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内蒙古阴山地区中生代白女羊盘组火山岩岩石学特征及其地质意义

常泽光  
【摘要】:内蒙古卓资县位于阴山东南缘,分布有大量的晚中生代白女羊盘组火山岩。作者以详细的野外地质工作为基础,通过对卓资县大榆树村附近的白女羊盘组火山岩的分布特征和岩相学特征的研究,结合主量元素、微量元素和稀土元素地球化学特征,系统的讨论了该火山岩的岩石成因、岩浆来源和演化以及其形成的构造环境。用LA-ICP-MS方法测试了火山岩的锆石U-Pb年龄,并与阴山其他地区的白女羊盘组火山岩进行了对比,探讨了火山岩形成的动力学原因。主要取得了以下几方面的认识:1.卓资县白女羊盘组火山岩为一套基性-酸性双峰式火山岩,根据岩性差异可分为三段,第一段为玄武岩,第二段为流纹质火山岩,第三段为粗面质火山岩,构成了成分上以玄武岩-流纹岩-粗面岩为组合的火山喷发旋回。火山活动以间歇性活动为特征,早期玄武岩表现为较平静的流溢相喷发;中期流纹质火山岩以爆发相-喷溢相为特征;晚期粗面质火山岩以喷溢相为特征。2.卓资县白女羊盘组玄武岩属于准铝质碱性玄武岩系列的火山岩,具有富碱,贫Mg,低Cr、Ni含量,低Th/Ce、Th/La比值和微Eu负异常等特征,其岩浆在岩浆房或上升通道经历了一定程度的分异作用和有限的地壳混染作用。流纹质火山岩和粗面质火山岩属于弱过铝质碱性玄武岩系列的火山岩,具有富碱、富铁贫镁,明显的Ti、Eu、Sr、P负异常,Pb正异常等特征,表现出壳源岩浆属性特征。3.白女羊盘组玄武岩、粗面质火山岩和流纹质火山岩三者的岩浆源区各不相同。玄武岩岩浆来源于富集地幔,是曾受俯冲板片交代改造而富集了的岩石圈地幔经过较低程度部分熔融作用的产物。流纹质火山岩岩浆是底侵玄武岩加热下地壳,使之发生部分熔融作用的结果;粗面质火山岩岩浆是由底侵玄武岩与地壳物质经部分熔融混合而形成的。4.卓资县白女羊盘组下部流纹质凝灰岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为137 Ma。火山岩中的玄武岩为板内碱性玄武岩,形成于大陆裂谷拉张环境;酸性火山岩主、微量元素具有A型花岗岩的典型特征,属于成分上与A1型花岗岩相当的火山岩,形成于非造山拉张构造环境。白女羊盘组双峰式火山岩具有典型的大陆裂谷双峰式火山岩组合特征,形成于大陆裂谷拉张环境。5.不同地区白女羊盘组火山岩具有相似的岩石化学特征,表明其岩浆可能形成于同一构造环境和相同的动力学背景。可能是古亚洲洋板片对华北岩石圈改造与三叠世构造热事件及蒙古-鄂霍茨克洋闭合的远程效应连续作用叠加的结果。引发软流圈上涌加热岩石圈,岩石圈地幔发生部分熔融产生玄武岩浆,岩浆沿构造薄弱带上升至地表或底侵在地壳之下,底侵的玄武岩浆加热下地壳使之发生部分熔融,形成酸性岩浆,从而形成阴山地区双峰式火山岩。


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