内蒙古正蓝旗地区中生代火山岩锆石U-Pb年龄与板内伸展环境成因讨论

摘要：内蒙古东南部正蓝旗地区中生代火山岩广泛出露,岩性主要包括流纹岩、粗面岩、碎斑熔岩、熔结凝灰岩以及黑曜岩等,以碎斑熔岩发育为显著特征。本次研究测得流纹岩、霏细质碎斑熔岩及熔结凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(141.4±0.7)Ma、(141.6±0.6)Ma和(139.4±0.7)Ma,三者在误差范围内一致,表明研究区火山活动(从溢流、爆发到侵出)持续的时间很短,时代为早白垩世早期,属张家口组。除个别样品,正蓝旗地区晚期侵出的碎斑熔岩与早期溢流相的流纹岩、粗面岩在地球化学特征上极为一致,均为富硅富钾,贫Ca、Mg和Al,属粗面岩-流纹岩组合,部分样品具有碱性流纹岩的特征;富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,而强烈亏损Ba、Sr、Ti、P;轻稀土元素(LREE)富集,Eu强烈亏损,轻、重稀土元素分馏较强(LaN/YbN主要介于6.87~42.74)。碎斑熔岩体相较于早期熔岩更加富硅贫碱,表明流纹岩-粗面岩喷溢之后,岩浆房中剩余岩浆又经过一定程度的分异,向更为富硅贫碱方向演化之后侵出地表。正蓝旗地区火山岩具有A型花岗岩的特征,为A1型为主,A1—A2过渡的地球化学特征。碎斑熔岩体与流纹岩-粗面岩的Nb/Ta介于10.46~24.02,在地壳和地幔岩浆Nb/Ta比值之间;Y/Nb、Ti/Yb、Ti/Zr均体现出壳幔混合的特点;Rb/Sr介于0.61~64.51,为壳源特征。因此,研究区火山岩是造山后向板内非造山转换并以板内非造山为主的伸展环境下,经较为强烈地幔物质改造的下地壳部分熔融的产物。