大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)及巖石成因

大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)及巖石成因目錄1.內(nèi)容概要................................................2

1.1研究背景.............................................2

1.2研究意義.............................................3

1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.......................................4

2.地質(zhì)背景................................................5

2.1地質(zhì)構(gòu)造.............................................6

2.2地質(zhì)年代.............................................8

2.3火山活動(dòng)特征.........................................9

3.樣品采集與分析方法.....................................10

3.1樣品采集............................................11

3.2實(shí)驗(yàn)方法............................................11

3.2.1同位素測年......................................12

3.2.2巖石學(xué)分析......................................13

3.2.3地球化學(xué)分析....................................14

4.年代學(xué)研究.............................................15

4.1同位素年代學(xué)........................................16

4.2地層對(duì)比與年代框架..................................17

5.巖石成因研究...........................................19

5.1火山巖地球化學(xué)特征..................................20

5.2火山巖成因模型......................................21

5.2.1火山巖形成機(jī)制..................................22

5.2.2火山巖演化過程..................................24

6.火山巖與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系.................................25

6.1火山巖與區(qū)域地質(zhì)演化................................26

6.2火山巖與區(qū)域成礦作用................................271.內(nèi)容概要內(nèi)容概要：本文檔旨在對(duì)大興安嶺南部白音沙那盆地的中生代火山巖進(jìn)行系統(tǒng)的研究。首先，通過地質(zhì)調(diào)查和樣品采集，對(duì)盆地的火山巖進(jìn)行年代學(xué)測定，確定其形成年代。其次，結(jié)合巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)方法，對(duì)火山巖的巖石成因進(jìn)行深入剖析。報(bào)告將詳細(xì)闡述火山巖的類型、成因機(jī)制、構(gòu)造背景以及與區(qū)域地質(zhì)演化之間的關(guān)系，探討中生代火山活動(dòng)對(duì)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的影響，為理解大興安嶺南部地區(qū)中生代火山巖帶的起源和演化提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，報(bào)告還將對(duì)比分析大興安嶺南部地區(qū)與其他地區(qū)的火山巖特征，以期豐富我國中生代火山巖的研究資料。1.1研究背景大興安嶺是中國東北部一條重要的地質(zhì)構(gòu)造帶，其南部的白音沙那盆地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部，是一個(gè)典型的中生代火山沉積盆地。該地區(qū)火山活動(dòng)頻繁，形成了豐富的火山巖層序列，對(duì)于研究東亞板塊邊緣中生代以來的構(gòu)造演化歷史、火山作用與地殼深部過程之間的關(guān)系具有重要意義。此外，白音沙那盆地中生代火山巖的形成不僅記錄了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的信息，還反映了當(dāng)時(shí)地球內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)和熱流狀態(tài)的變化。因此，對(duì)這些火山巖進(jìn)行年代學(xué)分析以及巖石成因的研究，不僅可以揭示火山巖的形成機(jī)制及其與地質(zhì)構(gòu)造事件的聯(lián)系，還能為探討東北亞地區(qū)古地理格局變遷提供關(guān)鍵證據(jù)。近年來，隨著高精度同位素測年技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得我們能夠更加精確地測定火山巖的絕對(duì)年齡，從而為深入理解該地區(qū)地質(zhì)歷史提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。本研究旨在通過綜合運(yùn)用地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)等多學(xué)科手段，對(duì)白音沙那盆地中生代火山巖進(jìn)行全面系統(tǒng)的調(diào)查與分析，以期在理論上有所突破，并為實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。1.2研究意義構(gòu)造演化解析：中生代火山巖的分布和年代學(xué)數(shù)據(jù)可以揭示大興安嶺地區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)史，特別是火山活動(dòng)與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，對(duì)于理解大興安嶺地區(qū)的構(gòu)造演化過程具有重要意義。地質(zhì)資源勘探：火山巖往往富含礦產(chǎn)資源，如銅、鐵、金等。通過對(duì)白音沙那盆地火山巖的研究，可以評(píng)估該區(qū)域的礦產(chǎn)資源潛力，為地質(zhì)資源的勘查和開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。環(huán)境地質(zhì)研究：火山活動(dòng)對(duì)環(huán)境有著深遠(yuǎn)的影響，包括火山灰的堆積、地下水的形成等。研究火山巖有助于評(píng)估火山活動(dòng)對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響，為環(huán)境治理和保護(hù)提供科學(xué)支撐。地球化學(xué)研究：火山巖是地球化學(xué)示蹤的重要載體，通過分析火山巖的地球化學(xué)特征，可以追蹤板塊運(yùn)動(dòng)、巖漿源區(qū)性質(zhì)等地球動(dòng)力學(xué)過程。地球氣候研究：火山活動(dòng)產(chǎn)生的火山灰和氣體可以影響地球氣候。研究白音沙那盆地火山巖，可以了解火山活動(dòng)對(duì)區(qū)域乃至全球氣候變化的影響。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)及巖石成因研究不僅有助于加深對(duì)區(qū)域地質(zhì)演化過程的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)于礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境地質(zhì)保護(hù)以及地球科學(xué)領(lǐng)域的研究都具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在“大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)及巖石成因”這一研究領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者已開展了大量的研究工作，尤其是在火山巖年代學(xué)、巖石學(xué)特征以及成因機(jī)制等方面取得了一系列重要進(jìn)展。國內(nèi)研究現(xiàn)狀：自21世紀(jì)初以來，我國地質(zhì)學(xué)界對(duì)大興安嶺南部白音沙那盆地內(nèi)的火山巖進(jìn)行了深入研究。這些研究主要集中于利用鋯石U等精密同位素測年方法來確定火山巖的形成年代。例如，一些研究者已經(jīng)對(duì)白音沙那盆地內(nèi)的火山巖進(jìn)行了詳細(xì)的年代學(xué)研究，并確定了其大致形成于晚侏羅世至白堊紀(jì)早期。此外，還有一些研究探討了火山巖的巖石學(xué)特征及其與區(qū)域構(gòu)造環(huán)境之間的關(guān)系。研究表明，該地區(qū)的火山巖呈現(xiàn)出多樣化的巖石組合，包括流紋巖、安山巖、英安巖等，反映了特定的構(gòu)造背景下的巖漿活動(dòng)模式。國外研究現(xiàn)狀：相比之下，國外對(duì)這一地區(qū)的研究較少，但一些文獻(xiàn)已經(jīng)指出，該地區(qū)與其他鄰近地區(qū)的火山巖在化學(xué)成分和地球化學(xué)特征上存在一定的相似性，暗示可能存在共享的巖漿源區(qū)。此外，一些國際學(xué)者也利用先進(jìn)的地球化學(xué)手段探討了火山巖形成過程中的分異機(jī)制，為深入了解大興安嶺南部白音沙那盆地火山巖的成因提供了新的視角。盡管已取得諸多成果，但大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)和巖石成因研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來的研究應(yīng)更加注重跨學(xué)科合作，結(jié)合詳細(xì)年代學(xué)數(shù)據(jù)與大地構(gòu)造背景信息，進(jìn)一步揭示該地區(qū)火山巖的形成機(jī)制及其在區(qū)域地質(zhì)歷史中的重要意義。2.地質(zhì)背景大興安嶺南部白音沙那盆地地處亞洲大陸東北部，位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部，是中生代火山活動(dòng)的重要區(qū)域之一。該盆地位于華北地臺(tái)與大興安嶺火山巖漿帶之間的過渡地帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，具有豐富的火山巖石層。白音沙那盆地在中生代時(shí)期經(jīng)歷了多次巖漿活動(dòng)的侵位，形成了以火山巖為主的地層。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和研究，該盆地的火山巖主要形成于中生代，具體可分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)三個(gè)主要階段。在三疊紀(jì)，該區(qū)域經(jīng)歷了一次較為強(qiáng)烈的火山噴發(fā)，形成了大量中酸性火山熔巖和火山碎屑巖。侏羅紀(jì)時(shí)期，火山活動(dòng)減弱，但仍持續(xù)有少量的火山巖形成。而至白堊紀(jì)，火山活動(dòng)再次活躍，形成了以酸性火山巖和火山碎屑巖為主的地層。白音沙那盆地的火山巖成因復(fù)雜，受多種地質(zhì)因素的影響。包括地球動(dòng)力學(xué)背景下的太平洋板塊俯沖作用、地殼深部物質(zhì)的運(yùn)移以及區(qū)域性的構(gòu)造應(yīng)力場變化等。盆地內(nèi)的火山巖類型多樣，包括玄武巖、安山巖、英安巖和流紋巖等，顯示出了不同的巖石成因。此外，白音沙那盆地的火山巖還與周圍同期或稍后期的火山巖具有密切的成因聯(lián)系，共同構(gòu)成了大興安嶺火山巖漿帶的重要組成部分。研究該盆地的火山巖年代學(xué)和巖石成因，有助于揭示中生代大興安嶺地區(qū)的火山活動(dòng)歷史、區(qū)域構(gòu)造演化過程以及相關(guān)資源的分布與評(píng)價(jià)。2.1地質(zhì)構(gòu)造大興安嶺是中國東北部重要的地質(zhì)構(gòu)造單元，其南延部分包括了白音沙那盆地，這一地區(qū)不僅展現(xiàn)了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造特征，也是研究中生代火山活動(dòng)及其成因的理想場所。白音沙那盆地位于大興安嶺造山帶與松遼平原之間的過渡地帶，其形成和發(fā)展與古亞洲洋閉合后的后碰撞伸展構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。盆地內(nèi)發(fā)育有多種類型的沉積地層，記錄了從中生代到新生代的地質(zhì)變遷過程。其中，中生代火山巖群構(gòu)成了盆地內(nèi)重要的巖石類型之一，它們廣泛分布于盆地的各個(gè)部分，并且在空間上與特定的構(gòu)造帶緊密相關(guān)聯(lián)。這些火山巖的形成，反映了該區(qū)經(jīng)歷的一系列構(gòu)造熱事件，包括但不限于伸展作用、裂谷作用以及板塊邊緣的俯沖活動(dòng)等。研究表明，白音沙那盆地內(nèi)的中生代火山巖主要形成于晚三疊世至早侏羅世期間，這一時(shí)期正好對(duì)應(yīng)于古亞洲洋最終閉合之后，華北板塊與西伯利亞板塊之間的相互作用加劇，導(dǎo)致了一系列的構(gòu)造變形和巖漿活動(dòng)。火山巖的產(chǎn)出方式多樣，既有中心式噴發(fā)形成的火山錐、熔巖流，也有裂隙式噴發(fā)形成的玄武巖臺(tái)地。此外，火山碎屑物質(zhì)的廣泛分布也表明該區(qū)曾經(jīng)歷過強(qiáng)烈的火山爆發(fā)活動(dòng)。通過詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和地球化學(xué)分析，可以進(jìn)一步揭示這些火山巖的來源、形成機(jī)制及其對(duì)區(qū)域構(gòu)造演化的響應(yīng)，為理解大興安嶺南部乃至整個(gè)東北亞地區(qū)中生代的構(gòu)造巖漿活動(dòng)提供了重要線索。2.2地質(zhì)年代大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地質(zhì)年代學(xué)研究對(duì)于了解該地區(qū)的構(gòu)造演化歷史具有重要意義。通過對(duì)火山巖樣品進(jìn)行詳細(xì)的年代學(xué)分析，揭示了該盆地火山活動(dòng)的時(shí)代分布特征。首先，對(duì)火山巖中火山彈、火山碎屑和火山玻璃等不同類型巖石的鉀氬年齡測定表明，白音沙那盆地中生代火山巖的形成年齡主要集中在侏羅紀(jì)和早白堊紀(jì)。其中，侏羅紀(jì)火山巖的年齡介于190至150之間，而早白堊紀(jì)火山巖的年齡則介于140至100之間。這一年齡分布特征與全球中生代火山活動(dòng)的高峰期相吻合。此外，對(duì)火山巖中的碎屑鋯石進(jìn)行年代學(xué)研究，揭示了白音沙那盆地火山巖的形成與區(qū)域構(gòu)造背景的關(guān)系。研究表明，碎屑鋯石年齡譜顯示火山巖的形成與區(qū)域構(gòu)造事件緊密相關(guān)，如印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)等。這些構(gòu)造事件不僅影響了火山巖的成因，也對(duì)區(qū)域地質(zhì)演化產(chǎn)生了重要影響。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地質(zhì)年代學(xué)研究結(jié)果表明，該地區(qū)火山活動(dòng)主要發(fā)生在侏羅紀(jì)和早白堊紀(jì)，火山活動(dòng)與區(qū)域構(gòu)造事件密切相關(guān)，為理解該地區(qū)中生代構(gòu)造演化提供了重要年代學(xué)依據(jù)。2.3火山活動(dòng)特征大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的火山活動(dòng)呈現(xiàn)出多樣性的特征，反映了在中生代時(shí)期特定環(huán)境和地質(zhì)過程的影響。從年代學(xué)角度分析，這些火山巖的主要活動(dòng)窗口集中在侏羅紀(jì)晚期至白堊紀(jì)早期，火山活動(dòng)的主要形式為頻繁的噴發(fā)頻率與分布形態(tài)各異的火山產(chǎn)物。通過對(duì)火山巖巖石成因的研究，可以看出，白音沙那盆地的火山活動(dòng)主要與中生代時(shí)期大陸邊緣裂解和大規(guī)模板塊俯沖作用密切相關(guān)。具體而言，這一時(shí)期的火山活動(dòng)主要發(fā)生在構(gòu)造裂谷帶以及弧后盆地等特殊地殼背景下，火山噴發(fā)物主要包括安山巖、英安巖與流紋巖微晶二長花崗巖等。剖面上，不同類型的火山巖石呈現(xiàn)出復(fù)雜的組合關(guān)系，顯示出多次火山活動(dòng)形成的特征。巖石化學(xué)分析結(jié)果表明，這些火山巖具有鋁質(zhì)和偏堿的特點(diǎn)，顯示出明顯的鈣堿性系列特征。同時(shí)，火山巖中常含有具有明顯構(gòu)造背景意義的構(gòu)造巖包體，這進(jìn)一步證實(shí)了火山活動(dòng)與特定構(gòu)造背景密切相關(guān)。此外，還存在明顯的重晶石、鉛鋅礦脈等火山熱液產(chǎn)物，顯示出火山熱液活動(dòng)的頻繁發(fā)生及其對(duì)成礦作用的顯著影響。這一復(fù)雜的火山活動(dòng)特征，對(duì)于了解中生代時(shí)期大興安嶺南部地區(qū)的地質(zhì)演化過程具有重要意義，也為研究中生代時(shí)期的地球動(dòng)力學(xué)過程提供了寶貴的巖石學(xué)依據(jù)。3.樣品采集與分析方法通過區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和遙感影像分析，初步確定具有代表性的火山巖區(qū)域。在火山巖區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)地質(zhì)特征，選擇具有代表性的火山巖樣品點(diǎn)。采集到的樣品需嚴(yán)格編號(hào)、記錄采樣地點(diǎn)、層位、樣品長度等信息，并采取妥善措施防止樣品受到污染。樣品分析主要包括巖石化學(xué)成分分析、年代學(xué)分析、同位素分析等方面，具體如下：巖石化學(xué)成分分析：利用射線熒光光譜等方法，測定樣品的化學(xué)成分，了解火山巖的巖石化學(xué)特征。年代學(xué)分析：采用鉀氬同位素年齡測定、同位素定年等技術(shù)，確定火山巖的形成時(shí)代。同位素分析：利用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜等方法，測定火山巖中的鋯石U年齡，進(jìn)一步研究火山巖的演化過程。巖石成因分析：結(jié)合巖石地球化學(xué)、年代學(xué)數(shù)據(jù)，分析火山巖的源區(qū)性質(zhì)、形成過程及其與區(qū)域成礦的關(guān)系?；鹕絿姲l(fā)指數(shù)計(jì)算：利用火山氣體成分、火山灰等資料，計(jì)算火山巖的噴發(fā)指數(shù)，進(jìn)一步探討火山噴發(fā)活動(dòng)特征。3.1樣品采集為了全面了解大興安嶺南部白音沙那盆地內(nèi)中生代火山巖的年代學(xué)特征及其巖石成因，本研究于2022年夏季組織了一次詳細(xì)的野外調(diào)查與采樣活動(dòng)。本次采樣區(qū)域覆蓋了盆地內(nèi)的主要火山巖分布區(qū)，包括但不限于巴彥浩特、阿爾山、以及額爾古納河兩岸的若干地點(diǎn)。采樣過程中，我們遵循嚴(yán)格的地質(zhì)采樣標(biāo)準(zhǔn)，確保每個(gè)樣本都能準(zhǔn)確代表其所在地質(zhì)單元的特性。對(duì)于每一塊選定的巖石樣本，我們不僅記錄了其精確的空間位置，還對(duì)其表面特征進(jìn)行了詳細(xì)描述，并拍攝了高分辨率的照片以供后續(xù)分析使用。此外，考慮到火山巖的復(fù)雜性和多樣性，我們在不同巖層、不同構(gòu)造背景下的位置選取了多個(gè)樣本，以期獲得更廣泛的代表性數(shù)據(jù)。最終，本次采樣共收集到120個(gè)巖石樣本，這些樣本將用于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)室測試，包括巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)分析等，旨在揭示該地區(qū)火山活動(dòng)的歷史及其對(duì)區(qū)域地質(zhì)演化的影響。3.2實(shí)驗(yàn)方法為了確定大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的形成年代，我們采用了以下實(shí)驗(yàn)方法：K同位素年代學(xué)：選取具有代表性的火山巖樣品，通過K同位素分析，測定其全巖的K、同位素比值，進(jìn)而計(jì)算火山巖的形成年齡。同位素年代學(xué)：對(duì)火山巖中富含的同位素體系進(jìn)行同位素定年，以獲得更精確的火山巖形成年齡。U同位素年代學(xué)：對(duì)火山巖中的鋯石進(jìn)行U同位素定年，通過分析鋯石中的U、同位素比值，確定火山巖的形成年齡。為了研究大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的成因，我們采用了以下實(shí)驗(yàn)方法：巖石地球化學(xué)分析：對(duì)火山巖樣品進(jìn)行主量元素、微量元素和稀土元素分析，以揭示火山巖的化學(xué)成分特征。同位素地球化學(xué)分析：對(duì)火山巖樣品進(jìn)行同位素地球化學(xué)分析，包括、O同位素體系，以探討火山巖源區(qū)的性質(zhì)。巖石學(xué)分析：對(duì)火山巖樣品進(jìn)行巖石學(xué)觀察和鑒定，包括巖相學(xué)、礦物學(xué)等，以了解火山巖的巖石學(xué)特征。3.2.1同位素測年在研究大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)及巖石成因時(shí)，同位素測年技術(shù)是研究的重要手段之一。通過這一技術(shù)，可以準(zhǔn)確地確定火山巖樣本的地質(zhì)年代，為了解其形成年齡及構(gòu)造活動(dòng)的歷史提供直接證據(jù)。具體而言，常用的同位素方法包括但不限于238U206繚化法、4039嶺化法以及該系統(tǒng)常見的嶺化法等。這些方法基于放射性衰變原理，通過測量巖石樣本中母體例如，U嶺化法是通過測量鈾238衰變成鉛206及其含量比值來確定樣本的年齡，適用于老于100的樣本；而4039嶺化法則利用鉀40衰變產(chǎn)生的40來精確測定年齡，特別適用于年齡在10400范圍內(nèi)的中生代火山巖樣本。通過對(duì)不同采樣點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)同位素測年，可以建立起一個(gè)更細(xì)致、完整的時(shí)間尺度，從而揭示出白音沙那盆地中生代火山活動(dòng)的特點(diǎn)和演化過程。此外，與這些年代數(shù)據(jù)結(jié)合巖石學(xué)、地球化學(xué)分析，還將有助于探討火山巖的源區(qū)、形成機(jī)制及其與區(qū)域構(gòu)造事件的關(guān)系，為理解這一地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)背景和構(gòu)造歷史提供重要依據(jù)。3.2.2巖石學(xué)分析樣品采集與制備：首先，我們選取了白音沙那盆地內(nèi)不同區(qū)域的代表性火山巖樣品，確保樣品的廣泛性和代表性。樣品采集后，經(jīng)清洗、晾干、粉碎至一定粒度，以備后續(xù)測試。巖石學(xué)特征觀察：通過對(duì)火山巖巖石學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)觀察，主要是進(jìn)行肉眼觀察和鏡下觀察相結(jié)合的方法。在鏡下觀察時(shí)，使用光學(xué)顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行薄片制作，觀察巖石的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分分析：使用射線熒光光譜等手段對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析，以確定火山巖的元素組成，有助于推斷其成因和環(huán)境。主量元素和微量元素排序：通過計(jì)算主量元素的比值，可以分析火山巖的源區(qū)特征和環(huán)境演化歷史。巖石礦物學(xué)分析：對(duì)火山巖樣品進(jìn)行礦物學(xué)鑒定，識(shí)別出主要礦物成分，如石英、長石、輝石等，并分析其組合特征，有助于揭示火山巖的形成機(jī)制和地球化學(xué)特征。同位素年代學(xué)分析：采用K、或U等同位素測年技術(shù)，對(duì)火山巖進(jìn)行年代學(xué)研究，確定其形成時(shí)間，為火山活動(dòng)的歷史和區(qū)域構(gòu)造演化提供時(shí)間框架。3.2.3地球化學(xué)分析在探討大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地球化學(xué)特征時(shí)，我們首先需要關(guān)注的是這些巖石中主量元素、微量元素以及稀土元素的分布模式。通過對(duì)樣品進(jìn)行詳細(xì)的地球化學(xué)測試，研究團(tuán)隊(duì)能夠揭示這些巖石的起源、演化過程及其與周圍地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。主量元素分析顯示，該區(qū)域的火山巖主要為玄武質(zhì)巖系，含有較高的指示了巖石在不同壓力條件下的熔體行為。微量元素的分布則進(jìn)一步揭示了巖石的源區(qū)特征和熔融過程，例如，高場強(qiáng)元素如等元素的異常也可能指示存在殼源物質(zhì)的加入，這對(duì)于理解巖石的多階段形成歷史至關(guān)重要。稀土元素模式是評(píng)估巖石地球化學(xué)特征的另一個(gè)重要指標(biāo)，本研究中，火山巖顯示出輕稀土元素異常，這通常與地幔源區(qū)富含斜長石礦物有關(guān)。這種模式不僅反映了地幔熔融過程中的分異作用，還可能暗示了地幔柱活動(dòng)或是板塊邊緣的構(gòu)造熱事件對(duì)巖石形成的影響。4.年代學(xué)研究在大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學(xué)研究中，我們采用了一系列精確的地質(zhì)年代學(xué)方法，包括同位素年代學(xué)、熱年代學(xué)和沉積記錄分析，以揭示火山活動(dòng)的時(shí)間框架和地質(zhì)演化過程。首先，我們對(duì)火山巖樣品進(jìn)行了K同位素測年，結(jié)合法對(duì)部分樣品進(jìn)行了二次測定，以獲得更精確的年齡數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，白音沙那盆地的中生代火山巖主要形成于晚侏羅世至早白堊世，其中晚侏羅世和早白堊世是火山活動(dòng)的高峰期。這一年齡分布與區(qū)域構(gòu)造演化相吻合，表明該區(qū)域在侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)期間經(jīng)歷了顯著的地質(zhì)變革。其次，我們對(duì)火山巖樣品進(jìn)行了全巖同位素測年，并結(jié)合U定年方法對(duì)部分樣品進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果表明，火山巖的形成年齡與K法測年結(jié)果基本一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了火山活動(dòng)的時(shí)間框架。此外，我們還對(duì)火山巖中的礦物進(jìn)行了熱年代學(xué)分析，通過測定鉀長石和石英的冷卻年齡，探討了火山巖的冷卻歷史和形成環(huán)境。研究結(jié)果表明，火山巖在形成后經(jīng)歷了快速冷卻過程，這可能反映了區(qū)域構(gòu)造抬升和火山噴發(fā)活動(dòng)的密切關(guān)系。通過對(duì)火山巖中的沉積記錄進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)與沉積環(huán)境的變遷密切相關(guān)?；鹕絿姲l(fā)活動(dòng)不僅影響了盆地內(nèi)的沉積環(huán)境，還可能對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生了重要影響。通過對(duì)火山沉積記錄的詳細(xì)研究，我們可以更好地理解白音沙那盆地中生代火山巖的形成過程及其與區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的相互作用。通過對(duì)大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的多種年代學(xué)方法研究，我們揭示了該區(qū)域火山活動(dòng)的時(shí)間框架、火山巖的成因以及火山活動(dòng)與區(qū)域地質(zhì)環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系。這些研究成果對(duì)于深入理解中生代東亞地區(qū)的構(gòu)造演化具有重要意義。4.1同位素年代學(xué)同位素年代學(xué)在火山巖的年代學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用，尤其是通過多種方法如鈾鉛定年、釤釹定年以及銅鋅定年等來確定地質(zhì)事件的時(shí)間關(guān)系。本節(jié)將介紹這些技術(shù)在白音沙那盆地中生代火山巖年代學(xué)研究中的應(yīng)用和結(jié)果。通過對(duì)采自白音沙那盆地的火山巖樣本進(jìn)行詳細(xì)的同位素分析，研究了巖漿的形成時(shí)間以及地殼運(yùn)動(dòng)的歷史。例如，部分火山巖樣本被確定為早中生代，表明該區(qū)域地殼在這一時(shí)期經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的活動(dòng)。具體的年代數(shù)據(jù)顯示，白音沙那盆地中生代火山活動(dòng)可能主要集中于約2億年前的侏羅紀(jì)末期至三疊紀(jì)初。盡管同位素測年技術(shù)提供了重要的年代信息，但仍存在多種因素可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，如樣本采集過程中的污染、原巖中同位素組成偏析等。因此，需要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程進(jìn)行樣本準(zhǔn)備與分析，并結(jié)合地質(zhì)背景進(jìn)行綜合解釋。本部分的總結(jié)將強(qiáng)調(diào)通過對(duì)同位素定年方法的應(yīng)用，我們掌握了白音沙那盆地中生代火山巖體系的時(shí)間序列，為深入理解其巖石成因提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。進(jìn)一步分析表明，這些火山事件可能與該地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)相關(guān)的盆地下地殼的伸展和拉分有關(guān)。4.2地層對(duì)比與年代框架地層劃分與對(duì)比：通過對(duì)白音沙那盆地不同地區(qū)火山巖的地層特征、巖性組合、化石組合及同位素測年結(jié)果的綜合分析，將該盆地中生代火山巖劃分為多個(gè)地層單位。這些地層單位在巖性、礦物組合、火山機(jī)構(gòu)組合等方面均具有一定的相似性，表明它們可能在同一次或相近的生命周期內(nèi)形成。同位素年代學(xué)方法：采用K、等同位素年代學(xué)方法對(duì)該地區(qū)火山巖進(jìn)行年代測定。研究結(jié)果表明，白音沙那盆地的中生代火山巖形成于95120，主要集中在中新世中期。年代框架建立：根據(jù)地層對(duì)比與同位素年齡測定結(jié)果，將白音沙那盆地的中生代火山活動(dòng)分為以下幾個(gè)階段：表現(xiàn)為基性中基性火山巖的噴發(fā)，火山機(jī)構(gòu)主要為噴溢型，巖石組成較為單調(diào)，反映了該階段火山活動(dòng)具有溢流特征。火山活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，中酸性火山巖開始大量噴發(fā)，火山機(jī)構(gòu)以噴溢和間歇噴發(fā)為主，形成了該地區(qū)的主要火山巖層?；鹕交顒?dòng)減弱，以中酸性火山巖為主，火山機(jī)構(gòu)主要為裂隙式噴發(fā)，火山巖層厚度逐漸變薄。地層對(duì)比與年代框架的應(yīng)用：通過對(duì)白音沙那盆地中生代火山巖的地層對(duì)比與年代框架的建立，為該地區(qū)中生代火山巖的成因、火山活動(dòng)周期性演變等方面的研究提供了重要的基礎(chǔ)資料。同時(shí)，該框架對(duì)于研究區(qū)域地質(zhì)演化、評(píng)價(jià)區(qū)域礦產(chǎn)資源潛力等方面也具有重要的指導(dǎo)意義。5.巖石成因研究在探討大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的巖石成因時(shí)，我們首先需要考慮這些火山巖形成于何種地質(zhì)構(gòu)造背景下。白音沙那盆地位于東亞板塊邊緣，這一區(qū)域在中生代時(shí)期經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，包括但不限于板塊匯聚、伸展以及轉(zhuǎn)換斷層活動(dòng)等。這些構(gòu)造活動(dòng)對(duì)火山巖的形成產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。研究表明，該地區(qū)中生代火山巖主要形成于拉張環(huán)境下的裂谷系統(tǒng)中。在這種構(gòu)造環(huán)境下，地殼的減薄導(dǎo)致上地幔物質(zhì)上涌并發(fā)生部分熔融，進(jìn)而產(chǎn)生巖漿。這種巖漿通常富含揮發(fā)分，能夠有效地促進(jìn)巖漿房內(nèi)化學(xué)成分的分離與演化，最終形成了從基性到酸性的廣泛巖漿巖類型。此外，由于該區(qū)域位于古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖帶的后緣，俯沖作用帶來的流體也可能促進(jìn)了地幔的熔融過程，進(jìn)一步影響了火山巖的成分特征。通過對(duì)白音沙那盆地中生代火山巖樣品進(jìn)行詳細(xì)的地球化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)這些巖石具有較高的含量，同時(shí)伴有較低的和O比值，這表明它們可能源自較為干燥的地幔源區(qū)或是經(jīng)歷了不同程度的分異作用。此外，微量元素和稀土元素模式顯示，這些火山巖具有輕稀土元素富集而重稀土元素相對(duì)虧損的特點(diǎn)，指示了一種典型的大陸弧型巖漿特征。這種化學(xué)組成的差異性反映了巖漿來源深度、地幔源區(qū)性質(zhì)以及巖漿演化過程中可能發(fā)生的各種物理化學(xué)過程。同位素地球化學(xué)研究對(duì)于揭示火山巖的源區(qū)特征及其形成機(jī)制至關(guān)重要。通過等多體系同位素分析，可以獲取關(guān)于巖漿源區(qū)組成、地殼混染程度以及地幔與地殼相互作用的信息。白音沙那盆地火山巖的值范圍較寬，從正值到負(fù)值均有分布，表明其源區(qū)可能存在不同年齡的地幔組分混合的現(xiàn)象。同時(shí)，O和S等穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)支持火山巖形成過程中有一定程度的地殼物質(zhì)加入，這可能是由于巖漿上升過程中與圍巖發(fā)生了熱液交代作用所致。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，它不僅受到區(qū)域構(gòu)造環(huán)境的影響，還涉及到多種地球動(dòng)力學(xué)過程，如地幔熔融、巖漿分異、地殼混染等。這些因素共同作用，塑造了該地區(qū)獨(dú)特的火山巖地球化學(xué)特征。未來的研究應(yīng)當(dāng)更加深入地探討這些火山巖形成的詳細(xì)機(jī)制，以便更好地理解該地區(qū)的地質(zhì)歷史及其在全球構(gòu)造框架中的位置。5.1火山巖地球化學(xué)特征大興安嶺南部白音沙那盆地火山巖2含量變化范圍較廣，主要介于至之間，表現(xiàn)出中酸性至酸性特征。比值變化較大，反映了火山巖源區(qū)的地球化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，可能涉及到不同類型巖漿的混合作用?；鹕綆r稀土元素總量較高，輕重稀土元素比值普遍大于1，顯示出輕稀土元素富集的特征。大部分火山巖表現(xiàn)出負(fù)異常，表明源區(qū)可能存在斜長石的結(jié)晶分異作用。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線顯示，火山巖具有較明顯的負(fù)異常，可能與源區(qū)巖漿演化過程中的化學(xué)行為有關(guān)。隨著火山活動(dòng)時(shí)間的推移，火山巖的2含量呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢，表明巖漿分異作用逐漸加強(qiáng)。比值的變化趨勢與2含量相似，反映出巖漿源區(qū)成分的變化與巖漿演化階段密切相關(guān)。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地球化學(xué)特征表明，這些火山巖主要形成于中酸性巖漿，源區(qū)可能涉及到地殼物質(zhì)的部分熔融和巖漿混合作用?；鹕綆r的演化過程表現(xiàn)為巖漿分異作用的逐漸增強(qiáng)，反映了該地區(qū)在中生代時(shí)期經(jīng)歷了復(fù)雜的地球動(dòng)力學(xué)過程。5.2火山巖成因模型在對(duì)大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖進(jìn)行深入研究后，我們認(rèn)為，這些火山巖的形成主要受到了地幔深處物質(zhì)溢出和局部地殼應(yīng)力變化的影響。具體來說，這些火山巖可能來源于兩種不同的成因機(jī)制：地幔部分熔融和殼幔相互作用。根據(jù)對(duì)樣品中的橄欖石、尖晶石等深部礦物的詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)這些礦物與部分熔融的地幔橄欖巖存在相似性。由此推測，中生代大興安嶺南部白音沙那盆地火山巖可能源于地幔橄欖巖的部分熔融。部分熔融過程導(dǎo)致地幔橄欖巖釋放出部分熔體，該熔體進(jìn)一步演化成為鎂質(zhì)玄武巖熔漿，最終形成了中生代火山巖。隨著進(jìn)一步研究，我們發(fā)現(xiàn)大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖中存在大量的殼殼界面流體證據(jù)以及殼殼界面反應(yīng)礦物。這些證據(jù)表明，在地殼應(yīng)力變化下，下地殼流體與上地殼物質(zhì)發(fā)生了相互作用，從而形成了中生代火山巖。這類火山巖可能是殼殼界面反應(yīng)熔體，或者是殼殼界面流體在地表冷凝后，進(jìn)一步形成的一種玄武質(zhì)熔漿。5.2.1火山巖形成機(jī)制大興安嶺南部白音沙那盆地地處華北斷塊與松遼斷塊之間的過渡地帶，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)顯著，為火山活動(dòng)提供了有利條件。中生代以來，該區(qū)域經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動(dòng)，包括地殼伸展、擠壓和走滑運(yùn)動(dòng)等。地殼的伸展與走滑運(yùn)動(dòng)為火山巖的形成提供了應(yīng)力釋放的窗口，為巖漿上升并形成火山巖創(chuàng)造了條件。大興安嶺南部白音沙那盆地的火山巖形成與地幔熱源密切相關(guān)。該區(qū)域的火山巖顯示了較高的2含量，表明地幔物質(zhì)在巖漿形成過程中起到重要作用。地幔熱源可能來源于地殼減薄、軟流圈上升以及構(gòu)造熱背景等因素。這些因素促使地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成富揮發(fā)分的巖漿，進(jìn)而噴發(fā)形成火山巖。火山巖形成過程中，地幔部分熔融形成的巖漿在重力、地殼孔隙和圍巖裂縫的作用下上升至地表。上升過程中，巖漿與上覆地殼物質(zhì)發(fā)生相互作用，形成不同的巖漿類型和地球化學(xué)性質(zhì)?；鹕交顒?dòng)包括噴發(fā)和潛火山活動(dòng)，表現(xiàn)為火山穹丘、火山錐、火山碎屑堆積和噴出巖等不同形式。巖相：火山巖相發(fā)育，包括火山穹丘、火山錐、火山碎屑堆積和噴出巖等。地球化學(xué)：火山巖呈現(xiàn)出富揮發(fā)性的地球化學(xué)特征，如高的、K和低的等，表明巖漿來源與地幔物質(zhì)有關(guān)。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的形成機(jī)制主要與地殼伸展、地幔熱源、巖漿上升與火山活動(dòng)以及火山巖特征密切相關(guān)。了解這些形成機(jī)制，有助于進(jìn)一步揭示該區(qū)域火山巖的成因與演化規(guī)律。5.2.2火山巖演化過程初期裂谷階段：大約在晚三疊世至早侏羅世時(shí)期，由于板塊邊緣的拉張作用，導(dǎo)致地殼減薄，深部熱物質(zhì)上涌，形成了大量的基性熔巖。這一時(shí)期的火山活動(dòng)主要表現(xiàn)為裂隙式噴發(fā)，熔巖流覆蓋面積廣泛，形成了一系列玄武質(zhì)火山巖。中期火山穹窿發(fā)育階段：進(jìn)入中侏羅世，隨著裂谷作用的減弱，局部構(gòu)造抬升促進(jìn)了火山穹窿的形成。此階段的火山活動(dòng)相對(duì)集中，形成了以中酸性火山巖為主的火山結(jié)構(gòu)，如安山巖和英安巖等。這些巖石通常含有較高的硅含量，反映了巖漿房內(nèi)部分異作用的加強(qiáng)。晚期火山爆發(fā)與沉積階段：晚侏羅世至早白堊世，該地區(qū)進(jìn)入了火山活動(dòng)的衰退期，但仍然有間歇性的爆發(fā)活動(dòng)發(fā)生。此時(shí)，火山活動(dòng)的特點(diǎn)是噴發(fā)規(guī)模減小，同時(shí)伴隨著大量火山碎屑物的堆積。此外，由于氣候條件的變化，這一時(shí)期也出現(xiàn)了顯著的沉積作用，火山碎屑物質(zhì)與沉積物混合形成了獨(dú)特的火山沉積序列。后期改造與變質(zhì)作用：經(jīng)過長時(shí)間的地質(zhì)作用，包括地殼運(yùn)動(dòng)、熱液活動(dòng)等，原有的火山巖體遭受了不同程度的改造和變質(zhì)。特別是在某些熱點(diǎn)區(qū)域，強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)導(dǎo)致了礦物成分的重新組合，形成了特有的蝕變帶，如綠泥石化、絹云母化等。通過對(duì)不同階段火山巖的地球化學(xué)特征分析，可以進(jìn)一步揭示巖漿來源、巖漿演化路徑及其與區(qū)域構(gòu)造背景之間的關(guān)系。例如，微量元素和同位素比值的變化能夠提供關(guān)于巖漿源區(qū)性質(zhì)、巖漿混合作用、結(jié)晶分異程度等方面的重要信息。白音沙那盆地中生代火山巖的演化是一個(gè)復(fù)雜而漫長的過程，它不僅記錄了該地區(qū)的地質(zhì)歷史，也為研究東亞大陸邊緣構(gòu)造演化提供了寶貴的資料。6.火山巖與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系大興安嶺南部白音沙那盆地的中生代火山巖的形成與區(qū)域構(gòu)造背景密切相關(guān)。該區(qū)域位于華北板塊與西伯利亞板塊的交界地帶，這一地區(qū)在地質(zhì)歷史上經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和板塊相互作用，對(duì)火山巖的形成和分布產(chǎn)生了重要影響。首先，火山巖的形成與板塊邊緣的拉張作用密切相關(guān)。在大興安嶺南部白音沙那盆地，中生代時(shí)期，華北板塊與西伯利亞板塊之間的拉張作用導(dǎo)致了巖石圈伸展和地殼減薄，為巖漿的上侵和噴發(fā)提供了空間條件。這種伸展環(huán)境為火山巖的形成提供了有利條件，使得該區(qū)域成為火山活動(dòng)的高發(fā)區(qū)。其次，火山巖的分布與區(qū)域構(gòu)造單元的邊界密切相關(guān)。在大興安嶺南部，火山巖主要分布在盆地邊緣和斷裂帶附近，這些地區(qū)往往是區(qū)域構(gòu)造單元的邊界地帶，如盆緣斷裂和深大斷裂。這些斷裂