大兴安岭中西部第四纪火山喷发历史与岩浆成因

本项目通过大兴安岭中西部綽尔河、哈拉哈河流域第四纪火山全面地质考察基础上，系统采样，开展火山地质学、年代学、火山岩岩相学与岩石地球化学综合研究，确定火山的数量和分布规模，恢复大兴安岭中西部地区的火山喷发特征和喷发历史，编制大兴安岭中西部第四纪火山岩分布图。运用火山岩及尖晶石相和石榴石相地幔橄榄岩的岩石学、主微量元素和同位素地球化学双重约束，探讨大陆内部火山岩浆成因演化和地幔源区特征，结合东北地区新生代不同时期火山岩及其地幔岩捕虏体的已有成果，完善和深化东北大陆新生代火山时空演化及其构造背景研究。

通过大兴安岭中西部哈拉哈河-綽尔河流域火山地质学、年代学、火山岩地球化学综合研究，确定了第四纪火山34座和火山岩分布面积约400km2。火山喷发可分为斯通博利型（为主）、高山-焰山式型和射汽岩浆型三种类型。火山活动划分为早、中、晚更新世和全新世四期，其中焰山火山、高山火山、十号沟盆地火山、小东沟火山等为全新世火山。编制了大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩分布图。哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩为钠质系列碱性橄榄玄武岩，具有较原始岩浆特点（Mg#=60-70）。火山岩REE、不相容元素和Sr-Nd同位素地球化学特征，总体上表现出与OIB相似的特征。估计哈拉哈河-绰尔河火山岩浆由来源深度约>70km的轻稀土富集的石榴子石二辉橄榄岩低程度（8%-5%）部分熔融产生。第四纪火山岩中含有石榴石相橄榄岩和尖晶石相橄榄岩两类地幔捕虏体，尖晶石相橄榄岩捕虏体划分为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩两类，前者含量略高于后者，研究认为地处兴蒙造山带的大兴安岭岩石圈地幔中仍保留有相当量的古老岩石圈地幔残余，区别于遭受强烈改造和破坏的华北克拉通东部地区的岩石圈地幔。火山岩及地幔岩石捕虏体初步研究揭示，重力梯度带的东西两侧及其跨越的兴蒙造山带与华北克拉通的南北方向上，同样存在岩石圈地幔演化与火山岩成因演化的差异。可能与该区古生代以来，不同块体的碰撞、拼接和多重构造-岩浆活动有关，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。