地球和空间科学学院

华北克拉通南缘晚中生代火山岩研究取得重要进展

发布日期:2022-03-25

我院特任副研究员何俊博士在华北克拉通南缘火山岩研究取得重要的进展,相关研究成果以“LateMesozoic volcanism in the southern Xiong’er Mountains, eastern Qinling: Partialmelting of the subducted Qinling crust underneath North China”为题发表于知名的地学期刊“GeologicalSociety of America Bulletin”上。

华北克拉通南缘熊耳山地区发育有大量的、分布广泛的火山岩,传统上称为“熊耳群火山岩”,且长期以来划归到古元古代岩浆作用的产物,其形成峰期约为1750百万年。火山作用的构造背景倍受争议,一种观点认为熊耳群火山岩具有双峰式火山岩特征,形成于古元古代大陆裂谷环境中,即熊耳裂谷,与哥伦比亚超大陆裂解事件密切相关;另一种观点则认为熊耳火山岩形成于大陆弧环境。何俊博士等人的研究发现,在熊耳群火山岩的命名地-- 熊耳山地区,除了古元古代火山岩外,可以识别出规模显著的晚中生代中基性-酸性火山岩。大量的锆石铀-铅同位素定年工作限定了年轻火山岩的形成时代为晚侏罗世-早白垩世(即约150-120百万年),并取得了重要的认识进展:

1.       秦岭造山带北部和华北克拉通南缘广泛发育的晚中生代花岗岩,与同期的火山岩具有成因联系,可能共同构筑晚中生代岩浆岩带;

2.       火山岩中富含继承或捕获锆石,其结晶时代变化范围广,识别出太古代晚期、古元古代、新元古代、古生代、早中生代等主要期次,为华北板块南缘下覆的深部地壳组成提供的重要证据,其深部地壳蕴含秦岭造山带乃至扬子陆块北缘地壳物质 (图1);

3.       对比研究秦岭造山带主要岩石构造单元、扬子陆块北缘主要地壳物质组成,提出秦岭造山带的地壳物质,在早中生代造山作用时期,俯冲至华北克拉通南缘深部,并在滞留约80百万年之后,发生大规模的地壳熔融作用,形成这些晚中生代火山岩 (图2)。

图1(A)熊耳山晚中生代火山岩锆石年龄频率分布;(B)华北南缘晚中生代花岗岩锆石年龄和岩浆期次频率分布;(C)北秦岭晚中生代花岗岩锆石年龄和岩浆期次频率分布;(D)南秦岭和扬子北缘晚中生代花岗岩锆石年龄和岩浆期次频率分布图(参考文献见原文)

图2华北板块南缘晚中生代火山岩的成岩背景和构造演化示意图


在华北克拉通南缘盛产有与晚中生代花岗岩密切相关的金属矿床资源,其成矿作用尤其成矿物质来源,尚存在争议和讨论,晚中生代火山岩的研究成果和认识将为华北克拉通南缘和秦岭造山带内的晚中生代岩浆-成矿作用研究提供新的视角。研究成果的第一作者为地球化学专业何俊博士,通讯作者张贺博士,参与研究工作还有齐泽秋和王智毅博士研究生、陈福坤教授。该研究得到国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目和中央高校基本科研业务费的经费资助,并感谢肖平老师、贺剑峰老师和侯振辉老师在实验过程中的指导,


文章链接:Jun He, HeZhang, Zeqiu Qi, Zhiyi Wang, Fukun Chen. LateMesozoic volcanism in the southern Xiong’er Mountains, eastern Qinling: Partialmelting of the subducted Qinling crust underneath North China. GSA Bulletin2022; https://doi.org/10.1130/B36237.1


供稿人:王智毅