离子亲石元素(如Rb、K、LREE)和Ba、Sr元素,亏损高场强元素(Ta、Nb、P、Ti)。地球化学特征指示,这些早白垩世中性火山岩来源于新元古代和古生代期间新增生的下地壳玄武质岩石的部分熔融,并可能受到早先俯冲事件带来的流体的影响,形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合陆壳加厚之后的岩石圈伸展环境。