大兴安岭乌奴尔地区白音高老组流纹岩锆石U-Pb年龄及形成地质背景讨论

【研究目的】大兴安岭分布着中国东北最大的中生代火山岩带,白音高老组是该中生代火山岩重要组成部分,白音高老组的年代学及地球化学特征可为大兴安岭地区构造演化提供基础地质资料。【研究方法】本文对大兴安岭乌奴尔地区白音高老组流纹岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学测试。【研究结果】流纹岩锆石U-Pb年龄为（127.6±1.2）Ma,属早白垩世。岩石地球化学数据显示,岩体属高硅高钾弱过铝质钙碱性系列。岩石整体富集大离子亲石元素K、Rb、Ba,亏损大离子亲石元素Sr和高场强元素Nb、P、Ti,LREE相对富集,HREE相对亏损,具有中等的富Eu异常（δEu=0.49～0.87）。【结论】综合区域地质特征及本次研究认为,大兴安岭乌奴尔地区白音高老组流纹岩的形成构造背景可能与古太平洋板块向欧亚大陆之下俯冲作用有关。     

大兴安岭北段八大关地区早侏罗世流纹岩锆石U-Pb定年与岩石成因

大兴安岭北段八大关地区首次发现早侏罗世火山岩,该类岩石主要由流纹岩组成,含少量英安岩和流纹质凝灰岩,LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示其形成于185~190 Ma,岩石地球化学研究表明,流纹岩具有高硅富碱,贫镁钙和高FeO~T/MgO比值的特征,属于高钾钙碱性系列;稀土总量不高(ΣREE=103.80×10~(-6)~194.31×10~(-6)),轻重稀土分馏较明显((La/Yb)N=7.12~10.22),中等负Eu异常(δEu=0.34~0.74),微量元素以富集Rb、Ba、Th、U、K和LREE,强烈亏损Sr、P、Ti,相对亏损Nb、Ta为特征,显示地壳来源,结合较低的Ga/Al比值,该区流纹岩具有I型花岗岩特点,在(Y+Nb)-Rb和(Yb+Ta)-Rb判别图解上显示其形成于活动大陆边缘环境。综合研究表明,八大关地区早侏罗世之前为活动陆缘环境,蒙古—鄂霍茨克大洋板块向额尔古纳地块之下俯冲。     

锡林浩特东部早白垩世白音高老组岩石地球化学特征、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

锡林浩特东部白音高老组火山岩主要由石泡流纹岩、珍珠岩、碎斑熔岩、流纹质熔结凝灰岩等组成。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,火山岩形成于134 Ma~139 Ma之间的早白垩世。岩石地球化学研究表明:该组火山岩具有高硅、高钾、高Fe OT/Mg O比值(4.88~19.09),贫镁、钙特征,属高钾钙-碱性岩系;稀土元素表现为稀土总量较高(∑REE=82.02~436.61)、轻重稀土分馏明显(LaN/YbN=2.23~20.74)、属轻稀土富集型(LRE/HRE=2.71~11.87)、Eu负异常显著(δEu=0.06~0.42);微量元素特征表现为大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K相对较为富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,而Ba、Sr、Zr、Ti强烈亏损,与A2型花岗岩特征相似。其岩浆来源为典型的壳源岩浆系列,是陆壳岩石部分熔融的产物,形成于造山后的张性构造环境。     

内蒙古苏尼特左旗白音乌拉北部白音高老组时代重新厘定——来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

内蒙古苏尼特左旗北部出露一套灰白色流纹质火山岩,前人根据岩性组合将其归入上侏罗统白音高老组。在这套火山岩中获得了4个LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,分别为305.1±1.1Ma、304.5±1.1Ma、305.7±1.9Ma、303.6±1.1Ma,将其划归为上石炭统宝力高庙组,这对研究区的地层划分及确定岩浆演化具有指导性意义。     

内蒙古苏尼特左旗白音乌拉北部白音高老组时代重新厘定——来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

内蒙古苏尼特左旗北部出露一套灰白色流纹质火山岩,前人根据岩性组合将其归入上侏罗统白音高老组。在这套火山岩中获得了4个LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,分别为305.1±1.1Ma、304.5±1.1Ma、305.7±1.9Ma、303.6±1.1Ma,将其划归为上石炭统宝力高庙组,这对研究区的地层划分及确定岩浆演化具有指导性意义。     

大兴安岭中段索伦地区白音高老组火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

白音高老组火山岩位于大兴安岭中段科右前旗索伦地区,主要岩性为流纹岩和流纹质晶屑凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析表明,3组样品的锆石U-Pb年龄分别为127±2Ma、133±2Ma和123±1Ma,即白音高老组火山岩形成于133~123Ma,为早白垩世岩浆活动的产物。岩石学和岩石地球化学特征显示,白音高老组火山岩类似于高分异的I型花岗岩,有斜长石和少量角闪石部分熔融残留。锆石的~(176)Hf/~(177)Hf值介于0.282854~0.283026之间,ε_(Hf)(t)为较高的正值,变化于+5.5~+11.5之间,Hf二阶段模式年龄(T_(DM2))为828~439Ma,表明兴安地块地壳的主体增生年代为新元古代—显生宙。通过对比东北地区(以邻区为主)同时代岩浆-构造活动,研究区内白音高老组火山岩形成于伸展构造环境,这种伸展构造环境的形成可能与古太平洋板块俯冲于欧亚大陆之下的弧后伸展环境有关。     

内蒙古扎兰屯地区白音高老组火山岩地球化学、年代学及其地质意义

扎兰屯西南部白音高老组火山岩的岩相学鉴定为流纹岩组,少量英安岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,流纹岩形成于125~129 Ma的早白垩世.岩石地球化学研究表明,火山岩高硅、富碱,为过铝质高钾钙碱性系列;稀土丰度较高（∑REE=128.35×10-6~169.26×10-6）,轻重稀土分馏明显（（La/Yb）N=12.17~16.42）,弱负Eu异常（δEu=0.43~0.70）;大离子亲石元素（LILE）Rb、Th、K等相对富集,出现Ba的亏损,高场强元素（HFSE）Sr、P、Ti强烈亏损,Nb、Ta相对亏损,与A型花岗岩特征相似.Rb/Sr=0.58~2.06,Ti/Y=6.50~17.98,Ti/Zr=7.49~40.87,基性相容组分Cr、Co、Ni含量较低,Mg#较低,具有壳源岩浆特征.综合考虑扎兰屯白音高老组火山岩的上述特征并结合他人研究成果,认为扎兰屯地区的这套火山岩源于地壳的部分熔融,形成于非造山板内伸展环境.     

内蒙古扎鲁特旗白音高老组火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

内蒙古扎鲁特旗地区发育的白音高老组,其岩性主要为一套酸性火山岩组成。锆石U-Pb测年结果显示白音高老组火山岩的年龄为127 Ma±1.2 Ma(MSWD=0.80)。为早白垩世。岩石地球化学数据表明:白音高老组火山岩具有高硅富碱(wSiO2平均为75.84%,wNa2O+K2O平均为8.63%)、贫镁(0.05%~0.12%)、贫钙(0.18%~0.28%)的特征。相对富集元素Rb,Th和U;亏损元素Sr,Ti,P。稀土总量(ΣREE)偏低(ΣREE介于125.10×10-6~158.20×10-6之间)。(La/Sm)N介于3.15~5.20之间,轻稀土元素分馏较为明显;具有明显的负Eu异常(δEu平均值0.40);稀土元素分配模式为右倾型。研究显示,该地区火山岩具有A型花岗岩的特征,其形成机制由下地壳玄武质岩石部分熔融,与蒙古-鄂霍茨克洋的演化有关,形成于造山后的伸展环境。     

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...     

北山风雷山地区白山组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及构造环境

北山地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇部位,总体上为一近东西向展布的构造-岩浆活动带。风雷山白山组岩性主要为紫红色流纹岩,流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、英安质、安山质晶屑凝灰岩夹少量灰色英安岩等,依据喷发特征和岩石空间叠置关系将其划分为一段、二段。岩石地球化学特征显示,流纹岩Si O2含量高(77.05%~77.52%);K2O/Na2O1(1.03~1.07);Ti O2(0.06%~0.19%)、Ca O(0.38%~1.04%)、Mg O(0.09%~0.17%)含量低,岩石的里特曼指数平均为1.74,相对富集大离子亲石元素(LILE)Rb、K,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti,稀土总量平均为138.47×10-6,轻稀土总量(ΣLREE平均为127.55×10-6)明显高于重稀土(ΣHREE平均为10.92×10-6),轻重稀土分馏明显((La/Yb)N变化于6.37~7.88,平均为7.05;(La/Sm)N变化于4.51~4.61,平均为4.55,Eu具较为明显的负异常(δEu平均仅为0.62)。岩石学、地球化学特征表明构造背景为陆缘弧。流纹岩LA-MCICP-MS锆石U-Pb年龄为(318.5±1.2)Ma,结合区域地质特征,白山组应形成于晚石炭世。     

南阿尔金茫崖地区花岗岩类锆石SHRIMPU-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

南阿尔金茫崖地区早古生代花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,阿克提山花岗岩为264±1Ma,柴水沟花岗岩分别为404±5Ma、406±4Ma,其中的辉绿岩为454±4Ma,常春沟花岗岩分别为411±5Ma、406±3Ma,茫崖镇北石英闪长岩为466±5Ma,阿卡龙山花岗岩为469±6Ma。锆石Lu-Hf同位素分析表明,εHf(t)值大多数为正值,少数继承性锆石为负值,反映了它们的源岩以新生地壳为主,同时,也混有少量的古大陆壳的成分。结合区域地质特征和各岩体的岩石地球化学特征,将南阿尔金茫崖地区早古生代花岗质岩浆活动划分为3期,第一期(465~469Ma)岩石组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+花岗岩,具有岛弧火成岩的地球化学属性,其形成可能与洋壳的俯冲作用有关;第二期(404~411Ma)岩石组合为花岗闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,具有A型花岗岩的地球化学特征,可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整有关,第三期(264Ma)岩石组合为石英闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,也具有I型花岗岩的特征,可能与阿尔金断裂的活动有关。     

满洲里南部玛尼吐组火山岩锆石U-Pb年龄与地球化学研究

满洲里南部玛尼吐组火山岩的岩相学鉴定为安山岩、粗安岩和粗面岩,化学成分显示其以粗面岩为主,少量流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示其形成于146 ～ 158Ma之间的晚侏罗世.火山岩富碱高钾,属碱性系列;稀土总量较高(∑REE=328.2×10-6 ～419.2×10-6),轻重稀土分馏较明显((La/Yb)N=12.87～23.10),中等负铕异常(δEu=0.41 ～0.70);富集大离子亲石元素Rb、K和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti.具有高Rb/Sr比值(0.34 ～ 1.88)和正的εHf(t)值(3.68 ～8.65),锆石176Hf/177 Hf介于0.282780 ～0.282922之间,两阶段Hf模式年龄为652 ～972Ma的新元古代.岩浆源区物质为新元古代增生的基性火成岩地壳,火山岩形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山岩的岩石圈伸展构造环境.     

内蒙古扎鲁特盆地坤都地区满克头鄂博组流纹岩锆石U-Pb年龄及岩石成因

为研究内蒙古扎鲁特盆地坤都地区晚侏罗世火山岩的构造属性,对研究区内流纹岩开展了锆石U-Pb定年和原位Lu-Hf同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示,流纹岩形成于151.2±1.2Ma,属于晚侏罗世。岩石地球化学研究表明,火山岩具高硅富碱、贫镁钙的特征,稀土元素总量为110.38×10~(-6)~138.88×10~(-6),轻、重稀土元素分馏中等,弱负Eu异常(δEu=0.72~0.98),微量元素特征为富集Cs、Rb、Ba和轻稀土元素,强烈亏损Sr、P、Ti,相对亏损Nb、Ta,ε_(Hf)(t)值为-10.1~4.9,对应的地壳模式年龄(T~C_(DM))为1192~3639Ma,反映其岩浆来源于元古宙、太古宙地壳物质的部分熔融,之后经历矿物分离结晶作用。通过对比大兴安岭地区同时代岩浆-构造活动,研究区满克头鄂博组流纹岩形成于后造山伸展背景,与蒙古-鄂霍茨克造山后伸展作用有关。     

湘东南黄沙坪花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石地球化学特征

湘东南花岗岩带位于南岭花岗岩带中段,包含以千里山、骑田岭等为代表的花岗岩类和以水口山、铜山岭及宝山为代表的花岗闪长岩类。黄沙坪花岗岩体与前者相邻产出,在岩石地球化学上也具有相类似的特征,其主量元素表现为高硅、高钾、高K2O／Na2O比值,低磷,微量元素以富集Rb、Th、U、K、Ta、Nb,贫Ba、Sr、P、Eu、Ti为特征,具有明显的Eu负异常。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb原位定年方法,测得黄沙坪花岗岩的年龄为161．6±1．1Ma,也与区内千里山(162．55±3．25Ma)、骑田岭(161±2Ma)等花岗岩岩体的年龄基本一致,代表了湘东南乃至南岭地区燕山期花岗岩的主要形成时期。因此本文认为,黄沙坪花岗岩体与千里山、骑田岭等岩体属于同一类型,岩石成因可能与印支造山运动后的岩石圈伸展有关,形成于地壳物质的部分熔融;而与水口山、铜山岭和宝山等花岗闪长质岩体有较明显差异。     

扬子地台北缘檬子地区侵入岩年代格架和岩石成因研究

对扬子地台北缘檬子地区发育的辉长苏长岩、角闪辉长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和钾长花岗岩体进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素、全岩主量和微量元素分析。结果表明,该区基性和中酸性岩体均形成于新元古代中晚期。其中基性侵入体辉长苏长岩形成于764±38Ma,角闪辉长岩形成于757±32Ma,均属钙碱性系列,轻稀土富集,微量元素原始地幔蛛网图中显示富集大离子亲石元素(LILE,如Ba、La、Ce、Sr等)、具有明显的Nb、Ta负异常和弱的P、Ti具负异常,形成于地幔原始石榴石二辉橄榄岩源区,部分熔融的程度大于10%。锆石Lu-Hf同位素研究揭示辉长苏长岩ε_Hf(t)值变化于+6.92~+13.99,t_DM变化于736~1058Ma,当ε_Hf(t)为最大正值时,对应的t_DM与岩石的形成年龄基本一致;角闪辉长岩ε_Hf(t)变化于+4.74~+14.97,t_DM主体范围变化于707~1214Ma,当ε_Hf(t)具有最大的正值时,t_DM接近于岩石形成年龄。反映出辉长苏长岩和角闪辉长岩在形成过程中,经历了地壳混染作用,最有可能是中元古代地壳的混染。对石英闪长岩年代学测试表明其形成于774±34Ma。花岗闪长岩、石英闪长岩属钙碱性系列,具有相似的稀土和微量元素分布特点,表现为大离子亲石元素富集,亏损高场强元素(Ta、Nb、Y、Yb等)的特点。钾长花岗岩样品属高钾钙碱系列,岩石稀土元素丰度较低,∑REE=105.9×10^-6~133.1×10^-6,轻稀土富集,具有强烈的Eu负异常(δEu=0.03~0.09),微量元素原始地幔标准化表现为大离子亲石元素富集,Ba、Nb、Sr、P、Ti具有明显负异常。石英闪长岩ε_Hf(t)变化于-4.46~+13.10之间,大部分为正值,平均值为+4.80,t_2DM变化于820~1726Ma,平均值为1256Ma,显示其主要为新元古代新生地壳部分熔融的产物,在形成过程中有中元古代地壳物质的参与;钾长花岗岩ε_Hf(t)主体为负值,变化于-16.49~+8.33,平均值为-5.26,t_2DM为943~2080Ma,平均值为1458Ma,显示其主体为古老地壳物质部分熔融的产物,新元古代新生地壳参与较少。结合区域地质特征分析,檬子地区基性和中酸性侵入体形成于活动大陆边缘弧环境,是新元古代勉略洋盆向南俯冲的地质记录。     

扬子地块西南缘大红山群老厂河组变质火山岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

大红山群是扬子地台西缘相对较老的地层单元,普遍经历了绿片岩相-低角闪岩相变质作用。其中部的曼岗河组、红山组已获得古元古代晚期～1.68Ga的成岩年龄,其底部的老厂河组却未有相关年龄的报道。大红山群的变质时代目前也无精确的年龄结果。本文以老厂河组厚层变质沉积岩中的薄层变质火山岩样品为研究对象,在岩相学研究的基础上,运用LA-ICP-MS方法对变质火山岩锆石进行原位U-Pb同位素定年及相关的微量、稀土元素测试,获得变质火山岩的原岩年龄和变质年龄:(1)老厂河组变质中酸性岩和变质基性岩中岩浆锆石微区的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1711±4Ma和1686±4Ma,限定老厂河组的形成年龄范围为1711～1686Ma;(2)变质基性岩(石榴斜长角闪岩)中变质锆石的206Pb/238U年龄为849±12Ma。本文结果表明,大红山群的形成时代可提早至1711±4Ma,又一次证明了扬子地台西缘古老结晶基底的存在;大红山群在～850Ma经历了一期新元古代变质事件,这期变质可能是与扬子地台西缘新元古代岩浆事件有关的区域变质事件。     

新疆阿尔泰南缘康布铁堡组钾-钠质流纹岩锆石U-Pb年龄和地球化学

阿尔泰南缘分布着大量的晚古生代康布铁堡组火山岩系,是许多铁矿、铜矿以及铅锌矿的赋矿围岩。阿尔泰南缘麦兹和克朗火山-沉积盆地内的钾-钠质流纹岩的年龄分别为396.7±1.4Ma和394.0±6.0Ma,结合近期研究成果,进一步表明阿尔泰南缘火山岩主要形成于晚古生代早期,锆石U-Pb年龄峰期在400Ma左右。钾-钠质流纹岩具有高硅(SiO₂的含量范围为73%~82%)、高碱(总碱含量介于4%~7%)和过铝质(高A/CNK值>1)的特征,并见有白云母和黑云母的矿物组合,属于高硅高碱过铝质的钙碱性火山岩。此外,它们的Sr和Nd同位素分别为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7074~0.7144,¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512072~0.512252,具有上地壳来源的特征,说明其岩石成因与初生地壳的部分熔融作用有着密切关系。结合区域地质背景分析,它们都产在与俯冲消减作用有关的陆缘岛弧的地质环境中。因此,我们推断本区钾-钠质流纹岩的原始岩浆为高硅高碱的花岗质岩浆,是由进入陆壳的高侵位玄武岩浆的底侵作用导致其上部地壳近固相线的低程度部分熔融的产物。