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*
【类型】期刊
【作者】樊祺诚，赵勇伟，隋建立，李大明，武颖（中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室）
【作者单位】中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室
【刊名】岩石学报
【关键词】 诺敏河；第四纪火山；钾质火山岩；K-Ar年龄；分期；地质特征
【资助项】国家自然科学基金 （41172305、40972047）
【ISSN号】1000-0569
【页码】P1092-1098
【年份】2019
【期号】第4期
【期刊卷】1;|3;|7;|8;|4;|5;|2
【摘要】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。
【全文】 文献传递
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*
图1 大兴安岭诺敏河第四纪火山岩分布图
Fig.1 Distribution map of Quaternary volcanic rocks in Nuomin river area in the Great Xing’an Range
大兴安岭处在华北板块和西伯利亚板块之间的兴蒙造山带上，兴蒙造山带是于古生代-中生代期间由不同小块体碰撞、拼接而成的构造堆叠区，根据不同块体的性质，不同研究者从北到南依次划分为额尔古纳地块、兴安地块、松嫩地块和佳木斯地块(李双林和欧阳自远，1998；葛文春等，2007)或兴安地块、松辽地块和佳木斯地块(Wu et al., 2001)，大兴安岭火山位于兴安地块内部。近些年研究发现，在大兴安岭-太行山重力梯度带西侧从北往南分布有大兴安岭、锡林浩特、乌兰哈达、大同等一系列第四纪火山，除了大同在上述火山区均发现全新世火山(白志达等，2005，2008；赵勇伟等，2008；樊祺诚等，2011)。大兴安岭、锡林浩特第四纪火山均位于兴蒙造山带内部，乌兰哈达、大同第四纪火山位于华北克拉通北缘。大兴安岭第四纪火山主要包括北部诺敏河-奎勒河火山和南部绰尔河-哈拉哈河火山(阿尔山-柴河地区)，是我国重要的第四纪火山区，同时在上述南、北两区均发现火山活动延续到全新世，成为我国又一新的活动火山区。随着近些年林区交通和火山地质公园的建设，改变了这里火山研究滞后的局面。阿尔山火山地质公园的建设推动了大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山地质工作(白志达等，2005；赵勇伟等，2008)，已初步划分了火山活动的期次(樊祺诚等，2011)。本文的诺敏河第四纪火山岩包括诺敏河及其支流毕拉河和甘河支流奎勒河地区，我们在火山地质工作基础上，结合火山岩岩石学和K-Ar年代学，进一步探讨该区的火山活动历史。
表1 诺敏河火山岩化学分析结果(wt%)
Table 1 Petrochemical composition (wt%) of volcanic rocks in Nuomin river area
注：样品由中国科学院地质与地球物理研究所采用XRF测试
样品号地点SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5LOI总量08NM07马鞍山采渣场顶部47.08 2.37 12.97 4.53 5.90 0.15 8.36 9.27 4.38 4.09 1.04 0.28 100.43 09NM01马鞍山西火口内48.80 2.00 11.90 10.01 0.35 0.14 11.66 7.61 3.43 2.12 0.69 1.30 100.01 08NM08马鞍山南坡石塘46.07 2.65 13.03 4.87 6.02 0.15 6.94 10.18 4.18 4.27 1.07 0.68 100.11 08NM06马鞍山采渣场49.05 2.26 11.79 3.08 7.61 0.15 11.83 7.72 3.37 2.77 0.71 0.20 100.55 08NM05达尔毕诺49.85 2.19 12.65 4.47 5.65 0.15 9.90 8.13 3.33 2.77 0.73 0.28 100.11 08NM17神指峡毕拉河河谷顶部46.93 2.10 12.36 3.71 6.65 0.15 9.69 8.67 4.18 3.75 0.94 0.24 99.38 08NM16神指峡毕拉河河谷中部46.02 2.16 11.82 6.82 3.87 0.23 9.86 9.42 4.24 3.84 1.07 0.66 100.02 08NM15神指峡毕拉河河谷底部46.04 2.17 11.86 8.00 2.85 0.16 9.79 9.40 3.96 3.84 1.09 0.52 99.69 08NM03毕拉河渡口处49.12 2.56 12.44 3.19 7.57 0.15 9.50 7.73 4.10 3.30 0.94 0.04 100.63 08NM01四方山顶部48.88 2.14 12.36 4.57 5.50 0.14 10.39 8.37 3.72 3.09 0.86 0.26 100.28 08NM10小土葫芦山47.25 2.97 12.02 3.65 7.85 0.15 9.54 8.75 3.38 2.98 0.89 0.38 99.82 08NM11小土葫芦山西溢出口45.78 2.74 11.51 7.17 4.28 0.15 11.20 9.35 3.37 3.03 0.83 0.46 99.88 08NM22马蹄山东公路边46.51 2.19 11.20 3.88 6.38 0.15 13.28 8.23 3.88 3.03 0.95 0.26 99.94 08NM21果楞奇山顶部43.99 2.26 11.23 5.37 5.46 0.15 12.91 8.92 2.64 1.72 0.87 4.17 99.68 08NM19果楞奇山北侧45.91 2.14 11.05 4.80 5.68 0.15 13.70 8.08 3.47 3.02 0.92 0.52 99.45 08NM20果楞奇山坡脚46.35 2.38 11.50 3.54 7.07 0.16 12.23 8.47 3.59 2.99 0.89 0.04 99.21 08NM12果楞奇山东南3km46.13 2.69 12.01 4.72 6.27 0.17 10.39 8.73 4.10 3.26 0.99 0.50 99.98 08NM14果楞奇山东南3km44.84 2.71 11.08 4.63 6.90 0.19 12.98 8.17 3.21 2.89 0.92 0.84 99.37 09NM15布宫奇山顶47.97 2.07 11.71 4.61 5.50 0.14 11.95 7.98 3.35 2.95 0.83 0.46 99.52 08NM23诺敏河农场三连46.74 2.00 11.94 4.45 5.22 0.14 11.47 7.83 4.01 3.83 0.89 0.86 99.39 08NM24龙头后山微波塔46.52 2.75 11.58 6.35 4.32 0.15 10.92 7.74 3.62 3.91 1.04 1.06 99.95 08NM09龙头诺敏河桥边46.26 2.80 11.60 6.19 4.60 0.15 10.97 7.81 3.70 3.79 1.05 0.96 99.88 09NM10C龙头南398高地47.19 2.64 11.64 3.91 6.71 0.14 11.49 7.78 3.88 3.40 0.82 0.02 99.61 09NM11诺敏河西侧玄武岩台地45.03 2.82 11.85 4.40 6.49 0.14 10.95 8.85 3.29 3.87 1.06 0.68 99.43 09NM12诺敏河玄武岩台地44.81 2.99 11.83 4.72 6.30 0.15 11.07 8.75 3.26 4.13 1.15 0.30 99.46 08NM04宜里45.36 2.05 10.19 4.48 5.88 0.16 16.37 7.67 3.25 2.88 0.85 0.34 99.47 09NM14宜里农场4队45.95 2.05 10.22 2.92 7.61 0.15 16.69 7.68 2.77 2.39 0.71 0.44 99.58 09NM13A小四方山北火口沿45.08 2.52 10.97 9.08 1.71 0.14 13.58 8.19 3.79 2.96 0.71 0.60 99.33 09NM13B小四方山火口内46.04 2.43 10.97 4.99 5.78 0.14 14.05 7.97 3.21 2.79 0.77 0.32 99.45 09NM16博克图大山45.80 2.16 11.45 3.82 7.03 0.15 13.28 8.97 2.87 2.62 0.79 0.50 99.44
1 火山区地质概况
诺敏河第四纪火山岩位于内蒙古东部鄂伦春旗的诺敏河及其支流毕拉河和甘河支流奎勒河，这里分布有数十座火山锥和数百平方千米的熔岩流，火山锥及熔岩流主要沿诺敏河及其东(奎勒河)西(毕拉河)两侧分布。早先根据航、卫片(徐亚勤等，1995)和火山地质与年代学初步结果(刘若新，1992；刘嘉麒，1999；马保起等，2006)认为属于第四纪火山，并推测存在全新世火山活动。近些年，根据我们实地考察认为，研究区第四纪火山产物覆盖在白垩纪火山岩及中生代侵入岩之上，初步认定第四纪火山24座，熔岩流分布面积约600km2(图1)。24座火山主要是中、晚更新世-全新世火山喷发活动的产物，喷发特征主要表现为早期以爆破式喷发的火山碎屑物如火山渣、熔岩饼、火山弹和薄层熔岩等围绕火口构筑火山锥体，晚期以溢流式喷发的熔岩流，沿火口周围形成分布面积不等的熔岩流。早更新世火山熔岩流残片主要沿诺敏河中下游分布，构成河流的二级阶地，火山岩已强烈风化。
图2 火山岩TAS分类图
五大连池-科洛火山岩和绰尔河-哈拉哈河火山岩数据据樊祺诚等(1999，2011).A线为碱性与亚碱性岩分界线(据Miyashiro,1974).▲-诺敏河火山岩;□-绰尔河-哈拉哈河火山岩;○-五大连池-科洛火山岩
Fig.2 TAS diagram for volcanic rocks in the studying area
The data of volcanic rocks of Wudalianchi-Keluo area and Chaoer river-Halaha river area after Fan et al.(1999, 2011).‘A’ line subdivides the volcanic rocks into alkaline and subalkaline(after Miyashiro, 1974).▲-volcanic rocks from Nuomin river area; □-volcanic rocks from Chaoer river-Halaha river area; ○-volcanic rocks from Wudalianchi-Keluo area
图3 诺敏河火山岩K2O-Na2O图
五大连池-科洛火山岩和绰尔河-哈拉哈河火山岩数据据樊祺诚等(1999，2011)
Fig.3 K2O-Na2O plot of volcanic rocks in Nuomin river area
The data of volcanic rocks of Wudalianchi-Keluo area and Chaoer river-Halaha river area after Fan et al.(1999, 2011)
2 火山岩类型及主要岩石学特征
诺敏河第四纪火山岩包括爆破式喷发形成的火山碎屑岩和溢流式喷发形成的火山熔岩两类，爆破成因的火山碎屑岩以气孔状构造为特征，显微镜下具特征的玻基斑状结构，70%～80%以上为基质玻璃和针状斜长石微晶，显微斑晶为橄榄石、辉石，显示岩浆快速冷凝结晶的特征。溢流式喷发的熔岩流是在相对缓慢冷凝条件下结晶，形成结壳熔岩、渣状熔岩和块状熔岩三种熔岩类型，一般岩石结晶程度好于碎屑岩，具斑状结构，斑晶以橄榄石为主，较自形，单斜辉石斑晶较少见。熔岩基质结构为玄武质岩石常见的间粒结构、填间结构和间隐结构，与熔岩流的冷凝速度有关。基质由细粒橄榄石、短柱状辉石、条状斜长石、粒状磁铁矿等钛铁氧化物和玻璃质组成。有些快速冷凝的熔岩流表层形成玻璃质结构。
诺敏河30个火山岩化学分析结果列于表1。为了比较诺敏河第四纪火山岩与邻区五大连池-科洛钾质火山岩和大兴安岭中部的绰尔河-哈拉哈河第四纪火山岩，在火山岩TAS分类图上(据Le Bas et al., 1986，图2)可以看出它们明显分属于不同的火山岩类型。根据诺敏河火山岩的SiO2 (44%～50%)和K2O+Na2O(4%～9%)，以及富MgO(主要变化于10%～14%)特点，其火山岩类型属于碧玄岩(Ol>10%)；哈拉哈河-绰尔河火山岩属于钠质系列碱性玄岩,以碱性橄榄玄武岩为主，少数为钾质粗面玄武岩；科洛-五大连池-二克山则以响岩质碱玄岩为主，也就是我们俗称的白榴玄武岩。根据火山岩K2O-Na2O分类(据Middlemost,1972，图3) 和SiO2-K2O分类(据Peccerillo et al.，1976，图略)，科洛-五大连池-二克山火山岩和诺敏河火山岩均属于钾质系列火山岩(K2O含量分别为4%～6%和2%～4%，且K2O >Na2O-2%)，表明二者的亲缘性，但诺敏河火山岩的K2O含量(一般3%～4%)明显低于五大连池-科洛火山岩的K2O含量(一般4%～6%)；而哈拉哈河-绰尔河火山岩则属于钠质系列火山岩，类似于汉诺坝、大同地区和中国东部新生代火山岩的主要类型(一般K2O<2%，且K2O< Na2O-2%)(Fan and Hooper，1991)。
3 火山岩K-Ar测年结果
在野外地质考察基础上，采集新鲜的致密块状火山岩，经薄片鉴定选择无斑或少斑样品粉碎成40～60目(粒径约0.45～0.3mm)，用磁选法除去橄榄石斑晶，进行火山岩K-Ar年龄测定。由于所测对象时代较年轻，为了尽量去除大气Ar的影响，提高放射成因Ar的相对含量，实验前作了250℃低温烘烤去气。K-Ar法的测量分为两部分，钾的测量和氩的测量。K的测量使用HG-5型火焰光度计，Ar的测量采用同位素稀释法，在MM-1200质谱计和与之连接的金属萃取、纯化系统上完成。质谱仪的40Ar本底值为n×10-15mol，全系统热本底为n×10-14mol，样品用量为100mg左右，稀释剂用量为n×10-13mol。在静态下记录40Ar、38Ar、36Ar三个同位素的量，经过线性回归，计算出其初始值，并根据K-Ar年龄公式计算出样品的表面年龄，11个火山岩测年样品的采样位置见图1，测年结果列于表2。根据K-Ar年龄结果，早更新世(2.30～0.87Ma)和中更新世(0.76～0.58Ma)两期火山，与其野外地质特征所作的划分基本吻合。11个样品的测年结果最年轻的是四方山火山岩(0.128±0.01Ma)，限于方法本身，少数晚更新世火山岩未能测出年龄，但从测试结果(检测不出年龄或者同一样品测试的重现性差)可以判断其为很年轻的样品。对于年轻火山岩的定年，K-Ar法仍然有它的局限性，所以必须结合火山地质特征进一步判断。
表2 诺敏河火山岩K-Ar年龄测定结果
Table 2 K-Ar dating results for the volcanic rocks of Nuomin river area
注：由中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室(K-Ar & Ar-Ar年龄实验室)分析.采用常数: λ=5.543×10-10/a，λe=0.581×10-10/a，λβ=4.962×10-10/ a，40K/K=1.167×10-4/mol/g
序号样品号采样地点K(%)40Ar rad(克分子/克)40Ar rad(%)表面年龄(±1σ,Ma)108NM01四方山2.866.374E-1310.780.128±0.01209NM16博克图大山2.112.120E-123.680.58±0.14308NM20果楞奇山坡脚2.933.617E-1240.660.71±0.01408NM04宜里2.753.610E-1217.340.76±0.03508NM22马蹄山东公路边3.565.388E-1285.240.87±0.01608NM12果楞奇山东南3km2.834.652E-1256.110.95±0.03708NM09龙头诺敏河桥边3.526.611E-1255.811.08±0.04808NM19果楞奇山北侧2.685.783E-1269.521.24±0.03908NM24龙头后山微波塔3.638.529E-1256.411.35±0.041008NM15神指峡毕拉河河谷底部3.349.155E-1239.501.58±0.031108NM23诺敏河农场三连3.491.393E-1193.222.30±0.02
4 火山活动分期及主要地质特征
限于方法和实验技术，对于保存相对较好的第四纪以来年轻火山岩的定年，结合野外地质特征进行火山活动分期与历史研究尤显重要。根据本文的火山岩K-Ar测年结果，结合火山地质地貌特征、野外地层覆盖关系和岩石风化程度等，将诺敏河第四纪火山活动初步划分为早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四期，各期年龄结果及主要地质特征如下。
早更新世火山锥体已不复存在，较大片的熔岩流主要沿诺敏河中下游的诺敏镇、诺敏农场附近和奎勒河与其支流根河汇合处的宜里分布，熔岩流常构成河流的二级阶地，风化强烈(图4a)，多被河流冲积物覆盖，或开垦为农田。在深度切割的河谷，如毕拉河上游谷底部也见有早更新世火山岩(1.58Ma)。根据本文火山岩8个K-Ar测年结果(表1)，诺敏河早更新世火山活动时代介于2.3～0.76Ma，基本上贯穿了早更新世时期。
中更新世火山产物占据诺敏河第四纪火山的主体，保存大量火山碎屑锥及部分火山口，由于火山锥风化程度相对较强，比起晚更新世后形成的火山，中更新世火山锥体上部多已剥蚀，显得相对低矮，火口或锥体多残缺不全成半拉子山，如奎勒河黑桦梁子小四方山火口袒露，火口前方已辟为耕地(图4b)，乃较为典型的中更新世火山之特征。中更新世火山熔岩流的分布面积最大，沿诺敏河流域分布的小土葫芦山火山熔岩流、果楞奇火山熔岩流、布宫奇汗火山熔岩流和沿奎勒河流域分布的红花尔基火山熔岩流、博克图大山火山熔岩流、小四方山火山熔岩流等均属中更新世火山产物。本文2个火山岩K-Ar测年结果(0.71～0.58Ma)为中更新世。
图4 诺敏河第四纪火山地质特征v(a)-早更新世球状风化火山岩；(b)-中更新世黑桦梁子火山；(c)-晚更新世四方山火山；(d)-全新世马鞍山及石塘
Fig.4 Geological features of Quaternary volcanoes in Nuomin river area
(a)-spheroidal weathering volcanic rock of Early Pleistocene；(b)-Heihualiangzi volcano of Middle Pleistocene；(c)-Sifangshan volcano of Late Pleistocene；(d)-Maanshan volcano and it’s block lava of Holocene
晚更新世火山活动趋弱，火山虽少，但火山锥体保存较为完好(如四方山)，与中更新世火山相比，可以明显发现该期火山产物形成时代更晚。锥体风化程度相对较弱，火口完整且较深、内壁较陡，锥体顶部仍保存较完整的溅落锥(图4c)。四方山熔岩流沿毕拉河支流汇入全新世喷发的毕拉河熔岩流。相比，晚更新世火山锥体的完好性、陡峻程度、锥体顶部保留的溅落堆积物和裸露的熔岩流地貌特征均不及区内全新世马鞍山火山。四方山火山是11个样品的测年结果中最年轻的(0.128±0.01Ma)，尽管年龄结果属于晚更新世下限(0.126Ma，据国际地层委员会，2010*国际地层委员会.2010.国际地层表)，但根据火山口保存的形态和其它地质地貌特征判断，四方山火山可能喷发形成于几万年前。
全新世火山位于毕拉河上游，其熔岩流主要分布在毕拉河河谷，包括马鞍山火山和达来滨湖通火山，其熔岩流汇合沿毕拉河直抵下游与诺敏河的汇合处，沿途熔岩流侵占阻塞河道，形成众多火山堰塞湖或堰塞塘(如达来滨湖和达来毕诺湖)。马鞍山火山锥体相对高度～200m，由早期底部降落锥(～150m)和晚期顶部溅落锥叠置构成，降落锥较缓主要由褐红色松散状火山碎屑构成；溅落锥相对陡峻，由褐红色、砖红色巨厚层熔结集块岩、火山弹、熔岩饼及塑性熔浆团块构成。马鞍山火山爆破式喷发产物除形成碎屑锥外还在外围形成局部的火山碎屑空降堆积。马鞍山火山有东、西两个溢出口，熔岩流多次溢出，向南东方向注入毕拉河。早期，熔岩流形成结壳熔岩，随着岩浆中挥发份含量大量减少，晚期形成块状熔岩沿锥体周边分布，形成大规模裸露的石塘(图4d)，可与大兴安岭南段的高山、焰山及五大连池老黑山火山比美。
5 讨论与结论
大兴安岭北段诺敏河第四纪火山岩沿诺敏河及其支流毕拉河和甘河支流奎勒河河谷分布，初步确认24座火山，火山岩分布面积约600km2。诺敏河第四纪火山岩均属于钾质系列火山岩，明显不同于大兴安岭南部哈拉哈河-绰尔河火山岩及中国东部绝大多数新生代钠质系列火山岩，类似于邻区科洛-五大连池钾质火山岩，表明它们二者的亲缘性，可能与古老的地壳物质重循环进入地幔有关(刘若新，1992)。但诺敏河火山岩的K2O含量(一般2%～4%)明显低于五大连池-科洛火山岩的K2O含量(一般4%～6%)。诺敏河第四纪火山岩中的地幔橄榄岩捕虏体中也发现金云母等富钾含水矿物，类似于五大连池-科洛、镜泊湖等钾质火山区的情况(刘蒙华，1986；樊祺诚等，1999；张招崇和李树才，2000；Fan et al., 2006)，寓示它们均来自相似的富钾地幔源区。它们之间存在钾含量的差异，可能与岩浆源区的构造背景和地幔化学非均一性有关，尚待微量元素和同位素地球化学研究的进一步揭晓(研究中)。东北地区和内蒙东部处于中亚造山带东段，该区经历了古生代-中生代期间不同块体的碰撞、拼接(李双林和欧阳自远，1998；Wu et al., 2001；葛文春等，2007)和中-新生代时期大兴安岭山脉强烈隆升(邵济安等，2006)等多重构造-岩浆活动，导致火山源区地幔化学不均一性、岩浆起源演化的差异和地表火山岩成分的多样性。
根据本文提出的火山岩K-Ar测年结果(2.3～0.128Ma)及火山地质特征，可将诺敏河第四纪火山进一步划分为早、中、晚更新世和全新世四期，与大兴安岭南段的绰尔河-哈拉哈河第四纪火山活动基本同步(樊祺诚等，2011)。从火山及火山岩的时空分布特征可以看出，诺敏河第四纪火山活动有从东向西发展的趋势。早期(早更新世)火山活动主要沿诺敏河和奎勒河流域分布，由于经历强烈剥蚀风化，早更新世火山锥体已不复存在。中更新世火山活动进入高潮，保留的火山数量及熔岩流均为诺敏河第四纪火山区的主体，遍布全区。晚更新世-全新世火山活动限于毕拉河流域，典型的晚更新世四方山火山和全新世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景观，为火山学研究、科普和火山地质公园建设提供了不可多得的火山地质遗迹。
References
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Abstract 24 Quaternary volcanoes are distributed along Nuomin river and Kuile river area volcanic field (NK for short) in the north of the Great Xing’an Range.With an area of 600 square kilometers, the volcanic rocks are characterized by potassic series (K2O=2%～4%, K2O>Na2O-2%), which are similar with rocks in Wudalianchi-Keluo volcanic field (WK for short).Although NK and WK share the alike mantle source, volcanic rocks from NK are low in K2O than that from WK (K2O=4%～6%).During the Paleozoic and the Cenozoic, multiple tectonic and magmatic activities resulted in the heterogenous geochemistry in the magma source, and thus varied volcanic rocks were generated.Based on K-Ar dating (2.3～0.128Ma) and volcanic field characteristics, it is identified that the volcanism in NK occurred in four periods: Early Pleistocene, Middle Pleistocene, Late Pleistocene, and Holocene.Volcanic products of Early Pleistocene, mostly mantled by the later volcanic rocks, are distributed along the valleys of Nuomin river and Kuile river.Middle Pleistocene volcanism formed most of the volcanoes and lava spreading in NK.In Late Pleistocene and Holocene Period, volcanic activities were confined in Bila river area, and well kept Sifangshan volcano and Maanshan volcano exemplify volcanism in this period.According to the distribution of volcanoes in four periods, it is inferred that the volcanism have the tendency to develop from the east to the west of NK.
Key words Nuomin river; Quaternary volcanoes; Potassic volcanic rock; K-Ar dating; Stages; Geological features
摘 要 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。
关键词 诺敏河；第四纪火山；钾质火山岩；K-Ar年龄；分期；地质特征
中图法分类号 P588.14; P597.3
2012-01-12 收稿， 2012-02-20 改回.
*本文受国家自然科学基金(41172305、40972047)资助.
Fan QC, Zhao YW, Sui JL, Li DM and Wu Y.2012.Studies on Quaternary volcanism stages of Nuomin river area in the Great Xing’an Range:Evidence from petrology, K-Ar dating and volcanic geology features.Acta Petrologica Sinica, 28(4):1092-1098