达里诺尔第四纪火山成因与演化

The Dalinor Quaternary volcanic field lies in the west of central Great Xing’an Range-Taihang Mt. Gravity Lineament. Widespread volcanic rocks, well-kept cones and young volcanic activity in the Holocene characterized this area. Based on volcanic field investigation, in conjunction with satellites technology, we want to study on 1) geochronology analysis and the volcanic activity history; 2) volcanic eruption characterization and physical process; 3) spatial and temporal volcanism evolution and origin. This study will make an improvement in the understanding of intra-plate Quaternary volcanoes in China, and enrich the knowledge of volcanic geology and volcanology.

大兴安岭-太行山重力梯度带中部西侧的达里诺尔第四纪火山活动规模大、保存好，火山活动可能持续到全新世。本项申请在火山地质研究基础上（配合卫星影象解译和地理信息系统），开展火山年代学测定和恢复火山活动历史、火山喷发特征和喷发物理过程、岩浆地球化学演化研究，编制达里诺尔火山地质图、建立达里诺尔火山活动模型，探索火山活动的时空演化规律和成因机制。研究成果将加深对我国大陆板内第四纪火山的认识，丰富我国的火山地质和火山学理论。

达里诺尔火山作用分为早期和晚期两个阶段。早期火山锥由于强烈风化只留下残锥，熔岩覆盖面积约3000平方公里，形成三个熔岩台地，形成年代在0.51-3.21 Ma。晚期火山有保存完好的火山渣锥和火山溅落锥，熔岩流表面崎岖不平。这阶段熔岩覆盖面积约1100平方公里。野外地质调查确定达里诺尔火山群分布有至少88座单成因火山锥。火山喷发的基本方式有爆破式喷发，溢流式喷发和侵出三种。不同的喷发方式穿插于火山喷发过程：早期火山活动多以侵出和溢流为主，逐渐转变为岩浆爆破式喷发（强斯通博利式，斯通博利式），晚期又过渡为溢流式喷发，喷发过程大体经历一个爆破强度弱—强—弱的转变。射汽岩浆型的火山则是以剧烈的射汽岩浆爆炸开始，后期逐渐转弱为岩浆爆破喷发和溢流喷发。火山喷发产物中出现牛顿流体，宾汉流体，层流，颗粒流，涌流，空降等不同类型的运动形式，形成差异化的火山产物。本项目利用火山锥形貌与分布特征，反演构造控制火山作用的过程。研究表明达里诺尔火山具有较为一致的北东和北东东两个方向的裂隙通道,与区域构造最大主压应力方向相近。因此我们提出，研究区在北东向区域主压应力作用下发生北东东走向的左行剪压走滑，同生断裂提供岩浆的上升通道。早期火山熔岩的主微量、Sr-Nd-Pb-Hf同位素数据表明其来源于岩石圈地幔，而晚期熔岩来源于软流圈。在Sr-Nd-Pb同位素组成上，区内熔岩与东南沿海玄武岩重叠，可以用亏损地幔组分(DM)与EM2型富集地幔组分的幔源混合来解释。我们提出大兴安岭西侧地幔源区的EM2组份可能存在的来源有两个：一是滞留板片边缘崩落下滑释放出EM2组份，这些物质上涌并最终在岩石圈地幔底部形成储库。二是在古老的亚洲洋闭合过程中，沉积物俯冲并储存于岩石圈地幔，经历长时间变质形成EM2组份储库。