我国第四纪火山最主要分布东北和内蒙东部，主要沿松辽盆地东西两侧分布，其东部自北向南有镜泊湖小北湖火山群、长白山火山群、龙岗火山群、宽甸火山群，其西部靠近大兴安岭-太行山重力梯度带及其西侧，从北往南有五大连池-科洛火山群、诺敏河-奎勒河火山群、绰尔河-哈拉哈河火山群、阿巴嘎火山群、达来诺尔火山群、乌兰哈达火山群、大同火山群。长白山天池火山是一座长寿命的巨型复式火山，其他都是由几座乃至上百座短寿命的单成因火山(monogenetic volcano)组成的火山群，大多保留了较好的火山锥和火山地貌特征，是第四纪火山之重要地质标志，其中不少火山活动延续到全新世，保存了完好的火山地质地貌特征，成为我们所关注的活动火山。

大兴安岭第四纪火山主要包括北部诺敏河-奎勒河火山区和南部绰尔河-哈拉哈河火山区， 是我国重要的第四纪火山区，由于交通和森林覆盖的原因，对它的调查研究滞后。随着近些年林区交通和火山地质公园的建设，逐步揭开了林区内火山的面纱。早先根据火山地质和地貌特征推测绰尔河-哈拉哈河火山地区可能存在全新世火山喷发活动(刘嘉麒，1988；刘若新，2000)，刘嘉麒(1987)曾用K-Ar法最先获得阿尔山天池玄武岩年龄为0.340±0.203Ma。近些年的研究进一步证实哈拉哈河-绰尔河第四纪火山区(即阿尔山地区)存在全新世火山(白志达等，2005，2008；赵勇伟等，2008)，进入我国活动火山研究的范畴。为了解该区的火山活动历史与演化，我们在火山地质考察基础上，根据火山地质地貌特征，结合火山岩K-Ar年龄测定，对该区火山活动进行了分期。

1 火山区地质概况

大兴安岭位于兴蒙造山带，中生代岩浆活动强烈，广泛发育侏罗纪和早白垩世中酸性火山-侵入岩，仅火山岩分布面积达100×103km2，早白垩世火山岩形成于伸展构造环境(Zhang et al., 2008)。新生代时期，在中国东-西梯度带形成的背景下，大兴安岭山体发生强烈的隆升，并伴随着大范围的玄武质岩浆活动(邵济安等, 2006)。

哈拉哈河-绰尔河火山区位于大兴安岭中段，横跨内蒙古自治区东部兴安盟阿尔山市和呼伦贝尔市交界处。哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩覆盖在中生代侏罗纪火山-侵入岩之上，总体呈北东向展布，分布于哈拉哈河、绰尔河及其支流的河谷中，共有规模大小不同的火山34座，熔岩流分布面积约400km2(图1、表1)。

火山主要由火山锥和短促的熔岩流组成，属斯通博利式火山。火山锥以火山碎屑锥为主，少数由火山碎屑和熔岩组成复合锥，未见熔岩锥。火山碎屑锥下部主要由火山集块岩、火山角砾、火山渣、火山弹等降落堆积组成，上部主要由砖红色和/或灰黑色熔结集块岩等组成溅落组成。规模最大的两座火山是全新世焰山火山和高山火山，兼有爆破式喷发与溢流式喷发之特点。熔岩流自南东向北西流淌逾10km (大黑沟)，形成规模宏大典型的结壳熔岩、渣状熔岩和块状熔岩，其喷发规模介于斯通博利式与布尼里式喷发，是大陆火山作用中一种新的喷发型式(赵勇伟和樊祺诚，2011)。

2 火山岩K-Ar测年结果

根据本文化学分析结果，在火山岩TAS分类图上，哈拉哈河-绰尔河火山岩以碱性橄榄玄武岩为主，少数为钾质粗面玄武岩(图2)；根据火山岩K2O-Na2O分类属于钠质系列火山岩(图略)。

本文挑选新鲜的不含或少含斑晶的致密块状样品，经薄片鉴定后，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法的测量分为钾的测量和氩的测量2部分。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 3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(表2)。除了哈拉哈河的不冻河下游一个样品的K-Ar年龄为6.70Ma，其它7个样品的年龄跨越早更新世到中更新世(2.30～0.16Ma)，少数晚更新世和全新世样品未能测出结果。

3 火山活动分期及主要地质特征

根据火山锥地质地貌特征和喷发物的覆盖关系、熔岩流流动构造、岩石风化程度等地质特征，大兴安岭火山喷发活动从早更新世至全新世跨越了整个第四纪，火山活动具多期性特点。由于地层覆盖原因，新期火山岩之下不乏存在老期火山岩，如本次在哈拉哈河河谷底部所采玄武岩的年龄可以上溯到新近纪(6.70Ma)，表明第四纪火山岩之下还存在更早期的火山活动，因露头有限，本文不涉及第四纪之前的火山。我们在野外火山地质调查中发现，第四纪不同时期火山产物特征对比较鲜明，结合本文新提出的火山岩K-Ar测年数据(表2)和已有的年代学数据(刘嘉麒， 1987； 白志达等，2005)，将研究区的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4期，各期主要地质特征与时代分别叙述如下。

3.1 早更新世

早更新世火山已经找不到明显的火山源头——火山口或火山锥，熔岩流被河流切割和深度侵蚀呈小的块体，有些玄武岩地形切割强烈，沟谷深达数十米，如驼峰岭东北的玄武岩峡谷、德勒河玄武岩峡谷和哈拉河的不冻河段的玄武岩峡谷(图3a, b)。早更新世玄武岩破碎、风化较严重，具球状风化特点，沿河谷分布的玄武岩多被厚层的河流冲积物覆盖或开垦为农田。

3.2 中更新世

中更新世是哈拉哈河-绰尔河火山主要活动期，哈拉哈河-绰尔河34座火山中有27座是中更新世形成的，约占火山总数的3/4，熔岩流面积达近300km2。该期火山保存大量火山碎屑锥及部分火山口，火山锥风化程度相对较强，其顶部溅落锥已被不同程度剥蚀(图3d)，火山口被后期崩塌物质及厚层腐质土所充填，缺乏陡峭的漏斗状特征。一些火山锥顶部火口蓄水成火山口湖，如阿尔山天池、驼峰岭天池(图3c)、基尔果山天池等，成为阿尔山旅游观光景点。在不冻河段下游的中更新世玄武岩(0.59Ma)覆盖在射汽喷发的基浪堆积物质上，说明中更新世发生过射汽喷发活动。中更新世火山岩风化程度较强，多被林地覆盖或开垦为耕地。

3.3 晚更新世

晚更新世火山数量锐减，主要有子宫山火山，以及射汽喷发成因的卧牛泡子火山、乌苏浪子湖火山，熔岩流覆盖面积只有不到40km2。晚更新世锥体保存较为完好，风化程度相对较弱。如子宫山火山，火口较深、内壁较陡，火口内只有少量湿地，锥体顶部仍保存较完整的溅落锥。在马蹄形缺口的熔岩流溢出口还大体保持熔岩原始形貌，熔岩流风化程度较弱，其上只有薄层土壤覆盖，植被很少。子宫山火山熔岩流覆盖河流阶地(图3e)，侵占河道，对河流产生改造。子宫山熔岩流向北流动的过程中侵占原本属于柴河的河道，使本来宽达近百米的的河道几近消失，河流改道向北迁移到远处山脚之下，熔岩流还堵塞原本属于柴河支流的山谷溪流，形成堰塞塘。

晚更新世射汽岩浆喷发是该其火山活动的明显特征，卧牛泡子火山和乌苏浪子湖火山两个射汽岩浆喷发的松散、易风化的火山碎屑能较完好保存下来，也是晚更新世火山活动的重要标志之一(图3f)。

与中更新世火山产物相比，可以明显发现该期火山产物形成时代更晚，在目前缺乏精确的测年数据的情况下，依据野外地质证据将其划入晚更新世。

3.4 全新世

根据火山地质特征和14C年龄，初步认定哈拉哈河-绰尔河火山区的焰山火山、高山火山、十号沟盆地火山、小东沟火山4座火山为全新世火山，熔岩流分布面积共计约100km2(白志达等，2005)。全新世火山锥保存最为完好，一般锥体高大陡峻，火口具漏斗状，内壁陡峭易垮塌，锥体顶部的仍保持火山喷发结束时的溅落堆积特征(如高山火山和焰山火山)。熔岩流严格受现代地形制约沿沟谷流动，覆盖在全新世河床及沼泽沉积物之上，熔岩流流动范围、边界轮廓清晰(图4a)。高山火山锥体西侧仍保存有空降火山碎席(图4b)。熔岩流保持了刚冷却时的形貌和流动构造特征，表面很少有覆盖层，只在岩块隙间有稀疏林木，裸露的结壳熔岩(图4c)、渣状熔岩和石塘是全新世熔岩流的标志性特征。熔岩流途经沼泽水体形成特有的熔岩冢、喷气碟都保存完好(图4d, e)，这在其它时代的火山喷发中所未见。此外，该区的熔岩流的塌陷构造也很典型，如塌陷熔岩隧道和熔岩塌陷湖(地池)。焰山火山和高山火山全新世熔岩流对现代地形地貌进行了明显改造，并侵占阻塞哈拉哈河及其支流河道，形成一系列火山堰塞湖，如仙鹤湖、眼镜湖、鹿鸣湖、杜鹃湖等。

4 结论

根据火山地质特征，结合火山岩K-Ar测年结果，哈拉哈河-绰尔河第四纪火山可进一步划分为早、中、晚更新世和全新世4期。早更新世火山岩，由于风化剥蚀和被后期火山岩覆盖，主要分布于火山区周边和绰尔河及其支流德勒河、哈拉哈河等玄武岩河谷。中更新世火山活动最强，不论火山数量(27座)还是熔岩流规模都超过该区第四纪火山的一半以上。晚更新世时期火山活动趋弱，火山活动范围缩小，只局限于小范围区域。全新世火山活动又进入新的高峰期，强爆破式喷发和规模宏大的熔岩流，以及保存完好的熔岩流地貌是全新世火山之特点。

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