大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的年代學及巖石成因

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

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

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

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

2.地質背景................................................5

2.1地質構造.............................................6

2.2地質年代.............................................8

2.3火山活動特征.........................................9

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

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

3.2實驗方法............................................11

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

3.2.2巖石學分析......................................13

3.2.3地球化學分析....................................14

4.年代學研究.............................................15

4.1同位素年代學........................................16

4.2地層對比與年代框架..................................17

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

5.1火山巖地球化學特征..................................20

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

5.2.1火山巖形成機制..................................22

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

6.火山巖與區(qū)域構造的關系.................................25

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

6.2火山巖與區(qū)域成礦作用................................271.內容概要內容概要：本文檔旨在對大興安嶺南部白音沙那盆地的中生代火山巖進行系統(tǒng)的研究。首先，通過地質調查和樣品采集，對盆地的火山巖進行年代學測定，確定其形成年代。其次，結合巖石學、地球化學及同位素年代學方法，對火山巖的巖石成因進行深入剖析。報告將詳細闡述火山巖的類型、成因機制、構造背景以及與區(qū)域地質演化之間的關系，探討中生代火山活動對區(qū)域地質環(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依據(jù)。同時，報告還將對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構造帶，其南部的白音沙那盆地位于內蒙古自治區(qū)東部，是一個典型的中生代火山沉積盆地。該地區(qū)火山活動頻繁，形成了豐富的火山巖層序列，對于研究東亞板塊邊緣中生代以來的構造演化歷史、火山作用與地殼深部過程之間的關系具有重要意義。此外，白音沙那盆地中生代火山巖的形成不僅記錄了區(qū)域構造運動的信息，還反映了當時地球內部物質循環(huán)和熱流狀態(tài)的變化。因此，對這些火山巖進行年代學分析以及巖石成因的研究，不僅可以揭示火山巖的形成機制及其與地質構造事件的聯(lián)系，還能為探討東北亞地區(qū)古地理格局變遷提供關鍵證據(jù)。近年來，隨著高精度同位素測年技術的發(fā)展和應用，使得我們能夠更加精確地測定火山巖的絕對年齡，從而為深入理解該地區(qū)地質歷史提供了強有力的數(shù)據(jù)支持。本研究旨在通過綜合運用地質學、地球化學和同位素年代學等多學科手段，對白音沙那盆地中生代火山巖進行全面系統(tǒng)的調查與分析，以期在理論上有所突破，并為實際應用提供科學依據(jù)。1.2研究意義構造演化解析：中生代火山巖的分布和年代學數(shù)據(jù)可以揭示大興安嶺地區(qū)的構造活動史，特別是火山活動與區(qū)域構造運動之間的關系，對于理解大興安嶺地區(qū)的構造演化過程具有重要意義。地質資源勘探：火山巖往往富含礦產資源，如銅、鐵、金等。通過對白音沙那盆地火山巖的研究，可以評估該區(qū)域的礦產資源潛力，為地質資源的勘查和開發(fā)提供科學依據(jù)。環(huán)境地質研究：火山活動對環(huán)境有著深遠的影響，包括火山灰的堆積、地下水的形成等。研究火山巖有助于評估火山活動對區(qū)域環(huán)境的影響，為環(huán)境治理和保護提供科學支撐。地球化學研究：火山巖是地球化學示蹤的重要載體，通過分析火山巖的地球化學特征，可以追蹤板塊運動、巖漿源區(qū)性質等地球動力學過程。地球氣候研究：火山活動產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，可以了解火山活動對區(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及巖石成因研究不僅有助于加深對區(qū)域地質演化過程的認識，而且對于礦產資源勘探、環(huán)境地質保護以及地球科學領域的研究都具有重要的科學價值和應用前景。1.3國內外研究現(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及巖石成因”這一研究領域，國內外學者已開展了大量的研究工作，尤其是在火山巖年代學、巖石學特征以及成因機制等方面取得了一系列重要進展。國內研究現(xiàn)狀：自21世紀初以來，我國地質學界對大興安嶺南部白音沙那盆地內的火山巖進行了深入研究。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，一些研究者已經對白音沙那盆地內的火山巖進行了詳細的年代學研究，并確定了其大致形成于晚侏羅世至白堊紀早期。此外，還有一些研究探討了火山巖的巖石學特征及其與區(qū)域構造環(huán)境之間的關系。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，反映了特定的構造背景下的巖漿活動模式。國外研究現(xiàn)狀：相比之下，國外對這一地區(qū)的研究較少，但一些文獻已經指出，該地區(qū)與其他鄰近地區(qū)的火山巖在化學成分和地球化學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，一些國際學者也利用先進的地球化學手段探討了火山巖形成過程中的分異機制，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和巖石成因研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來的研究應更加注重跨學科合作，結合詳細年代學數(shù)據(jù)與大地構造背景信息，進一步揭示該地區(qū)火山巖的形成機制及其在區(qū)域地質歷史中的重要意義。2.地質背景大興安嶺南部白音沙那盆地地處亞洲大陸東北部，位于中國內蒙古自治區(qū)東北部，是中生代火山活動的重要區(qū)域之一。該盆地位于華北地臺與大興安嶺火山巖漿帶之間的過渡地帶，地質構造復雜，具有豐富的火山巖石層。白音沙那盆地在中生代時期經歷了多次巖漿活動的侵位，形成了以火山巖為主的地層。根據(jù)區(qū)域地質調查和研究，該盆地的火山巖主要形成于中生代，具體可分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀三個主要階段。在三疊紀，該區(qū)域經歷了一次較為強烈的火山噴發(fā)，形成了大量中酸性火山熔巖和火山碎屑巖。侏羅紀時期，火山活動減弱，但仍持續(xù)有少量的火山巖形成。而至白堊紀，火山活動再次活躍，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雜，受多種地質因素的影響。包括地球動力學背景下的太平洋板塊俯沖作用、地殼深部物質的運移以及區(qū)域性的構造應力場變化等。盆地內的火山巖類型多樣，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)的火山活動歷史、區(qū)域構造演化過程以及相關資源的分布與評價。2.1地質構造大興安嶺是中國東北部重要的地質構造單元，其南延部分包括了白音沙那盆地，這一地區(qū)不僅展現(xiàn)了復雜的地質構造特征，也是研究中生代火山活動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造環(huán)境密切相關。盆地內發(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變遷過程。其中，中生代火山巖群構成了盆地內重要的巖石類型之一，它們廣泛分布于盆地的各個部分，并且在空間上與特定的構造帶緊密相關聯(lián)。這些火山巖的形成，反映了該區(qū)經歷的一系列構造熱事件，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等。研究表明，白音沙那盆地內的中生代火山巖主要形成于晚三疊世至早侏羅世期間，這一時期正好對應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，導致了一系列的構造變形和巖漿活動?；鹕綆r的產出方式多樣，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)形成的玄武巖臺地。此外，火山碎屑物質的廣泛分布也表明該區(qū)曾經歷過強烈的火山爆發(fā)活動。通過詳細的地質調查和地球化學分析，可以進一步揭示這些火山巖的來源、形成機制及其對區(qū)域構造演化的響應，為理解大興安嶺南部乃至整個東北亞地區(qū)中生代的構造巖漿活動提供了重要線索。2.2地質年代大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地質年代學研究對于了解該地區(qū)的構造演化歷史具有重要意義。通過對火山巖樣品進行詳細的年代學分析，揭示了該盆地火山活動的時代分布特征。首先，對火山巖中火山彈、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和早白堊紀。其中，侏羅紀火山巖的年齡介于190至150之間，而早白堊紀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的高峰期相吻合。此外，對火山巖中的碎屑鋯石進行年代學研究，揭示了白音沙那盆地火山巖的形成與區(qū)域構造背景的關系。研究表明，碎屑鋯石年齡譜顯示火山巖的形成與區(qū)域構造事件緊密相關，如印支運動和燕山運動等。這些構造事件不僅影響了火山巖的成因，也對區(qū)域地質演化產生了重要影響。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地質年代學研究結果表明，該地區(qū)火山活動主要發(fā)生在侏羅紀和早白堊紀，火山活動與區(qū)域構造事件密切相關，為理解該地區(qū)中生代構造演化提供了重要年代學依據(jù)。2.3火山活動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呈現(xiàn)出多樣性的特征，反映了在中生代時期特定環(huán)境和地質過程的影響。從年代學角度分析，這些火山巖的主要活動窗口集中在侏羅紀晚期至白堊紀早期，火山活動的主要形式為頻繁的噴發(fā)頻率與分布形態(tài)各異的火山產物。通過對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主要與中生代時期大陸邊緣裂解和大規(guī)模板塊俯沖作用密切相關。具體而言，這一時期的火山活動主要發(fā)生在構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)出復雜的組合關系，顯示出多次火山活動形成的特征。巖石化學分析結果表明，這些火山巖具有鋁質和偏堿的特點，顯示出明顯的鈣堿性系列特征。同時，火山巖中常含有具有明顯構造背景意義的構造巖包體，這進一步證實了火山活動與特定構造背景密切相關。此外，還存在明顯的重晶石、鉛鋅礦脈等火山熱液產物，顯示出火山熱液活動的頻繁發(fā)生及其對成礦作用的顯著影響。這一復雜的火山活動特征，對于了解中生代時期大興安嶺南部地區(qū)的地質演化過程具有重要意義，也為研究中生代時期的地球動力學過程提供了寶貴的巖石學依據(jù)。3.樣品采集與分析方法通過區(qū)域地質調查和遙感影像分析，初步確定具有代表性的火山巖區(qū)域。在火山巖區(qū)域進行實地考察，根據(jù)地質特征，選擇具有代表性的火山巖樣品點。采集到的樣品需嚴格編號、記錄采樣地點、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成分分析、年代學分析、同位素分析等方面，具體如下：巖石化學成分分析：利用射線熒光光譜等方法，測定樣品的化學成分，了解火山巖的巖石化學特征。年代學分析：采用鉀氬同位素年齡測定、同位素定年等技術，確定火山巖的形成時代。同位素分析：利用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜等方法，測定火山巖中的鋯石U年齡，進一步研究火山巖的演化過程。巖石成因分析：結合巖石地球化學、年代學數(shù)據(jù)，分析火山巖的源區(qū)性質、形成過程及其與區(qū)域成礦的關系?；鹕絿姲l(fā)指數(shù)計算：利用火山氣體成分、火山灰等資料，計算火山巖的噴發(fā)指數(shù)，進一步探討火山噴發(fā)活動特征。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中生代火山巖的年代學特征及其巖石成因，本研究于2022年夏季組織了一次詳細的野外調查與采樣活動。本次采樣區(qū)域覆蓋了盆地內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。采樣過程中，我們遵循嚴格的地質采樣標準，確保每個樣本都能準確代表其所在地質單元的特性。對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，還對其表面特征進行了詳細描述，并拍攝了高分辨率的照片以供后續(xù)分析使用。此外，考慮到火山巖的復雜性和多樣性，我們在不同巖層、不同構造背景下的位置選取了多個樣本，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個巖石樣本，這些樣本將用于后續(xù)的實驗室測試，包括巖石學、地球化學和同位素年代學分析等，旨在揭示該地區(qū)火山活動的歷史及其對區(qū)域地質演化的影響。3.2實驗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，我們采用了以下實驗方法：K同位素年代學：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，進而計算火山巖的形成年齡。同位素年代學：對火山巖中富含的同位素體系進行同位素定年，以獲得更精確的火山巖形成年齡。U同位素年代學：對火山巖中的鋯石進行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，我們采用了以下實驗方法：巖石地球化學分析：對火山巖樣品進行主量元素、微量元素和稀土元素分析，以揭示火山巖的化學成分特征。同位素地球化學分析：對火山巖樣品進行同位素地球化學分析，包括、O同位素體系，以探討火山巖源區(qū)的性質。巖石學分析：對火山巖樣品進行巖石學觀察和鑒定，包括巖相學、礦物學等，以了解火山巖的巖石學特征。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及巖石成因時，同位素測年技術是研究的重要手段之一。通過這一技術，可以準確地確定火山巖樣本的地質年代，為了解其形成年齡及構造活動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衰變產生的40來精確測定年齡，特別適用于年齡在10400范圍內的中生代火山巖樣本。通過對不同采樣點進行多點同位素測年，可以建立起一個更細致、完整的時間尺度，從而揭示出白音沙那盆地中生代火山活動的特點和演化過程。此外，與這些年代數(shù)據(jù)結合巖石學、地球化學分析，還將有助于探討火山巖的源區(qū)、形成機制及其與區(qū)域構造事件的關系，為理解這一地區(qū)復雜的地質背景和構造歷史提供重要依據(jù)。3.2.2巖石學分析樣品采集與制備：首先，我們選取了白音沙那盆地內不同區(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，經清洗、晾干、粉碎至一定粒度，以備后續(xù)測試。巖石學特征觀察：通過對火山巖巖石學特征進行系統(tǒng)觀察，主要是進行肉眼觀察和鏡下觀察相結合的方法。在鏡下觀察時，使用光學顯微鏡對樣品進行薄片制作，觀察巖石的結構?；瘜W成分分析：使用射線熒光光譜等手段對樣品進行化學成分分析，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。巖石礦物學分析：對火山巖樣品進行礦物學鑒定，識別出主要礦物成分，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制和地球化學特征。同位素年代學分析：采用K、或U等同位素測年技術，對火山巖進行年代學研究，確定其形成時間，為火山活動的歷史和區(qū)域構造演化提供時間框架。3.2.3地球化學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特征時，我們首先需要關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。通過對樣品進行詳細的地球化學測試，研究團隊能夠揭示這些巖石的起源、演化過程及其與周圍地質構造的關系。主量元素分析顯示，該區(qū)域的火山巖主要為玄武質巖系，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一步揭示了巖石的源區(qū)特征和熔融過程，例如，高場強元素如等元素的異常也可能指示存在殼源物質的加入，這對于理解巖石的多階段形成歷史至關重要。稀土元素模式是評估巖石地球化學特征的另一個重要指標，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。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或是板塊邊緣的構造熱事件對巖石形成的影響。4.年代學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研究中，我們采用了一系列精確的地質年代學方法，包括同位素年代學、熱年代學和沉積記錄分析，以揭示火山活動的時間框架和地質演化過程。首先，我們對火山巖樣品進行了K同位素測年，結合法對部分樣品進行了二次測定，以獲得更精確的年齡數(shù)據(jù)。結果顯示，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的高峰期。這一年齡分布與區(qū)域構造演化相吻合，表明該區(qū)域在侏羅紀至白堊紀期間經歷了顯著的地質變革。其次，我們對火山巖樣品進行了全巖同位素測年，并結合U定年方法對部分樣品進行了詳細分析。結果表明，火山巖的形成年齡與K法測年結果基本一致，進一步驗證了火山活動的時間框架。此外，我們還對火山巖中的礦物進行了熱年代學分析，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。研究結果表明，火山巖在形成后經歷了快速冷卻過程，這可能反映了區(qū)域構造抬升和火山噴發(fā)活動的密切關系。通過對火山巖中的沉積記錄進行分析，我們發(fā)現(xiàn)火山活動與沉積環(huán)境的變遷密切相關?；鹕絿姲l(fā)活動不僅影響了盆地內的沉積環(huán)境，還可能對區(qū)域氣候產生了重要影響。通過對火山沉積記錄的詳細研究，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)域地質環(huán)境的相互作用。通過對大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的多種年代學方法研究，我們揭示了該區(qū)域火山活動的時間框架、火山巖的成因以及火山活動與區(qū)域地質環(huán)境之間的復雜關系。這些研究成果對于深入理解中生代東亞地區(qū)的構造演化具有重要意義。4.1同位素年代學同位素年代學在火山巖的年代學研究中發(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事件的時間關系。本節(jié)將介紹這些技術在白音沙那盆地中生代火山巖年代學研究中的應用和結果。通過對采自白音沙那盆地的火山巖樣本進行詳細的同位素分析，研究了巖漿的形成時間以及地殼運動的歷史。例如，部分火山巖樣本被確定為早中生代，表明該區(qū)域地殼在這一時期經歷了較強烈的活動。具體的年代數(shù)據(jù)顯示，白音沙那盆地中生代火山活動可能主要集中于約2億年前的侏羅紀末期至三疊紀初。盡管同位素測年技術提供了重要的年代信息，但仍存在多種因素可能影響結果的準確性，如樣本采集過程中的污染、原巖中同位素組成偏析等。因此，需要嚴格按照實驗室操作規(guī)程進行樣本準備與分析，并結合地質背景進行綜合解釋。本部分的總結將強調通過對同位素定年方法的應用，我們掌握了白音沙那盆地中生代火山巖體系的時間序列，為深入理解其巖石成因提供了強有力的基礎。進一步分析表明，這些火山事件可能與該地區(qū)構造活動相關的盆地下地殼的伸展和拉分有關。4.2地層對比與年代框架地層劃分與對比：通過對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果的綜合分析，將該盆地中生代火山巖劃分為多個地層單位。這些地層單位在巖性、礦物組合、火山機構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形成。同位素年代學方法：采用K、等同位素年代學方法對該地區(qū)火山巖進行年代測定。研究結果表明，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)地層對比與同位素年齡測定結果，將白音沙那盆地的中生代火山活動分為以下幾個階段：表現(xiàn)為基性中基性火山巖的噴發(fā)，火山機構主要為噴溢型，巖石組成較為單調，反映了該階段火山活動具有溢流特征?；鹕交顒又饾u增強，中酸性火山巖開始大量噴發(fā)，火山機構以噴溢和間歇噴發(fā)為主，形成了該地區(qū)的主要火山巖層?；鹕交顒訙p弱，以中酸性火山巖為主，火山機構主要為裂隙式噴發(fā)，火山巖層厚度逐漸變薄。地層對比與年代框架的應用：通過對白音沙那盆地中生代火山巖的地層對比與年代框架的建立，為該地區(qū)中生代火山巖的成因、火山活動周期性演變等方面的研究提供了重要的基礎資料。同時，該框架對于研究區(qū)域地質演化、評價區(qū)域礦產資源潛力等方面也具有重要的指導意義。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，我們首先需要考慮這些火山巖形成于何種地質構造背景下。白音沙那盆地位于東亞板塊邊緣，這一區(qū)域在中生代時期經歷了復雜的構造運動，包括但不限于板塊匯聚、伸展以及轉換斷層活動等。這些構造活動對火山巖的形成產生了深遠的影響。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。在這種構造環(huán)境下，地殼的減薄導致上地幔物質上涌并發(fā)生部分熔融，進而產生巖漿。這種巖漿通常富含揮發(fā)分，能夠有效地促進巖漿房內化學成分的分離與演化，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了地幔的熔融過程，進一步影響了火山巖的成分特征。通過對白音沙那盆地中生代火山巖樣品進行詳細的地球化學分析，發(fā)現(xiàn)這些巖石具有較高的含量，同時伴有較低的和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虧損的特點，指示了一種典型的大陸弧型巖漿特征。這種化學組成的差異性反映了巖漿來源深度、地幔源區(qū)性質以及巖漿演化過程中可能發(fā)生的各種物理化學過程。同位素地球化學研究對于揭示火山巖的源區(qū)特征及其形成機制至關重要。通過等多體系同位素分析，可以獲取關于巖漿源區(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，O和S等穩(wěn)定同位素數(shù)據(jù)支持火山巖形成過程中有一定程度的地殼物質加入，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復雜的過程，它不僅受到區(qū)域構造環(huán)境的影響，還涉及到多種地球動力學過程，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)獨特的火山巖地球化學特征。未來的研究應當更加深入地探討這些火山巖形成的詳細機制，以便更好地理解該地區(qū)的地質歷史及其在全球構造框架中的位置。5.1火山巖地球化學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)的地球化學性質復雜，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)出負異常，表明源區(qū)可能存在斜長石的結晶分異作用。稀土元素球粒隕石標準化曲線顯示，火山巖具有較明顯的負異常，可能與源區(qū)巖漿演化過程中的化學行為有關。隨著火山活動時間的推移，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。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。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的地球化學特征表明，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，反映了該地區(qū)在中生代時期經歷了復雜的地球動力學過程。5.2火山巖成因模型在對大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖進行深入研究后，我們認為，這些火山巖的形成主要受到了地幔深處物質溢出和局部地殼應力變化的影響。具體來說，這些火山巖可能來源于兩種不同的成因機制：地幔部分熔融和殼幔相互作用。根據(jù)對樣品中的橄欖石、尖晶石等深部礦物的詳細研究，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。部分熔融過程導致地幔橄欖巖釋放出部分熔體，該熔體進一步演化成為鎂質玄武巖熔漿，最終形成了中生代火山巖。隨著進一步研究，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)以及殼殼界面反應礦物。這些證據(jù)表明，在地殼應力變化下，下地殼流體與上地殼物質發(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熔體，或者是殼殼界面流體在地表冷凝后，進一步形成的一種玄武質熔漿。5.2.1火山巖形成機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，構造運動顯著，為火山活動提供了有利條件。中生代以來，該區(qū)域經歷了復雜的構造變動，包括地殼伸展、擠壓和走滑運動等。地殼的伸展與走滑運動為火山巖的形成提供了應力釋放的窗口，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。該區(qū)域的火山巖顯示了較高的2含量，表明地幔物質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、軟流圈上升以及構造熱背景等因素。這些因素促使地幔物質發(fā)生部分熔融，形成富揮發(fā)分的巖漿，進而噴發(fā)形成火山巖?；鹕綆r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發(fā)生相互作用，形成不同的巖漿類型和地球化學性質。火山活動包括噴發(fā)和潛火山活動，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：火山巖呈現(xiàn)出富揮發(fā)性的地球化學特征，如高的、K和低的等，表明巖漿來源與地幔物質有關。大興安嶺南部白音沙那盆地中生代火山巖的形成機制主要與地殼伸展、地幔熱源、巖漿上升與火山活動以及火山巖特征密切相關。了解這些形成機制，有助于進一步揭示該區(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期，由于板塊邊緣的拉張作用，導致地殼減薄，深部熱物質上涌，形成了大量的基性熔巖。這一時期的火山活動主要表現(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火山巖。中期火山穹窿發(fā)育階段：進入中侏羅世，隨著裂谷作用的減弱，局部構造抬升促進了火山穹窿的形成。此階段的火山活動相對集中，形成了以中酸性火山巖為主的火山結構，如安山巖和英安巖等。這些巖石通常含有較高的硅含量，反映了巖漿房內部分異作用的加強。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)進入了火山活動的衰退期，但仍然有間歇性的爆發(fā)活動發(fā)生。此時，火山活動的特點是噴發(fā)規(guī)模減小，同時伴隨著大量火山碎屑物的堆積。此外，由于氣候條件的變化，這一時期也出現(xiàn)了顯著的沉積作用，火山碎屑物質與沉積物混合形成了獨特的火山沉積序列。后期改造與變質作用：經過長時間的地質作用，包括地殼運動、熱液活動等，原有的火山巖體遭受了不同程度的改造和變質。特別是在某些熱點區(qū)域，強烈的熱液活動導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。通過對不同階段火山巖的地球化學特征分析，可以進一步揭示巖漿來源、巖漿演化路徑及其與區(qū)域構造背景之間的關系。例如，微量元素和同位素比值的變化能夠提供關于巖漿源區(qū)性質、巖漿混合作用、結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復雜而漫長的過程，它不僅記錄了該地區(qū)的地質歷史，也為研究東亞大陸邊緣構造演化提供了寶貴的資料。6.火山巖與區(qū)域構造的關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)域構造背景密切相關。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)在地質歷史上經歷了多次構造運動和板塊相互作用，對火山巖的形成和分布產生了重要影響。首先，火山巖的形成與板塊邊緣的拉張作用密切相關。在大興安嶺南部白音沙那盆地，中生代時期，華北板塊與西伯利亞板塊之間的拉張作用導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)域成為火山活動的高發(fā)區(qū)。其次，火山巖的分布與區(qū)域構造單元的邊界密切相關。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)域構造單元的邊界地帶，如盆緣斷裂和深大斷裂。這些斷裂