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河北秦皇岛石门寨中生代火山岩的地球化学特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄

赵瑞鹏  陈亮  刘道宏  杨潇潇  
【摘要】:中国东部中生代火山岩比较发育,在冀北—辽西、山东、北淮阳、太行山等地区均有分布。在冀北的秦皇岛石门寨地区存在着一套分布广泛的中生代蓝旗组与孙家梁组火山岩,不整合在侏罗系北票组砾岩之上。蓝旗组与孙家梁组之间为整合关系,蓝旗组主体为碱玄岩和玄武粗安岩,孙家梁组主体为英安岩和流纹岩,前人研究认为其时代为晚侏罗世。本研究对该地区火山岩样品进行了全岩地球化学分析和锆石U-Pb定年。蓝旗组火山岩样品总体上以富K、Na和Al为特征,部分样品有较高的Mg和Fe含量,在微量元素组成上,粗面岩和玄武粗安岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,碱玄岩轻微亏损高场强元素,轻重稀土元素分馏较为明显,玄武岩无明显高场强元素异常,轻稀土无明显富集,重稀土不亏损。孙家梁组火山岩样品均为流纹岩,也以富K、Na和Al为特征,Mg和Fe含量较低,在微量元素组成上,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具有强烈的Eu负异常。蓝旗组火山岩主要为钾玄岩系列,孙家梁组火山岩为高钾钙碱性系列,蓝旗组粗面岩和玄武粗安岩地球化学特征类似岛弧,可能与受上地壳俯冲脱水交代作用有关,碱玄岩地球化学特征类似HIMU型OIB,源区可能为受俯冲洋壳交代所形成的富集型软流圈地幔,玄武岩地球化学特征类似N-MORB,源区可能为亏损的软流圈地幔。孙家梁组流纹岩可能由早白垩世华北克拉通强烈的伸展作用导致幔源岩浆底侵下地壳,使其部分熔融或古太平洋板块俯冲后撤所导致俯冲洋壳岩石发生部分熔融产生。孙家梁组流纹岩中锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年获得了23个颗粒的加权平均年龄118.0±1.1 Ma,为早白垩世,可以与辽西地区义县组相对比。河北秦皇岛石门寨地区蓝旗组和孙家梁组火山岩的成因及形成时代对于探讨中生代华北克拉通减薄的机制与时限具有重要意义。

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