准噶尔洋洋内弧岩浆作用:西准噶尔百口泉早石炭世火山岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究

西准噶尔中部晚古生代的构造-岩浆作用被广泛认为与准噶尔洋的洋内俯冲有关。然而,对于重建洋内俯冲历史的弧相关岩浆活动,缺乏可靠的岩石学和地球化学证据。本文对西准噶尔百口泉包古图组火山岩进行了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素、全岩地球化学和Sr-Nd同位素组成的综合研究,旨在为西准噶尔中部早石炭世构造演化提供约束。通过对代表性玄武安山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,获得年龄为342.2±1.0 Ma,表明其形成于早石炭世。岩石地球化学研究显示,百口泉火山岩具有钙碱性特征,SiO_(2)含量为48.38%~54.45%,具有高Al_(2)O_(3)含量(19.19%~19.78%),相对富集轻稀土元素,并显示富集LILE(如Rb、Ba、Sr),亏损HFSE(如Nb、Ta、Zr、Hf),与典型岛弧火山岩特征相似。根据Sm/Yb-Sm与Sm/Yb-La/Sm模拟计算模型,表明百口泉火山岩是由尖晶石+石榴石相二辉橄榄岩亏损地幔源发生部分熔融(熔融程度约为10%~20%),并由俯冲岩石圈释放的流体改造而成。同时样品具有低(^(87)Sr/^(86)Sr)i值(0.704593~0.704852),正ε_(Nd)(t)值(6.4~6.8)和ε_(Hf)(t)值(8.7~14.9),与西准噶尔中部早石炭世岛弧火山岩和达尔布特蛇绿岩类似,表明其源区为亏损的软流圈地幔。结合前人研究成果,认为百口泉火山岩形成与洋内俯冲的岩浆作用有关,是晚古生代西准噶尔洋盆西北向俯冲消减过程中的产物。

西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

西准噶尔地区广泛分布石炭纪岩浆岩类,了解它们的成因和形成机制可为揭示准噶尔洋盆晚古生代构造格局和发展演化以及约束古大洋闭合时限提供重要依据。本文报道了西准噶尔南部哈拉阿拉特山地区晚石炭世中酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学以及地球化学特征。岩石学研究表明其岩性主要为安山岩、英安质安山岩、流纹英安斑岩和流纹岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明哈拉阿拉特山地区中酸性火山岩年龄为308~305 Ma,为晚石炭世中晚期。中酸性火山岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,富钠贫钾,属于低钾拉斑中钾钙碱性系列岛弧火山岩。其中安山岩和英安质安山岩具有较高SiO_(2)(56.15%~66.13%)、Al_(2)O_(3)(16.03%~17.94%)、Na_(2)O(3.44%~5.59%)、Sr((364~576)×10^(-6))含量和Na_(2)O/K_(2)O(3.20~6.40)、Sr/Y(33.5~55.6)比值,贫MgO(1.59%~2.68%)、Y((10.0~16.0)×10^(-6))和Yb((1.08~1.83)×10^(-6))的特征,并且具有Eu正异常(δEu=1.09~1.22),属于典型的埃达克岩,是经俯冲的洋壳板片在石榴角闪岩相发生部分熔融而成,且熔融产生的埃达克质熔体在上升过程中未与上覆地幔橄榄岩发生明显交代作用;流纹岩和流纹英安斑岩具有高的SiO_(2)(69.59%~75.03%)和全碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=7.81%~8.89%)、极低的TFe 2O 3(0.94%~1.57%)和MgO(0.12%~0.97%)含量以及弱负Eu异常(δEu=0.63~1.00)等特征,为准铝质I型流纹岩,是下地壳镁铁质岩石部分熔融的产物,很可能有少量幔源岩浆混入。综合本文数据并结合研究区大量前人已发表的岩浆岩类研究成果,认为西准噶尔南部地区在晚石炭世中晚期仍处于岛弧弧后盆地演化体系,准噶尔洋的闭合时限可能至少推迟至早二叠世早期之后。

西昆仑造山带东段中新元古代洋内弧火山岩地球化学特征

分布于新疆西昆仑东段北缘(策勒—于田—民丰一线以南)的中新元古代火山岩主要为一套浅变质的(玄武)安山岩,夹有极少量的流纹岩。安山岩的SiO2在52.36%～58.30%之间,平均为54.55%,TiO2均低于0.3%,平均为0.22%。Na2O+K2O为1.70%～3.75%,Na2O均高于K2O,Na2O/K2O在2.44～4.61之间,M/F为0.62～0.78,MgO/(MgO+TFe)在0.36～0.45之间。岩石硅碱成分显示以钙碱性为主。稀土元素研究表明,安山岩的稀土总量低,在15.52×10-6～17.92×10-6之间,接近大洋拉斑玄武岩。安山岩的(La/Yb)N为0.69～1.33,(Ce/Yb)N为0.75～1.17,轻重稀土分异不明显。除1028-I3号样的δEu为0.6之外,其余样品的δEu在0.91～1.13之间,基本没有Eu异常。在稀土元素的球粒陨石配分曲线上,所有安山岩形成一个群体,稀土配分模式接近大洋拉斑玄武岩。岩石的微量元素安山岩的Th/Yb为0.04～0.10,Th/Ta=5.92～11.22,Zr/Hf=20.46～29.40,Th/Y之比为0.04～0.08。微量元素的N—MORB配分模式显示岩石富集Sr、Ba、Rb、K、Th等大离子亲石元素,Cr亏损,与拉斑质的火山弧玄武岩相似。综合分析火山岩的岩石学、岩石地球化学特征,结合区域构造背景,认为该套火山岩产于洋内弧环境。

南澜沧江带北段上二叠统陆缘弧火山岩的厘定

从岩石组合、岩相学特征、岩石化学、稀土元素、微量元素、大地构造环境等诸多方面分析云县-临沧花岗岩东侧的小定西、崴里等地分布的上二叠统P2火山岩具有陆缘弧火山岩特征。火山岩组合以玄武岩-安山岩-英安岩为主,极少量的粗安岩-粗面岩;火山岩系列以钙碱性系列为主,拉斑系列及碱性系列较少;火山岩的化学成分以A l2O3低T iO2为特征,K2O含量显示极强的极性;稀土模式为轻稀土富集右倾斜型;微量元素大阳离子元素富集,亏损T i,C r和部分亏损P,N b;岩石化学投图绝大部分落在岛弧火山岩区,与南澜沧江带南段及北澜沧江带陆缘弧火岩投点相一致。厘定了南澜沧江带北段上二叠统P2陆缘弧火山岩的存在。该陆缘弧火岩带与昌宁-孟连带的洋脊/洋岛型火山岩、蛇绿岩构成了成对分布的洋脊火山岩、蛇绿岩-弧岩浆岩带,指示澜沧江洋壳向东俯冲。该成果对探讨澜沧江带古特提斯的演化具有极重要的作用。

浙江“陈蔡增生杂岩”中洋内弧型变基性火山岩的地球化学特征及其地质意义

文章报道了浙江"陈蔡增生杂岩"中新发现一类特殊的变质基性火山岩组合,主要由斜长角闪岩和角闪岩组成,岩石具有低Ti高Mg的地球化学特征,原岩为拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩。岩石稀土总量较低,ΣREE平均为25.46×10^(-6),轻重稀土比值LREE/HREE及(La/Yb)_N比值较小,平均分别为1.87和1.30,δEu平均为0.97,稀土配分与N-MORB及T-MORB类似,而微量元素显示为富集相容元素Cr、Ni及大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba、U,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Zr、P、Ti。上述地球化学特征与玻安质岩石十分相似,微量元素比值及图解判别均指示该套变基性火山岩形成于大洋岛弧(洋内弧)环境。该洋内弧型变基性火山岩的发现表明原定陈蔡群极有可能为新元古代中期至早古生代含有古大洋地壳残片的俯冲增生杂岩,而不是华夏古陆块的基底。

北祁连山早古生代洋脊-洋岛和弧后盆地火山作用

北祁连山系内,分布着一套类型十分齐全的新元古代-早古生代海相火山岩系。包它括有大陆裂谷火山岩、洋脊-洋岛火山岩、岛弧火山岩、弧后盆地火山岩和陆缘被动裂谷火山岩。本文重点介绍北祁连山早古生代洋脊-洋岛火山岩和弧后盆地火山岩的岩石地球化学特点,并从地幔动力学角度探讨它们的岩石成因。这无疑对于深入了解地质历史古老增生板块边缘的火山作用有重要意义。

“三江”地区江达－维西弧南段火山岩特征研究

“三江”地区江达－维西弧南段火山岩特征研究沈上越，张保民，魏启荣（中国地质大学，武汉）引言研究区处于“三江”（怒江、澜沧江、金沙江）中段，位于金沙江洋脊－准洋脊火山岩－蛇绿岩带的西侧，著名的江达－维西弧的南段（沈上越等，１９９３）。对该区火山岩前人做...

哀牢山区太忠—李仙江带上二叠统(P_2)弧火山岩

太忠—李仙江带弧火山岩位于哀牢山浅变质带西侧，沿阿墨江—李仙江深大断裂续延伸达３００ｋｍ。火山岩形成时代为晚二叠世（Ｐ２），以火山碎屑岩为主（Ｅｐ为０．７～０．９）。拉斑系列，钙碱性系列及少量的钾质碱性系列并存，化学成分表现为高Ａｌ低Ｔｉ，产出环境为陆缘弧。此外，该带火山岩由东往西岩石系列还表现出由拉斑→钙碱性→钾质碱性的变化趋势，Ｋ２Ｏ含量，ΣＲＥＥ，Ｕ，Ｔｈ等的丰度表现出不断增加的特点。

云南维西地区中三叠世双峰式火山岩成因及其对金沙江弧盆形成演化的制约

金沙江缝合带及其西侧发育的岩浆活动记录了大洋俯冲-碰撞过程,是反演大洋演化的关键。江达-维西陆缘弧维西地区的中三叠世火山岩(崔依比组)在时空上构成独特的双峰式火山岩组合,以基性火山岩与大量酸性火山岩交互出现为主要特征,流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为244±1.3 Ma,表明崔依比组火山岩形成于中三叠世晚期。地球化学分析结果显示,玄武岩亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,Zr含量、Zr/Y值和(Th/Nb)N值低,兼具板内及弧火山岩的双重特性;流纹岩相对富硅,贫TiO_(2)和MgO,具有较低的Al_(2)O_(3),富集Rb、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb等高场强元素,Sr、Ti均具有弱的负异常特征,也兼具有板内及弧火山岩的双重特性。综合认为,维西地区中三叠世崔依比组双峰式火山岩形成于与板块俯冲过程有关的板内伸展环境,是金沙江洋壳西向俯冲过程中板片断离导致区域伸展背景下岩浆活动的产物。

基于GEOROC和PetDB全球岩石地球化学数据库的洋内岛弧和陆缘弧构造背景判别研究

前人基于岩石地球化学数据构建了多种构造背景判别图解用于区分洋内岛弧和陆缘弧,并得到了广泛应用。但最近研究表明基于岩石地球化学数据建立的构造背景判别图解可信度不高。基于此,本文收集了GEOROC和PetDB数据库中的全岩地球化学数据,以验证已有的判别图解的有效性和可靠性。研究结果表明可信度较高的判别图解主要与Th、Ta有关,其余图解不具普遍性。

西藏安多马登火山岩地球化学特征及对班公湖-怒江洋俯冲极性的指示意义

班公湖-怒江缝合带夹持于羌塘地块与拉萨地块之间,缝合带本身复杂的构造演化历史使得有关该缝合带的许多重要地质问题一直存在较大的争论。围绕着洋壳的俯冲方向,国内外学者先后提出洋壳向北俯冲,向南俯冲以及向南向北双向俯冲,争议较大。本文以班公湖怒江缝合带中段安多县白垩系马登火山岩为研究对象。

滇西北维西陆缘弧月亮坪早三叠世VMS型铅锌矿床的发现及地质意义

滇西北维西陆缘弧夹持于扬子地块和兰坪地块之间,是古特提斯时期形成的火山弧,中—下三叠统攀天阁组酸性端元和崔依比组基性端元构成的双峰式火山岩是其主要组成部分,被视为研究古特提斯洋俯冲和闭合过程的关键区带。本文初次在该火山岩带攀天阁组长英质火山岩中发现了1处VMS型矿床——月亮坪铅锌矿。初步野外调查显示,铅锌矿体具有“上层下脉”双层结构,伴生赤铁矿硅质岩、重晶石岩等热水喷流岩;围岩蚀变不对称,矿体上盘火山岩蚀变微弱,下部脉状矿体密切伴生有硅化、绿泥石化、绢云母化等围岩蚀变。层状矿体上、下盘英安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为247.8±1.1 Ma和249.0±1.1 Ma,表明成岩成矿时代为早三叠世。地球化学特征显示,英安岩属中高硅、高钾、过铝质长英质岩石,兼具“S”型花岗岩和岛弧火山岩特征,暗示岛弧“基底”为大陆壳;赤铁矿硅质岩发育条纹构造,稀土含量低,轻稀土富集,高的正Eu异常(δEu=2.37),U/Th达23.6,Co/Ni为0.17,是典型的海底热水喷流岩;矿石稀土配分曲线及微量元素标准化蛛网图与下盘英安岩极为相似,显示成矿元素主要来自下伏长英质岩系。综合区域地质和前人研究资料,初步认为二叠纪时期古特提斯洋俯冲作用导致兰坪地块东侧德钦—维西—乔后一带的大陆边缘形成了安第斯型俯冲带,早三叠世洋壳俯冲角度变陡引起弧后拉张,月亮坪铅锌矿是在伸展背景下形成于酸性火山岩端元的黑矿型VMS铅锌矿床。区域上,该带双峰式火山岩喷发峰期约为247 Ma,时间跨度约7 Ma,并经过与弧有关的海底火山作用而快速伸展沉降至深海条件,随着盆地的闭合和抬升,呈带状拼贴在弧-陆碰撞带上,具有“夭折的弧裂谷”特点,是保存VMS型矿床的理想场所。目前对该带火山岩容矿的VMS型矿床研究程度低,找矿工作长期以来未有突破。月亮坪铅锌矿的发现对维西陆缘弧找矿空间的开辟有重要指示意义,早—中三叠世火山岩可作为本区重要的VMS矿床勘查和研究层位。

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SiO_(2)(70.98%~75.45%)、Na_(2) O(2.90%~5.23%)含量,总体相对富钠,Na_(2) O/K_(2) O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。

西藏尼木地区变质火山岩的地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其地质意义

西藏尼木地区分布一套增生杂岩,其对冈底斯火山岩浆弧的演化具有重要意义。本文对该套增生杂岩中的变质火山岩的地质特征、矿物学、全岩地球化学和锆石U-Pb年代学等方面进行了综合研究。变质火山岩以斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩为主,其中,角闪石主要为镁质角闪石,共生的斜长石主要为拉长石;变质火山岩经历了高温-中压变质作用;岩石富Al 2 O 3和贫TiO 2,弱富集轻稀土元素(LREE),富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),其地球化学特征与火山弧玄武岩的地球化学特征相似,其形成的构造环境为洋内岛弧或活动大陆边缘弧;岩浆锆石U-Pb年龄值为151.4±1.6Ma和150.7±1.4Ma,表明岩石的形成时代为晚侏罗世。综合研究认为,增生杂岩中的变质火山岩是新特提斯洋在晚侏罗世北向俯冲的产物,在陆-陆碰撞之前卷入增生系统,该套变质火山岩不是以往所认为的变质结晶基底。

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。

新疆东天山石炭纪火山岩及其构造意义

东天山石炭纪火山岩北至吐哈盆地南缘,向南受控于阿奇克库都克断裂,对恢复古生代期间古亚洲洋的构造演化具有重要的意义。通过岩石学、同位素年代学及地球化学研究发现:(1)东天山石炭纪火山岩是一套钙碱质玄武岩-安山岩-流纹岩建造,玄武岩包括N-MORB和IAT型两种类型,指示东天山地区在石炭纪存在一个弧间盆地,其北部边界可能为东准噶尔的卡拉麦里蛇绿岩带;(2)东天山吐哈盆地南缘底坎儿组中流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为320±1.2Ma(MSWD=1.3),代表了底坎儿组火山岩主体岩浆结晶时代;(3)对比东天山及邻区石炭纪火山岩地球化学,发现在SiO2含量相近的情况下,由北向南东天山石炭纪火山岩中玄武岩的K2O、K2O+Na2O、K2O/Na2O、LILE(Rb、Ba、Sr等)和HFSE(Nb、Ta、Th、Zr等)呈规律性增加,具有明显的成分分带,与环太平洋中-新生代岛弧和活动大陆边缘产出的火山岩的成分极性变化一致。认为东天山石炭纪火山岩成分分带可能是古亚洲洋在石炭纪向东南准噶尔-吐鲁番-哈密陆块下斜向俯冲的结果。

青藏高原北羌塘盆地治多地区松赛弄一带火山岩的特征及构造意义

测区松赛弄晚三叠世一带火山岩为一套酸性-中性-基性火山岩组合,由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及少量火山碎屑岩等组成。火山岩中SiO_2含量为48.89%～88.15%,平均67.44%,TiO_2为0.22%～1.85%,平均0.63%,MgO含量0.23%～7.81%,与岛弧钙碱性火山岩相似;高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,(La/Sm)n为1.79～5.19,LREE/HREE值多数在4.08～6.63,属轻稀土元素富集型,δEu多数在0.47～0.99,铕呈负异常;La/Nb多数大于2.00,Nb/Zr>0.04;Th/Ta>4.41,Th×Ta/Hf^2>0.042,具有陆缘火山弧的特性。上述特征表明,羌塘盆地治多地区松赛弄一带晚三叠世火山岩产于大陆碰撞与陆缘弧并存的环境。

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩特征及构造环境探讨

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩岩石类型主要为火山熔岩及火山碎屑岩。据岩石化学成分火山岩可划分为流纹质、安山质、英安质及粗面质几种类型,并属高钾钙碱性系列。岩石化学、地球化学显示岩浆主要来源于下地壳,并有幔源物质参与;岩石具火山弧的特点,形成于整体挤压大陆边缘并靠近板内一侧的构造环境。

新疆阿舍勒铜矿酸性火山岩的地球化学特征与构造背景

新疆阿舍勒铜矿床中玄武岩—英安岩—流纹岩岩石组合属钙碱性(亚碱性)系列。流纹岩类和英安岩类岩石均属过铝质、低—中钾系列火山岩。酸性火山岩微量元素含量及比值特征、大离子半径及稀土元素配分模式、微量元素构造环境判别图的投点结果,显示本区酸性火山岩与玄武岩具有同源区特点,均起源于富集地幔,属于玄武岩浆经岩浆结晶分异作用的产物,它们形成的构造背景为洋内弧附近的前弧盆地。

“三江”地区滇西北不同构造环境火山岩的稀土元素特征

“三江”地区滇西北不同构造环境火山岩的稀土元素特征张保民，沈上越，魏启荣（中国地质大学，武汉）一、引言滇西北地处“三江”（金沙江、澜沧江、怒江）中段，位于横断山腹地，处于“三江”构造带“蜂腰”部位，构造十分复杂，陈炳蔚（１９８７）将该地区划为三江褶皱...