冀北辽西地区中生代火山岩盆地群构造演化
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摘要
因“热河动物群”而享誉世界的冀北辽西地区地处华北板块北缘,燕山造山带东段,广泛发育中生代火山岩盆地,其构造格局及演化历史一直为地质学家所关注。作者等在冀北辽西地区的四岔口盆地等六个盆地采集了部分J2-K1层位的火成岩和沉积岩样品。借助地球化学手段,在分析火成岩主量元素和微量元素特征的基础之上探讨冀北辽西地区中生代构造背景及演化特点。
根据岩石主元素分析,利用前人总结的TAS分类图解、SiO_2—Nb/Y图解和SiO_2—K_2O图解,选取了部分地球化学数据对比标准,对所采样品进行了火山岩归类。微量元素采用S. s. Sun和W. F. McDonough在1989年建立的标准,分别作了C1球粒陨石、原始地幔和N—MORB标准化蛛网图和稀土配分图。
本文的研究结果是冀北辽西地区火成岩样品大多落入高钾钙碱性系列和流纹岩系列,主量元素都显示了高SiO_2和较高Al_2O_3、K_2O含量,以及高Mg#,低Na_2O的特征,微量元素都显示了LREE强烈富集,HREE强烈亏损,Eu负异常和Ce负异常的特征。冀北辽西地区火山岩样品部分微量元素特征与埃达克岩(Adakite)不具相似性,主要体现在:Sr含量不高和Sr/Y不高。冀北辽西地区火山岩与中国东部燕山期高Sr低Y火成岩有较大相似性,但无此时期地壳加厚的证据。这些特征体现出该地区中生代火山岩的发育由下地壳部分熔融,并伴有地幔物质的影响导致。
在J_2-K_1期间,地幔柱的活动给冀北辽西地区下地壳提供了充足的热源,使其强烈拉伸减薄并发生构造变形,形成一系列盆地。多期次不同岩浆来源的火山岩充填其中,形成一类特殊的大火成岩省。
Famous by the "Jehol Biota", Northern Hebei and Western Liaoning is located in the northern North China plate, eastern Yanshan Orogenic Belt, extensively developed Mesozoic volcanic basins,its tectonic settings and evolution has been concerned for a long time. The author has collected some igneous rock and sedimentary samples in the J_2-K_1 formations from the Mesozoic Volcanic Basins in Northern Hebei and Western Liaoning province. Based on the characteristics of the major elements and trace elements, the author tries to explor the Mesozoic basins’tectonic setting and evolution of this area.
By means of TAS classification, SiO_2-Nb/Y and SiO_2-K_2O illustrations, the author selected some contrast standards, then calssified the volcanic rocks. According to S. S. Sun and W. F. McDonough’s established standard that published in 1989, the author has drawed some spider dirgrams and REE patterns.
Northern Hebei and Western Liaoning igneous rocks were classified to High potassium calcium alkaline series and rhyolite. Major elements showed high content of SiO_2, Al_2O_3, K_2O, low Na_2O feature and pretty high content of Mg~#. Trace elements showed LREE strong enrichment, HREE strong deficit, weak Eu and Ce negative abnormal. Samples from Northern Hebei with high Sr and low Sr/Y ratios, showed no similarity to Adakite. While, samples with high Sr low Y from western Liaoning province showed similarity to Yanshanian volcanic rocks of eastern China, but has not gained any evidences to supporting crust thickening. The evidences showed that the igneous rocks in this area was caused by lower crust’s partial melting and partially influenced by mantle material.
During J_2-K_1, sufficient heat has been supplied to lower crust by mantle activities in this area and caused stretching and thinning, by which, a series of Mesozoic basins formed. A special LIP(Large Igneous Province) has formed by multistage magmatic activities that from different magma sources.
根据岩石主元素分析,利用前人总结的TAS分类图解、SiO_2—Nb/Y图解和SiO_2—K_2O图解,选取了部分地球化学数据对比标准,对所采样品进行了火山岩归类。微量元素采用S. s. Sun和W. F. McDonough在1989年建立的标准,分别作了C1球粒陨石、原始地幔和N—MORB标准化蛛网图和稀土配分图。
本文的研究结果是冀北辽西地区火成岩样品大多落入高钾钙碱性系列和流纹岩系列,主量元素都显示了高SiO_2和较高Al_2O_3、K_2O含量,以及高Mg#,低Na_2O的特征,微量元素都显示了LREE强烈富集,HREE强烈亏损,Eu负异常和Ce负异常的特征。冀北辽西地区火山岩样品部分微量元素特征与埃达克岩(Adakite)不具相似性,主要体现在:Sr含量不高和Sr/Y不高。冀北辽西地区火山岩与中国东部燕山期高Sr低Y火成岩有较大相似性,但无此时期地壳加厚的证据。这些特征体现出该地区中生代火山岩的发育由下地壳部分熔融,并伴有地幔物质的影响导致。
在J_2-K_1期间,地幔柱的活动给冀北辽西地区下地壳提供了充足的热源,使其强烈拉伸减薄并发生构造变形,形成一系列盆地。多期次不同岩浆来源的火山岩充填其中,形成一类特殊的大火成岩省。
Famous by the "Jehol Biota", Northern Hebei and Western Liaoning is located in the northern North China plate, eastern Yanshan Orogenic Belt, extensively developed Mesozoic volcanic basins,its tectonic settings and evolution has been concerned for a long time. The author has collected some igneous rock and sedimentary samples in the J_2-K_1 formations from the Mesozoic Volcanic Basins in Northern Hebei and Western Liaoning province. Based on the characteristics of the major elements and trace elements, the author tries to explor the Mesozoic basins’tectonic setting and evolution of this area.
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Northern Hebei and Western Liaoning igneous rocks were classified to High potassium calcium alkaline series and rhyolite. Major elements showed high content of SiO_2, Al_2O_3, K_2O, low Na_2O feature and pretty high content of Mg~#. Trace elements showed LREE strong enrichment, HREE strong deficit, weak Eu and Ce negative abnormal. Samples from Northern Hebei with high Sr and low Sr/Y ratios, showed no similarity to Adakite. While, samples with high Sr low Y from western Liaoning province showed similarity to Yanshanian volcanic rocks of eastern China, but has not gained any evidences to supporting crust thickening. The evidences showed that the igneous rocks in this area was caused by lower crust’s partial melting and partially influenced by mantle material.
During J_2-K_1, sufficient heat has been supplied to lower crust by mantle activities in this area and caused stretching and thinning, by which, a series of Mesozoic basins formed. A special LIP(Large Igneous Province) has formed by multistage magmatic activities that from different magma sources.
引文
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