冀北—辽西中生代火山岩研究简史
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发布时间：2022-05-30 00:21
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时间：2023-07-13 04:47
冀北—辽西地区中生代火山岩研究早就引起人们的关注（*，1929；穆克敏，1964）。在20世纪80年代以前，基本上是一般火山岩地层学的研究，不够深入系统，特别是对火山旋回、火山岩相、火山机构、岩石化学、地球化学、同位素年代学、岩浆来源及其演化等涉及较少，因而对冀北—辽西地区义县组火山岩更为深层次的问题了解甚少。
20世纪80年代虽也有中生代火山岩层序的探讨，但研究进入了一个新的时期，其研究成果在数量和质量上均有较大的提高。如王国祯（1980）、曹从周（1982）、黄镇福（1984）、张少华等（1985）开始总结辽西的火山旋回、岩相、机构、岩石化学、形成构造环境和火山岩浆起源等。王东方等（1983、1986）则研究了辽西地区火山岩的同位素年代学和稀土元素地球化学特征。在此期间，辽宁地质矿产局区调队对辽宁西部中生代火山岩作过专题研究（1985）。辽宁省区域地质志（1989）中总结了上述研究成果。在冀北有宋之英等（1978）、王国富（1981）等亦作了中生代火山岩浆旋回、火山岩分区、岩石化学特征、形成构造环境等的分析探讨。齐进英等（1987）探讨了燕山中生代火山岩的微量元素地球化学特征。《河北省北京市天津市区域地质志》（1989）中对冀北广泛分布的中生代火山岩作了全面总结。这一时期对区内义县期火山岩时代有晚侏罗世和早白垩世两种意见，而对火山岩的形成环境则存在裂谷、强烈构造活动带和*边缘带三种模式的不同见解。
表3-1-2 冀北地区义县组新近划分沿革简表
进入90年代，区内中生代火山岩的研究更加深入，在配合火山岩同位素年代学研究的同时，利用稀土元素、微量元素和稳定同位素地球化学资料，探讨其成岩物质来源和形成的构造环境，开始了一个新的研究阶段。郭洪中等（1992）在肯定了兴隆沟、蓝旗和义县三个火山喷发旋回的基础上，认为区内各旋回多为玄武岩—安山岩—英安岩或玄武岩—安山岩—粗面岩—流纹岩岩石组合，应属混入了少量原生玄武岩浆的不成熟地壳重熔类型。张招崇等（1994）认为义县盆地义县组火山岩属弱碱性、普通型火山岩系列，原始岩浆来自上地幔（约67 km），并在17 km处（上下地壳附近）形成高位岩浆房，由于双扩散对流而发生分异作用，早期有同化混染作用；喷出的岩浆受断裂切过高位岩浆房的位置控制。臧尧龄等（1993）将辽西蓝旗旋回时限定为J2～J3，义县旋回定为J3～K1，并认为义县旋回火山岩组合属安粗岩系列。史卜庆等（1998）认为辽西义县旋回火山岩具同源性质，由壳幔物质混熔而成，混熔物质作用于统一的火山活动过程，并具有脉动性特点。夏国礼（1994）认为滦平金台子盆地张家口期火山岩源于陆壳部分熔融，属于S型火山岩，形成于挤压构造环境；而花吉营期（义县期）火山岩源于壳幔混染的派生岩浆，形成于拉张构造环境。郭正府（1993）则提出张家口火山岩形成于后造山裂谷环境。夏国礼（1993、1999）还报道了冀北玄武质和流纹质淬碎火山碎屑岩这一较独特火山岩类型。此外，在本区作过中生代火山岩研究的还有李兆鼐等（1990、1993）、李之彤等（1994）、王来春等（1999）、张宏等（1999）等。
邓晋福等（1996）提出了著名的“拆沉—去根说”，认为燕辽地区从印支期岩石圈厚约150～200 km至燕山期岩石圈厚100～150 km，减薄了约50 km，这种作用被称为华北式（或燕辽式）造山带模型；并提出了玄武质、粗面质、花岗质三种原始岩浆以及它们的混合作用是制约以壳幔混合型为主、谱系宽的火成岩的主要机制。
另外，林强等（1998）认为在670 km不连续面上的富集型热地幔柱的上涌是东北亚中生代构造演化和大兴安岭火山活动的根本原因；燕辽地区火山岩带与构造域转换时期走滑拉伸构造有关。此间，郭正府等（1998）开始注意中生代火山活动对古气候环境的影响。
特别值得一提的是，陈义贤、陈文寄等（1997）在其《辽西及邻区中生代火山岩———年代学、地球化学和构造背景》一书中对本区中生代火山岩年代、地球化学和构造背景作了较系统、深入的探讨和论述，较详细地阐述了火山岩年代学划分、地球化学特征和形成的大地构造背景。
进入21世纪，本区中生代火山岩研究出现了空前繁荣的局面，研究领域更加广泛，研究程度更加深入，火山岩资料格外丰富。周新华等（2001）从Sr-Nd-Pb同位素地球化学分析出发，认为辽西中生代火山岩主要是碱性系列，源于I型富集地幔（EMI），源区与古老克拉通有亲缘性，而浅部地壳物质混染在火山岩形成中不具主要影响，并认为中生代火山岩可能是由于构造格局的转变引发岩石圈深部过程的产物。李伍平等（2001）认为冀北-辽西地区髫髻山组火山岩属高Sr低Y型，起源于古老下地壳玄武质岩石的部分熔融，其形成可能与玄武质岩浆的底侵作用有关。并认为髫髻山组属晚侏罗世。张旗等（2001）提出冀北—辽西地区中生代火山岩属埃达克质岩石，其来源可能是中生代时增生在华北下地壳底部的年轻基性麻粒岩。近几年来，沈阳地矿所张立东等（1999～2001）在辽西北票、义县地区进行了新一轮的1∶5万区域地质调查（四幅联测），在其1∶5万区域地质调查报告中，对中生代火山岩从岩石学、岩石地球化学、火山旋回、火山岩相、火山机构等进行了深入细致的研究和论述，认为义县组火山岩属早白垩世，并发现了湖相玄武质玄武安山质枕状熔岩（张立东等，2002）。陈树旺等（2002）更进一步把义县期火山活动与热河生物群联系起来，认为火山活动形成的大量熔岩流和有毒、有害气体及频繁爆发的火山灰是使生物灭绝和化石得以保存的主要原因。无疑，上述研究成果对辽西地区中生代陆相火山岩更深入研究奠定了良好的基础。
综上所述，在火山岩浆源问题上，大多认为是来自地幔，并混染了地壳物质；在火山岩化学性质上，多认为是钙碱性系列；在火山岩形成的构造背景上，认识并不一致。
值得指出，2002年，李伍平等对辽西义县组火山岩的地质特征及其构造背景进行了较深入的分析，认为属高钾钙碱性系列，源于富集的岩石圈地幔的部分熔融，岩浆在演化过程中以结晶分异作用为主，伴有少量的地壳混染作用；并认为与太平洋板块俯冲无直接关系。
李伍平等的分析基本与本文相同，但冀北—辽西义县期火山岩的形成有更复杂的构造背景。即在同一岩浆源的前提下，因西伯利亚、华北和太平洋三大板块的相互作用在辽西、冀北构造火山活动区及其间的构造火山活动过渡区有不尽相同的表现，从而产生三大区在火山旋回、岩石类型、岩石系列、地球化学性质和火山-沉积盆地演化等方面的差异性。
