1 引言

内蒙东部系指呼和浩特以东的乌兰察布、锡林格勒和大兴安岭地区。第四纪火山喷发带北起大兴安岭北部鄂伦春诺敏河，南抵乌兰察布市察右后旗乌兰哈达，呈北东向断续延伸约千余千米，主要包括诺敏河火山群、阿尔山-柴河火山群、锡林浩特-阿巴嘎火山群和乌兰哈达火山群(图1)，是中国东部最靠近内陆的大同-大兴安岭新生代火山活动带主体(黄镇国等，1993)。该带第四纪火山活动强烈，火山喷发具有多期性，但活动的鼎盛时期为晚更新世。本文所指的晚第四纪主要包括晚更新世和全新世。晚更新世以来形成的火山风化降解程度低，结构基本完整，地貌标志清晰，火山锥、火山口保存尚好。晚更新世以前形成的火山，火山锥体绝大部分已剥蚀殆尽，仅从地貌上已难确定火山口的具体位置。20世纪80年代以来许多学者对具体火山群的火山岩岩石和火山地质进行了较为系统的研究，取得了一系列重要成果(杨建军，1988；罗修泉和陈启桐，1990；刘嘉麒，1987，1999；刘若新，2000；张臣等，2006；白志达等，2005，2008a)。不同火山群的喷发期次、活动强度及规模差异较大，但火山活动的构造环境相似。本文通过近年对各火山群火山地质的系统研究，探讨内蒙东部晚第四纪火山活动的时空演化规律与新构造活动特征，为地质灾害预警研究提供地质学信息。

2 火山喷发期次与时代

对于较年轻火山年龄的确定，同位素测年仍是最直接的方法，通常采用的方法如K-Ar、Ar40-Ar39、14C、铀系不平衡、裂变径迹和热释光等。但由于不同方法获取测年样品的难易程度不同，用的最广的仍是K-Ar和Ar40-Ar39。但K-Ar和Ar40-Ar39法由于方法本身精度所限，对晚更新世、尤其是全新世火山岩已不大适用。本文从火山地质入手，着重查明玄武岩与沉积地层间的叠置关系，确定相对地质时代，然后据火山结构组成、形貌特征以及火山锥体的风化降解和火山岩的风化程度等，结合第四纪地貌学、14C和热释光测年，综合研究划分火山喷发期次，确定火山喷发时代。内蒙东部晚第四纪火山活动初步可划分为晚更新世早期、晚更新世晚期和全新世三期。

2.1 晚更新世早期

火山最醒目的标志是地貌。火山锥体形成后，随着时间的推移，遭受风化剥蚀，锥体形状会发生改变，高度逐渐降低。因此，火山地貌也是判断相对喷发年代的依据之一。不同时代形成的火山，在地貌上有明显的差异，时代越新，火山地貌保存越好，锥体风化降解程度就越小。内蒙东部晚更新世以前形成的火山，锥体已基本剥蚀殆尽，地貌标志不明显。地貌上清晰的火山，基本都属晚更新世以来形成。内蒙东部晚更新世早期火山活动主要为射汽-岩浆爆发(Cas and Wright, 1987)，形成典型的玛珥式火山，随后转变为岩浆喷发，形成斯通博利式和裂隙-中心式火山。玛珥式火山地貌形态保存较好，锥体风化降解程度较低，虽遭受了一定剥蚀，局部堆积相不全，但玛珥火口仍清晰可见。斯通博利型火山锥体相对低缓，其上侵蚀冲沟明显，火口面貌大都不清，个别有“碟状”火口轮廓，反映火山形成时代相对较老。基浪堆积物覆盖的最高层位为中更新统河谷砂砾石层(阿巴嘎车勒乌拉东南侧和柴河均可见及)，其上又被晚更新世晚期玄武岩覆盖。阿巴嘎车勒乌拉玛珥火山晚期近火口溅落堆积物中含有较多上新世砂泥岩“包体”， “包体”受烘烤变质较强，其热释光年龄为0.112±0.0096Ma(中国地震局地壳应力研究所测试；白志达等，2008*白志达等.2008b.内蒙古自治区锡林浩特第四纪火山群火山地质研究)，表明喷发时代属晚更新世早期。

2.2 晚更新世晚期

晚更新世晚期火山作用方式主要是碱性玄武岩浆的爆发和溢流，火山活动强度大，形成大量中心式、裂隙-中心式和裂隙式火山。火山地貌标志清晰，锥体相对高峻，火口保存尚好，部分火口积水成湖，形成火口湖“天池”，锥体上冲蚀沟很浅，遭受风化剥蚀较弱。熔岩流形成熔岩台地或堆积在河谷阶地，如在柴河、诺敏河等地出露在二级阶地上，玄武岩覆盖在晚更新世早期河谷砂砾石层上(白志达等，2007*白志达等.2007.内蒙古扎兰屯市柴河火山地质遗迹调查.；白志达等，2009*白志达等.2009.内蒙古鄂伦春诺敏河第四纪火山地质调查)。乌兰哈达、锡林浩特等地见覆盖在晚更新世黄土之上(白志达等，2008a)。熔岩流之上仅发育腐殖土层，其上植被发育或已成耕地。毕拉河二级阶地玄武岩下部沉积夹层热释光年龄为57.3±4.87kaB.P.，上部烘烤层的年龄为44.25±3.76kaB.P.(马保起等，2006)，可代表诺敏河火山群晚更新世晚期火山喷发的年龄。乌兰哈达晚更新世黑脑包火山西侧熔岩流直接覆盖在黄色亚砂土之上，被烘烤砂土的热释光年龄为30.56+2.59kaB.P.；在阿力乌苏西烘烤层的热释光年龄21.05±1.79kaB.P.(白志达等，2008a)，表明乌兰哈达早期火山的喷发时代为晚更新世晚期。又如锡林浩特鸽子山早期火山渣底部烘烤层热释光年龄为22.41±1.90kaB.P.(中国地震局地壳应力所测试)，显示鸽子山火山活动始于晚更新世晚期。火山形貌特征和年龄数据表明，内蒙东部晚更新世晚期火山发育。

2.3 全新世

内蒙东部全新世火山活动较弱，但每一火山群内几乎都有全新世火山发育(图1)。已确定的全新火山包括大兴安岭北部诺敏河火山群的马鞍山、达来滨呼通、371和358高地火山，阿尔山-柴河火山群的焰山、高山、十号沟盆地、小东沟和子宫山火山，锡林浩特火山群的鸽子山和乌兰哈达火山群的炼丹炉火山。火山主要为中心式喷发，以斯通博利式为主，次为夏威夷式和亚布里尼式。火山数量虽少，但部分火山的活动强度较高，规模较大。如焰山，马鞍山和鸽子山等火山，均由火山锥、火山碎屑席和熔岩流组成。火山锥多为复式锥，由多次降落和溅落堆积物叠置而成。火山碎屑席的分布，反映在火口之上已形成了以浮力上升为主要营力的喷发柱，属爆发强度较大的亚布里尼喷发。全新世火山结构完整，地貌丰富多彩，基本未遭受风化剥蚀。火山锥、火山口及火口内侵出穹丘等，均保存完好。熔岩流裸露，怪石嶙峋，俗称石塘或石海，其上几乎无风化产物。熔岩流表面构造以及熔岩塚、喷气锥和挤压脊等保存完好，表明熔岩流形成年代新。熔岩流的分布严格受近代地形控制，多顺沟谷流淌，有些堵塞河流，形成一系列火山堰塞湖。熔岩流覆盖在全新世河谷砂砾石和风成沙之上(白志达等，2005，2008a)。在乌兰哈达白音绰一带、锡林浩特鸽子山、阿尔山小东沟等地熔岩流直接覆盖在全新世沼积物之上(白志达等，2005，2008a)，表明火山喷发时代属全新世。

另外，在阿尔山焰山火山碎屑席采到的两件碳化木年龄分别为2040±75aB.P.和1960±70aB.P.，经树轮校正年龄分别为1990±100Cal aB.P.和1900±70Cal aB.P.(白志达等，2005)，是内蒙东部全新世晚期火山活动的直接依据。

3 火山的分布与主要地质特征

内蒙东部晚第四纪火山总体呈北东向展布(图1)，粗略统计表明，锥体形态较好的火山约390余座，主要分布在诺敏河、阿尔山-柴河、锡林浩特-阿巴嘎和乌兰哈达火山群。另外，有些地区，如大兴安岭腹地至今仍人迹罕至，地质工作程度较低，有些火山还有待进一步调查确定。火山主要由碱性玄武质火山碎屑物(岩)和熔岩流构成。火山喷发方式以中心式或裂隙-中心式为主，裂隙式次之。火山类型包括玛珥式、夏威夷式、斯通博利式、亚布里尼式和冰岛式(Williams and McBirney, 1979)，以斯通博利式最为发育，且大部分都属于单成因火山(魏海泉等，1999)。火山活动方式晚更新世早期主要是射汽-岩浆爆发，晚期和全新世为岩浆爆发与溢流。

3.1 诺敏河火山群

诺敏河火山群位于内蒙东部第四纪火山喷发带北段。处于大兴安岭北段东坡，隶属呼伦贝尔市鄂伦春自治旗，主体处于鄂伦春自治旗南部的诺敏河镇、宜里镇及乌鲁布铁镇。东距著名的五大连池火山群约160km。火山群涉及面积约7500km2，但火山岩分布面积仅820km2左右。熔岩流厚度15～30m，岩性主要为灰黑色碧玄岩和碱性橄榄玄武岩。晚第四纪30余座火山主要分布于诺敏河中上游、诺敏河支流毕拉河和甘河支流奎勒河河谷区域(李福田等，2003)，其中晚更新世约26座火山。火山地貌形态保存尚好，以晚更新世晚期形成的小土葫芦和四方山火山为代表。小土葫芦火山位于诺敏河上游陶来罕一带，为一夏威夷式火山(图2)。火山锥规模小，锥底直径约1000m，高约120m， 主要由熔结集块岩组成，为一溅落锥(Nemeth et al.2003)。火口直径约250m，深约58m，总体呈马蹄形。熔岩流从锥体西侧的溢出口涌出，充填在诺敏河河谷，使宽阔的诺敏河谷变成峡谷，并改造陶来罕红花尔基河使其倒流，反向汇入诺敏河。溢出的玄武岩流总体构成东西宽约10km、南北长约20km的盾状熔岩台地(图2)。四方山火山位于毕拉河支流乌克特毕拉罕河源头四方山一带，距诺敏镇西北约30km，地理坐标为东径123°26′30″，北纬49°22′30″，是火山群中海拔最高的山峰。海拔高为 933.4m，登上山顶，极目远望，一览众山小。锥体为圆形套迭锥，相对高度为283m，底径约2km。火口呈圆形，直径约500m，深度约70m，中心有积水，形成火口天池，是大兴安岭之上最高的天池。火口沿相对平坦，故称“四方山”。锥体主要由降落的松散火山渣组成，晚期叠加了溅落堆积的砖红色熔接集块岩。结壳熔岩流主体向南东流淌，注入高洪河和德河，呈带状展布，长约10km，面积约35km2。全新世火山约4座，包括马鞍山、达来滨呼通、371和358高地火山，均分布于毕拉河流域，以马鞍山火山为代表。马鞍山属亚布里式火山，位于扎文其汗和毕拉河之间的马鞍山，地理坐标为东经123°9′50″，北纬49°33′30。火山结构完整，由碎屑锥、碎屑席和熔岩流组成。火山锥为一由双火口构成的复合锥，两火口东西排列，均发育岩浆溢出口，中间共用一火口缘，地貌上状如马鞍，故称马鞍山。锥体高度为246m，锥底直径东西约1.5km，南北约1km。东、西火口均呈马蹄形，西火口深58m，直径500m。东口被岩浆溢出形成的塌陷沟取代。锥体主要由降落火山渣构成，渣锥上叠加了溅落堆积的砖红色、杂色熔接集块岩。该火山早期爆破式火山作用较强，在距锥体约2.5km处，降落的火山碎屑席厚度约1.5～2m。锥体东、西火口均有熔岩溢出，东火口溢出相对较早，熔岩流为结壳熔岩。西火口岩浆溢出相对较晚，岩浆从火口中直接涌出，顺势而下，直抵毕拉河河谷，形成壮观的“石塘”(图3), 块状玄武岩的岩块直径约1～2m，岩块裸露，基本无植被，只发育苔藓。块状熔岩流长约4.5km，宽约1～2km，熔岩流轴部陷落坑发育，有些深达2m。

诺敏河火山群火山活动总体有自东向西迁移的趋势，奎勒河最早，毕拉河最晚，全新世火山仅分布在毕拉河流域。

3.2 阿尔山-柴河火山群

阿尔山-柴河火山群位于诺敏河火山群西南之大兴安岭中南段。晚第四纪46座火山主要分布于阿尔山哈拉哈河、扎兰屯绰尔河、柴河和德勒河一带。晚更新世早期火山作用方式主要为射汽-岩浆爆发，形成典型的基浪堆积，构成玛珥式火山，包括乌苏浪子湖、水帘洞、布特哈天池、卧牛泡子和绰尔河农场西等火山。晚更新世晚期火山作用方式为岩浆爆发和溢流。火山类型包括斯通博利式、夏威夷式和冰岛式，以斯通博利式最为发育。火山均由碱性橄榄玄武质碎屑锥和熔岩流组成(赵勇伟等,2008)，火口多积水成湖，形成高峻的“天池”，如天池火山、驼峰岭天池、双沟山天池、吉尔果山天池等，构成独特的火口天池群。夏威夷式火山主要由扇形熔岩流组成，个别火口发生塌陷形成低于地面的“地池”。冰岛式火山以绰尔河裂隙式火山为代表，河谷玄武岩的分布北起塔尔气，南至浩饶山，长约100km。熔岩流厚度自上游到下游几乎无变化，但自河谷中心向两侧明显减薄，流向大都与河谷垂直或斜交。局部如光荣村一带还残留有溅落堤。整个河谷柱状节理十分发育，柱体产状变化频繁，包括垂直、倾斜、水平和束状等(图4)，以垂直柱状节理最发育。柱体直径约20～30cm，高约20m，柱体断面以五边形居多，也有四、六边形，十分壮观。沿河谷发育的辉绿岩岩墙和具水平柱状节理的潜玄武岩以及断续分布的溅落堆积显示了裂隙式火山通道的位置。德勒河北山四座火山呈北东向串珠状展布，构成典型的裂隙-中心式火山。全新世火山主要为斯通博利型、个别为亚布里尼型，包括子宫山、焰山、十号沟盆地和小东沟等火山，这些火山大致呈北东向排列，耸立在哈拉哈河南岸和柴河南部。火山基本未遭受剥蚀改造，火山锥、火山口及喷火口保存完好。熔岩流受近代地形制约，沿沟谷流淌，覆盖在全新世河床及沼泽沉积物之上，并堵塞哈拉哈河及其支流或改造柴河，形成一系列堰塞湖。黑色、钢灰色碱性玄武岩裸露，怪石嶙峋，形成独特的“石塘”地貌景观。其中小东沟、焰山等火山最后休眠的时间距今大约2000年左右(白志达等，2005)，是广义的活火山。沿全新世火山带还发育有如阿尔山、金江沟和柴河等水热异常，这也暗示沿该带深部仍可能有火山岩浆活动。

3.3 锡林浩特-阿巴嘎火山群

锡林浩特-阿巴嘎火山群位于锡林郭勒盟中部锡林浩特市和阿巴嘎旗境内，地理坐标为东经：114°39′ ～116°55′，北纬43°01′～44°24′。火山群面积约9300km2，其中晚第四纪火山约300余座，是中国东部第四纪玄武岩分布面积最广、火山数量最多的火山群之一。晚更新世早期主要形成玛珥式火山，火山具有特征的双轮山地貌景观，锥体直径一般为3～4km，大者约6.5km，火口直径多为2～4km，火口深一般20～50m。如车勒乌拉火山，直接坐落在上新世宝格达组红色砂泥岩之上。平面形态近圆形(图5)，外轮山为玛珥火山锥，直径约5.5km，锥高约80m，由基浪堆积火山碎屑物构成。火山碎屑物堆积厚度较大，韵律层理、大型低角度交错层理、平行层理以及层理下陷构造发育。在锥体东南侧，见有发育良好的增生火山砾，火山砾呈圆球形，直径一般为5～10mm。基浪堆积物上部夹有较多降落堆积的火山渣，反映爆发过程中“水”逐渐减少，并向岩浆爆发转变。内轮山由降落-溅落堆积物构成，形成降落-溅落锥，锥体下部为降落火山渣，上部为溅落堆积的熔结集块岩。内、外环之间的凹槽是残留的玛珥火口，直径约4km。火口内沉积物表明，火口曾一度积水成湖，但现已干枯，雨季有季节性零星小湖沼发育。内轮山中心为岩浆喷发的复式火山口，其中发育三个喷火口(图5)。溅落喷发后有少量碱性橄榄玄武岩溢出，注入玛珥火口内，形成火口熔岩湖。火山喷发过程早期为强烈的射汽-岩浆爆发，晚期均转变为弱岩浆爆发，最后为玄武质熔岩流的溢出，喷发方式的转变，反映了岩浆与水相互作用以及岩浆上升速度和溢出率的变化过程(白志达等，2006)。玛珥式火山在诺敏河和阿尔山-柴河火山群内均有发育，但锡林浩特-阿巴嘎火山群内规模最大。锡林浩特-阿巴嘎火山群处于内蒙华力西褶皱带。基底岩性主要为温都尔庙群变质岩和华力西侵入岩，局部为二叠纪火山-沉积岩建造，这些岩石含水性差。新生代盖层主要为厚约30m的上新世宝格达乌拉组红色砂泥岩，在宝格达乌拉组砂泥岩和基底岩石之间浅层地下水较丰富。另外，玛珥火山分布区晚更新世早期仍是残留湖盆，这是浅层地下水的重要来源。当炽热岩浆上升与浅层地下水相遇时，岩浆与水相互作用，发生剧烈爆炸。由于爆炸的深度浅，又有足够的水供给，爆发的强度大，持续时间长，故形成的玛珥火山规模巨大。

晚更新世晚期火山主要分布在阿巴嘎旗以北的一、二级玄武岩台地和锡林浩特以南的熔岩台地上。火山类型主要为斯通博利式，次为夏威夷式，形态总体保存尚好。夏威夷式代表性火山有温都尔楚鲁图，爱荣花，塔拉音花等。如温都尔楚鲁图火山，由盾形熔岩锥和扇状熔岩流组成，熔岩锥低缓，直径约1.5km，锥体上有少量熔岩喷泉式喷发的溅落堆积物，火口较圆，直径约0.5km，总体呈浅盆状。熔岩流早期主要向东漫流，晚期主要向南、北流淌，不同期次熔岩流单元相互叠置构成约40km2的盾状熔岩台地。斯通博利式代表性火山有阿巴嘎旗东部的巴达尔乌拉、布尔罕特等火山。火山锥大多为复合锥，由早期降落渣锥和晚期喷发的溅落锥叠置而成，直径一般在600～1500m之间。火口多呈“碗状”，直径约200～500m。部分锥体在熔岩流溢出过程中被裂解破坏，而成马蹄形。个别火口由熔岩充填，形成火口熔岩湖。熔岩流分布面积一般为20～50km2，大者如巴达尔乌拉火山约100km2，厚度约5～15m。

全新世火山目前能确定的仅有鸽子山火山，位于火山群东南隅，是阿巴嘎-锡林浩特火山群中保存最为完好的一座玄武质火山。火山由碎屑锥、熔岩流和火山碎屑席组成。锥体形态完整，雄伟壮观，由早期的降落锥和晚期溅落锥复合而成。锥体平面上呈椭圆形，长轴呈北东向，直径约1.5km，短轴直径约为1.2km，高度约121m，锥体中心为多次塌陷形成的破火口，火口内壁陡直，破火口深度约141m。锥体西侧及北东侧出露两个仍保留了原始形态的熔岩溢出口。熔岩流受地形控制，总体由北向南流淌，局部熔岩流覆盖在全新世沼积物之上，分布面积约 50km2。熔岩流类型为结壳熔岩(Anderson et al., 1999)，表面光滑，绳状和木排状构造发育，局部地段发育较多保存完好的喷气锥。早期岩流单元流动距离远，长约18km，宽一般3～4km，厚度一般为 8～12m，前缘厚度较小，多为1～2m。晚期熔岩流流动距离短，但岩流厚度较大。火山碎屑席主要分布在锥体的东侧，厚度由锥体向外逐渐减薄。 火山活动早期为爆破式喷发，形成火山渣锥和碎屑席，属亚布里尼型喷发，晚期主要为溢流式喷发，形成溅落锥和大规模熔岩流。

3.4 乌兰哈达火山群

乌兰哈达火山群位于察哈尔右翼后旗白音察干镇以北至乌兰哈达一带，处于内蒙东部第四纪火山喷发带的南端，距北京约300km。火山群坐落在太古宙乌拉山岩群、新元古界白云鄂博群、新近纪汉诺坝玄武岩和华力西期侵入岩之上，面积约280km2，分布着不同类型、不同规模的火山约30余座(白志达等，2008a)。晚更新世主体为裂隙式或裂隙-中心式喷发，沿北东向长约12km的基底断裂上断续分布着一系列小型低缓的溅落锥、溅落堤及侵出熔岩脊，向下可能连成岩墙状通道，线状磁异常也可佐证，反映已属相对成熟期的裂隙式火山机构。如中阿里乌苏一带溅落锥与溅落堤相接出露(图6)，清晰的显示出裂隙式火山的轮廓。全新世主要为中心式喷发，但火山仍分布在北东向基底断裂上，主要包括3座炼丹炉和尖山西火山。由北东向南西依次为1号、2号和3号炼丹炉，三座炼丹炉火山均由碱玄质火山渣锥和熔岩流组成，属斯通博利式火山。火山结构完整，锥体基本未遭受剥蚀，火山口以及火口内的小锥体均保存完好。火山锥由早期降落浮岩渣和晚期溅落的熔结集块岩组成，以降落火山渣为主，锥体地貌上形如炼炉(图7)，当地故称“炼丹炉”。炼丹炉火山锥体陡峻，直径600～800m，高度约70～85m，锥坡约28°～32°，火口深度为30～35m，火口直径为100～150m，火口沿宽度约3～5m。熔岩流受近代地形制约，总体由北西向南东流淌，面积约220km2。最长熔岩流约18km，宽度一般为200～500m，并多见分支岩流犹如洪水决堤漫流，汹涌壮观。熔岩流覆盖在全新世河谷砂砾石、风成沙和沼泽堆积物之上，表明火山喷发的时代为全新世。熔岩流类型主要为结壳熔岩，次为渣状熔岩，熔岩流表面构造清晰完好，其中挤压脊、胀裂谷和塌陷谷发育。部分熔岩流前部地段发育喷气锥和特征的大型熔岩塚，熔岩塚直径一般30～80m，高度5～15m，其上放射状楔形张裂隙发育。熔岩流前缘抵达白音绰一带，并堰塞三股水等水系形成莫石盖绰、小海子和乌兰胡少海等火山堰塞湖。

另外，在锡林浩特市东乌珠穆沁旗东南的额仁绰尔地区也有晚第四纪火山发育，火山群规模小，研究程度低。

4 火山岩的构造属性

火山岩记录了构造运动过程的信息，一定构造环境形成特定的火山岩组合。玄武岩虽然可以形成于不同构造环境，但不同类型的玄武岩则形成于特定的构造环境。新生代整个中国东部岩石圈处于伸展减薄环境，在构造上表现为广泛发育的正断层、地堑式或裂谷型盆地。内蒙东部新生代火山活动与中国东部岩石圈伸展减薄的构造背景密切相关，晚第四纪形成一套富碱、富不相容元素和轻稀土元素的碱性玄武岩，主要岩石类型为碧玄岩和碱性橄榄玄武岩，总体属于大陆裂谷环境。碱性玄武岩普遍含有地幔岩包体，包体大小不一，大者可达10～30cm，这些大块体地幔岩包体从地幔上升至地表，没有一个快速上升通道使其岩浆的上升速度足以克服地幔岩包体的自身重力是难以实现的，这也佐证了本区玄武岩形成于裂谷作用的构造背景。 内蒙东部如锡林浩特、阿尔山-柴河等火山群以及大同等火山群(邓晋福等，1987)，不同期次玄武岩的分布具有一定对称性，中央为全新世或晚更新世晚期玄武岩，两侧为晚更新世早期或更早的玄武岩，表明火山作用过程中曾有扩张作用发生。从火山类型看，虽然许多具体火山为中心式，但不同火山的连线又明显受基底断裂控制。部分火山开始为裂隙式，晚期多收缩为点式喷发，总体构成裂隙-中心式和裂隙式火山，如阿尔山-柴河火山群的德勒河北山、哈拉哈河和锡林浩特火山群的白音库伦等火山都是晚更新世特征的裂隙-中心式火山。又如乌兰哈达和阿尔山-柴河火山群的绰尔河都是晚更新世晚期较典型的裂隙式喷发。这些喷发方式也显示裂谷火山作用的特点。

裂谷不同发育阶段形成的玄武岩具有不同的地球化学特征。在裂谷发育初期，由于软流圈上涌速度较慢，减压熔融的部位较深，温度增加幅度小，熔融程度一般都比较低，形成的玄武岩相对富碱、富集强不相容元素及轻稀土元素(Anderson et al., 1999)。而在裂谷作用的中后期随软流圈上涌速度的加快，部分熔融程度提高，则形成大量拉班玄武岩。内蒙东部晚第四纪玄武岩总体堆积体积较小，玄武岩碱度高，富强不相容元素和轻稀土，属低度部分熔融的产物，表明玄武岩形成于裂谷初期阶段。

5 火山活动与新构造

通常将第四纪以来的构造称为新构造(吴珍汉等，2001)。中国东部新生代以来构造活动以大陆裂谷作用为主，形成如松辽-下辽河-冀中及其两侧的裂谷系(刘嘉麒，1999)。内蒙东部处于裂谷系以及大兴安岭-太行山断裂带的西侧，第四纪以来新构造活动较强，主要表现为基底断裂的复活、火山喷发、差异性升降运动、新断裂及河谷断陷盆地的形成。本区新构造与火山活动密切相关，基底断裂构造的延伸控制着火山展布方向，同样火山的空间展布及喷发方式又反映了区域新构造活动特征。周期性火山活动和阶段性差异升降运动控制了区内地形地貌，深部岩浆的上侵可能是控制新构造运动的主因。火山活动与新构造运动的耦合最终形成了本区第四纪火山岩区的地貌景观。

晚第四纪伊始，北东和北西向基底断裂活动加强，断裂的性质发生反转，总体都表现为拉张构造性质。这些断裂控制了内蒙东部火山喷发带展布及各火山群的形成。火山活动特征表明，基底断裂强烈复活时期可能为晚更新世和全新世。从地表看，尽管火山带内没有明显的区域深大断裂通过，但火山的区域分布特征表明了内蒙东部北东向基底隐伏大断裂的存在，晚第四纪以来火山活动总体受该隐伏大断裂的控制。就每一具体火山群而言，火山活动又受控于北东和北西向基底深断裂，火山群多处于这两组区域深断裂的交会处(图1)。如诺敏河火山群处于内蒙东部北东向基底隐伏断裂和北西西向逊河-海拉尔断裂带复合部位(李福田等，2003)，阿巴嘎-锡林浩特火山群位于内蒙东部北东向隐伏基底大断裂和北西向赤峰-阿巴嘎断裂的交汇部位，乌兰哈达火山群位于北东向隐伏基底断裂和北西向高勿素-乌兰哈达大断裂交汇处。具体火山群内火山的分布也明显受北东向基底断裂控制，形成北东向裂隙-中心式或裂隙式火山。如乌兰哈达火山群近30座火山，呈NE向串珠状展布，严格受NE向基底断裂控制，部分地段沿北东向基底断裂喷发，形成特征的裂隙式火山(白志达等，2008a)。锡林浩特-阿巴嘎火山群多数火山的连线总体呈北东40°的方向串珠状展布。阿尔山哈拉哈河南侧北东向基底断裂控制了区内绝大多数火山的分布(白志达等，2005)，火山的分布又清晰显示出基底断裂的复活。内蒙东部新构造活动还表现为差异性升降，形成多阶台地和第四纪河谷盆地。如阿巴嘎-锡林浩特地区新生代发育四阶熔岩台地，反映曾发生过四次构造抬升事件，抬升时期分别为上新世末期、中更新世，晚更新世早期和晚更新世晚期(白志达等，2008b)。每一次构造抬升都伴有火山活动，反映了火山活动与区域新构造的之间的耦合关系。内蒙东部火山喷发带浅表第四纪断裂也较发育，断裂方向主要为北东和北西向，少量为近南北和近东西向，不同方向断层大多属张性正断层。断裂主要表现为线状河谷、断层三角面以及破碎带。如柴河西段、德勒河及毕拉河等河谷断层三角面很发育。在绰尔河及诺敏河晚更新世玄武岩和冲积物中也可见及明显断层出露(白志达等，2007)，如绰尔河绰尔农场南晚更新世玄武岩中北北东向断裂，断距约3m。内蒙东部第四纪火山喷发带内无论是台地或凹陷，还是不同方向的断裂，均表现为垂直应力场作用的特点。反映该区第四纪以来，以垂直应力作用为主，而深部岩浆的上侵可能是控制新构造活动的主要因素。

6 讨论

火山是地球内部构造运动和物理化学变化的直接产物，是了解地下深处物质性质及构造动力学的天然窗口，也是区域构造运动的直接表现形式之一。新生代以来，中国东部构造活动以大陆裂谷作用为主，形成如松辽-下辽河-冀中及其两侧的一系列裂谷系(刘嘉麒，1999)。内蒙东部晚第四纪火山是大同-大兴安岭第四纪火山活动带的主体。区域上与中国东部新生代裂谷系平行，又恰好处于地壳厚度及重、磁异常突变带的转折部位(图1)。晚第四纪强烈的火山活动，是区域新构造活动的基本表现形式之一。火山岩类型主要为一套碱性玄武岩，其构造属性为裂谷初期，表明内蒙东部晚第四纪构造背景为裂谷初期阶段。地表新构造无论是台地或凹陷，还是不同方向的断裂，均表现为垂直应力场作用的特点，反映深部岩浆的上侵，可能是控制本区新构造活动的主因。值得一提的是内蒙东部第四纪火山喷发带向西南延伸与汾渭裂谷相连，这不仅仅是方向上的巧合，可能反映受同一构造动力学控制。汾渭裂谷是中国东部大陆内部新构造强烈活动区域，到大同以北裂谷形态表现不清，从地表构造形态上看好像受东西向燕山构造带限制而终止，但内蒙东部第四纪火山活动可能暗示汾渭裂谷有向北扩展的趋势。亦即内蒙东部裂谷初期的构造环境，可能是汾渭裂谷向北扩展的表现。大同火山群处于汾渭裂谷的北段，内蒙东部乌兰哈达、锡林浩特和大兴安岭火山活动时代新，火山岩构造属性为初期裂谷，尤其是不同火山群基本都有广义的活火山分布，部分火山群如大同、乌兰哈达和阿尔山-柴河已有资料显示深部存在上拱的低阻和高热流体(邢座云等，2006；汤吉等，2005)。阿尔山火山群的焰山-子宫山火山地下10～12km还保持着较高的热状态(汤吉等，2005)。另外，如阿尔山-柴河火山群及诺敏河火山群水热活动较强，不仅有温泉，还有规模较大的不冻河。这些特征反映内蒙东部第四纪火山喷发带深部可能仍有岩浆上侵活动。是一重要的广义活火山和新构造活动带，应加强火山与地震灾害的预警研究。

7 结论

(1)内蒙东部诺敏河、阿尔山-柴河、阿巴嘎-锡林浩特和乌兰哈达火山群总体呈北东向展布，晚第四纪地貌形态保存尚好的火山约390余座，火山类型包括玛珥式、夏威夷式、斯通博利式、亚布里尼式和冰岛式，以斯通博利式最为发育。火山作用方式早期主要为射汽-岩浆爆发，晚期为岩浆爆发与溢流。火山岩类型主要为碱性玄武岩。

(2)火山活动主体受NE向基底断裂控制，但具体火山群又受北东和北西向基底断裂共同制约。区内新构造与火山活动密切相关。新构造活动总体表现为火山喷发、差异性升降和断裂，火山的空间展布显示了区域新构造格局，深部岩浆的上侵，可能是控制本区新构造活动的主因。

(3)内蒙东部晚第四纪火山喷发的构造环境属大陆裂谷初期阶段。火山活动可能是汾渭裂谷向北扩展的表现。尤其是各火山群全新世火山的发育，反映了深部岩浆作用和构造的活动性，是中国东部广义的活火山带，也是重要的活动构造带。

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