长白山天池火山CZK07钻所揭示的火山地层层序和火山作用特征

长白山天池火山是地球上最大的活火山之一,其形成演化过程复杂。本文在对天池周边工程钻岩芯资料系统整理的基础上,以本次在北坡"U"形谷中开展的CZK07钻岩芯为研究对象,揭示天池火山白头山期火山锥体之下的火山喷发物物质组成和火山地层层序变化特征,分析火山活动过程中伴生火山作用的表现形式及断裂构造的活动特征。CZK07钻岩芯较全面地记录了天池火山早期活动、早期造盾、晚期造盾和造盾之后前造锥阶段火山活动的火山地层层序。其中天池火山早期活动记录由蚀变较强的流纹岩组成;早期造盾由军舰山组橄榄玄武岩夹辉石玄武岩组成,形成于上新世;晚期造盾由漫江组粗面质(橄榄)玄武岩夹粗面岩组成,形成于早更新世早期,且至少存在3期火山活动;造盾之后前造锥阶段的火山喷发物由小白山组粗面质熔岩及碎屑岩组成,形成于早更新世晚期。伴生的火山作用记录表现为造盾晚期的玄武质次火山活动,造锥阶段的粗面质次火山活动及伴随发生的蚀变和隐爆现象,及全新世大爆发阶段的隐爆角砾、热液蚀变和次火山活动等现象。天池火山地区晚新生代以来高角度张剪性断层的活动强烈,推测与"U"形谷的形成密切相关。

大兴安岭中段柴河地区碎斑熔岩的发现及其意义

近年,在大兴安岭柴河地区开展1∶5万区调时发现了碎斑熔岩体.区内发育晚侏罗世满克头鄂博组(J3m)、玛尼吐组(J3mn)及白音高老组(J3b)火山岩,广泛分布在二十四道沟、敖尼尔-四道沟及柴河-固里河3个火山喷发盆地中.所发现的固里河、敖尼尔两个碎斑熔岩体,即是白音高老期火山活动晚期侵出的重要组成部分.固里河碎斑熔岩体呈一北东向延伸的椭圆形穹状岩体,可划分出内部相(似斑状)、过渡相(霏细质)和边缘相(玻质)3个相带,主要由流纹质碎斑熔岩构成;敖尼尔碎斑熔岩主体呈近东西向,平面上呈似蘑菇状,可划分出2～3个相带,其岩石类型基本同固里河碎斑熔岩体.它们的发现,对研究大兴安岭地区火山岩的形成、演化及指导找矿等具有重要意义.

大兴安岭中段柴河地区玛尼吐组火山岩年代学、地球化学及岩石成因

对大兴安岭中段柴河地区玛尼吐组火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,以了解其形成时代、岩石成因及其所揭示的区域构造背景。玛尼吐组火山岩岩相学鉴定结果为安山岩、英安岩,化学成分显示其为粗面英安岩、粗面岩和英安岩。玛尼吐组火山岩锆石多呈自形—半自形晶,振荡环带发育,Th/U=0.33~2.08,指示其岩浆成因。定年结果显示,玛尼吐组火山岩形成于139~148 Ma的晚侏罗世。岩石地球化学研究表明,玛尼吐组火山岩的w（SiO2）为64.87%~68.65%,w（Al2O3）为15.53%~16.72%,全碱w（Na2O＋K2O）为6.75%~9.22%,K2O/Na2O=0.63~1.57,属于高钾钙碱性系列。所有样品的稀土配分曲线具有相似的特征,稀土丰度总量w（∑REE）为（124.95~208.57）×10-6,轻重稀土分馏明显,（La/Yb）N=11.50~14.88,Eu负异常（0.45~1.17）,微量元素以富集Rb、Ba、K,亏损Nb、P、Ti为特征。玛尼吐组火山岩原始岩浆来源于地壳岩石的部分熔融,形成于蒙古—鄂霍茨克缝合带闭合后的岩石圈伸展构造环境。

大兴安岭北段扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用——对额尔古纳-兴安地块和松嫩地块拼合时限的制约

扎兰屯地区位于二连-贺根山-黑河构造带中段,区内发育韧性变形叠加的晚古生代早期花岗岩类。本文在详尽的野外地质调查基础上,对该套花岗岩类的锆石U-Pb年代学和地球化学进行系统分析,研究其成岩年代序列,探讨岩石成因及构造背景,厘定韧性构造叠加的时限,进一步揭示扎兰屯地区额尔古纳-兴安地块和松嫩地块的拼合过程,为兴蒙造山带的区域构造演化研究提供新材料。大量年代学研究显示,扎兰屯地区晚古生代早期花岗质岩浆作用发生于405～325Ma之间,该作用可进一步细化为早中泥盆世(Ⅰ期、405～380Ma)、晚泥盆世—早石炭世初(Ⅱ期、365～350Ma)和早石炭世晚期(Ⅲ期335～325Ma)等3期。其中Ⅰ期和Ⅱ期花岗岩类属高钾—钾玄质钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为俯冲背景下岛弧岩浆活动形成的I型-分异I型花岗岩;Ⅲ期花岗岩类属中—高钾钙碱性、准铝质—弱过铝质花岗岩类,可能为后碰撞背景下岩浆活动形成的分异I型-A型花岗岩。该套花岗岩类普遍叠加韧性变形,可能为碰撞后侧向逃逸作用的产物,变形时限为晚石炭世末—早二叠世(308～290Ma)。大兴安岭北段晚古生代早期花岗质岩浆作用与额尔古纳-兴安地块和松嫩地块的碰撞拼合作用有关,扎兰屯地区二者的碰撞拼合时限可能为早石炭世中期。

大兴安岭北段扎兰屯地区晚古生代海相火山岩年代学和地球化学特征及其构造意义

大兴安岭地区是中亚造山带构造演化的重要区域,其中关于古亚洲洋的闭合时限以及额尔古纳-兴安地块和松嫩地块的拼贴时空关系一直存在争议。本文对大兴安岭北段扎兰屯地区晚古生代海相火山岩进行了年代学和地球化学的研究,显示扎兰屯大民山组安山岩U-Pb锆石年龄为362.2±3.3Ma,结合古生物资料,大民山组火山岩喷发时代应为晚泥盆世法门期。大民山组基性火山岩具有高Al2O3、TiO2和Mg^#的特点,稀土、微量元素特征与板内洋岛玄武岩（OIB）特征一致;中酸性岩石具有高Al2O3,低TiO2和Mg~#的特点,稀土、微量元素特征反映出具有弧火山岩性质。综合年代学和地球化学特征,确定了扎兰屯地区发育有洋岛玄武岩,并同时存在中酸性弧火山岩的特点,说明晚泥盆世古亚洲洋在扎兰屯地区正处于闭合阶段,早期存在陆间洋盆,后期洋-陆碰撞作用持续发生而形成活动大陆边缘,也为贺根山-扎兰屯-嫩江缝合带北延及古亚洲洋构造域演化提供了新的基础地质资料。

大兴安岭扎兰屯地区格根敖包组碎屑锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

格根敖包组广泛分布在大兴安岭中段扎兰屯地区,为一套偏中性的火山岩及碎屑岩组合,主要为安山岩、安山质火山碎屑岩、英安岩及细-粉砂岩,夹薄层泥岩。笔者对格根敖包组中细碎屑岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及古生物地层学研究,结果表明：格根敖包组细碎屑岩形成于晚石炭世至早二叠世,锆石U-Pb年龄集中于348.9,385.8,428.0和507.3 Ma 4个峰值;粉砂岩中存在Artisiasp.,Eusigillaris sp.等化石。格根敖包组碎屑岩主要以细粒杂砂岩和细粒长石（岩屑）砂岩为主,主量元素平均质量分数w（SiO2）=69.04%,w（Al2O3）=14.76%,w（MgO）=1.05%,w（CaO）=0.66%,w（Na2O）=2.34%,w（K2O）=2.65%;镁铝比值M为3.05~9.98,平均值7.18;稀土元素总量∑REE平均184.46×10-6（（124.06~261.96）×10-6）,δEu平均值0.71,δCe平均值0.99,LREE富集,HREE亏损。上述结果表明,格根敖包组地层形成于大陆岛弧-活动陆缘附近,古地理显示为温暖潮湿气候下的海陆交互相沉积环境。

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.

大兴安岭柴河白音高老组流纹岩锆石U-Pb定年及成因探讨

为了研究大兴安岭中段柴河地区白音高老组流纹岩的形成时代和岩石成因,进行了锆石U-Pb同位素年龄测试和地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,白音高老组流纹岩形成于年龄为129~137 Ma的早白垩世.岩石地球化学研究表明,白音高老组流纹岩具有高硅富碱、贫钙镁的特征;稀土丰度总量m（∑REE）=121.35×10-6~194.92×10-6,轻重稀土分馏明显,m（La）/m（Yb）N=12.2~21.7,Eu负异常（δ_（Eu）=0.39~0.61）,微量元素以富集Rb,Ba,Th,K,亏损Nb,Sr,P,Ti为特征;白音高老组流纹岩原始岩浆来源于上地壳岩石的部分熔融.

扎兰屯地区白音高老组火山岩特征及成因

通过对扎兰屯地区硅酸盐、重砂等样品的采集、化验与分析,w（SiO2）为70.10%~75.97%,w（Al2O3）为12.50%~15.60%,属于酸性岩石且SiO2、Al2O3过饱和,样品以亚碱性岩石为主,w（K2O）为4.20%~5.77%,平均为5.03%;w（Na2O＋K2O）为7.56%~9.95%,平均为8.62%。富集大离子亲石元素（LILE）K、Rb、Sr,高场强元素（HFSE）Nb、Ta、P、Ti和重稀土元素（HREE）相对亏损,在原始地幔蛛网图解中明显异常。经CIPW标准矿物重量百分比计算,δEu为0.05~0.68,平均为0.38;δCe为0.88~1.02,平均为0.98。通过等离子质谱（LA-ICP-MS）技术对火山岩样品进行同位素测年分析,并根据年龄谐和图与权重图发现区内的火山岩年龄为125~135 Ma,属于早白垩世白音高老组。综合考虑其研究区内火山岩特征并结合他人研究成果,认为扎兰屯地区白音高老组火山岩形成于古亚洲洋或与蒙古—鄂霍次克洋闭合有关的受流体交代的地幔及其结晶分异作用。

吉林省中泥盆世变质火山岩系的发现:来自原机房沟(岩)组(群)中锆石LA-ICP-MS U-Pb测年的证据

通过对"机房沟岩群"调查研究,确证其是一套由构造岩片堆叠组成的构造地层。笔者于九台县上河湾镇下洼子村后山、原"机房沟岩群"层型剖面变质酸性-中酸性火山岩系的两件样品(Pm001-6-2,Pm001-7-4)中,获锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(389.4±3.0)Ma、(388.3±3.9)Ma,确定在吉林省内有中泥盆世吉维特期(Givetian)的火山岩地层存在。结合内蒙古自治区、黑龙江省及松嫩地块相对应的火山岩地层进行了对比研究,认为在"佳蒙地块"南缘,从老秃顶子—宝泉—下洼子—放牛沟过松嫩盆地至满都拉,存在一条早泥盆纪晚期—晚泥盆纪初期的火山岩带。

大兴安岭北段扎兰屯地区林西组碎屑锆石U-Pb年代学特征及其地质意义

内蒙古扎兰屯地区林西组以砂板岩组合为重要特征,形成时代为晚二叠世.对扎兰屯地区林西组粉砂质泥质板岩、粉砂岩2个样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年.结果显示,150个谐和—近谐和年龄主要分布于6个年龄区间:259.7~281.9 Ma(n=18),加权平均年龄为273.3 Ma;291.3~311.5 Ma(n=110),加权平均年龄为298.1 Ma;319.2~334.5 Ma(n=10),加权平均年龄为327.0 Ma;340.3~375.2 Ma(n=9),加权平均年龄为356 Ma;399.7~400.7 Ma(n=2),加权平均年龄为400.2 Ma;728.5~765.4 Ma(n=2),加权平均年龄为750.0 Ma,上述6组年龄峰值与区域上的岩浆事件基本吻和.林西组主要物质供给区为研究区内早二叠世侵入岩及大石寨组火山岩,占碎屑物总含量的85%,少部分来自于晚石炭世之前的古生代侵入岩及扎兰屯群等地质体.林西组与宝力高庙组分别记录了晚古生代250~270 Ma及310~325 Ma之间发生的两次重要的区域隆升事件.

ASTER-GDEM数据在大兴安岭北段地貌形态分析中的应用

基于ASTER-GDEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析技术,结合地质资料,通过地形高程(平均高程、最大高程和最小高程)、地势起伏度、典型高程剖面及流域面积-高程积分等手段,对大兴安岭北段的地貌特征进行初步分析。分析结果表明,研究区主体呈现平原(台地)与丘陵地貌,地势相对平缓,呈北北东向延伸展布,存在多期隆升,受到北北东向区域构造控制,且遭受北西向构造活动改造;高程剖面揭示研究区存在多级剥夷面(或面状地貌面),最多可划分5级,且在各段、各坡向上发育特征不一,北北东向构造对地貌演化的控制作用强于近东西向构造,其活动强度上北段明显强于中、南段;面积-高程积分分析表明研究区地貌演化处于壮年期的晚期,山体处于隆升晚期或趋于稳定阶段,但北西向构造活动,形成大量狭长的新生沟谷。

吉林省铁矿找矿潜力及找矿方向

吉林省铁矿资源贫乏,目前的矿石储量不能满足钢铁业的可持续发展.在成矿地质背景分析的基础上,对区域成矿规律、典型矿床特征及航磁异常、重力异常分析研究,认为吉林省具备铁矿成矿的地质条件,只要科学部署、加大勘查力度,实现铁矿找矿突破是完全可能的.找矿方向应以寻找沉积变质型铁矿为主,兼顾夕卡岩型铁矿及其他新类型,如岩浆型、火山型等.应该加强在吉南地台区、元古宇塔东群出露区、沿深大断裂分布的基性杂岩体及航磁、重力异常叠加区、玄武岩覆盖区及中生代沉积盆地结晶基底的找矿工作.

长白山天池火山造锥阶段玄武质火山活动期次划分及成因探讨

在天池火山造锥阶段，长白山火山区玄武质火山活动频繁。文章在野外调查的基础上，通过年代学及地球化学研究，对其活动期次进行划分，并探讨其岩浆来源与演化。天池火山造锥阶段的玄武质火山岩主要呈火山渣锥或小型河谷玄武岩形式分布，其形成可划分为两期：一期为老房子小山期，形成时限为0.87~0.54Ma，属碱性岩石系列；另一期为老虎洞期，形成时限为0.34~0.1Ma，属碱性岩石系列和拉斑岩石系列。地球化学特征显示，碱性系列玄武岩具高Al、Ti、K、P和低Mg特征，拉斑系列玄武岩具高Mg、富Fe、Ca和低Na特征；二者稀土和微量特征较为一致，稀土元素配分曲线呈右倾型，略显正铕异常，并富集Ba、K、Pb、P、Ti，亏损Th、U、Sr，但拉斑系列玄武岩的稀土元素和微量元素含量及轻重稀土分馏强度均低于碱性系列。天池火山造锥阶段形成的玄武质火山岩均来源于进化岩浆，具有同源特征，经历了一致或相似的演化过程，岩浆房赋存位置相当于上地幔—下地壳的过渡部位，结晶分异岩浆作用显著、地壳混染作用微弱，其成分变化受控于多期次结晶分异作用和早期结晶再循环的岩浆作用过程。

大兴安岭扎兰屯地区晚古生代格根敖包组埃达克岩的发现及地质意义

大兴安岭中段扎兰屯地区晚古生代埃达克岩主要岩石类型为安山岩、粗面安山岩、英安岩和粗面英安岩,取得一个安山岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(316.9±2.4)Ma,代表火山岩喷发的年龄.岩石具有较高Si(Si O2=54.97%~63.80%),富碱并相对略富Na(Na2O/K2O>1),富Al(Al_2O_3=14.97%~17.69%),高Sr(715.98×10^(-6)~2100×10^(-6)),低Y(12×10^(-6)~18.41×10^(-6))和Yb(1.02×10^(-6)~1.91×10^(-6))的特点.在原始地幔标准化蛛网图中,富集LREE,亏损HREE,Eu呈微弱正异常(δEu=0.97~1.30).同时Mg值介于0.35~0.57,平均0.46.总体特征属于高钾钙碱性埃达克岩(为C型埃达克岩的一种),来源于增厚的玄武质下地壳的部分熔融.扎兰屯地区晚古生代高钾钙碱性埃达克岩的发现,为兴安地块与松嫩地块的拼贴作用提供了新的线索,对正确认识区域地壳演化有着重要的构造意义,为本区寻找与埃达克岩有关的矿产提供了线索.

内蒙古中部大黄花夕卡岩型铜多金属矿床特征

大黄花铜多金属矿位于赤峰-朝阳金多金属成矿带南部,矿化发生在燕山期正长花岗岩与石炭系酒局子组大理岩接触部位,局部构成铜(铁)矿体.夕卡岩矿物主要为石榴石、透辉石、透闪石、绿帘石、绿泥石、角闪石及阳起石,金属矿物有黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿、铜蓝及氧化次生矿物蓝铜矿、孔雀石、褐铁矿.围岩蚀变强烈,呈现清晰的蚀变分带现象,自接触带向外可分为较强的透闪石-阳起石化带,较强的透闪石-透辉石化带,弱蚀变的大理岩化带.金属元素组合特征明显,为Cu、Pb、Zn、Au、Ag组合.该铜多金属矿的形成与正长花岗岩的侵入作用有关,成矿时代为中侏罗世晚期,与朝阳-赤峰地区金多金属矿成岩成矿时代一致.

大兴安岭北段东坡扎兰屯地区高位砂砾石层研究及其地质意义

通过对大兴安岭北段东坡扎兰屯东南前新生代基岩上高位砂砾石沉积的展布、沉积特征、砾组特征及孢粉分析等研究,分析本套砂砾石层的成因及其气候环境记录,并结合区域资料,探讨其形成时代和新构造意义.分析结果表明,研究区高位砂砾石层可划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级高位砂砾石层,沉积时代初步厘定为早全新世、晚更新世和中更新世.3级高位砂砾石层均为河流作用的冲积成因,水动力条件较强,略具冲积扇特征,分别为雅鲁河Ⅰ级、Ⅱ级阶地沉积记录和嫩江Ⅲ级阶地沉积记录.孢粉分析显示,Ⅱ级和Ⅲ级高位砂砾石层沉积时为针叶森林草原环境,气候温凉干旱;Ⅰ级高位砂砾石层沉积时为落叶阔叶森林草原环境,气候温暖偏干,其后变为草原荒漠环境,气候寒冷干旱.雅鲁河主河道晚更新世以来由东向西略有迁移,嫩江主河道中更新世以来由西向东不断迁移,雅鲁河断裂和嫩江断裂所夹的断块中更新世以来存在3期抬升.

内蒙古济沁河林场晶洞花岗岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

对大兴安岭中部济沁河林场地区晶洞二长花岗岩进行了锆石U-Pb同位素年代学及地球化学研究,并对其成岩时代、成因及构造意义进行讨论.从阴极发光图像上来看,该晶洞二长花岗中锆石具有典型岩浆成因的振荡生长环带,高Th/U比值也印证了其岩浆成因.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,岩体形成于113.1~115.1 Ma的早白垩世晚期.二长花岗岩具有高硅、富碱的特征,Eu异常较小,弱过铝质,富集U、Th,强烈亏损P和Ti,微量元素中富集Rb、Th、La、Zr、Hf,而亏损Ba、Sr、P、Ti.上述特征表明晶洞花岗岩是高分异的I型花岗岩,其形成于华北板块、西伯利亚板块、北美板块和古太平洋板块四者汇聚之后的后碰撞伸展构造环境.

大兴安岭北段巴升河岩体锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭北段扎兰屯地区巴升河岩体由碱长花岗岩组成.采用LA-ICP-MS方法对碱长花岗岩开展锆石U-Pb测年,结果为297.8±3.6 Ma,岩体形成于早二叠世.该岩体4个样品的全岩地球化学等特征显示:巴升河岩体中碱长花岗岩具有富Si、高K、富碱的特征,属于弱过铝质钾玄岩系列,同时,样品∑REE偏高,Eu负异常明显,富集大离子亲石元素,具有A型花岗岩特征,综合前人研究成果及同位素年代学特征,认为兴安地块与松嫩地块拼合的时间早于298 Ma.

东北地区花岗岩地质图(1∶1500000)编图及其说明

在收集前人资料和最新区调及科研成果文献的基础上,梳理厘定公开发表文献的花岗岩岩体同位素年龄数据1093个,硅酸盐数据772套,微量元素数据627套,稀土元素数据653套.依据这些数据及最新调查成果编制东北地区花岗岩地质图(1∶1 500 000).该图突出了构造-花岗岩区划作用.此次研究将前中生代构造-花岗岩类划分为2个构造花岗岩域、2个构造花岗岩省和7个构造花岗岩区(带),将中新生代构造-花岗岩类划分为2个构造花岗岩域、3个构造花岗岩省和7个构造花岗岩区(带),使得花岗岩类的时空演化特征更加明显.