新疆阿什庫勒火山群野外地質(zhì)科學(xué)考察

許建東 趙 波 張柳毅 陳正全

1)中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

2)首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048

新疆阿什庫勒火山群野外地質(zhì)科學(xué)考察

許建東1)趙 波1)張柳毅1)陳正全2)

1)中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

2)首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048

2011年5月4日至5月30日，由中國地震局地質(zhì)研究所和新疆維吾爾自治區(qū)地震局組成的科考隊(duì)，完成了2010年度地震行業(yè)專項(xiàng)“新疆于田7.3級(jí)地震與阿什庫勒火山綜合科學(xué)考察”的野外綜合科學(xué)考察。火山地質(zhì)組通過對(duì)阿什庫勒火山群的野外地質(zhì)、地貌實(shí)地考察，初步查明了阿什庫勒盆地新生代火山類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)參數(shù)和火山活動(dòng)歷史，并且對(duì)該地區(qū)存在的一些有爭議的問題，如阿什火山1951年5月27日噴發(fā)事件的報(bào)道、大黑山火山的噴發(fā)方式、高臺(tái)山火山的存在與否等問題提供了野外證據(jù)。

阿什庫勒火山群 現(xiàn)代噴發(fā) 火山錐體 熔巖

0 引言

阿什庫勒盆地位于阿爾金斷裂帶、東昆侖斷裂帶西端與康西瓦斷裂帶交會(huì)處(圖1a)，是一個(gè)剪切拉張性質(zhì)的構(gòu)造盆地，其區(qū)域構(gòu)造位置特殊，新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。由10余座主火山和數(shù)十個(gè)子火山組成的阿什庫勒火山群分布在盆地的南部，是世界上海拔最高的火山區(qū)之一。這些火山幾乎均為中心式噴發(fā)，形成圓錐狀或截頂圓錐狀火山錐，熔巖面積約200km2(圖1b)，絕大多數(shù)是第四紀(jì)形成的(劉嘉麒等，1990;鄧萬明，1998)，是青藏高原內(nèi)也是中國大陸可能有過最新噴發(fā)活動(dòng)的火山。據(jù)報(bào)道阿什庫勒火山1951年5月27日爆發(fā)過(新疆日?qǐng)?bào)，1951)，但前人考察未見最新熔巖，因此當(dāng)時(shí)是否噴發(fā)過一直存在爭議(鄧萬明，1989;劉嘉麒等，1990;李栓科，1991;劉若新等，2000)。20世紀(jì)80年代末中國科學(xué)院青藏綜合隊(duì)曾派出兩個(gè)小分隊(duì)對(duì)火山區(qū)進(jìn)行過短期實(shí)地考察，2008年于田地震發(fā)生后，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所在組織地震應(yīng)急科考的同時(shí)，也對(duì)阿什庫勒盆地新生代火山巖進(jìn)行了野外調(diào)查和地質(zhì)填圖。但由于該地區(qū)人跡罕至，工作環(huán)境十分惡劣，研究程度較低，到目前為止，人們對(duì)阿什庫勒火山群的了解還主要集中在一些火山巖的地質(zhì)描述和部分火山巖的年齡上，而對(duì)于巖漿的深部起源、演化以及巖漿囊的現(xiàn)今活動(dòng)狀態(tài)、動(dòng)力學(xué)背景等核心問題還沒有系統(tǒng)的研究成果。

在地震行業(yè)專項(xiàng)“新疆于田7.3級(jí)地震與阿什庫勒火山綜合科學(xué)考察”項(xiàng)目的支持下，我們首次針對(duì)阿什庫勒火山群的野外地質(zhì)、地貌特征進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)地考察，初步查明了阿什庫勒盆地新生代火山類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)參數(shù)和火山活動(dòng)歷史(表1)，并獲得了一些最新噴發(fā)活動(dòng)和噴發(fā)方式的新認(rèn)識(shí)。

圖1 阿什庫勒盆地的區(qū)域構(gòu)造位置(a)及盆地內(nèi)的火山分布情況(b)Fig.1 The tectonic location of Arshikule Basin(a)and volcano distribution inside the basin(b).

1 阿什庫勒火山群地質(zhì)地貌特征

從地貌上來看，阿什庫勒火山群主要由火山錐體、火山熔巖臺(tái)地、熔巖谷組成?；鹕絿姲l(fā)活動(dòng)過程中，受NE向構(gòu)造的影響，發(fā)育數(shù)條沿NE向展布的火山鏈。阿什庫勒火山群主要巖性為富鉀粗安巖、粗玄巖和堿玄巖(劉嘉麒，1999)。劉嘉麒等(1990)根據(jù)野外調(diào)查和K－Ar測(cè)年結(jié)果，將阿什庫勒盆地內(nèi)的火山活動(dòng)分為6期，持續(xù)時(shí)間從上新世末(2.8Ma)至全新世，并且認(rèn)為最近的一次活動(dòng)就是媒體報(bào)道的1951年5月27日的阿什火山噴發(fā)。

1.1 阿什火山

阿什火山(前人工作中的1號(hào)火山(趙銘鈺，1976)，圖1b，圖2a)位于阿什庫勒南部，趙銘鈺(1976)、劉嘉麒等(1990)認(rèn)為阿什火山就是1951年報(bào)道噴發(fā)過的火山?；鹕藉F體保存基本完好，外表面無沖溝發(fā)育，火口北高南低，南側(cè)有一缺口。阿什火山火口深48m?；鹂诘撞繜o積水，近似一個(gè)圓形平臺(tái)，直徑20m?；鹂谀蟼?cè)缺口與北側(cè)最高處高差約為26m。缺口底部長20m，上部長80m。本次科考在北側(cè)火口沿發(fā)現(xiàn)多個(gè)噴氣孔(圖2b)，推測(cè)可能是1951年噴發(fā)遺留的產(chǎn)物。由于本區(qū)風(fēng)成黃土發(fā)育，有些火山地貌被風(fēng)成黃土覆蓋。阿什火山的熔巖流北到阿什庫勒湖邊，南到盆地山脈的山腳，分布面積廣泛，形成熔巖湖和脹裂脊等地貌。從錐體地貌上看，阿什火山至少存在3個(gè)噴發(fā)階段:早期造錐階段，基本奠定了阿什火山錐體，表面為黑色和紅褐色火山渣、巖屑的混合堆積，在地貌上主要表現(xiàn)為坡度相對(duì)平緩;晚期的濺落堆積，形成了火口附近的階梯狀紅褐色濺落堆積物，內(nèi)壁坡度陡峭;末期噴氣孔形成階段。

1.2 大黑山火山

大黑山火山(前人工作中的2號(hào)火山(趙銘鈺，1976)，圖1b，圖2c)位于盆地的中北部，前人測(cè)定的K－Ar年齡為0.5Ma和0.6Ma(劉嘉麒等，1990)。大黑山是阿什庫勒地區(qū)最大最高的火山，東南側(cè)火口沿為本區(qū)最高峰，海拔約5 090m，火山錐體形態(tài)依稀尚存，錐體外側(cè)發(fā)育羊尾巴沖溝。大黑山存在多期噴發(fā)，導(dǎo)致錐體被切開，錐體地貌支離破碎，形成多處缺口。在大黑山北側(cè)火口沿可見直徑長達(dá)1m的火山彈，南側(cè)缺口發(fā)育火山集塊巖，這些現(xiàn)象反映了大黑山火山曾經(jīng)有過強(qiáng)爆破式噴發(fā)，它的爆發(fā)規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于區(qū)內(nèi)其他火山。本區(qū)大黑山熔巖流分布面積廣泛，北到盆地山脈邊緣，洪積扇覆蓋于熔巖流上，南到阿什庫勒湖邊?？傮w來看，大黑山火山的噴發(fā)方式主要以溢流式和爆破式為主。

1.3 烏魯克火山

烏魯克火山(前人工作中的3號(hào)火山(趙銘鈺，1976)，圖1b，圖2d)位于烏魯克湖的東北800m處，前人測(cè)定的K－Ar年齡為0.2Ma(劉嘉麒等，1990)。烏魯克火山錐體形態(tài)基本保存完好，錐體外側(cè)發(fā)育羊尾巴沖溝?；鹂诮茍A形，直徑約220m，火口北高南低，在南側(cè)有一缺口，與最高處的高差30m。從錐體地貌上看，烏魯克火山至少存在3個(gè)噴發(fā)階段:早期造錐階段，基本奠定了烏魯克火山錐體形態(tài)，表面為黑色和紅褐色火山渣、巖屑的混合堆積，在地貌上主要表現(xiàn)為坡度相對(duì)平緩，沖溝發(fā)育;晚期的濺落堆積，形成了火口附近紅褐色濺落堆積物，火口內(nèi)壁坡面平滑，與阿什火山內(nèi)壁陡峭明顯不同，反映了經(jīng)過較長時(shí)間風(fēng)化改造;末期熔巖流溢出階段，火口南側(cè)缺口壁上有黑色致密熔巖，部分表面玻璃質(zhì)化，流動(dòng)構(gòu)造特征明顯。烏魯克熔巖流向西南流入烏魯克庫勒，向北與阿什火山熔巖流相遇。

圖2 阿什庫勒火山群典型火山錐體及熔巖地貌Fig.2 Some typical volcano cones and lava plateau of Ashikule volcano group.

1.4 椅子山火山

椅子山位于烏魯克庫勒西側(cè)山脈的半山坡上 (圖1b，2e)，前人測(cè)定的K－Ar年齡為0.58Ma(劉嘉麒，1990)。椅子山火山錐體呈簸箕狀，火口邊緣內(nèi)側(cè)EW長150m，SN長約210m，在NE方向有一缺口，缺口處發(fā)育一套熔巖舌，遙感影像清晰。椅子山火口內(nèi)側(cè)垮塌嚴(yán)重，熔巖餅等濺落堆積物發(fā)育，很少見火山渣。椅子山火山位于半山腰，這與本區(qū)大部分火山的位置不相同，很可能受到本區(qū)斷裂的控制。

1.5 迷宮山火山

迷宮山火山位于烏魯克火山東側(cè)500m處 (圖1b，圖2f)，前人測(cè)定的K－Ar年齡為0.44Ma(劉嘉麒等，1990)。迷宮山火山錐體與椅子山相似，火口東高西低，在西側(cè)發(fā)育較大的缺口，缺口寬130m，有熔巖流流出，南側(cè)發(fā)育一個(gè)小缺口。迷宮山火山口邊緣主要堆積是紅褐色熔巖餅等，南側(cè)內(nèi)壁垮塌嚴(yán)重。迷宮山熔巖流主要向北流動(dòng)，少量向西南流出。

1.6 月牙山火山

月牙山位于烏魯克火山東北約3km處(圖1b，圖2g)，前人測(cè)定的K－Ar測(cè)年0.31Ma(劉嘉麒等，1990)。月牙山錐體火口沿SN長約70m，EW長90m。火山口剝蝕作用較強(qiáng)，火山口邊緣已經(jīng)被剝蝕平坦。錐體北側(cè)有一缺口，晚期熔巖流溢出。月牙山大部分熔巖流被洪積扇所覆蓋。

1.7 牦牛山火山

牦牛山位于月牙山東北約720m處 (圖1b，圖2h)，活動(dòng)時(shí)代不清楚?；鹕藉F體EW長約410m，SN長約310m。牦牛山火山口風(fēng)化強(qiáng)烈，火口呈蝶狀，地形平坦。錐體堆積物主要為黑色和紅褐色濺落堆積物。牦牛山熔巖流主要向北流動(dòng)，繞過山脈后向西流動(dòng)。

易非想不明白。老媽的短信又來了，她又一次拯救了糾結(jié)的易非。老媽說，向南又找人借錢了，她不知他每月的錢都干什么去了？沒見他交女朋友，沒見他大吃大喝，衣服也沒兩件，每一件T恤他都是洗到發(fā)黃變形，他為什么要那么多錢？他的錢干什么去了？他不會(huì)變壞吧？

1.8 馬蹄山火山

馬蹄山位于盆地東北側(cè)(圖1b，圖2i)，火山機(jī)構(gòu)大部分被洪積扇掩埋，出露的主要為錐體上部，火口內(nèi)沿EW長約360m，SN長約350m。前人測(cè)定的馬蹄山K－Ar年齡為1.63Ma(劉嘉麒等，1990)。馬蹄山火山口北高南低，最高海拔4 778m，南側(cè)缺口海拔4 752m，整個(gè)火山錐相對(duì)高度在10～30m之間。在錐體東北側(cè)火口沿上，寄生一小火口。馬蹄山南側(cè)缺口處有一天然形成的火山剖面，整個(gè)剖面大致分為3層，底部為2m厚的黑色、紅褐色巖漿團(tuán)塊;中部為1m厚的火山渣層，氣孔發(fā)育;上部為黑色、紅褐色巖漿團(tuán)塊。整個(gè)底層剖面反映了火山爆發(fā)強(qiáng)度由弱變強(qiáng)再變?nèi)醯囊粋€(gè)噴發(fā)過程。

1.9 東山熔巖臺(tái)地

東山位于盆地的東側(cè)(圖1b，圖2j)。野外調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)火口，地貌上主要表現(xiàn)為波狀起伏的熔巖臺(tái)地地貌，熔巖隴發(fā)育，前人測(cè)定的K－Ar年齡為0.52Ma(劉嘉麒等，1990)。有熔巖通道形成的塌陷谷(衛(wèi)星影像清楚)，北高南低，海拔在4 640～4 680m之間，分布面積約為6km2。“阿克白”河穿越了東山熔巖臺(tái)地，野外實(shí)地測(cè)量熔巖臺(tái)地厚度約37m左右。地表與西山類似，表面風(fēng)化嚴(yán)重，發(fā)育黑色熔巖碎屑顆粒，有氣孔，粒徑一般在1～5cm。東山熔巖臺(tái)地的發(fā)育表明東山火山噴發(fā)主要以溢流式為主。

1.10 西山熔巖臺(tái)地

西山位于盆地的西北側(cè) (圖1b，圖2k)，距離最近的大黑山為18km，海拔在4 969～4 996m之間，前人測(cè)定的K－Ar年齡為2.8Ma(劉嘉麒等，1990)。野外調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)火口，地貌上主要表現(xiàn)為熔巖臺(tái)地，北高南低，地面平坦，分布面積約0.3km2，南側(cè)厚度約20m。表面風(fēng)化嚴(yán)重，發(fā)育黑色熔巖碎屑顆粒，有氣孔，粒徑一般在1～5cm，個(gè)別達(dá)20cm。西山熔巖臺(tái)地的發(fā)育表明西山火山噴發(fā)主要以溢流式為主。

1.11 濱湖山火山鏈

濱湖山火山鏈位于烏魯克庫勒湖西南岸，總體可見6個(gè)圓形山丘呈NE向串珠狀排列(圖1b)，其中最大的圓形山丘(劉嘉麒(2000)稱之為高臺(tái)山)位于鏈體的最北端，鏈體的西南方向則是穹隆狀的隱山火山丘(圖1b)。這一地區(qū)由于交通條件所限，以前鮮有實(shí)地考察成果。劉嘉麒(2000，見劉若新主編的《中國的活火山》第二章第八節(jié))曾根據(jù)遙感影像解譯該處火山巖性為流紋斑巖。本次實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，高臺(tái)山主體巖性為具有層理結(jié)構(gòu)的沉積巖，而非火山成因;其他呈“似火山錐體”展布的山丘，巖性為具有顯晶質(zhì)的中酸性火山巖，斑晶發(fā)育，直徑達(dá)2cm，此外還發(fā)育大氣囊構(gòu)造。濱湖山火山鏈成因還有待進(jìn)一步工作。

1.12 子火山錐與火山鏈

除上述的主要火山機(jī)構(gòu)之外，本區(qū)還發(fā)育數(shù)以百計(jì)的子火山錐和火山鏈，錐體底部直徑在10～20m之間，出露高度高在幾m到幾十m不等，地貌上一般表現(xiàn)為線性排列關(guān)系，走向主要為NE向(圖2m)，火山產(chǎn)物為紅褐色或黑色濺落堆積物，活動(dòng)方式主要為弱爆破式，主要分布在牦牛山峽谷兩側(cè)、烏魯克火山東北側(cè)熔巖流單元、高臺(tái)山峽谷南坡等地。值得一提的是，在牦牛山峽谷西南壁上發(fā)育典型的子火山錐體，被后期構(gòu)造作用破壞，露出完整的錐體剖面，上部為紅褐色的熔巖餅等濺落堆積物，下部為呈丘狀的熔巖頸(圖2l)，反映出后期強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)。

2 初步結(jié)論

阿什庫勒火山群火山噴發(fā)方式在不同的活動(dòng)階段和不同的火山機(jī)構(gòu)各有變化，但主要噴發(fā)方式可概括為2種，即造錐階段的爆破式噴發(fā)和巖漿溢流式噴發(fā)。

阿什庫勒盆地構(gòu)造活動(dòng)與火山之間存在密切聯(lián)系，部分火山分布受NE向阿爾金斷裂和近EW向康西瓦斷裂構(gòu)造控制，呈線性展布，火山產(chǎn)物受到后期構(gòu)造活動(dòng)改變的現(xiàn)象明顯。

野外火山地質(zhì)地貌調(diào)查結(jié)果初步表明，阿什庫勒火山群相對(duì)活動(dòng)時(shí)代從早到晚分為3期:第1期活動(dòng)時(shí)代從上新世至早更新世，以西山、東山和馬蹄山為代表，火山機(jī)構(gòu)特征表現(xiàn)為熔巖臺(tái)地和火山錐體殘余，熔巖流單元遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化作用;第2期活動(dòng)時(shí)代主要為中更新世，以大黑山、迷宮山、椅子山、牦牛山、月牙山為代表，表現(xiàn)為不完整的火山錐體和具有一定風(fēng)化程度的熔巖流單元;第3期活動(dòng)時(shí)代為晚更新世至全新世，以烏魯克山和阿什山為代表，表現(xiàn)為完美的火山錐體和風(fēng)化程度很弱的熔巖流單元。

致謝 野外工作得到了中國地震局地質(zhì)研究所徐錫偉研究員、新疆維吾爾自治區(qū)地震局宋和平和沈軍研究員、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)白志達(dá)教授等許多同行們的大力協(xié)助，特此感謝。

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FIELD GEOLOGICAL EXPLORATION OF ASHIKULE VOLCANO GROUP IN WESTERN KUNLUN MOUNTAINS

XU Jian-dong1)ZHAO Bo1)ZHANG Liu-yi1)CHEN Zheng-quan2)
1)Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China 2)College of Resource Environment and Tourism，Capital Normal University，Beijing 100048，China

From May 4 to May 30，2011，a field exploration on Ashikule Basin in Western Kunlunmountain area was conducted by the research team from Institute of Geology，China Earthquake Administration and Xinjiang Earthquake Administration.This work is financially supported by the special fund for China earthquake research project“The comprehensive scientific exploration of Yutian MS7.3 earthquake in 2008 and Ashikule volcano group”.Through detailed field survey on geological and geomopholoical features of Ashikule volcano group，which is one of the volcanic plateaus at the highest altitude(about5，000m)in the world，we found out the total number of volcanoes，the eruption type and structural parameters，and the active history of the volcano group.Our studies have provided field evidences for resolving the controversies existing in the past，such as the authenticity of the news reportabout the eruption event on May 27，1951，the eruption pattern of Daheishan volcano，and the reality of Gaotaishan volcano and etc.

Ashikule volcano group，recent eruption，volcano cone，lava

P317.5

A

0253－4967(2011)03－0499－07

10.3969/j.issn.0253 － 4967.2011.03.001

2011－08－21收稿，2011－09－13改回。

地震行業(yè)專項(xiàng)“新疆于田7.3級(jí)地震與阿什庫勒火山綜合科學(xué)考察”(201008004)和中國地震局地質(zhì)研究所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)“新疆阿什庫勒火山噴發(fā)序列”(IGCEA1101)共同資助。

許建東，男，1962年生，1983年畢業(yè)于北京大學(xué)地質(zhì)系，1998年獲美國紐約州立大學(xué)布法羅分校地質(zhì)系博士學(xué)位，現(xiàn)任中國地震局地質(zhì)研究所研究員，主要從事火山地質(zhì)與災(zāi)害研究，電話:010－62009155，E －mail:jdx321@sina.com。