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福建省中生代火山活动规模大、持续时间长,形成了长约480 km、宽约180 km的火山岩带以及丰富的火山岩型矿产,是环太平洋火山岩带的重要组成部分[1]。经过多年的地质调查和研究,全省建立了中生代火山岩岩石地层系统,但以政和一大埔断裂带为界,东西部之间仍缺乏统一地层对比标准,制约了全省火山活动及其规律与成矿作用的深入调查与研究。
本研究运用以岩石地层划分为主的多重地层划分对比方法,根据火山地层的接触关系、沉积-喷发旋回、岩石组合、岩浆演化及古生物特征,采用统一的方案进行火山岩岩石地层划分,厘定出福建东西部中生代火山岩地层层序,并将分别建立起其火山岩岩石地层系统。建立中生代火山岩地层统一的划分标志,旨在解决全省中生代地层对比的关键问题。
通过系统的剖面研究及路线调查,采用统一的划分方案、对比标志,分别建立起福建东、西部地区的中生代火山岩石地层层序,在全面系统地综合研究火山岩石地层的接触关系性质、沉积-喷发旋回、岩石组合、岩浆演化特点、同位素测年、生物化石及孢粉等数据的基础上,对中生代火山岩石地层进行对比研究,认为福建东、西部地区中生代火山岩石地层基本可以对比,并建立起全省中生代火山岩岩石地层系统。
晚三叠世焦坑组主要分布于闽西北地区,为内陆山间盆地、河流、湖泊相的含煤碎屑沉积。文宾山组零星分布于闽东地区,为内陆山间盆地河流相碎屑沉积。这一时期,火山活动普遍较弱,多以间歇性小规模喷发而呈夹层产于沉积岩中。
福建省晚侏罗世-晚白垩世地层分布较广泛,根据盆地沉积环境差异和火山喷发.堆积作用的不同,以及岩性、火山活动、古地理环境等的差异,省内大体以政和-大埔断裂带为界,东、西部分具明显差异。东部以陆相火山强烈喷发为主,西部以陆相断陷盆地型沉积为主,伴少量沉积-火山地层。
福建早白垩世晚期-晚白垩世时期的火山活动比晚侏罗世-早白垩世早期大为逊色,但仍较强烈,形成巨厚的陆相杂色、红色沉积-火山岩系。该断代地层分区明显。晚白垩世红层盆地局限于闽西北地区,为河湖、冲洪积扇等沉积的红色复陆屑沉积岩为主,以盆地形式呈北东向链状、带状展布;火山地层仅早白垩世晚期见零星分布。东部沿海地层小区则以火山地层为主,呈北西、北东、北北东向串珠状分布。
中生代火山岩地层、火山岩岩相以及火山构造研究表明:火山活动常表现为周期性间歇喷发的特点,火山休眠期形成正常碎屑岩为主的岩石地层,而火山喷发期间则形成熔岩、火山碎屑岩为主的火山岩地层,且在火山大规模喷发过程中,岩浆具由中(基)性向酸(偏碱)性演化的规律,构成岩浆演化的旋回性特征。中生代火山活动属于燕山构造岩浆活动旋回,据火山地层、火山活动旋回、构造运动、岩石系列、岩石组合、岩石化学、地球化学及同位素地球化学特征可进一步划分为燕山早、中、晚期3个构造岩浆亚旋回。中生代火山活动开始于晚三叠世,结束于晚白垩世,火山活动表现出了明显的阶段性、旋回性,经历了晚三叠世-中侏罗世初始阶段、晚侏罗世-早白垩世早期的强盛阶段以及早白垩世中期-晚白垩世的减弱-衰亡三个阶段。
晚三叠世-中侏罗世为中生代火山活动之初始阶段,火山活动受区域性断裂构造控制明显,火山活动微弱,且局限于闽西北断陷盆地中,表现为小规模间歇性地喷发,主要为中心式喷发。
晚侏罗世-早白垩世早期的火山活动是中生代火山活动的强盛时期,火山喷发受北东向区域断裂带控制明显,以中心式、裂隙-中心式喷发为主,火山喷发强烈且频繁。
早白垩世中期-晚白垩世时期是中生代火山活动的减弱-衰亡阶段,火山喷发比晚侏罗世-早白垩世早期大为逊色,火山活动受北西向断裂带控制明显,局部为沿袭晚侏罗世-早白垩世早期火山活动的继承性喷发。而受北东向断裂带控制,火山喷发局限在断陷盆地内,为中心式喷发。
福建省中生代火山总体呈东强西弱,岩浆活动由西北往东南迁移的特点。表现在西北地区以大面积广布南园组中性-中酸性-酸性火山岩为主,东南则以广泛分布小溪组中酸性-酸性火山岩为特色;在喷发类型上,也有自西北往东南喷发强度不断增强的趋势,西北以大规模侵出-溢流以及爆溢作用占主导,火山产物主要为侵出-溢流相的碎斑熔岩及爆溢相的凝灰熔岩,东南段以强烈喷气喷发为主,火山产物主要为碎屑流堆积的熔结凝灰岩。
总之,福建省中生代火山活动强烈,所形成的火山地层分布广泛。以政和-大埔断裂带为界,东西部差异较大,总体呈东强西弱的特点,岩浆活动具由西北往东南迁移的特点。东西部虽然差异较大,但中生代火山岩石地层基本可以对比。
本论文的创新之处在于:运用了“火山构造-岩性岩相-火山地层”三重填图方法,通过系统的剖面研究和路线调查,在中生代火山岩岩石地层划分与时代对比研究方面取得重要进展。建立福建省中生代火山岩岩石地层统一的地层对比标志,解决福建东西部中生代火山岩岩石地层对比的关键问题。并为最终在东南沿海建立全区性统一的晚中生代火山岩岩石地层系统起到重要的示范和推动作用。