地球科学|计波等:北祁连东段白银岩群双峰式火山岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征

学术   科学   2024-09-04 00:00   湖北  

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白银厂矿田的含矿岩系白银岩群位于北祁连造山带东南缘,为了揭示该火山岩系的形成时代、成因及其构造环境,运用岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等分析测试方法对其进行了系统的研究.白银岩群中石英角斑岩和流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为473.0±1.7 Ma和473.9±2.1 Ma,表明白银岩群火山岩形成于早奥陶世.玄武岩具有高Al2O3、低K2O、TiO2和P2O5特征,属亚碱性低钾拉斑系列;流纹岩SiO2含量(> 70%)较高,FeOT/MgO比值(2.44~2.80)与稀土元素含量较低(32.1×10-6~44.3×10-6),显示湿冷氧化性流纹岩特征.玄武岩与流纹岩不相容元素Ba、Th、U等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti明显亏损,Eu负异常不明显(δEu=0.76~0.92),显示岛弧岩浆特征.流纹岩锆石εHft)值变化于-4.14~14.78,二阶段模式年龄为1 707~505 Ma.上述结果表明白银岩群玄武岩是受俯冲流体改造的亏损地幔部分熔融的产物,并在岩浆上升过程中受到地壳混染;流纹岩与玄武岩具有不同的岩浆来源,其主要来自地壳物质的部分熔融,并混入了少量幔源物质.白银岩群双峰式火山岩形成于岛弧向弧后盆地过渡的环境,是早奥陶世北祁连洋向北俯冲的产物.本文讨论得出已下结论:
(1)通过对白银岩群石英角斑岩与流纹岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得酸性火山岩的形成时代为473.0±1.7 Ma与473.9±2.1 Ma,可作为火山岩喷发年龄,结合前人研究成果,白银岩群的形成时代为早奥陶世晚期‒中奥陶世早期.
(2)白银岩群玄武岩属亚碱性低钾拉斑系列,可能是受俯冲流体改造的亏损地幔部分熔融,并在岩浆上升过程中与地壳混染的产物;白银岩群流纹岩具有湿冷氧化性流纹岩特征,与玄武岩具有不同的岩浆来源,其岩浆可能来自地壳物质的部分熔融,并混入了少量幔源物质.
(3)结合北祁连区域地质背景以及白银岩群火山岩的岩石地球化学研究成果,认为白银岩群形成于岛弧向弧后盆地过渡的环境,是早奥陶世北祁连洋向北俯冲的产物.
1 白银研究区地质简图及采样位置

图2 白银岩群火山岩野外露头与镜下照片

图3 玄武岩微量元素构造判别图解(据Wood, 1980Pearce et al., 1982Meschede, 1986



文章刊登在《地球科学》第49卷第7期

计波, 李向民, 时超, 余吉远, 王国强, 2024. 北祁连东段白银岩群双峰式火山岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学特征. 地球科学, 49(7): 2490-2507. doi: 10.3799/dqkx.2022.484

Ji Bo, Li Xiangmin, Shi Chao, Yu Jiyuan, Wang Guoqiang, 2024. Zircon U-Pb Ages, Hf Isotopes and Geochemistry of Bimodal Volcanic Rocks in Baiyin Group, Eastern North Qilian. Earth Science, 49(7): 2490-2507. doi: 10.3799/dqkx.2022.484

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