内蒙古科右中旗德日乌兰哈达中心式火山机构

潘明臣，王咏梅，王海鹏，王福君，梁有为，鲁红峰，孙海龙，李红梅，胡海彦，穆亚男，洪 岩，徐桂岩

辽宁省地质勘查院，辽宁大连116100

内蒙古科右中旗德日乌兰哈达中心式火山机构

潘明臣，王咏梅，王海鹏，王福君，梁有为，鲁红峰，孙海龙，李红梅，胡海彦，穆亚男，洪 岩，徐桂岩

辽宁省地质勘查院，辽宁大连116100

德日乌兰哈达中心式破火山机构是晚侏罗世时火山活动产物，围斜内倾，环状、放射状断裂发育，环状断裂以各种岩脉充填.火山通道为粗面岩所占据，测其同位素年龄140.8±2.0 Ma.

中心式破火山机构；古火山活动史；华北板块；德日乌兰哈达；内蒙古自治区

德日乌兰哈达中心式破火山机构位于吐列毛都镇北西约15 km处.大地构造位置处于华北板块（Ⅳ）中宝音图-锡林浩特火山型被动陆缘（Ⅳ11）之艾力格庙-锡林浩特地块（Ⅳ11-2）中（图1）［1-7］.区域上大面积分布侏罗纪陆相火山岩，堆积厚度上千米.本火山机构为晚侏罗世一个火山喷发中心❶❶吉林省地质局区域地质调查大队.吐列毛都公社幅（1/20万）区域地质调查报告.1978..

1 区域地质概况

本火山机构所在的火山岩属于中生代Ⅰ级滨太平洋火山活动带，Ⅱ级大兴安岭北东向火山活动带，进一步细分Ⅲ级布特哈旗-多伦火山活动亚带，Ⅳ级构造单元属德日乌兰哈达火山沉积盆地［8-9］.地层隶属白音高老组.

该火山机构作用范围超过60 km2（图2）❷❷辽宁省地质勘查院.内蒙古通辽市上马场等四幅1∶5万区域矿产地质调查报告.2014.，喷发物围斜内倾.喷发产物主要为爆发相火山碎屑岩和碎屑流相熔结火山碎屑岩，放射状断裂和环状岩脉发育，火山口被晚期的粗面岩体所占据和破坏.

2 火山岩相

组成该火山机构的岩相有爆发相、碎屑流相、喷溢相、火山通道相、侵出相和潜火山岩相.

（1）爆发相：该相较发育，分布于火山口周围，爆发物粒级有集块级、角砾级、凝灰级，以后二者为主，爆发指数85%以上，由火山集块角砾岩、火山角砾凝灰岩组成.

（2）碎屑流相：较发育，分布于火山口周围，火山爆发时喷出的碎屑物具有一定的温度，来不及冷凝，形成塑性碎屑岩-熔结火山角砾凝灰岩.

图1 德日乌兰哈达地区大地构造位置图Fig.1 Geotectonic location of Deriwulanhada areaⅠ—哈萨克斯坦板块（Kazakhstan Plate）；Ⅰ1—哈萨克斯坦板块东南陆缘增生带（epicontinental accretionary zone at the southeastern margin of KazakhstanPlate）；Ⅱ1—塔里木板块陆缘增生带（epicontinentalaccretionary zone of Tarim Plate）；Ⅲ—西伯利亚板块（Siberian Plate）；Ⅲ1—西伯利亚东南陆缘增生带（epicontinentalaccretionaryzoneatthesoutheastern margin of SiberianPlate）；Ⅲ11—额尔古纳非火山型被动陆缘（Ergunanon-volcanic passive continental margin）；Ⅲ12—乌尔其汉火山型被动陆缘（Orqohan volcanic passive continental margin）；Ⅲ13—东乌旗-扎兰屯火山型被动陆缘（Dong Ujimqin Qi-Zhalantun volcanic passive continental margin）；Ⅳ11—华北北部陆缘增生带（epicontinental accretionary zone at the northern margin of North China Plate）；Ⅳ11—宝音图-锡林浩特火山型被动陆缘（Buyant-Xilinhot volcanic passive continental margin）；Ⅳ12—镶黄旗-赤峰火山型被动陆缘（Xinghuangqi-Chifeng volcanic passive continental margin）；Ⅳ2—华北地块（North China block）；Ⅳ21—阴山隆起（Yinshan uplift）；Ⅳ22—鄂尔多斯拗陷（Ordos depression）

（3）喷溢相：不甚发育，远离火山中心，组成的岩石主要为流纹岩.

（4）火山通道相：分布于火山机构中心，呈椭圆形，组成岩性为粗面岩.

（5）侵出相：分布于火山中心通道旁侧，呈椭圆形，组成岩性为流纹斑岩.

（6）潜火山岩相：分布于火山机构周围，呈环形、线形围绕火山中心，组成岩性为安山玢岩、粗安玢岩、闪长玢岩、英安斑岩.

3 火山活动特征

从该火山机构组成的岩性、岩相的分布、纵向的叠置关系、火山喷发韵律诸方面综合分析，该火山机构火山活动具有以下特点.

（1）时代为晚侏罗世的一套酸性岩的火山喷发产物.

（2）熔结火山角砾凝灰岩与正常火山碎屑岩交替出现.

（3）喷发类型以火山爆发占绝对优势.

（4）显示中心式的破火山机构的特点.

（5）放射状断裂和环状脉岩发育.

4 古火山活动史的恢复

晚侏罗世德日乌兰哈达中心式破火山演化特征（图3）如下.

（1）第一期火山喷发，酸性岩浆溢流在地表形成流纹岩（图3①）.

（2）第二期火山喷发，先爆发形成正常火山碎屑岩，然后地下岩浆溢流形成流纹岩（图3②）.

（3）第三期火山强列爆发阶段，爆发相与碎屑流相熔结火山碎屑岩交替出现（图3③）

（4）第四期地下岩浆房空虚，火山口部位塌陷，形成环状、放射状断裂及岩脉（图3④）.

（5）第五期晚期粗面岩沿火山通道侵出，并占据火山通道（图3⑤）.

5 古火山活动时代的研究

5.1 样品处理及分析方法

对火山喷发中心火山通道中进行同位素样品采集，样品岩性为粗面岩，样品编号P7TW41-1，样品重量20 kg.样品制备在辽宁省地质矿产勘查局第一实验室完成，岩石经鄂式破碎机粉碎后用清水清洗、淘洗富集重矿物，采用磁选和电选技术获取锆石精矿，然后在双目镜下挑选出完整、透明和干净（无包体）的锆石颗粒作为测定对象，再将其固定在无色透明的环氧树脂靶上研磨，使锆石颗粒中心部位裸露.锆石同位素年龄分析在吉林大学测试科学实验中心利用LA-ICP-MS仪器分析完成.激光剥蚀系统为GeoLas2005，ICP-MS为Agilent 7500a.激光剥蚀过程中采用氦气作载气，氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合.在等离子体中心气流（Ar+He）中加入了少量氮气，以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度.实验采用的激光器为193 nm ArF准分子激光器，激光剥蚀斑束直径为30 μm，锆石年龄计算采用国际标准锆石91500作为外标，元素含量采用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃NIST SRM610作为外标，29Si作为内标元素进行校正.样品的同位素比值及元素含量数据采用ICPMSDataCal完成，详细的分析流程和原理见文献［9］.获得的数据采用Anderson的方法进行同位素比值校正，以扣除普通Pb的影响.锆石加权平均计算（采用207Pb/206Pb年龄，误差为1σ）及谐和图绘制采用Isoplot/Ex_ver3完成.

图2 德日乌兰哈达破火山岩性岩相地质图Fig.2 Geologic map with lithology and lithofacies of the Deriwulanhada caldera1—白音高老组（Baiyingaolao fm.）；2—火山碎屑流相（pyroclasic flow facies）；3—爆发相（explosive facies）；4—溢流相（effusive facies）；5—火山通道相（volcanic vent facies）；6—侵出相（extrusive facies）；7—次火山岩相（subvolcanic facies）；8—安山玢岩/闪长玢岩（andesitic porphyrite/dioritic porphyrite）；9—粗安玢岩/粗面岩（trachyandesite porphyrite/trachyte）；10—英安斑岩/流纹岩（dacite porphyry/rhyolite）；11—流纹斑岩/花岗斑岩（rhyolite porphyry/ granite porphyry）；12—熔结火山角砾凝灰岩（sinter volcanic tuff breccia）；13—火山集块角砾凝灰岩（volcanic agglomerate tuff breccia）；14—粗面岩（trachyte）；15—流纹斑岩（rhyolite porphyry）；16—火山中心（volcanic center）；17—断层（fault）；18—地质界线（geological boundary）；19—火山岩相界线（volcanic rock facies boundary）；20—地层产状（attitude of stratum）

5.2 分析结果

从30余粒锆石中挑取5粒获得有效年龄，锆石多为长柱状，自形晶，长100~200 μm，宽50~80 μm，内部韵律式环带结构明显，显示其为岩浆成因锆石.锆石测年结果见表1［10］，可见其Th/U比值0.38～0.62，其中一个值较大（3.4，在谐和图上偏离），其余锆石颗粒在谐和线上及其附近，206Pb/238U加权平均年龄值为140.8± 2.0 Ma，MAWD为1.3（图4）.

表1 德日乌兰哈达中心式破火山机构粗面岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄数据Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb age of the trachyte in Deriwulanhada center-type caldera edifice

图3 晚侏罗世德日乌兰哈达中心式破火山演化示意图Fig.3 Evolution of the Deriwulanhada Late Jurassic center-type caldera①—第一期火山喷发（eruption at the first stage）；②—第二期火山喷发（eruption at the second stage）；③—第三期火山爆发（eruption at the third stage）；④—岩浆房空虚，火山塌陷（magma chamber being empty and volcano collapse）；⑤—晚期粗面岩侵出并占据火山通道（trachyte extruding and occupying volcanic vent in the late stage）

图4 德日乌兰哈达中心式破火山机构粗面岩锆石U-Pb谐和曲线图Fig.4 The U-Pb concordia curve of the trachyte in Deriwulanhada center type caldera edifice

6 结论

德日乌兰哈达中心式破火山机构喷发时代确定为晚侏罗世，为燕山中期典型陆内火山活动特征.对陆内火山机构及火山岩的研究为大兴安岭北东向火山活动带提供新证据，同时火山岩的喷发与堆积也是陆内造山运动的重要表现形式．

［1］内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志［M］.北京：地质出版社,1991：465—496.

［2］内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区岩石地层［M］.武汉：中国地质大学出版社,1996：245—287.

［3］区域地质矿产地质司.火山岩地区区域地质调查方法指南［M］.北京：地质出版社,1987：112—165.

［4］邱家骧，游振东，周珣若，等.岩浆岩岩石学［M］.北京：地质出版社, 1980：117—154.

［5］邱家骧.火山岩研究方法［M］.北京：冶金部地质技术干部进修学校, 1982：148—193.

［6］李昌年.火成岩微量元素岩石学［M］.武汉：中国地质大学出版社, 1992：94—157.

［7］陈德潜，陈刚.实用稀土元素地球化学［M］.北京：冶金工业出版社, 1990：223—258.

［8］刘世伟.大兴安岭地区中生代火山岩岩石地层的划分与对比问题［J］.地质与资源,2009,18（4）：241—244.

［9］王海然.锆石U-Pb同位素测年原理及应用［J］.地质与资源,2013, 22（3）：229—232.

THE DERIWULANHADA CENTER-TYPE VOLCANIC EDIFICE IN HORQIN YOUYI ZHONGQI,INNER MONGOLIA

PAN Ming-chen,WANG Yong-mei,WANG Hai-peng,WANG Fu-jun,LIANG You-wei,LU Hong-feng,SUN Hai-long, LI Hong-mei,HU Hai-yan,MU Ya-nan,HONG Yan,XU Gui-yan

Liaoning Institute of Geological Exploration,Dalian 116100,Liaoning Province,China

The Deriwulanhada center-type caldera edifice is the product of Late Jurassic volcanic activity,with periclinal introversion and developed annular and radial faults.The annular fractures are filled with a variety of dikes.The volcanic vent is occupied by trachyte,which is dated by isotopic age of 140.8±2.0 Ma.

center-typecalderaedifice;historyofpaleo-volcanicactivity;NorthChinaPlate;Deriwulanhada;InnerMongolia

1671-1947（2015）05-0414-04

P588.4

A

2014－12－17；

2015-03-27.编辑：李兰英．

内蒙古自治区项目“内蒙古通辽市上马场等四幅1∶5万区域矿产地质调查”（编号NMKD2009-17）.

潘明臣（1971—），男，地质高级工程师，从事地质矿产勘查技术工作，通信地址辽宁省大连市金州区五一路10号，E-mail//PMC100008@163.com