內蒙古科右中旗德日烏蘭哈達中心式火山機構

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

遼寧省地質勘查院，遼寧大連116100

內蒙古科右中旗德日烏蘭哈達中心式火山機構

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

遼寧省地質勘查院，遼寧大連116100

德日烏蘭哈達中心式破火山機構是晚侏羅世時火山活動產物，圍斜內傾，環狀、放射狀斷裂發育，環狀斷裂以各種巖脈充填.火山通道為粗面巖所占據，測其同位素年齡140.8±2.0 Ma.

中心式破火山機構；古火山活動史；華北板塊；德日烏蘭哈達；內蒙古自治區

德日烏蘭哈達中心式破火山機構位于吐列毛都鎮北西約15 km處.大地構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］.區域上大面積分布侏羅紀陸相火山巖，堆積厚度上千米.本火山機構為晚侏羅世一個火山噴發中心??吉林省地質局區域地質調查大隊.吐列毛都公社幅（1/20萬）區域地質調查報告.1978..

1 區域地質概況

本火山機構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.

該火山機構作用范圍超過60 km2（圖2）??遼寧省地質勘查院.內蒙古通遼市上馬場等四幅1∶5萬區域礦產地質調查報告.2014.，噴發物圍斜內傾.噴發產物主要為爆發相火山碎屑巖和碎屑流相熔結火山碎屑巖，放射狀斷裂和環狀巖脈發育，火山口被晚期的粗面巖體所占據和破壞.

2 火山巖相

組成該火山機構的巖相有爆發相、碎屑流相、噴溢相、火山通道相、侵出相和潛火山巖相.

（1）爆發相：該相較發育，分布于火山口周圍，爆發物粒級有集塊級、角礫級、凝灰級，以后二者為主，爆發指數85%以上，由火山集塊角礫巖、火山角礫凝灰巖組成.

（2）碎屑流相：較發育，分布于火山口周圍，火山爆發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-熔結火山角礫凝灰巖.

圖1 德日烏蘭哈達地區大地構造位置圖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，呈橢圓形，組成巖性為流紋斑巖.

（6）潛火山巖相：分布于火山機構周圍，呈環形、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

從該火山機構組成的巖性、巖相的分布、縱向的疊置關系、火山噴發韻律諸方面綜合分析，該火山機構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產物.

（2）熔結火山角礫凝灰巖與正常火山碎屑巖交替出現.

（3）噴發類型以火山爆發占絕對優勢.

（4）顯示中心式的破火山機構的特點.

（5）放射狀斷裂和環狀脈巖發育.

4 古火山活動史的恢復

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，酸性巖漿溢流在地表形成流紋巖（圖3①）.

（2）第二期火山噴發，先爆發形成正常火山碎屑巖，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階段，爆發相與碎屑流相熔結火山碎屑巖交替出現（圖3③）

（4）第四期地下巖漿房空虛，火山口部位塌陷，形成環狀、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礦產勘查局第一實驗室完成，巖石經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測試科學實驗中心利用LA-ICP-MS儀器分析完成.激光剝蝕系統為GeoLas2005，ICP-MS為Agilent 7500a.激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣，氬氣為補償氣以調節靈敏度，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準鋯石91500作為外標，元素含量采用美國國家標準技術研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標，29Si作為內標元素進行校正.樣品的同位素比值及元素含量數據采用ICPMSDataCal完成，詳細的分析流程和原理見文獻［9］.獲得的數據采用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—熔結火山角礫凝灰巖（sinter volcanic tuff breccia）；13—火山集塊角礫凝灰巖（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—地質界線（geological boundary）；19—火山巖相界線（volcanic rock facies boundary）；20—地層產狀（attitude of stratum）

5.2 分析結果

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，內部韻律式環帶結構明顯，顯示其為巖漿成因鋯石.鋯石測年結果見表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粗面巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡數據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（eruption at the first stage）；②—第二期火山噴發（eruption at the second stage）；③—第三期火山爆發（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 結論

德日烏蘭哈達中心式破火山機構噴發時代確定為晚侏羅世，為燕山中期典型陸內火山活動特征.對陸內火山機構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，同時火山巖的噴發與堆積也是陸內造山運動的重要表現形式．

［1］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志［M］.北京：地質出版社,1991：465—496.

［2］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社,1996：245—287.

［3］區域地質礦產地質司.火山巖地區區域地質調查方法指南［M］.北京：地質出版社,1987：112—165.

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

［5］邱家驤.火山巖研究方法［M］.北京：冶金部地質技術干部進修學校, 1982：148—193.

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

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

［8］劉世偉.大興安嶺地區中生代火山巖巖石地層的劃分與對比問題［J］.地質與資源,2009,18（4）：241—244.

［9］王海然.鋯石U-Pb同位素測年原理及應用［J］.地質與資源,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．

內蒙古自治區項目“內蒙古通遼市上馬場等四幅1∶5萬區域礦產地質調查”（編號NMKD2009-17）.

潘明臣（1971—），男，地質高級工程師，從事地質礦產勘查技術工作，通信地址遼寧省大連市金州區五一路10號，E-mail//PMC100008@163.com