（一）祁连山中元古代大陆溢流玄武岩认识的提出
夏林圻等率先（1999，2000）提出了祁连山存在元古宙大陆溢流玄武岩的认识。北祁连山西段镜铁山微陆块中（图3-2），除发育已确认为古元古代基底的北大河群外（陆松年等，2003），在基底块中还分布有中-新元古代的浅变质火山-沉积盖层镜铁山群和朱龙关群（图3-6）。
图3-6 北祁连山西段镜铁山微地块中元古界镜铁山群和朱龙关群地质分布图
前人区域地质调查认识和甘肃省区域地质志（1989）总结，将朱龙关群归为中元古界长城系的产物，而将镜铁山群厘定为于中元古界蓟县系，并认为二者是断层接触关系。其中镜铁山群主要由碳酸盐岩和细陆源碎屑岩组成，朱龙关群组成复杂，除陆源、内源碎屑岩外，尚由大量的火山岩组成，并有基性、超基性岩块残存。由于采样位置和样品岩石、矿物类型不同同位素定年数据有较大差异（全岩Sm-Nd等时线年龄2349.4～1032.66Ma，夏林圻等，1999，2000；全岩Sm-Nd等时线年龄1770.9Ma，徐晓春等，1996；单颗粒锆石年龄2840～1784Ma和738～604Ma，毛景文等，1997），对朱龙关群的形成时代及其与镜铁山群的关系存在争议，特别是朱龙关群火山岩的性质有不同认识（夏林圻等，1999，2000，2001；毛景文等，1997，2003）。毛景文等（1997）曾提出蛇绿岩组成的认识，夏林圻等（1999，2000）详细的对火山岩岩石学和地球化学研究后，明确提出了大陆溢流玄武岩的主张，该主张具有重要的意义，对全面认识前寒武纪特别是中元古代祁连山及相邻陆块的构造演化环境具有重要的指示意义。由于早古生代板块的增生、俯冲消减和最终大陆碰撞，以及晚古生代的陆内造山、中-新生代的逆冲-走滑作用的叠置，其指相物质已被改造得支离破碎，仅呈残块保存下来的火山岩的性质和成岩环境的信息，是认识祁连山古老壳幔演化和微地块相互关系的重要指示剂。
（二）祁连山大陆溢流玄武岩产出特征及其地质意义
北祁连山西段朱龙关群中的浅变质火山岩系，出露于走廊南山和托莱山之间的朱龙关河流域，向东延至小龙口以东。为基性火山岩为主的巨厚火山岩系，夏林圻等（1999，2000）研究认为系大陆溢流玄武岩，其下部为拉斑玄武岩系，上部为碱性玄武岩系，这种火山岩系序列与印度Deccan的大陆溢流玄武岩（Krishnamurthy等，1980）十分相似。
据夏林圻等（1999，2000）研究，认为火山岩层出露以熬油沟地区最为完整：下部为拉斑玄武质火山岩夹白云岩，中部为浅变质细碎屑岩含铁矿层，上部为白云岩、碱性玄武质火山岩。火山岩系下部为基性熔岩夹白云岩；火山岩系上部，除基性熔岩和白云岩外还出现火山碎屑岩。基性熔岩变质很浅，斑晶含量达25%，斜长石斑晶遍布，伴有少量单斜辉石和钛-磁铁矿，有的斜长石斑晶富钠。夏林圻等（1998）根据主元素、微量元素特征揭示，该火山岩系下部属拉斑玄武岩系，上部为碱性玄武岩系，明显产出于板内环境，为大陆溢流玄武岩特征。派生于洋岛玄武岩源，但也经受了各种程度大陆壳岩石的混染。
形成时代，徐晓春等（1996）测得北大河地区朱龙关群中玄武岩的Sm-Nd等时线年龄为（1770.9±333.0）Ma。毛景文等（1997）在熬油沟地区朱龙关群下部辉绿岩墙和柳沟峡地区朱龙关群上部火山岩系中采取锆石，分别测得单颗粒锆石年龄为1840～1784Ma和738～604Ma。夏林圻等（1999，2000）在熬油沟朱龙关群下部枕状辉石玄武岩取样，由中国科学院地质研究所测得Sm-Nd等时线年龄为2380±141Ma。时间跨度较大（2380～604Ma），如果同位素测年样品和方法不存在问题，其解释就是不同时代的岩石，由于后期多次构造逆冲-推覆呈岩片而叠置在一起的结果。
最早于古元古代早期（（2349.4±158.9）Ma，夏林圻等，2000）火山活动的年龄信息尚难判断其所代表的地质意义，毛景文等（1997）在柳沟峡火山岩中获取的738～604Ma单颗粒锆石U-Pb法年龄，表明柳沟峡火山岩至少存在新元古代大陆裂谷型火山岩。但最为集中的年龄信息还是中元古代时期（表3-2），且以中元古代早期为主，一些年龄数据已落入古元古代末期，亦有中元古代末期的年龄信息（东水峡辉石钠长粒玄岩Sm-Nd等时线年龄（1032.66±64.92）Ma，夏林圻等，2000），整体分析中元古代早期可能是最为重要和可能的火山活动重要发育时期。
表3-2 北祁连西段镜铁山微地块朱龙关群中火山Sm-Nd等时线年龄
这一重要火山活动的产物被保存或由于工作程度仅在镜铁山微地块中有较清楚的发现，龙首山西段藏布太-青井子一带亦曾推测存在中元古代长城纪的火山岩（汤中立和李文渊等，1995），已变质为绿泥绿帘透闪片岩和斜长角闪片岩等，前人统称之为绿片岩，岩石化学投图主要落入碱性玄武岩和拉斑玄武岩区域。
夏林圻等（1999，2000，2001）通过岩相学和主元素、微量元素地球化学特征的研究，明确提出了镜铁山微地块中的中元古代早期火山岩为大陆溢流玄武岩的认识：①火山岩系列为拉斑玄武岩和碱性玄武岩两种，岩相以斑状结构为主要特征，斑晶为斜长石和单斜辉石，与典型的MORB有别，后者斑晶也以斜长石为主，但相伴橄榄石和铬尖晶石斑晶，而不是单斜辉石（Wilson，1989）；②火山岩的Mg’=0.28～0.50，相似于大陆溢流玄武岩低的Mg’值（[Mg/（Mg+∑Fe）＜0.7]特征；La/Nb比值0.8～1.5，与世界上大陆溢流玄武岩（La/Nb=0.5～7）相似；③火山岩主元素和微量元素地球化学投图，Zr-Zr/Y图解（Pearce and Norry，1979）、TFeO-MgO-Al2O3图解（Pearce et al.，1979）分别落入板内玄武岩和大陆溢流玄武岩区域内，表明形成于大陆板内环境，而且微量元素的球粒陨石标准化图解，分配型式均显示特征的Rb、K、Sr、P和Ti槽，这种分配型式与世界上已知低-P2O5-TiO2型大陆溢流玄武岩相似，MORB标准化图解，亦趋于世界上其他典型大陆溢流玄武岩（CFB）的特点，不相容元素富集（Y、Yb和Ti例外）；④火山岩中低（87Sr/86Sr）i值[（87Sr/86Sr）i=0.70145～0.70788]和高8Nd（t）值（εNd（t）=+1.51～+9.87）特点，示踪了地幔柱组分（Pirajno Franco，2000），从物质来源上证实了大陆溢流玄武岩的成因。
大陆溢流玄武岩是地球演化历史上存在的一种大规模岩浆事件的重要表现，镜铁山微地块中残存的中元古代早期大陆溢流玄武岩的鉴别，为祁连山前寒武纪早期壳幔演化的构造模式提供了重要的演绎证据。龙首山出露的中元古代早期镁铁-超镁铁岩侵入体带是与镜铁山微地块中大陆溢流玄武岩相配套的产物。