内蒙古锡林浩特小乌兰沟地区晚石炭世二长花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

笔者以锡林浩特小乌兰沟地区发育的晚石炭世二长花岗岩为研究对象,开展了岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、岩石地球化学等研究,讨论其构造环境,为进一步研究古亚洲洋闭合时限提供新的依据。LA-ICP-MS锆石同位素U-Pb测年结果显示,该花岗岩的侵位年龄为(319.5±1.2)Ma,相当于晚石炭世。岩石地球化学研究表明,该岩石具有高Si、富K、贫Mg、贫Ca、低P和Ti的特征,属于高钾钙碱性、过铝质系列岩石;岩石富含大离子亲石元素Rb和高场强元素Th、Ta、Hf,亏损Sr、Ba、Nb;稀土元素以略富集轻稀土、Eu亏损为特征。地球化学特征反映其为I型花岗岩,来源于下地壳的部分熔融。构造环境判别图解显示该岩体形成于活动大陆边缘环境,表明研究区在晚石炭世期间仍存在洋壳的俯冲作用,暗示古亚洲洋此时尚未闭合。

新近纪以来华北东部古地貌演化数值模拟及陆架海沉降控制

中生代以来,华北地区经历了华北古高原垮塌形成渤海湾盆地的地貌巨变过程。针对中生代的华北古高原和古近纪期间的渤海湾盆地裂陷过程已有大量研究,但新近纪以来,由于受太行山隆起、黄河沉积物输运、黄河贯通及海侵等地质事件影响,现今华北东部沿海地区及海域的地貌演化过程及地貌格局的定型时间还存在争议。使用Badlands数值模拟软件,定量化分析了地幔对流、构造事件、古气候、侵蚀和沉积等地球深浅部多种因素对于地形地貌的贡献,动态重建了华北东部晚新生代(25 Ma)以来的地貌演化过程;并通过与区域构造格架和沉积相展布的对比,检验了模拟结果的合理性。结果表明,华北东部的地貌格局在中新世期间已定型并趋于稳定演化;陆架海沉降是该时期华北东部地貌演化的一级控制因素。此外,该时期华北东部可能存在一条环山东半岛的古河流——华东河,这条古河流的形成时间不晚于中新世,可能在全新世期间消亡。本研究的古地貌模拟结果也有助于系统理解华北洋陆过渡带的多圈层相互作用。

大同煤田石炭—二叠纪优质煤系高岭岩的成矿机制

以山西省大同煤田小峪煤矿的石炭—二叠系太原组优质煤系高岭岩为研究对象,开展了岩相学、矿物学、全岩地球化学、锆石U–Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,旨在揭示优质煤系高岭岩的物源和成因机制。研究发现优质煤系高岭岩的矿物成分以高有序度高岭石为主,不含碎屑矿物石英、长石和白云母。部分样品含有勃姆石,是高岭石脱硅蚀变的产物。高岭岩中的锆石是典型的岩浆锆石,且年龄均一,集中在300 Ma左右,与煤层的沉积年龄一致,证实它们由火山灰蚀变形成。此外,高岭岩中普遍含有板/柱状和蠕虫状高岭石,也是火山灰蚀变的典型特征。这些粗晶高岭石认为是由火山灰中的晶屑,例如斜长石和黑云母等,蚀变形成的假象高岭石。锆石的εHf(t)以变化范围较大的负值为主,指示产出锆石的岩浆主要来源于古老大陆地壳物质的重熔,与华北北缘内蒙古隆起上同期大陆弧火山作用形成的岩浆岩锆石εHf(t)一致,说明它们之间存在同源关系。锆石的微量元素地球化学指纹也指示锆石的产出岩浆来源于大陆弧构造背景。华北克拉通北缘在晚古生代时期是安第斯型大陆边缘,在晚石炭—早二叠纪的聚煤时期,其北部的古亚洲洋板片在华北克拉通之下持续南向俯冲,诱发了频繁的大陆弧火山作用。喷发的火山灰降落在华北海陆过渡的泥炭沼泽中,经淋滤蚀变形成煤系高岭岩。

吉林延边五凤地区早侏罗世粗面安山岩岩石成因

以吉林省延边五凤地区粗面安山岩为对象,开展岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩地球化学研究,查明其SiO_(2)含量为58.33%~61.36%,K2O含量1.61~3.28%,全碱含量为6.77%~10%,属于中钾-高钾钙碱性系列.岩浆成因锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为175.52±2.7 Ma,与早侏罗世古太平洋板块俯冲时间一致.岩石相对富集K、Ba、Rb等大离子亲石元素和Th、U等强不相容元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,LREE/HREE比值较高,具有轻稀土富集、重稀土亏损的特征,表明岩浆可能源于地幔部分熔融,其源区受到俯冲的壳源物质交代.研究认为粗面安山岩形成于大洋俯冲系统的活动大陆边缘,属于早侏罗世古太平洋板块俯冲的岩浆响应.

冀北梁头岩体年代学和地球化学特征及对古亚洲洋闭合时限的启示

华北板块北缘古亚洲洋闭合时间一直存在较大分歧,冀北张北梁头二长花岗岩体位于华北克拉通北缘中段,毗邻古亚洲洋构造域东南缘,对揭示古亚洲洋闭合时限具有重要启示。笔者等以梁头岩体为研究对象,开展了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,探讨了其形成时代、岩石成因和构造环境。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,梁头岩体的侵位年龄为262.5±2.6 Ma,形成时代为晚二叠世。岩石学和岩石地球化学研究表明,梁头岩体具有较高的SiO_(2)(70.27%~73.89%),Na_(2)O(4.2%~4.55%),K_(2)O(3.87%~4.64%),Sr(417×10^(-6)~827×10^(-6))含量,较低的Yb(0.286×10^(-6)~0.518×10^(-6)),Y(2.74×10^(-6)~6.98×10^(-6))含量。岩石富集Sr等大离子亲石元素和LREE,亏损Ti、P、Nb、Ta等高场强元素和HREE,轻重稀土分馏明显(LaN/YbN=15.6~67.3),具有弱的正Eu异常。该岩石显示高锶低钇中酸性岩(Adakite,埃达克质岩)的地球化学特征,形成于陆缘弧环境,为陆弧岩浆岩。锆石的ε_(Hf)(t)值为-17.50~-11.12,模式年龄tDM2为1989~2390 Ma。结合华北克拉通北缘晚石炭世—早二叠世陆弧岩浆岩的时空分布与演化特征,梁头陆缘弧二长花岗岩体的存在表明古亚洲洋在晚二叠世(262.5±2.6 Ma)可能仍处于向华北克拉通北缘的俯冲消减过程中,古亚洲洋闭合时间可能应在晚二叠世末。

陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式

陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式是还原深时盆地剥蚀和沉积过程的重要研究内容。陆相盆地古源-汇系统物源区定量重建难点主要包含古地貌重建和古水系重建。古地貌重建新技术的发展提出了基于剥蚀区、超剥区(剥蚀和超覆作用共同作用区)和超覆区为框架,残余地貌重建、差异沉降校正、超剥区恢复、剥蚀区恢复和沉积古地貌恢复流程的“三区五步”恢复方法。古水系重建方面提出了基于ArcGIS系统的古水系定量恢复和拾取方法。陆相盆地古源-汇系统级次划分的代表方法是“三线三级”法,关键是拾取分水岭、分水线和脊线,进而划分一级、二级、三级古源-汇系统。基于重建的古源-汇系统物源区流域单元与沉积区沉积体的面积、形态组合、配置关系,建立了“哑铃型”“球拍型”“奖杯型”和“标枪型”4种古源-汇系统耦合模式。研究成果对古源-汇系统定量化研究和勘探目标评价、预测具有一定的参考价值。

东北亚陆缘晚白垩世岩浆作用对古太平洋俯冲作用变化的制约及其气候效应

晚白垩世是古太平洋俯冲板块运动变化的关键时期。本文总结了东北亚陆缘晚白垩世火成岩的时空分布特征,结合火成岩地球化学数据,探讨该时期岩浆作用与古太平洋俯冲及气候变化之间的潜在联系。东北亚陆缘晚白垩世火成岩分布范围由陆内至陆缘明显收缩,指示古太平洋板块俯冲-后撤过程。火成岩展布方向发生小角度偏转,可能是俯冲板块在深部地幔流影响下发生变形以及不同位置后撤速率差异所致。该时期东北亚陆缘经历了地壳减薄和岩浆初始温度上升,暗示板块后撤诱发陆缘向地幔流,引起地壳减薄并形成具有较高初始温度的岩浆。晚白垩世东北亚陆缘地区经历了由升温到降温的过程,与岩浆作用变化相对应,暗示岩浆活动与区域古气候变化具有潜在协同性。

北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造分区与构造演化

基于板块构造理论和已有资料的综合研究,建议把北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造单元划分为西伯利亚、哈萨克斯坦、布列亚-佳木斯、塔里木和中朝等5个古板块,每个古板块再可以进一步划分为古陆和古陆缘区,并简要讨论了各个古板块的组成和演化以及蒙古弧、准噶尔盆地基底和北山与毗邻地区关系等几个重大地质构造问题;提出了蒙古-鄂霍茨克碰撞带不是古板块缝合带、华北北缘是一条复合造山带而不是克拉通、在晚古生代存在一个大华北古陆、北亚造山区前身洋盆包括中元古代大陆裂解形成的古太平洋和新元古代大陆裂解形成的古亚洲洋等新认识。

西南三江成矿带中南段金属矿床成矿规律与若干问题探讨

三江中南段地区地质构造演化复杂,古特提斯演化过程和陆内汇聚造山过程均伴随大规模的成矿作用,但是其涉及的空间范围不同,统一进行成矿带划分不能清晰地反映区域成矿规律。本次工作按前寒武纪、古特提斯阶段和陆内造山阶段进行了成矿带划分,提出了新的划分方案。系统提出了经过三江中南段地区至东南亚的5条展布千余千米长的大型成矿带:大理-哀牢山Cu、Ni、PGE成矿带,兰坪-思茅盆地铅锌、银铜钴、汞锑多金属成矿带,金沙江-哀牢山铜金矿带,东南亚锡矿带西带和中带。在此基础上探讨了成矿带中存在的若干地质问题。

塔里木地体大地电磁调查和岩石圈三维结构

经过在塔里木盆地内701个大地电磁测站的数据采集、资料处理和三维反演,取得测点分布比较均匀的岩石圈三维电阻率模型,从电性结构角度刻划了塔里木地体三维岩石圈构造。反演取得的电阻率模型表明电性岩石圈厚度为138km,沉积盆地内部的电阻率大都反映为低阻,电阻率小于10Ωm。上地壳结晶基底为高阻,深度12～24km;中下地壳为中低阻层,深度约24～47km。岩石圈地幔上层为低阻,深度约47～88km,电阻率为10Ωm。岩石圈地幔下层高阻,深度约88～138km。软流圈极低阻,电阻率仅为4Ωm。塔里木地体中上地壳高导层不发育（满加尔除外）,地壳平均电阻率值偏高,电性莫霍面不清晰,下方有一个厚的高电阻率＂根＂,说明塔里木盆地具有克拉通盆地的属性。同时塔里木地体的四周为高角度岩石圈断裂包围,四缘有高电阻率区存在,深度从15km到90km基本不变,这又说明塔里木盆地为处于造山带之间的大型断陷盆地。塔里木地体为早古生代古特提斯洋中漂移的大陆克拉通地体,以后由于大陆碰撞挤压发生地壳断陷成盆;因此,把它称为断陷型克拉通盆地更为准确。盆地内满加尔和罗布泊低阻区深度从上地壳15km到约90km地幔一直存在,到下地壳之后在北缘打开缺口冲过南天山。推测这一低阻带形成于晚古生代古亚洲洋封闭阶段,是塔里木和哈萨克斯坦地体、西伯利亚克拉通发生碰撞的产物。满加尔坳陷、塔西南的和田坳陷、叶城-莎车坳陷和于田-民丰坳陷、以及唐古孜巴斯坳陷地壳呈现低电阻率,说明这里流体活跃,有利于大型特大型油气成藏。

长江中下游庐枞火山岩盆地南侧钾质侵入岩带的成因

庐枞火山岩盆地南侧的钾质侵入岩带由正长岩-石英正长岩-正长花岗岩组成,以石英正长岩为主。它们的形成时间介于123"130 Ma之间,峰值约为126 Ma,其中正长岩和石英正长岩的形成时间稍早,而正长花岗岩的形成时间略晚。整个钾质侵入岩带的侵位时间晚于庐枞盆地内的橄榄玄粗质火山作用约4"7 Ma,也是长江中下游地区除最东段的宁镇地区外中生代最晚的岩浆活动产物之一。地球化学上,该钾质侵入岩带以高钾、富碱、富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta和Ti为特征。它们的母岩浆主要是由富集型上地幔部分熔融形成的,从正长岩经石英正长岩到正长花岗岩的演化主要受矿物的分离结晶作用控制,地壳物质同化所起的影响不大。但与同样来自富集型上地幔部分熔融的庐枞盆地内火山杂岩的母岩浆相比,前者的母岩浆来源深度可能更大些或其中包含了更多来自软流圈地幔的组分。两者的演化路径也完全不同,钾质侵入岩带的母岩浆除经历过高压下的分离结晶作用外,晚期在低压下还经历过长石为主,可能还有黑云母的分离结晶,甚至上地壳物质一定程度的混染作用;而盆地内火山杂岩的母岩浆低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染都不明显。庐枞盆地南缘的富钾侵入岩与盆地内的火山杂岩一样,地球化学上都具有明显的大陆弧的特征,暗示它们的岩浆源区可能形成于俯冲带环境,意味着扬子地块北缘先前(推测为古元古代晚期)曾发生过俯冲作用,上地幔的交代富集可能就与这次的俯冲作用有关。

新疆大地构造演化基本特征

新疆大地构造发展演化经历了 :1.古陆核及原始古陆的形成与解体 ;2 .元古宙末期( 80 0～ 90 0 Ma)联合古陆的形成 ;3.震旦—奥陶纪联合古陆裂解、古亚洲洋形成 ;4 .志留—泥盆纪古亚洲洋俯冲、消减 ;5.泥盆—早二叠世古特提斯洋打开 ,西伯利亚、哈萨克斯坦—准噶尔、塔里木板块聚合 ,亚洲北大陆形成 ,陆内裂陷或有限小洋盆发生 ;6.晚二叠—三叠纪北特提斯拉张成洋 ,由冈瓦纳分离出来的冈底斯中间板块于三叠纪末沿中特提斯洋拼贴于羌塘 (华南 )板块之上 ,并沿北特提斯洋 (康西瓦 )与亚洲北大陆聚合 ;7.侏罗纪班公错—怒江板内洋盆打开 ,晚侏罗世闭合 ;8.白垩—第三纪印度板块向北俯冲 ,拼贴于欧亚大陆南缘。由于陆内俯冲 ,山脉迅速抬升并向盆地推覆 。

古生代以来中国主要块体活动古地理重建及演化

为编制新一轮《中国海陆大地构造宏观格架演化图》,展示和探讨中国主要块体的演化特征,利用大量的古地磁、生物古地理、古气候、沉积岩石和构造演化史等地质地球物理资料,对古生代以来中国主要块体的活动古地理进行了概要的重建。编图结果表明,综合利用古磁学、岩石学、沉积学、生物古地理、古气候、地质构造史和板块理论等依据进行活动古地理重建的工作方法,可以很好地展示中国主要块体的宏观演化过程。以古地磁定量约束为核心,以现有古地理、古气候、古生物和沉积岩石学等资料为定性约束和半定量分析,通过对这些依据进行合理的筛选与取舍,恢复选定时间断面上的剥蚀区和沉积区,在此基础上进行综合性活动构造古地理重建恢复工作,可提高所编制图件的可信度。

祁漫塔格造山带——青藏高原北部地壳演化窥探

祁漫塔格是东昆仑造山带的一个分支,位于青藏高原中北部,夹持于柴达木盆地和库木库里盆地中间,向西被阿尔金走滑断裂错段。从元古代到早中生代,由于受到多期、多阶段大洋俯冲和关闭影响,导致不同地体间发生碰撞拼贴和大陆增生过程,并由此引发一系列的岩浆事件。祁漫塔格造山带内发育新元古代花岗岩(1000~820 Ma)是对Rodinia超大陆形成的响应。以阿达滩和白干湖逆冲断裂为界,划分为南、北祁漫塔格两地体。北祁漫塔格地体作为活动大陆边缘,发育大量的早古生代与俯冲有关的花岗岩和VA型蛇绿岩;南祁漫塔格地体最初为洋内俯冲形成的原始大洋岛弧,发育早古生代SSZ型蛇绿岩、岛弧拉斑玄武岩和钙碱性火山岩。随着持续俯冲,年轻岛弧伴伴随地壳加厚转变为成熟岛弧。南、北祁漫塔格地体间的碰撞(弧-陆碰撞)可能发生在晚志留世(422Ma),并持续到早泥盆世(398Ma)。在此期间(422~389Ma),南祁漫塔格地体内发育一系列同碰撞型花岗岩;北祁漫塔格地体内发育一系列的大洋岛弧花岗岩。南祁漫塔格作为外来地体,碰撞拼贴对于大陆边缘、大陆增生意义重大。之后,南、北祁漫塔格地体进入后碰撞环境并发育一系列板内花岗岩。此外,伸展导致造山带垮塌,发育中泥盆统磨拉石建造。碰撞使得海沟后退,海沟阻塞导致俯冲减弱甚至停止,因而产生了石炭-二叠纪(357~251 Ma)岩浆活动缺口。古特提斯祁漫塔格洋的最终关闭可能始于晚二叠世,使得库木库里微板块拼贴于大陆边缘;碰撞抬升导致缺失上二叠统-中三叠统地层。早中三叠世(251~237 Ma)由于碰撞,俯冲大洋板片回转,之后断离,软流圈地幔物质沿岩石圈地幔通道上涌,使得新生下地壳部分熔融;到了晚三叠世,大规模岩石圈地幔和下地壳物质拆沉,导致古老地壳物质发生熔融,形成了一系列后碰撞背景下的钙碱性和碱性花岗岩。

桂西南凭祥火山岩年代学、地球化学及Hf同位素研究——对古特提斯洋最晚北向俯冲事件的启示

华南西南缘凭祥地区位于特提斯构造域东端,华南与印支陆块碰撞缝合带的北部,该区出露的三叠纪中酸性火山岩是古特提斯洋俯冲过程中在华南陆块边缘形成的大陆弧产物,这些火山岩同时携带的大量来自华南陆块基底的捕获锆石为华南陆块的构造热事件研究将提供重要的信息。对凭祥地区三叠系北泗组英安岩进行了同位素年代学、地球化学及锆石Hf同位素研究,获得了一个英安岩样品的加权平均年龄为(227.8±1)Ma,这些英安岩具有高SiO2、K2O含量,极低的MgO、MnO和CaO含量,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th和U)和亏损高场强元素(Nb、Ta)的特点,显示了典型的岛弧岩浆作用特征,代表古特提斯洋向北俯冲至华南陆块之下形成的大陆弧产物。其余两个英安岩样品中的70粒锆石主要为来自华南陆块基底的捕获锆石,其年龄数据变化区间较大,为1010~231Ma,这些捕获锆石U-Pb年龄频谱分布主要集中在四个区间:①1010~800Ma(峰值900Ma),其锆石的εHf(t)值为4.5~15.1,响应扬子和华夏陆块之间聚合—裂解—再聚合的构造演化事件,反应了其幔源岩浆的广泛参与;②720~620Ma(峰值680Ma)响应南华纪已拼合的扬子-华夏陆块的再次发生裂解;③490~400Ma(峰值450Ma),其锆石的εHf(t)值为2.2^-7.8,响应华南早古生代加里东运动有关的壳-幔相互作用岩浆事件;④280~230Ma(峰值250Ma),其锆石εHf(t)值为-13.6^-16.5,地壳模式年龄为2.3~2.1Ga,代表了印支与华南陆块之间古特提斯洋俯冲闭合的岩浆事件。文章的研究结果揭示了凭祥北泗组英安岩与华南陆块的亲缘性,其结晶年龄限定了华南与印支陆块之间的古特提斯洋俯冲结束、陆-陆开始碰撞的最晚时限为中—晚三叠纪。

新疆北部哈纳斯盆地火山岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其构造意义

哈纳斯火山-沉积盆地位于新疆阿尔泰造山带北部,盆地内的火山岩是一套钙碱性的中酸性岩石,为安山岩-英安岩-流纹岩组合。微量元素分析表明,哈纳斯火山岩大体上富集Rb、Sr、Th和La等大离子亲石元素,而亏损Zr、Y、Ti、Nb和Ta等高场强元素,并呈现相似的轻稀土元素中等富集的分布模式,表现出典型弧火山岩的特征。FeO、MgO、CaO、Al2O3、TiO2等主元素和Sr、Ni、Cr、Co等微量元素的含量与SiO2含量呈明显的线性相关关系,表明该区火山岩可能是同源岩浆分异的产物,岩石形成于活动大陆边缘的构造环境,并由遭受消减板块流体交代的富集地幔楔部分熔融而形成。英安岩单颗粒锆石U-Pb年龄为(474.5±4.7)Ma,与中—晚奥陶世地层年代相吻合。在这一时期新疆北部存在古亚洲洋,并向北部西伯利亚板块俯冲,形成了以哈纳斯火山-沉积盆地为代表的陆缘火山弧,这类陆缘火山弧是早古生代的中亚造山带典型的侧向大陆增生弧。

豫西张窑院耐火粘土矿床地质特征研究

新安县张窑院耐火粘土矿平缓的倾斜层状产出于石炭系本溪组地层中,矿体主要由高铝粘土和硬质粘土组成。通过矿石化学分析、镜下特征及XRD分析,主要成分为一水硬铝石和高岭石;由差热分析曲线得出矿石吸热峰温度约535℃、放热峰温度约980℃;分析认为赋矿的本溪组地层沿袭于自中奥陶世以来形成的古陆风化壳,自下而上由风化壳洼坑处的陆屑充填到上面的陆缘海滨沼泽相沉积,形成了通称铁铝层含矿岩系,由各类粘土矿物形成不同的粘土矿层,矿层产状及分布特征主要受古岩溶地貌及南北向古构造裂隙的风化壳地形的控制。

中国中新生界沉积盆地与油气成藏

中国中新生代沉积盆地是在多种大陆动力学体制下形成和发展演化的,不同板块边界条件、岩石圈变形机制和地幔热状态等因素制约了中新生代沉积盆地不同的发展过程。古气候条件是控制中新生代沉积盆地有机质形成和分布的重要因素。多次潮湿与干旱气候的交替形成了多个有利生油岩系。有机质热演化程度使沉积盆地成烃过程复杂多样,成烃门限也存在很大差异。多旋回构造运动使中新生代沉积盆地具有多个含油气系统的横向迁移和垂向叠置以及多个关键时刻的鲜明特点。油气往往存在多次运移,盆地内的油气藏往往是后期改造、调整和破坏的结果。

关于中新生代环西伯利亚陆内构造体系域问题

亚洲大陆中、北部环绕西伯利亚地块南侧广泛发育中新生代指向南的弧形构造体系,呈现具有成因联系的有规律的成带分布,显然它们已不属于该区域先期古生代的古亚洲构造,而是与中新生代同期的西太平洋洋陆俯冲构造体系和环青藏及喜马拉雅碰撞隆升构造体系相鼎立的亚洲独立的另一构造体系,可简称为中新生代环西伯利亚陆内构造体系域。无疑,它是在古亚洲构造基础上,经叠加复合而新生的中新生代陆内构造系统。提出并强调将其与古亚洲构造加以区分是十分必要的。这对于中国和亚洲大陆构造与大陆动力学研究具有重要意义。

辽宁昌图地区下二台群盘岭组火山岩年代学及地球化学特征

本文对昌图地区下二台群盘岭组变质火山岩进行了年代学和地球化学分析。盘岭组角闪变粒岩中锆石阴极发光图像显示,锆石呈半自形晶-自形晶,发育晶棱和清晰的岩浆振荡环带,且具有较高的Th/U比值（0.31-2.5）,表明其为岩浆成因。LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,27个测点的206 Pb/238 U加权平均年龄348±4.4 Ma,代表了角闪变粒岩原岩的形成时代。角闪变粒岩SiO2含量为54.01%,全铁（TFe2O3）含量为15.04%,Mg#值为33.29,属于亚碱性拉斑玄武岩系列。岩石地球化学分析表明,角闪变粒岩相对富集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,具有活动大陆边缘火山岩的特征。通过Hf/3-Th-Nb/16、Hf/3-Th-Ta等图解投点分析,结合区域构造演化历史,认为角闪变粒岩原岩形成于活动大陆边缘。因此,推断华北板块北缘东段早石炭世为活动大陆边缘,并受到古亚洲洋板块的俯冲作用。