【摘 要】
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峨眉山大火成岩省是目前我国境内唯一被国际地学界所认可的大火成岩省,主要分布于我国的云南、贵州、四川三省境内,其形成时间与中晚二叠世之交的生物灭绝事件在时限上存在一定的联系,并且可能引发了重大气候和环境变化。因此,对于峨眉山大火成岩省火山活动的喷发时限的研究得到了广泛关注,并成为国内外学者研究的热点。本文通过对四川广元上寺和明月峡地区晚二叠世凝灰岩的全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb年龄、锆石
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峨眉山大火成岩省是目前我国境内唯一被国际地学界所认可的大火成岩省,主要分布于我国的云南、贵州、四川三省境内,其形成时间与中晚二叠世之交的生物灭绝事件在时限上存在一定的联系,并且可能引发了重大气候和环境变化。因此,对于峨眉山大火成岩省火山活动的喷发时限的研究得到了广泛关注,并成为国内外学者研究的热点。本文通过对四川广元上寺和明月峡地区晚二叠世凝灰岩的全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb年龄、锆石微量元素和Hf同位素的分析及比对,探讨该地区凝灰岩样品的成因及源区,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。上寺剖面晚二叠世凝灰岩含有大量的黏土矿物及少量的石英,与火山灰成因的凝灰岩矿物学特征类似。这些凝灰岩样品的Si O2/Al2O3比值较低(1.34~2.34),反映了在相同来源的凝灰岩样品中,其风化蚀变程度较高。上寺剖面晚二叠世早期凝灰岩样品的Al2O3/Ti O2比值(介于24.1~45.1之间)、Th/Sc比值和Zr/Ti O2比值均明显高于峨眉山玄武岩,具有明显的Eu负异常(Eu/Eu*比值为0.10~0.40),且高场强元素Nb(Ta)无明显负异常。这些特征与峨眉山酸性火山岩及宾川峨眉山火山序列顶部的酸性熔结凝灰岩相似,暗示了上寺剖面晚二叠世早期的凝灰岩样品的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关。上寺剖面晚二叠世晚期凝灰岩样品显示出大离子亲石元素的富集和Nb元素和Ti元素的亏损,锆石颗粒的εHf(t)值为-5.7~+9.8,并且具有较高的Th/Nb比值(大部分大于70),这些特征均与华南东部晚二叠世晚期凝灰岩的地化特征基本一致,暗示上寺剖面晚二叠世晚期凝灰岩样品的成因可能与岩浆岛弧作用有关。明月峡剖面晚二叠世凝灰岩的矿物学特征及地球化学特征与上寺剖面晚二叠世早期凝灰岩的特征相似,具有较高的Al2O3/Ti O2值(分别为37.9和31.5)和明显的Eu负异常(Eu/Eu*值分别为0.13和0.06),缺少了高场强元素Nb、Ta和Ti的负异常,暗示了二者源区一致。上寺剖面晚二叠世早期凝灰岩样品中大部分锆石的εHf(t)值大于+6,大部分锆石颗粒的Th/Nb比值小于15,与明月峡剖面吴家坪组凝灰岩锆石的εHf(t)值和Th/Nb值相似(分别在+7.8~+11.4和5.4~14.9之间),均明显不同于王坡层黏土岩样锆石的εHf(t)值和Th/Nb值。这些结果表明,上寺剖面晚二叠世早期凝灰岩及明月峡剖面凝灰岩的源区一致,而与王坡层所对应的火山活动具有不同的源区。考虑到上寺剖面晚二叠世早期以及明月峡晚二叠世凝灰岩所在层位位于王坡层之上,本文认为王坡层所代表峨眉山酸性火山活动可能并没有结束,峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到了晚二叠世早期。
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