吉林大学学报(地球科学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (3): 904-919.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20210320

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 长白山天池火山区黑石沟玄武岩墙成因及其构造意义

闫东晗1,2,李萌萌1,徐智涛1,孙立影2,马飞2,韩迪2   

  1. 1.中国地震局火山研究所,长春130117
    2.吉林省地震局,长春130117
  • 收稿日期:2021-10-12 出版日期:2023-05-26 发布日期:2023-05-26
  • 通讯作者: 徐智涛(1987—),男,工程师,主要从事陆相火山岩-次火山岩与浅成热液型铅锌多金属矿床成因方面的研究,E-mail:xuzhjtao@163.com
  • 作者简介:闫东晗(1994—),男,研究实习员,主要从事构造地质方面的研究,E-mail:yandonghan@yeah.net
  • 基金资助:
    中国工程院院地合作项目(JL2021-03-1);吉林长白山火山国家野外科学观测研究站基金(NORSCBS22-05);吉林省地震局青年科技发展基金(JZQ-202309)

 Genesis and Its Tectonic Significance of Heishigou Basaltic Lava Dyke in Tianchi Volcanic Area, Changbai Mountain

Yan Donghan1,2, Li Mengmeng1, Xu Zhitao1, Sun Liying2, Ma Fei2, Han Di2   

  1. 1. Institute of Volcanology, China Earthquake Administration, Changchun 130117, China
    2. Jilin Earthquake Agency, Changchun 130117, China
  • Received:2021-10-12 Online:2023-05-26 Published:2023-05-26
  • Supported by:
    Supported by the Academy-Locality Cooperation Project of Chinese Academy of Engineering (JL20121-03-1),the National Observation and Research Station Fundation of Jilin Changbaishan Volcano (NORSCBS22-05) and the Youth Science and Technology Development Fundation of Jilin Earthquake Agency (JZQ-202309)

摘要: 为了进一步了解天池火山黑石沟地区与中晚更新世火山活动有关的玄武岩墙的成因及构造背景,在遥感解译和野外地质调查基础上,开展了岩体的元素地球化学、全岩Sr-Nd同位素和年代学分析。结果表明:1)玄武岩墙主量元素具有偏高的MgO、CaO质量分数和低的Na2O质量分数,属于钾质、准铝质、亚碱性玄武岩系列。其显著富集Li、Cs、Be、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素(LILE),弱富集Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th等高场强元素(HFSE),对应高场强元素Zr/Hf、Nb/Ta和Th/U值分别为40.92~45.10、15.77~16.34和3.49~3.76。2)全岩中的(87Sr/86Sr)i与(143Nd/144Nd)i值范围分别为0.704 570~0.704 690和0.512 552~0.512 571,对应的εNd(t)值范围在0.87~1.45之间。岩墙中K-Ar成岩年龄(0.35~0.34 Ma)及火山区岩浆-构造演化现有认识综合表明,该期次玄武质岩浆作用在晚更新世千叶阶段,成岩母岩浆具有富集Ⅰ型地幔源特征,岩浆上升过程中有少量下地壳组分加入,整体显示出洋岛玄武岩(OIB)特点。鉴于火山区玄武岩墙的形成及同期次火山活动发生在0.35~0.34 Ma的挤压构造环境中,推测其可能与太平洋板块俯冲到欧亚东北部陆块之后的回撤或下沉有关。

关键词: 元素地球化学, Sr-Nd同位素, 玄武岩墙, 构造意义, 天池火山区, 长白山

Abstract: In order to further understand the origin and tectonic setting of basaltic dyke related to Middle and Late Pleistocene volcanic activities in the Heishigou area of Tianchi volcano, based on remote sensing interpretation and field geological investigation, the  geochemistry, whole rock Sr-Nd isotope and geochronology analysis of the basaltic dykes were carried out. The results show that: 1) The major elements of the dykes have relatively high MgO, CaO, K2O and relatively low Na2O, belonging to the series of potassium, metaaluminous and subalkaline basalts. They are enriched in LILEs, such as Li, Cs, Be, Rb, Ba and Sr, and weakly enriched in HFSEs, such as Nb, Ta, Zr, Hf, U and Th, and the corresponding ratios of Zr/Hf, Nb/Ta and Th/U are 40.92-45.10, 15.77-16.34 and 3.49-3.76, respectively. 2) The values of (87Sr/86Sr)i and (143Nd/144Nd)i in the whole rocks range from 0.704 570 to 0.704 690 and 0.512 552 to 0.512 571, respectively, the εNd (t) values range from 0.87 to 1.45. The K-Ar isotopic ages of (0.35-0.34 Ma) obtained by previous research in dykes and tectonic-magmatic evolution together suggest that the basaltic magmatism occurred in the Chibanian stage of Late Pleistocene, and the diagenetic parent magma has the characteristics of enriched Ⅰ-type mantle source, with a small amount of lower crust components were added during the ascent of the magma, showing the characteristic of ocean island basalt (OIB). The formation of the basalt dykes and the contemporaneous volcanic activities occurred in a compressional tectonic environment at 0.35-0.34 Ma, which may be related to the rollback or subsidence of the Pacific plate after it was subducted into the northeastern Eurasia continent.

Key words: element geochemistry, Sr-Nd isotope, basaltic dyke, tectonic significance, Tianchi volcanic area, Changbai Mountain ,  

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[1] 徐骏, 高阳, 刘军, 王晓彤, . 大兴安岭北段三矿沟铁铜矿床成因——来自石榴子石U-Pb定年及元素地球化学证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 540-556.
[2] 张文, 王骏城, 陈俊淇, 崔洪海, 孔祥礼, 郭涛, 王明, 王佳, 张书睿, 孙琦, 张涵, . 长白山山脉基本地质概况与火成岩崩滑灾变类型及机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 568-583.
[3] 王清璇, 黄颖兴, 刘云华, 王硕, 李志谦, 杨选江, 李伟良. 河北丰宁兴源萤石矿床花岗斑岩岩石地球化学特征及其成矿作用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1525-1548.
[4] 杨雨, 付文钊, 朱磊, 尹志刚, 马占才, 陈金勇, 高莲凤, 张振国, 巩磊.

辽西小孤山金矿床赋矿凝灰岩的年代学、岩石地球化学特征及其地质意义 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1120-1142.

[5] 王安, 胡明毅, 高家俊, 杨亮, 邢济麟. 松南长岭凹陷青山口组一段泥页岩元素地球化学特征及古环境意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(6): 2075-2088.
[6] 徐鑫, 刘阳, 张勇, 褚小磊, 徐智恺, 孙景贵, 刘晨. 大兴安岭东坡中北段六九山斑岩铜成矿系统浅成岩成因与地球动力学背景[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1558-1574.
[7] 佟鑫, 施建荣, 王惠初, 张家辉, 任云伟. 内蒙古固阳地区角闪石等矿物分离结晶形成的新太古代TTG片麻岩:来自元素地球化学和热力学模拟的证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1734-1759.
[8] 柴鹏, 孙景贵, 袁玲玲, 门兰静. 吉林延吉杜荒岭浅成热液金矿床岩体锆石微量元素地球化学特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(3): 767-784.
[9] 徐智涛, 孙立影, 李忠伟, 李萌萌, 刘宏岩, 马飞. 龙岗火山区早更新世玄武质熔岩成因及其构造意义:来自Rb-Sr同位素定年、元素地球化学及Pb同位素证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(3): 887-903.
[10] 张婷婷, 董国振, 安玉伟, 褚小磊, 柏铖璘, 孙景贵. 通化地区中生代大川花岗岩岩体成因与REE赋存状态:来自岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(3): 946-963.
[11] 邹国庆, 余牛奔, 孙国庆, 黄修保, 尼加提·阿布都逊, 卢观送. 东准噶尔奥依托浪格地区石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及其构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 455-472.
[12] 赵亚云, 刘晓峰, 刘远超, 次琼, 郑常云, 杨春四, 李莉, 付海龙. 西藏昂仁县多仁则—桑阿卡地区铜多金属矿点含矿岩体成因及成矿意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(5): 1323-1339.
[13] 于介禄, 于介江, 杨万志, 张元厚, 郭秀玮. 东天山觉罗塔格带东段早志留世中酸性侵入岩的年代学、地球化学及构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(3): 690-708.
[14] 单玄龙, 蔡壮, 郝国丽, 邹欣彤, 赵容生. 地球化学温标估算长白山地热系统热储温度[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(3): 662-672.
[15] 鲁倩, 孙景贵, 安久海, 韩吉龙, 褚小磊. 吉林敦化松江河地区中生代似斑状花岗岩成因和形成环境:元素、Hf同位素和锆石U-Pb年代学证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(3): 673-689.
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[1] 初凤友,孙国胜,李晓敏,马维林,赵宏樵. 中太平洋海山富钴结壳生长习性及控制因素[J]. J4, 2005, 35(03): 320 -0325 .
[2] 周丽萍, 申向东, 李学斌, 白忠强. 天然浮石粉水泥土力学性质的试验研究[J]. J4, 2009, 39(3): 492 -497 .
[3] 黄玉龙, 王璞珺, 邵锐. 火山碎屑岩的储层物性--以松辽盆地营城组为例[J]. J4, 2010, 40(2): 227 -236 .
[4] 潘殿琦,张祖培,潘殿彩,陈义民,徐 瑞. 人工冻土纵波波速与温度和含水率的关系[J]. J4, 2006, 36(04): 588 -591 .
[5] 付 哲,周云轩,刘殿伟,刘万崧. 基于特征的面向对象虚拟GIS数据模型设计与原型系统实现[J]. J4, 2006, 36(04): 647 -652 .
[6] 卢进才,李玉宏,魏仙样,魏建设. 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组油页岩沉积环境与资源潜力研究[J]. J4, 2006, 36(6): 928 -0932 .
[7] 黄继国,黄国鑫,聂广正,魏海娟,吕爱民,王雪松. 中温UBF与UASB两相厌氧系统处理垃圾渗滤液的实验研究[J]. J4, 2007, 37(1): 144 -0147 .
[8] 孙才志,刘玉兰,杨 俊. 下辽河平原地下水生态水位与可持续开发调控研究[J]. J4, 2007, 37(2): 249 -254 .
[9] 舒萍,曲延明,王国军,丁日新,艾兴波,纪学雁,唐华风,边伟华,王璞珺. 松辽盆地火山岩储层裂缝地质特征与地球物理识别[J]. J4, 2007, 37(4): 726 -0733 .
[10] 单玄龙,刘青帝,任利军,赵玉婷. 松辽盆地三台地区下白垩统营城组珍珠岩地质特征与成因[J]. J4, 2007, 37(6): 1146 -1151 .