大兴安岭诺敏河-奎勒河第四纪火山地质、喷发物理与活动历史研究

大兴安岭北部的诺敏河-奎勒河第四纪火山活动规模大，持续时间长，火山产物保存完好，存在全新世以来喷发过的活动火山。本项申请采用火山地质调查、火山喷发物理和火山岩年代学研究相结合的方法，系统研究火山产物分布、成因类型，恢复火山机构；探讨火山喷发特征与成因，反演火山喷发过程及其控制因素；在火山地质研究基础上，结合年代学测定，进行火山活动分期和恢复火山活动历史。本项目的最终目标是提交诺敏河-奎勒河第四纪火山地质图，建立火山喷发过程模型，探索诺敏河-奎勒河火山活动的时空演化规律。

野外地质考察确认诺敏河—奎勒河地区火山24座，熔岩分布面积共计约600km2。火山产物包括熔岩流和火山锥，反映出研究区内火山喷发形式有溢流式喷发和爆破式喷发两种，火山喷发类型以斯通博利式喷发为主。溢流式喷发形成渣状熔岩，块状熔岩和结壳熔岩。爆破式喷发形成火山碎屑锥。研究区火山类型分为火山渣锥，溅落锥和盾形火山，它们都是单成因火山，喷发物理过程分别对应着强爆破喷发，弱爆破式喷发和溢流式喷发。根据火山岩K-Ar年代学数据，结合火山地质特征，诺敏河-奎勒河第四纪火山活动可划分为早更新世、中更新世和晚更新世-全新世三期。早更新世火山活动强度不大，熔岩流分布在少数河谷中。中更新世火山活动趋强，无论是火山数量还是熔岩产量都占第四纪以来火山产物总量的1/2以上，产物遍布研究区，构成了整个火山区的雏形。晚更新世和全新世的火山活动局限于毕拉河流域，爆破式喷发造就数座规模较大的火山碎屑锥。马鞍山，达来滨湖通等火山可能为全新世火山。诺敏河-奎勒河火山岩为钾质系列碱玄岩-碧玄岩-粗面玄武岩，微量元素地球化学特征与五大连池钾质火山岩相似，而与邻近的哈拉哈河-绰尔河火山岩明显不同。岩浆源区矿物组成可能是含金云母的石榴石二辉橄榄岩，岩浆较为原始（Mg#=59-78）。对比三期火山岩的地球化学数据发现，早期岩浆作用具有较高的轻重稀土分异和较高的LILE含量，中期岩浆作用中钾质开始增加，但是其它的LILE并没有增加。在最晚期，钾质含量达到最高，轻重稀土的分异减小，LILE含量也减少。我们倾向于用岩石圈拆沉模式解释地球化学特征演化。