大兴安岭诺敏河第四纪火山岩分期:岩石学、年代学与火山地质特征

大兴安岭北段诺敏河第四纪火山24座,分布于诺敏河及其支流毕拉河和甘河支流奎勒河,火山岩分布面积约600km2。诺敏河火山岩均属于钾质系列火山岩(K2O含量2%～4%,且K2O>Na2O-2%),类似于邻区五大连池-科洛钾质火山岩,具有来自类似的富钾地幔源区。但诺敏河火山岩的K2O含量明显低于五大连池-科洛火山岩的K2O含量(一般4%～6%)。东北地区和内蒙东部处于中亚造山带东段,从古生代到新生代,多重构造-岩浆活动导致火山岩源区地球化学非均一性和火山岩的多样性。根据本文提出的火山岩K-Ar年龄(2.3～0.128Ma)及火山地质特征,可将诺敏河第四纪火山岩分为四期。早期(早更新世)火山活动主要沿诺敏河和奎勒河流域分布,火山产物多被晚期沉积物或火山产物所覆盖。中更新世保留的火山锥体及熔岩流是诺敏河第四纪火山产物的主体,表明是第四纪火山活动的高潮期。晚更新世-全新世火山活动限于毕拉河流域,典型的四方山火山和马鞍山火山是该时期火山活动的代表作,保留了较完好的火山地质地貌特征。从火山产物的时空展布,推测诺敏河第四纪火山活动有从东向西发展的趋势。     

内蒙古阿巴嘎地幔岩捕掳体与岩石圈地幔性质探讨

阿巴嘎地区新生代地幔捕掳体岩性主要为尖晶石二辉橄榄岩,矿物组成有橄榄石(Fo89-91)、单斜辉石(Wo43-49En44-49Fs3-11)、斜方辉石(Wo0.7-2.2En88-91Fs8-11)和铬尖晶石(Cr6#-20)。橄榄岩结构以碎斑结构为主,除此还可见海绵边结构、重结晶结构、粗粒结构和变晶结构,部分橄榄石发育膝折带和伊丁石化现象,这些特征暗示该区地幔经历了较强烈的熔体-岩石圈相互作用和复杂的演化过程。大地构造位置上,阿巴嘎与大兴安岭哈拉哈河-绰尔河及五大连池-科洛同处在兴蒙造山带上,但阿巴嘎表现出与华北克拉通西部北缘相似的热状态及饱满型-过渡型的岩石圈地幔性质,区别于大兴安岭中部具有古老残留的岩石圈地幔,暗示着兴蒙造山带之下的岩石圈地幔存在时空上的不均一性。而这种大尺度岩石圈地幔的不均一性可能与软流圈-岩石圈相互作用程度、上地幔复杂的地质演化及兴蒙造山带内部不同块体的活动强度、时间等性质有关。     

我国东北小古里河-科洛-五大连池-二克山火山带钾质矿物成因及地质意义

东北黑龙江小古里河-科洛-五大连池-二克山火山岩带是我国近代保存最好的火山群之一,此带火山岩的岩石化学特点全都强碱富钾,K₂O/Na₂O>1.2,属于一套高钾过碱性火山岩。通过对东北钾质火山岩及金云母橄榄岩地幔捕虏体中钾质矿物金云母、白榴石的成分、结晶环境与岩浆成分及来源关系的研究,认为在岩石圈伸展构造背景下,地幔金云母橄榄岩的低度部分熔融形成钾质岩浆,钾质岩浆上升到地壳浅部经历了白榴石的结晶作用。岩浆演化晚期,因钾质矿物大量晶出导致岩浆相对富钠而出现他形霞石和方钠石等填隙矿物。火山岩及地幔捕虏体中富挥发分矿物金云母、白榴石、磷灰石、霞石和方钠石还提供了钾质岩浆富含H₂O、F、Cl、P等挥发分的证据。     

内蒙达里诺尔火山群晚第四纪火山地质特征与岩浆裂隙通道研究

达里诺尔火山群位于中亚造山带中部以及大兴安岭-太行山重力梯度带中部的西侧。该区拥有上百座第四纪火山,其中不乏全新世仍有过喷发的年轻火山。本文选取以鸽子山、锡塔特乌拉等形成时代最晚,推测形成于中更新世晚期至全新世的晚第四纪火山作为研究对象,从火山锥形貌和定向排列两方面推断岩浆补给裂隙通道的几何特征。结果发现,这些火山具有较为一致的NE和NEE两个方向的裂隙通道。这些方向与区域构造最大主压应力方向相近。本文提出在NE向区域主压应力作用下,在研究区域发生NEE走向的左行剪压走滑。在这个走滑带上,瑞德尔断裂提供岩浆补给裂隙通道。而局部连通瑞德尔断裂的断裂提供了NEE向通道。     

大兴安岭哈拉哈河—淖尔河地区第四纪火山活动初步研究

大兴安岭中部哈拉哈河-淖尔河地区受基底断裂控制,发育28座第四纪火山,这些火山总体呈北东向带状分布。研究区第四纪火山岩分布面积约1000km^2,岩性主要为碱性玄武岩。根据喷发时代和火山地质特征,这里的火山大体可分为更新世和全新世两期。按照火山作用方式不同,区内火山可分为岩浆成因和射汽岩浆成因两类：前者活动产物主要包括火山碎屑锥、碎屑席、熔岩流,其中发育结壳熔岩、渣状熔岩、块状熔岩,以及喷气锥、熔岩冢等火山地质现象;后者产物主要是射汽岩浆喷发形成的基浪堆积物,其中发育大型平行层理及交错层理。不同的火山作用形成了火山口湖、低平火山口湖、火山堰塞湖和塌陷熔岩湖四种不同规模与形态特征的湖泊,这种水火相容的火山地质现象为阿尔山火山温泉国家地质公园增添了景观。     

The genesis of pyroclasts and the mechanism of submarine eruption of Naozhou Island in Guangdong,South ChinaSCIEI北大核心CSCD

水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列。在那晏湾剖面的凝灰岩中,主要有三类火山成因的大粒径原生碎屑(2-5mm):塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃,推断为不同程度水-岩浆相互作用的产物,根据水的参与程度大致排序为:碎玄玻璃>玄武玻璃>塑变熔岩碎屑。通过对硇洲岛水-火山作用机制研究,发现水-岩浆混合质量比(Mwater/Mmelt)是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。火山喷发序列分析表明,硇洲岛的喷发过程总体可分为三期,早期是冰岛苏特塞式喷发的浅水环境蒸汽爆炸与“火喷泉”喷发;中期过渡转为“火喷泉”喷发,伴随陆上的射汽岩浆喷发;最终以岩浆溢流式喷发结束。     

内蒙古锡林郭勒晚新生代熔岩台地40Ar/39Ar年代学研究

内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形成熔岩台地,晚期单成因火山作用形成零散分布的火山渣锥。贝力克牧场平顶山高低两级熔岩台地分别形成于～2.5Ma和～1.1Ma,阿巴嘎火山群熔岩台地形成于约6.2～7.5Ma。本文提出区域剥蚀模型解释在火山群边缘常见的多级熔岩台地的成因。火山作用与当地特殊气候引发的区域剥蚀共同作用造成多级熔岩台地地貌。     

北部湾涠洲岛橄榄岩中熔体包裹体——大陆岩石圈地幔交代作用的新证据

根据北部湾涠洲岛晚更新世火山岩中尖晶石二辉橄榄岩的矿物化学和形成条件推测,它们是来自地下约40km-50km的大陆岩石圈地幔样品。涠洲岛地幔橄榄岩中同时出现高硅（64％～68％）和低硅（49％～57％）两种熔体成分,它们普遍富碱、Al2O3和H2O、CO2等挥发组分（2％-5％）。研究认为,两种熔体存在不同的成因机制。高硅熔体可能与软流圈上升的玄武质岩浆和斜方辉石反应或下地壳物质循环进入地幔后的部分熔融有关。低硅熔体直接提供了富硅熔体与橄榄石发生交代作用的证据。这可以用富SiO2熔体＋Ol→贫SiO2熔体＋Opx反应解释,其结果是消耗橄榄石生成斜方辉石。涠洲岛橄榄岩中两种熔体的发现,进一步提供了发生在大陆岩石圈地幔流（熔）体与橄榄岩交代作用的普遍性、复杂性,以及地幔熔体多样性的新证据。     

汉诺坝-阳原火成碳酸岩成因探讨

大多数幔源硅酸盐岩浆都含少量碳酸盐岩浆,这些少量的碳酸盐岩浆在地幔演化中起了非同寻常的作用。本文报道了发现于汉诺坝、阳原地区新生代玄武岩中鲜见的火成碳酸岩。碳酸岩脉贯穿于玄武岩及其捕虏体橄榄岩,并导致橄榄岩强烈的碳酸盐化现象。碳酸岩脉主要由方解石组成(90%以上),岩石类型为方解石碳酸岩,含少量被裹挟的地幔橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和尖晶石等矿物。碳酸岩化橄榄岩由原先的黄、绿色变为紫褐色,灰白色网状碳酸岩细脉穿插其中。碳酸岩脉和碳酸盐化橄榄岩的全岩稀土含量很低(∑REE=8.7×10-6～13.7×10-6),球粒陨石标准化REE模式呈LREE略微富集(～10×球粒陨石)分布模式,微量元素也只显示轻微富集(数倍于原始地幔),它们的δ13C均为负值(-11.2‰～-12.3‰),δ18O均为正值(22.0‰～22.6‰)。碳酸岩的Sr、Nd、Pb同位素组成均显示富集(87Sr/86Sr=0.7078～0.7079,143Nd/144Nd=0.5129,206Pb/204Pb=18.0,207Pb/204Pb=15.5,208Pb/204Pb=38.0)。由于碳酸盐岩浆喷出地表后易于风化,导致REE、微量元素和同位素组成明显偏离原生火成碳酸岩。但从张北少数新鲜碳酸岩所具有的原生火成碳酸岩的C、O同位素组成(δ13C=-5.7‰～-7.3‰,δ18O=8.5‰～10.1‰)特征,以及接沙坝碳酸岩的正εNd(5.3～5.5)为亏损地幔的特征,表明汉诺坝碳酸岩与玄武岩的同源性——它们都来自地幔。     

内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的堆积序列及喷发过程研究

随着全球火山研究的深入,地质学家在大多数火山群中均发现了特殊成因的玛珥式火山。以低平火山口和低矮锥体著称的玛珥式火山主要由具有爬升层理、平行层理、大型低角度交错层理等结构构造的基浪堆积物组成,是火山喷发演化过程研究的重要对象。近年来,在内蒙古东部的诺敏河、阿尔山-柴河和阿巴嘎火山群中也先后发现了典型的玛珥式火山及基浪堆积物。本文从野外火山地质特征着手,以火山学与火山地质学理论为指导,结合国内外玛珥式火山的研究成果,对内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的分布、产物和结构构造等火山地质特征进行了归纳总结,将其大致划分为3个喷发期次,分别是以基浪堆积物为主的射汽-岩浆爆发、以降落-溅落堆积物为主的岩浆喷发和以碱性橄榄玄武岩为主的岩浆溢流期次。复合火山的活动时代总体属于晚更新世,其中玛珥式火山的形成时代为晚更新世早中期。通过分析研究区的地层、火山产物和区域断裂构造等地质特征,推断射汽-岩浆爆发的深度较浅,并进一步探讨了玛珥式火山的成因机制,模拟其喷发演化过程,认为玛珥式火山与斯通博利式、夏威夷式等类型火山具有继承性演化关系。