內(nèi)蒙古科右中旗德日烏蘭哈達中心式火山機構(gòu)

潘明臣，王詠梅，王海鵬，王福君，梁有為，魯紅峰，孫海龍，李紅梅，胡海彥，穆亞男，洪 巖，徐桂巖

遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧大連116100

內(nèi)蒙古科右中旗德日烏蘭哈達中心式火山機構(gòu)

潘明臣，王詠梅，王海鵬，王福君，梁有為，魯紅峰，孫海龍，李紅梅，胡海彥，穆亞男，洪 巖，徐桂巖

遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧大連116100

德日烏蘭哈達中心式破火山機構(gòu)是晚侏羅世時火山活動產(chǎn)物，圍斜內(nèi)傾，環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育，環(huán)狀斷裂以各種巖脈充填.火山通道為粗面巖所占據(jù)，測其同位素年齡140.8±2.0 Ma.

中心式破火山機構(gòu)；古火山活動史；華北板塊；德日烏蘭哈達；內(nèi)蒙古自治區(qū)

德日烏蘭哈達中心式破火山機構(gòu)位于吐列毛都鎮(zhèn)北西約15 km處.大地構(gòu)造位置處于華北板塊（Ⅳ）中寶音圖-錫林浩特火山型被動陸緣（Ⅳ11）之艾力格廟-錫林浩特地塊（Ⅳ11-2）中（圖1）［1-7］.區(qū)域上大面積分布侏羅紀(jì)陸相火山巖，堆積厚度上千米.本火山機構(gòu)為晚侏羅世一個火山噴發(fā)中心??吉林省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊.吐列毛都公社幅（1/20萬）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.1978..

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本火山機構(gòu)所在的火山巖屬于中生代Ⅰ級濱太平洋火山活動帶，Ⅱ級大興安嶺北東向火山活動帶，進一步細分Ⅲ級布特哈旗-多倫火山活動亞帶，Ⅳ級構(gòu)造單元屬德日烏蘭哈達火山沉積盆地［8-9］.地層隸屬白音高老組.

該火山機構(gòu)作用范圍超過60 km2（圖2）??遼寧省地質(zhì)勘查院.內(nèi)蒙古通遼市上馬場等四幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報告.2014.，噴發(fā)物圍斜內(nèi)傾.噴發(fā)產(chǎn)物主要為爆發(fā)相火山碎屑巖和碎屑流相熔結(jié)火山碎屑巖，放射狀斷裂和環(huán)狀巖脈發(fā)育，火山口被晚期的粗面巖體所占據(jù)和破壞.

2 火山巖相

組成該火山機構(gòu)的巖相有爆發(fā)相、碎屑流相、噴溢相、火山通道相、侵出相和潛火山巖相.

（1）爆發(fā)相：該相較發(fā)育，分布于火山口周圍，爆發(fā)物粒級有集塊級、角礫級、凝灰級，以后二者為主，爆發(fā)指數(shù)85%以上，由火山集塊角礫巖、火山角礫凝灰?guī)r組成.

（2）碎屑流相：較發(fā)育，分布于火山口周圍，火山爆發(fā)時噴出的碎屑物具有一定的溫度，來不及冷凝，形成塑性碎屑巖-熔結(jié)火山角礫凝灰?guī)r.

圖1 德日烏蘭哈達地區(qū)大地構(gòu)造位置圖Fig.1 Geotectonic location of Deriwulanhada areaⅠ—哈薩克斯坦板塊（Kazakhstan Plate）；Ⅰ1—哈薩克斯坦板塊東南陸緣增生帶（epicontinental accretionary zone at the southeastern margin of KazakhstanPlate）；Ⅱ1—塔里木板塊陸緣增生帶（epicontinentalaccretionary zone of Tarim Plate）；Ⅲ—西伯利亞板塊（Siberian Plate）；Ⅲ1—西伯利亞東南陸緣增生帶（epicontinentalaccretionaryzoneatthesoutheastern margin of SiberianPlate）；Ⅲ11—額爾古納非火山型被動陸緣（Ergunanon-volcanic passive continental margin）；Ⅲ12—烏爾其漢火山型被動陸緣（Orqohan volcanic passive continental margin）；Ⅲ13—東烏旗-扎蘭屯火山型被動陸緣（Dong Ujimqin Qi-Zhalantun volcanic passive continental margin）；Ⅳ11—華北北部陸緣增生帶（epicontinental accretionary zone at the northern margin of North China Plate）；Ⅳ11—寶音圖-錫林浩特火山型被動陸緣（Buyant-Xilinhot volcanic passive continental margin）；Ⅳ12—鑲黃旗-赤峰火山型被動陸緣（Xinghuangqi-Chifeng volcanic passive continental margin）；Ⅳ2—華北地塊（North China block）；Ⅳ21—陰山隆起（Yinshan uplift）；Ⅳ22—鄂爾多斯拗陷（Ordos depression）

（3）噴溢相：不甚發(fā)育，遠離火山中心，組成的巖石主要為流紋巖.

（4）火山通道相：分布于火山機構(gòu)中心，呈橢圓形，組成巖性為粗面巖.

（5）侵出相：分布于火山中心通道旁側(cè)，呈橢圓形，組成巖性為流紋斑巖.

（6）潛火山巖相：分布于火山機構(gòu)周圍，呈環(huán)形、線形圍繞火山中心，組成巖性為安山玢巖、粗安玢巖、閃長玢巖、英安斑巖.

3 火山活動特征

從該火山機構(gòu)組成的巖性、巖相的分布、縱向的疊置關(guān)系、火山噴發(fā)韻律諸方面綜合分析，該火山機構(gòu)火山活動具有以下特點.

（1）時代為晚侏羅世的一套酸性巖的火山噴發(fā)產(chǎn)物.

（2）熔結(jié)火山角礫凝灰?guī)r與正常火山碎屑巖交替出現(xiàn).

（3）噴發(fā)類型以火山爆發(fā)占絕對優(yōu)勢.

（4）顯示中心式的破火山機構(gòu)的特點.

（5）放射狀斷裂和環(huán)狀脈巖發(fā)育.

4 古火山活動史的恢復(fù)

晚侏羅世德日烏蘭哈達中心式破火山演化特征（圖3）如下.

（1）第一期火山噴發(fā)，酸性巖漿溢流在地表形成流紋巖（圖3①）.

（2）第二期火山噴發(fā)，先爆發(fā)形成正?；鹕剿樾紟r，然后地下巖漿溢流形成流紋巖（圖3②）.

（3）第三期火山強列爆發(fā)階段，爆發(fā)相與碎屑流相熔結(jié)火山碎屑巖交替出現(xiàn)（圖3③）

（4）第四期地下巖漿房空虛，火山口部位塌陷，形成環(huán)狀、放射狀斷裂及巖脈（圖3④）.

（5）第五期晚期粗面巖沿火山通道侵出，并占據(jù)火山通道（圖3⑤）.

5 古火山活動時代的研究

5.1 樣品處理及分析方法

對火山噴發(fā)中心火山通道中進行同位素樣品采集，樣品巖性為粗面巖，樣品編號P7TW41-1，樣品重量20 kg.樣品制備在遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一實驗室完成，巖石經(jīng)鄂式破碎機粉碎后用清水清洗、淘洗富集重礦物，采用磁選和電選技術(shù)獲取鋯石精礦，然后在雙目鏡下挑選出完整、透明和干凈（無包體）的鋯石顆粒作為測定對象，再將其固定在無色透明的環(huán)氧樹脂靶上研磨，使鋯石顆粒中心部位裸露.鋯石同位素年齡分析在吉林大學(xué)測試科學(xué)實驗中心利用LA-ICP-MS儀器分析完成.激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas2005，ICP-MS為Agilent 7500a.激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣，氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個T型接頭混合.在等離子體中心氣流（Ar+He）中加入了少量氮氣，以提高儀器靈敏度、降低檢出限和改善分析精密度.實驗采用的激光器為193 nm ArF準(zhǔn)分子激光器，激光剝蝕斑束直徑為30 μm，鋯石年齡計算采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo)，元素含量采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標(biāo)，29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進行校正.樣品的同位素比值及元素含量數(shù)據(jù)采用ICPMSDataCal完成，詳細的分析流程和原理見文獻［9］.獲得的數(shù)據(jù)采用Anderson的方法進行同位素比值校正，以扣除普通Pb的影響.鋯石加權(quán)平均計算（采用207Pb/206Pb年齡，誤差為1σ）及諧和圖繪制采用Isoplot/Ex_ver3完成.

圖2 德日烏蘭哈達破火山巖性巖相地質(zhì)圖Fig.2 Geologic map with lithology and lithofacies of the Deriwulanhada caldera1—白音高老組（Baiyingaolao fm.）；2—火山碎屑流相（pyroclasic flow facies）；3—爆發(fā)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—次火山巖相（subvolcanic facies）；8—安山玢巖/閃長玢巖（andesitic porphyrite/dioritic porphyrite）；9—粗安玢巖/粗面巖（trachyandesite porphyrite/trachyte）；10—英安斑巖/流紋巖（dacite porphyry/rhyolite）；11—流紋斑巖/花崗斑巖（rhyolite porphyry/ granite porphyry）；12—熔結(jié)火山角礫凝灰?guī)r（sinter volcanic tuff breccia）；13—火山集塊角礫凝灰?guī)r（volcanic agglomerate tuff breccia）；14—粗面巖（trachyte）；15—流紋斑巖（rhyolite porphyry）；16—火山中心（volcanic center）；17—斷層（fault）；18—地質(zhì)界線（geological boundary）；19—火山巖相界線（volcanic rock facies boundary）；20—地層產(chǎn)狀（attitude of stratum）

5.2 分析結(jié)果

從30余粒鋯石中挑取5粒獲得有效年齡，鋯石多為長柱狀，自形晶，長100~200 μm，寬50~80 μm，內(nèi)部韻律式環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯，顯示其為巖漿成因鋯石.鋯石測年結(jié)果見表1［10］，可見其Th/U比值0.38～0.62，其中一個值較大（3.4，在諧和圖上偏離），其余鋯石顆粒在諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為140.8± 2.0 Ma，MAWD為1.3（圖4）.

表1 德日烏蘭哈達中心式破火山機構(gòu)粗面巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡數(shù)據(jù)Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb age of the trachyte in Deriwulanhada center-type caldera edifice

圖3 晚侏羅世德日烏蘭哈達中心式破火山演化示意圖Fig.3 Evolution of the Deriwulanhada Late Jurassic center-type caldera①—第一期火山噴發(fā)（eruption at the first stage）；②—第二期火山噴發(fā)（eruption at the second stage）；③—第三期火山爆發(fā)（eruption at the third stage）；④—巖漿房空虛，火山塌陷（magma chamber being empty and volcano collapse）；⑤—晚期粗面巖侵出并占據(jù)火山通道（trachyte extruding and occupying volcanic vent in the late stage）

圖4 德日烏蘭哈達中心式破火山機構(gòu)粗面巖鋯石U-Pb諧和曲線圖Fig.4 The U-Pb concordia curve of the trachyte in Deriwulanhada center type caldera edifice

6 結(jié)論

德日烏蘭哈達中心式破火山機構(gòu)噴發(fā)時代確定為晚侏羅世，為燕山中期典型陸內(nèi)火山活動特征.對陸內(nèi)火山機構(gòu)及火山巖的研究為大興安嶺北東向火山活動帶提供新證據(jù)，同時火山巖的噴發(fā)與堆積也是陸內(nèi)造山運動的重要表現(xiàn)形式．

［1］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社,1991：465—496.

［2］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996：245—287.

［3］區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)地質(zhì)司.火山巖地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法指南［M］.北京：地質(zhì)出版社,1987：112—165.

［4］邱家驤，游振東，周珣若，等.巖漿巖巖石學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社, 1980：117—154.

［5］邱家驤.火山巖研究方法［M］.北京：冶金部地質(zhì)技術(shù)干部進修學(xué)校, 1982：148—193.

［6］李昌年.火成巖微量元素巖石學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社, 1992：94—157.

［7］陳德潛，陳剛.實用稀土元素地球化學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社, 1990：223—258.

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［9］王海然.鋯石U-Pb同位素測年原理及應(yīng)用［J］.地質(zhì)與資源,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.編輯：李蘭英．

內(nèi)蒙古自治區(qū)項目“內(nèi)蒙古通遼市上馬場等四幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”（編號NMKD2009-17）.

潘明臣（1971—），男，地質(zhì)高級工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)工作，通信地址遼寧省大連市金州區(qū)五一路10號，E-mail//PMC100008@163.com