华北北部新生代玄武岩特征与构造地貌演化的关系

• 作 者: 蔡安然
• 出 处: 中国地质大学(北京)
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 新生代玄武岩 岩石地球化学特征 太平洋板块俯冲 大兴安岭火山岩

新生代时期,我国东部地区火山活动频繁,在华北东北部形成大兴安岭新生代火山岩带,该带恰好与大兴安岭—太行山重力梯度带一致。学者对大兴安岭新生代火山岩带与深部地球物理性质的关系开展大量的研究,不仅揭示了玄武岩的成因,也反映了其与深部动力学环境的关系。但是在火山岩带的形成过程中,深部地球物理属性的改变与新构造地貌之间的关系及演化历程尚需进行更为深入的研究。依据火山岩的形成时代,大兴安岭新生代火山岩自南西向北东可划分四段,分别是集宁地区、汉诺坝-赤峰地区、阿巴嘎-东乌旗地区、五岔沟-诺敏河地区。本文选择集宁、东乌旗地区前人研究相对薄弱的新生代玄武岩为主要研究对象,结合前人的研究成果,探讨大兴安岭火山岩带的演化及其成因机制。通过集宁地区和东乌旗地区新生代火山岩的同位素年代学和岩石地球化学研究,获得东乌旗K-Ar年龄数据为3.97-14.90 Ma。从岩石地球化学数据可知,集宁地区与东乌旗地区新生代玄武岩轻重稀土分馏程度较高,均体现为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损。东乌旗玄武岩具有明显的Eu异常,可能为斜长石分离结晶导致。集宁地区Pb含量约2.27-5.99μg/g,远低于东乌旗地区Pb含量约为19.2-37.8μg/g,说明向北东方向地壳的混染作用不断增强,暗示地幔源区的不断变浅。同时获得集宁地区Na/Ti比值平均为1.29,要高于东乌旗地区Na/Ti比值平均为1.19。同样体现了源区变浅,岩石圈减薄的事实。根据前人所获得的年龄数据,对整个华北北部新生代玄武岩进行期次划分,以张家口—渤海断裂带、西拉木伦断裂带、洮儿河断裂为界线,可大体划分为32-34 Ma、20-23 Ma、9-15 Ma、<1 Ma四个喷发期次,年龄由南西向北东方向逐渐变年轻。受拉张作用影响,源区在断裂带附近明显抬升变浅,位置逐渐向北东方向迁移,推测与43 Ma开始的太平洋板块西向俯冲相关。而自40 Ma开始的太平洋板块板片后撤,使得华北克拉通遭受北西西—南东东向的应力作用,导致华北北部于新生代处于一个拉张的构造环境背景下。同时俯冲带下部的洋壳拆沉作用也进一步导致了地幔被动上涌,岩石圈减薄及火山活动的发生。在这一机制的控制下,新生代的大兴安岭自南西向北东经历了4个阶段的依次抬升。