内蒙古乌兰哈达第四纪火山活动历史与岩浆成因意义

On the basis of Quaternary volcanic field survey on Wulanhada area of Inner Mongolia, especially on the evanescing volcanoes under human mining activities, 40Ar/39Ar dating will be systematically employed on the volcanic rocks for the purpose of identifying eruption stages and regaining volcano active history in this field. In conjunction with study on volcanic petrology, major and trace elements, isotopes (Sr, Nd, Pb, U, Th) and zircon U-Th isotopic dating, the mantle source characteristics and magma stagnant time in chamber will be constrained. The research is expected to shed new light on the inherent laws of volcanic activity, expose lithospheric variation near the Daxin'anling-Taihangshan gravity lineament , as well as lithospheric differentiation between Xing'an-Mongolian orogenic belt and North China Craton.

在乌兰哈达第四纪火山地质考察基础上，特别是对已破坏的火山尽可能恢复其原貌，开展系统的火山岩Ar-Ar法定年，划分火山喷发期次，恢复其火山活动历史。通过火山岩岩石学、主微量元素、Sr、Nd、Pb、U、Th同位素与锆石U-Th同位素定年，研究地幔源区特征、岩浆滞留时间与岩浆演化过程，探讨乌兰哈达火山活动规律，以及大兴安岭－太行山重力梯度带及其跨越的兴蒙造山带与华北克拉通之间岩石圈演化差异。

本项目通过乌兰哈达火山地质，年代学和火山岩主微量元素、Sr、Nd、Pb、Hf同位素地球化学系统研究，确定了乌兰哈达火山群包括察哈尔右翼后旗乌兰哈达周边的10座火山和察哈尔右翼中旗的8座火山，共计18座火山，这些火山大多具有多个火口或锥体，共由41个火山锥组成（包括25个火山渣锥和16个熔岩锥），熔岩面积约280km2。乌兰哈达火山群大体成一条NWW向排列和两条NEE向排列，NWW走滑断裂与NE张裂一起控制了火山活动的时空分布。根据火山岩K-Ar定年和被烘烤的花岗岩光释光定年结果，乌兰哈达火山活动始于中新世晚期，最新喷发年龄为晚更新世-全新世。乌兰哈达火山岩类型以碱性系列的碱玄岩为主，少量粗面玄武岩，属于一套贫硅富霞石标准矿物的钠质强碱性系列火山岩。岩浆起源于上地幔含石榴子石相的二辉橄榄岩小程度部分熔融，估计其岩浆源区大致处在120km深度。岩浆源区具有碳酸盐化橄榄岩的趋势，可能与太平洋板块向西俯冲所携带的沉积物或流体有关。华北克拉通西部的乌兰哈达、集宁、大同和汉诺坝玄武岩岩浆源区呈现类似的MORB+EM1二元混合趋势，区别于兴蒙造山带的锡盟地区的岩浆源区的MORB+EM2二元混合模式。阿巴嘎200余座第四纪火山包括碱性玄武岩和拉斑玄武岩起源于石榴石橄榄岩地幔源区不同程度和深度的部分熔融，其源区可能受到地幔过渡带滞留的太平洋板片所释放的流体交代作用。研究揭示，大兴安岭-太行山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。