(三)中生代火山岩 冀北—辽西中生代火山岩研究简史

作者&投稿:燕肿 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

自早白垩世始,在大别造山带南、北两侧盆地中,有不同程度的火山活动,尤以大别造山带东段(安徽)最为发育。在其北侧的北淮阳构造带内有金寨、霍山、晓天三个火山盆地,在南侧及扬子地块北缘有滁州、庐枞、怀宁火山盆地,以及宁芜、繁昌火山盆地。近期周存亭等(1998)、钱存超等(1998)在大别造山带腹地(岳西桃园寨)大别杂岩之上,发现有中生代(136~129Ma,刘敦一等,2002)火山岩及火山机构存在,其岩石类型与地球化学特征与北淮阳地区毛坦厂组火山岩一致,说明大别造山带核部与北淮阳构造带,南与扬子地块北缘火山岩带基本连成一片,处于相同的火山活动-沉积构造环境。区内中生代火山岩层在北淮阳地区自下而上分为:毛坦厂组、白大畈组、响洪甸组、晓天组,其时代为白垩纪。

毛坦厂组火山岩自下而上由中性→中酸性→酸性,为一连续岩浆演化序列。下部为安山岩—粗安岩组合,由爆发→喷溢相→爆发相安山岩、安山质角砾岩、凝灰岩夹沉积火山碎屑岩、粗安质熔结凝灰岩组成;上部为英安岩—流纹岩组合,从爆发相英安质凝灰岩、集块角砾凝灰岩→喷溢相英安岩→沉积火山碎屑岩,向爆发相流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩→喷溢相流纹质凝灰岩演变,主要属钙碱性系列并向弱碱性演化。桃园寨火山岩为石英安山岩—英安岩组合,由石英安山质、英安质晶屑集块角砾凝灰熔岩、晶屑凝灰熔岩组成,相当毛坦厂旋回下部岩石组合。

白大畈组以英安质、流纹质、粗面质火山岩为主夹凝灰质砂岩,仅分布于北淮阳火山盆地,其下与毛坦厂旋回火山岩呈平行不整合接触。

响洪甸组为一套碱性火山岩组合,早期爆发相集块碱性玄武岩、假白榴石响岩—火山碎屑沉积岩,晚期多次爆发(或喷溢)—沉积相含假白榴石粗面质凝灰岩、凝灰熔岩—沉积火山碎屑岩,属碱性系列。

晓天组下部为玄武岩—安山岩—粗安岩组合,由爆发相玄武岩、安山岩-喷溢相粗安质熔结凝灰岩及喷发-沉积相页岩、泥灰岩组成;上部为粗面质岩石组合,由爆发相粗面质火山角砾(集块)熔岩—喷溢相粗面质熔结凝灰岩及侵入相粗面斑岩、粗面岩组成,属弱碱性或碱钙性系列。

在大别山南部庐纵、宁芜等火山盆地内,自下而上为龙王山组、大王山组、双庙组,分别相当于毛坦厂组、白大畈组、响洪甸组,其时代据陈丕基(2001)都划属白垩纪。龙王山组为粗安质、玄武粗安质火山碎屑岩夹熔岩。大王山组下部为火山碎屑岩,上部为粗安质、安山质火山岩。双庙组底部为泥岩及砾岩,其上为杂色凝灰角砾岩、含角砾粗面玄武岩、粗面玄武岩。相当于晓天组的浦口组,主要为一套紫红色碎屑岩系组成。



浙东中生代火山岩盆地丘陵区(Ⅴ)~

位于富春江以东,北邻宁绍平原,南与金衢、浦江、东阳、南马、永康等盆地相接,东南界抵括苍山北麓,大致以宁温公路为界与浙东沿海丘陵平原区为邻,横跨绍兴、宁波、台州等地。据地貌形态及地质特征可进一步划分为龙门山中生代火山岩低山丘陵、诸暨沉积岩丘陵盆地、会稽山元古宙变质岩中生代火山岩丘陵、嵊州-新昌新生代玄武岩盆地、天台中生代紫色碎屑岩盆地、四明山-大盘山中生代火山岩低山丘陵6个小区。
(一)龙门山中生代火山岩低山丘陵小区(Ⅴ1)
包括富阳、桐庐、建德、诸暨、萧山等县(市、区)。地貌类型以丘陵为主,富阳龙门—桐庐华家塘一带属低山,主峰海拔在千米以上。岩性主要为中生代酸性、中酸性火山岩和细粒花岗岩。土壤类型以黄红壤为主,粗骨土、水稻土少量,海拔600~700m以上的山地则分布有黄壤。
(二)诸暨沉积岩丘陵盆地小区(Ⅴ2)
本区地处浦阳江谷地,包括诸暨市大部,萧山区、绍兴县的一部分。地势自西南向东北倾斜,具有朝北开口的通道式盆地气候特征。盆地边缘为由新元古代—早古生代泥岩、砂岩、泥质灰岩形成的平缓丘陵,成土则为黄泥(砂)土和油黄泥;盆地内侧为白垩纪紫色沉积岩形成的岗地,局部阶地上出露有更新世红土,土壤以紫色土和黄筋泥居多,氮、磷、钾等养分偏低,易受旱,紫色土水土流失较严重;盆地中部为浦阳江河谷冲积平原,土壤类型有泥砂田、培泥砂田、黄斑青泥田、烂青泥田等,土壤有机质含量高,N、S、Cu、Zn、Se、Fe、Mn等营养元素丰富,质地粘重,保蓄性能较好。
(三)会稽山元古宙变质岩、中生代火山岩丘陵小区(Ⅴ3)
本区地处会稽山,包括诸暨、嵊州、绍兴、义乌、东阳等市(县)的一部分。地貌类型以丘陵为主,中部会稽山一带属低山地貌。陈蔡—王家一带为中深变质岩系,岩石易于风化,地形平缓,形成土壤主要为红松泥,土体深厚,质地粘重,具独特的团粒状结构,有机质和养分含量较高,具富Al2O3、Fe2O3、S、Cu、Zn、Mo、Mn、Se、V、Cd,贫SiO2、CaO、Na2O、Cl、Mn、B、Sb、Sr的特点。周边出露的中生代火山岩岩性坚硬,土层浅薄,常形成高大陡峻的山体,土壤类型主要有黄红壤、黄壤和粗骨土等。
(四)天台紫色碎屑岩盆地小区(Ⅴ4)
本区地处天台盆地,地形平坦,岩性以紫色碎屑岩为主,形成的土壤主要为紫砂土、红紫砂土、紫泥砂田等。丘陵边缘的阶地上尚出露有更新世红土,多已开垦成水稻田;盆地中部为椒江上游始丰溪发育而成的河谷冲积平原,土壤类型以潮土和渗育水稻土为主。
(五)嵊州-新昌新生代玄武岩盆地小区(Ⅴ5)
本小区地处曹娥江河谷,由新(昌)嵊(州)盆地、三(界)章(镇)盆地组成。玄武岩台地是区内较为特殊的地貌类型,海拔多在150~400m之间,其顶部起伏平缓,四周陡峻。按不同的海拔高程,可分为高、中、低3级台地。高台地,平均海拔400m左右,分布在新昌县西南部,土壤以红粘泥为主;中台地,平均海拔250m左右,分布在新昌县中部地区,土壤以红粘泥和棕泥土相间分布为特点;低台地,平均海拔150m左右,分布在新昌县北部和嵊州境内,土壤以棕泥土为主。玄武岩风化壳厚达数米,风化物直接与基岩相连,形成的土壤土体深厚,质地粘重,富Al2O3、Fe2O3、P、Mn、Cu、Zn、Mo、Co、I、Ti、V、Cr、Ni,贫SiO2、Na2O、K2O、B、Ba、Bi、Br、Li、Rb、Sb、Sn、U、Hg、Pb、F。
(六)四明山-大盘山中生代火山岩低山丘陵小区(Ⅴ6)
地处四明山和大盘山区,包括奉化、鄞州、余姚、嵊州、新昌、仙居、磐安等县(市、区)。地貌类型以丘陵为主,四明山、大盘山脉绵延处则属低山地貌。酸性火山岩广布全区,花岗岩散布其间。母岩抗风化能力强,常形成陡峻山体,相对高差大,风化层浅薄,土壤垂向分带明显。海拔600~800m的陡坡地段,以粗骨土为主,土体浅薄,砂砾性强;海拔300~600m的丘陵缓坡地带,以黄红壤为主,陡坡地段则以粗骨土和红壤性土为主;谷地及山麓地段,以红壤和黄红壤为主。

冀北—辽西地区中生代火山岩研究早就引起人们的关注(王炳章,1929;穆克敏,1964)。在20世纪80年代以前,基本上是一般火山岩地层学的研究,不够深入系统,特别是对火山旋回、火山岩相、火山机构、岩石化学、地球化学、同位素年代学、岩浆来源及其演化等涉及较少,因而对冀北—辽西地区义县组火山岩更为深层次的问题了解甚少。
20世纪80年代虽也有中生代火山岩层序的探讨,但研究进入了一个新的时期,其研究成果在数量和质量上均有较大的提高。如王国祯(1980)、曹从周(1982)、黄镇福(1984)、张少华等(1985)开始总结辽西的火山旋回、岩相、机构、岩石化学、形成构造环境和火山岩浆起源等。王东方等(1983、1986)则研究了辽西地区火山岩的同位素年代学和稀土元素地球化学特征。在此期间,辽宁地质矿产局区调队对辽宁西部中生代火山岩作过专题研究(1985)。辽宁省区域地质志(1989)中总结了上述研究成果。在冀北有宋之英等(1978)、王国富(1981)等亦作了中生代火山岩浆旋回、火山岩分区、岩石化学特征、形成构造环境等的分析探讨。齐进英等(1987)探讨了燕山中生代火山岩的微量元素地球化学特征。《河北省北京市天津市区域地质志》(1989)中对冀北广泛分布的中生代火山岩作了全面总结。这一时期对区内义县期火山岩时代有晚侏罗世和早白垩世两种意见,而对火山岩的形成环境则存在裂谷、强烈构造活动带和大陆边缘带三种模式的不同见解。
表3-1-2 冀北地区义县组新近划分沿革简表


进入90年代,区内中生代火山岩的研究更加深入,在配合火山岩同位素年代学研究的同时,利用稀土元素、微量元素和稳定同位素地球化学资料,探讨其成岩物质来源和形成的构造环境,开始了一个新的研究阶段。郭洪中等(1992)在肯定了兴隆沟、蓝旗和义县三个火山喷发旋回的基础上,认为区内各旋回多为玄武岩—安山岩—英安岩或玄武岩—安山岩—粗面岩—流纹岩岩石组合,应属混入了少量原生玄武岩浆的不成熟地壳重熔类型。张招崇等(1994)认为义县盆地义县组火山岩属弱碱性、普通型火山岩系列,原始岩浆来自上地幔(约67 km),并在17 km处(上下地壳附近)形成高位岩浆房,由于双扩散对流而发生分异作用,早期有同化混染作用;喷出的岩浆受断裂切过高位岩浆房的位置控制。臧尧龄等(1993)将辽西蓝旗旋回时限定为J2~J3,义县旋回定为J3~K1,并认为义县旋回火山岩组合属安粗岩系列。史卜庆等(1998)认为辽西义县旋回火山岩具同源性质,由壳幔物质混熔而成,混熔物质作用于统一的火山活动过程,并具有脉动性特点。夏国礼(1994)认为滦平金台子盆地张家口期火山岩源于陆壳部分熔融,属于S型火山岩,形成于挤压构造环境;而花吉营期(义县期)火山岩源于壳幔混染的派生岩浆,形成于拉张构造环境。郭正府(1993)则提出张家口火山岩形成于后造山裂谷环境。夏国礼(1993、1999)还报道了冀北玄武质和流纹质淬碎火山碎屑岩这一较独特火山岩类型。此外,在本区作过中生代火山岩研究的还有李兆鼐等(1990、1993)、李之彤等(1994)、王来春等(1999)、张宏等(1999)等。
邓晋福等(1996)提出了著名的“拆沉—去根说”,认为燕辽地区从印支期岩石圈厚约150~200 km至燕山期岩石圈厚100~150 km,减薄了约50 km,这种作用被称为华北式(或燕辽式)造山带模型;并提出了玄武质、粗面质、花岗质三种原始岩浆以及它们的混合作用是制约以壳幔混合型为主、谱系宽的火成岩的主要机制。
另外,林强等(1998)认为在670 km不连续面上的富集型热地幔柱的上涌是东北亚中生代构造演化和大兴安岭火山活动的根本原因;燕辽地区火山岩带与构造域转换时期走滑拉伸构造有关。此间,郭正府等(1998)开始注意中生代火山活动对古气候环境的影响。
特别值得一提的是,陈义贤、陈文寄等(1997)在其《辽西及邻区中生代火山岩———年代学、地球化学和构造背景》一书中对本区中生代火山岩年代、地球化学和构造背景作了较系统、深入的探讨和论述,较详细地阐述了火山岩年代学划分、地球化学特征和形成的大地构造背景。
进入21世纪,本区中生代火山岩研究出现了空前繁荣的局面,研究领域更加广泛,研究程度更加深入,火山岩资料格外丰富。周新华等(2001)从Sr-Nd-Pb同位素地球化学分析出发,认为辽西中生代火山岩主要是碱性系列,源于I型富集地幔(EMI),源区与古老克拉通有亲缘性,而浅部地壳物质混染在火山岩形成中不具主要影响,并认为中生代火山岩可能是由于构造格局的转变引发岩石圈深部过程的产物。李伍平等(2001)认为冀北-辽西地区髫髻山组火山岩属高Sr低Y型,起源于古老下地壳玄武质岩石的部分熔融,其形成可能与玄武质岩浆的底侵作用有关。并认为髫髻山组属晚侏罗世。张旗等(2001)提出冀北—辽西地区中生代火山岩属埃达克质岩石,其来源可能是中生代时增生在华北下地壳底部的年轻基性麻粒岩。近几年来,沈阳地矿所张立东等(1999~2001)在辽西北票、义县地区进行了新一轮的1∶5万区域地质调查(四幅联测),在其1∶5万区域地质调查报告中,对中生代火山岩从岩石学、岩石地球化学、火山旋回、火山岩相、火山机构等进行了深入细致的研究和论述,认为义县组火山岩属早白垩世,并发现了湖相玄武质玄武安山质枕状熔岩(张立东等,2002)。陈树旺等(2002)更进一步把义县期火山活动与热河生物群联系起来,认为火山活动形成的大量熔岩流和有毒、有害气体及频繁爆发的火山灰是使生物灭绝和化石得以保存的主要原因。无疑,上述研究成果对辽西地区中生代陆相火山岩更深入研究奠定了良好的基础。
综上所述,在火山岩浆源问题上,大多认为是来自地幔,并混染了地壳物质;在火山岩化学性质上,多认为是钙碱性系列;在火山岩形成的构造背景上,认识并不一致。
值得指出,2002年,李伍平等对辽西义县组火山岩的地质特征及其构造背景进行了较深入的分析,认为属高钾钙碱性系列,源于富集的岩石圈地幔的部分熔融,岩浆在演化过程中以结晶分异作用为主,伴有少量的地壳混染作用;并认为与太平洋板块俯冲无直接关系。
李伍平等的分析基本与本文相同,但冀北—辽西义县期火山岩的形成有更复杂的构造背景。即在同一岩浆源的前提下,因西伯利亚、华北和太平洋三大板块的相互作用在辽西、冀北构造火山活动区及其间的构造火山活动过渡区有不尽相同的表现,从而产生三大区在火山旋回、岩石类型、岩石系列、地球化学性质和火山-沉积盆地演化等方面的差异性。

区域火山岩系列和类型
答:松辽盆地主要由基底和沉积盖层组成。基底为古生代和前古生代变质岩系及同时期岩浆岩,属于天山—兴安岭海西期褶皱带的一部分。沉积盖层主要由中生代的火山岩、火山碎屑岩、火山碎屑岩夹含煤地层及砂砾岩夹暗色泥岩等组成。松辽盆地隶属于中国东部环太平洋构造域,其中生代火山岩形成的时期和成因与中国东部其他...

火山岩相划分及其特征
答:根据地质环境、火山形成方式、岩石类型及与火山机体的关系等因素,深圳市的中生代火山岩相可分为:早中侏罗世、晚侏罗世—早白垩世早期、早白垩世晚期的陆相喷发-沉积相和晚侏罗世—早白垩世早期的陆相喷发。依喷发方式划分为爆发相、爆发-崩积相、爆发-溢流相、溢流相、侵出相、岩流自碎角砾岩相、火山通道相、爆发...

中生代与成矿有关的岩浆岩
答:中生代火山岩呈一系列串珠状分布于火山断陷或坳陷盆地中。其下面的基底隆起带为火山活动时未接受或很少接受火山物质堆积的基底带,主要由晚古生代地层组成,基底隆起带自北西向南东依次为新林镇-大石寨隆起带、黄岗梁-察尔森隆起带、五分地-布敦化隆起带(赵国龙等,1989)。 部分火山受3组断裂的交会部位控制,主要为东...

安徽省庐枞火山岩盆地的地质构造演化及其成矿
答:(一)基本概况 庐枞中生代火山岩盆地呈椭圆形,长轴约56km,短轴约24km,总面积约1032km2,长轴方向为北东40°。庐枞火山盆地的大地构造位置如图9-11所示。 图9-11 长江中下游地区郯庐断裂中南段地质构造略图 (1)华北地台;(2)胶东地块;(3)鲁南苏北地块;(4)秦岭造山带;(5)淮阳地块;(6)长江中下游断陷带(...

岩浆作用阶段和同位素地质年代学
答:中生代火山岩和花岗岩的同位素年龄分别列于表2-2、2-3。 表2-2 东北地区中生代火山岩同位素年龄对比表 ①按彭玉鲸等(1995)划分,略有修改;*K-Ar,**Ar-Ar,***U-Pb,其他Rb-Sr;年龄单位:Ma。 (一)关于早、中三叠世岩浆活动阶段的归属 目前已知区内早、中三叠世形成的以花岗岩类为主的侵入体,主要分布在...

浙东中生代火山岩盆地丘陵区(Ⅴ)
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中生代岩浆岩类型
答:早阶段为闪长岩,晚阶段为二长花岗岩和花岗闪长岩。该期岩浆性质是软流层与岩石圈相互作用的产物,地壳物质混入增多,显示出由伸展作用向挤压造山带岩浆作用的特征(朱大岗等,1999;马寅生等,2002)。表1-2 与钼铜矿化有关的岩体主量元素成分表 wB/ (三)晚侏罗世 该期次火山岩为冀北后城组...

中国东南部古生代构造格局与中生代火山活动的成因联系
答:西准噶尔的情况与东南沿海一带,火山活动比地质历史上任何时候都强烈和分布广泛。滇西澜沧江带晚二叠世陆陆碰撞,同碰撞型火山岩出现于中三叠世,时距较短,与那里微陆块互撞,地壳加厚不大有关。从古构造格局研究出发,笔者认为中国东南部中生代火山活动是导因于板块碰撞,但并不认为只导因于东海陆...

火山岩时空分布基本格局
答:昌都火山岩带内,夏牙村组含大量的流纹岩、安山岩、英安岩等,为肩弧型火山岩。丁青-吉塘火山岩带内,东坝组、沙龙组含玄武岩、变质玄武岩及基性凝灰岩等,为裂谷型火山岩。波密-八宿火山岩带内,洛巴堆组内夹安山岩、碱性玄武岩、玄武质安岩,属肩弧型火山岩。四、中生代火山岩 1.三叠纪火山岩 产于...

火山岩的类型及岩相对比
答:1. 岩性差异 中国含油气盆地火山岩储集层岩石类型多, 东部盆地中生代火山岩以酸性为主, 新生代火山岩以中基性为主; 西部盆地火山岩以中基性为主 (图5-5, 图5-6)。 熔岩主要有玄武岩、 安山岩、 英安岩、 流纹岩和粗面岩等; 火山碎屑岩主要包括集块岩、 火山角砾岩、 凝灰岩和熔结火山碎屑岩等...