张家口组火山岩位于大兴安岭-太行山中生代岩浆杂岩带中部,是华北陆块东部火山活动带的组成部分。研究区位于张家口蔚县地区,研究区大地构造单元位于燕山-辽西裂陷带宣化-易县盆地。张家口组火山岩代表了早白垩世时期华北地区的一次重要岩浆事件,是晚中生代燕山褶皱带火山活动的主要产物。本文通过对张家口组火山岩的岩石学、同位素地球化学研究,探讨了该套岩石的形成时代、岩石系列、成因机制、分异演化特征、构造环境等。研究结果表明张家口组火山岩是一套酸性流纹质凝灰岩。主量元素表明张家口组火山岩属于过铝质的高钾钙碱性岩石组合系列,岩石分异程度较高,且酸性程度较高,为中等碱性到钙碱性的岩石组合。其碱度指数低,变化区间小,说明其为岛弧和活动大陆边缘环境。通过原始地幔标准化后投微量元素蛛网图可以看出:研究区张家口组火山岩7件样品曲线走势基本一致,曲线形态呈右倾型,总体上表现为高场强元素(Nb、Ta、P、Ti)强烈亏损,大离子亲石元素(Th、La、Rb、U、K、Nd)富集的特征,反映岛弧岩浆作用的特点。张家口组火山岩稀土元素含量整体较低,表现为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损。轻稀土分馏强于重稀土,重稀土分馏不明显。具有较强的铕负异常特征。在稀土元素球粒陨石标准化图解中,呈右倾海鸥型配分形态。以上地球化学数据分析结果均表明张家口组火山岩构造背景为陆缘弧火山岩和同碰撞火山岩。本次研究在张家口组中上部火山岩(流纹质凝灰岩)中采集U-Pb同位素样品,加权平均年龄140.7±1.1Ma,加权平均年(置信度95%,MSWD=2.4),因此,张家口组火山岩的形成年龄为140.7±1.1Ma,为早白垩世。这与区域上张家口组火山岩的形成时代较为一致。张家口组火山岩具过铝质流纹岩特征,暗示它们的物源是壳源,多种地球化学数据及地球化学数据分析结果表明,其岩浆不可能直接源于富集地幔,推断张家口组火山岩形成于地壳中下部。通过对张家口组火山岩的岩石学、地球化学特征分析,可推断张家口组火山岩是早白垩燕山造山运动时期,太平洋板块向亚欧大陆(板块)之下俯冲,在张家口地区大面积喷发形成的一套火山岩。