大兴安岭中段央格力雅山火山喷发盆地火山活动旋回和构造特征*

张顺新 黄新华 刘 伟 肖 亮 姜 魁 梁永科

（湖南省地质矿产勘查开发局四一八队）

央格力雅山火山喷发盆地位于大兴安岭中段央格力雅山地区，为该地区主要的喷发盆地，盆地平面上呈北东向长椭圆状，长约36 km，宽大于17 km，面积大于600 km2，由6个锥火山、2个破火山、1个火山穹窿、1个裂隙式火山组成。前人研究主要集中于侵入岩，但对该盆地的火山活动及构造等方面研究程度较低。本研究通过对央格力雅山火山喷发盆地火山岩岩石学特征、火山岩相特征、火山活动旋回、火山构造及火山活动演化等方面进行研究，为进一步认识央格力雅山火山喷发盆地中生代以来火山活动和构造演化提供依据和线索。

1 央格力雅山火山喷发盆地特征

1.1 基底

央格力雅山火山喷发盆地基底由古生界上志留统卧都河组、晚石炭世侵入岩和中二叠世侵入岩组成，其中卧都河组岩性主要为中细粒变质长石岩屑砂岩、中细粒变质岩屑石英砂岩，中细粒变质长石石英砂岩、变质粉砂岩、板岩夹少量砾岩等；晚石炭世侵入岩主要为晚石炭世正长花岗岩；中二叠世侵入岩主要为闪长岩、花岗闪长岩、正长花岗岩。

1.2 盆地盖层

央格力雅山火山喷发盆地盖层主要由中生界上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组以及新生界上更新统大黑沟组［1］，早白垩世侵入岩组成（图1）。满克头鄂博组多分布于各火山喷发岩带的边部，呈条带状断续出露，玛尼吐组分布于火山喷发盆地中心，是晚侏罗世火山活动的主体，白音高老组呈斑点状分布于火山机构周围。

（1）满克头鄂博组主要分布于盆地边部。岩性以灰白色酸性凝灰熔岩、流纹岩以及灰白～灰紫色的酸性玻屑熔结凝灰岩、凝灰岩为主，间夹中酸性晶屑玻屑熔结凝灰岩。

（2）玛尼吐组主要分布于盆地中部、西部。岩性以灰紫、灰色安山岩、英安岩及安山质、英安质晶屑岩屑凝灰岩为主，夹粗面质碎屑熔岩、碎屑岩等。

（3）白音高老组主要分布于盆地西部。岩性为流纹岩、流纹质集块岩、流纹质角砾岩、（含）角砾晶屑岩屑凝灰岩、凝灰质等。

（4）大黑沟组主要分布于盆地中东部，沿伊斯毕拉罕及霍日高鲁河谷分布。岩性为气孔状橄榄玄武岩、气孔杏仁状橄榄玄武岩。

（5）早白垩世侵入岩主要分布于盆地东部及西部边缘。岩性为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩。

2 火山岩岩石学特征

盆地内火山岩发育，主要有熔岩、火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、次火山岩等，产于满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组、大黑沟组。满克头鄂博组主要为流纹质火山碎屑岩、中酸性熔岩及次火山岩；玛尼吐组主要为中性熔岩、英安质—安山质火山碎屑岩、中性次火山岩；白音高老组主要为酸性熔岩、流纹质火山碎屑岩、酸性次火山岩；大黑沟组主要为基性熔岩。

2.1 熔岩类

（1）玄武岩。主要分布于大黑沟组，为橄榄玄武岩类，岩石具间粒结构，气孔状构造。岩石普遍遭受绿泥石化、碳酸盐化等，蚀变较强。主要矿物成分为斜长石、辉石、橄榄石等，副矿物主要有磁铁矿等，次生矿物有绿泥石、镁铝榴石等。

（2）安山岩。主要分布于玛尼吐组，主要有灰色～灰绿色安山岩、角闪安山岩、辉石安山岩、黑云母角闪安山岩等。岩石具斑状结构，块状构造，主要矿物成分为斜长石、角闪石、黑云母，副矿物为磁铁矿等，次生矿物有绿泥石、绿帘石等。

（3）粗面岩。主要分布于玛尼吐组，是划分满克头鄂博组及白音高老组的重要标志层。岩石以斑状结构、粗面结构为主，块状构造，以常见粗大的正长石、透长石斑晶为特征。主要矿物成分为正长石、透长石、斜长石、黑云母等，副矿物为钛铁矿，次生矿物有沸石类等。

（4）英安岩。主要分布于玛尼吐组，呈浅灰色、灰色，具斑状结构，基质霏细微晶结构，块状构造。斑晶为斜长石，以中长石为主，一般0.1～3 mm，半自形—自形板状，基质由霏细状长英矿物、微晶状长石、显微鳞片状黑云母等组成，次生矿物有绢云母化、绿泥石化等。

（5）流纹岩。主要分布于满克头鄂博组及白音高老组，岩石具斑状结构，流纹构造。主要矿物成分为透长石、石英。副矿物为锆石等，次生矿物有绢云母、黏土矿物（高岭石）等。

2.2 火山碎屑岩类

2.2.1 正常火山碎屑岩类

满克头鄂博组火山碎屑岩主要有流纹质角砾凝灰岩、含角砾多屑凝灰岩、双屑凝灰岩、单屑凝灰岩、夹英安质火山碎屑岩。颜色一般较浅，呈灰—灰白、灰黄、灰绿色，岩石以角砾凝灰和晶屑玻屑凝灰结构为主，主要由晶屑（中长石、黑云母、辉石等）、岩屑（安山岩、英安岩）以及玻屑、浆屑、火山灰物质组成。

玛尼吐组火山碎屑岩主要有英安质含角砾凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰岩，其次为粗面质含角砾岩屑晶屑玻屑凝灰岩。颜色相对较深，呈灰色、灰绿—灰黄绿色、紫灰色，岩石以角砾结构、凝灰结构和晶屑岩屑凝灰结构为主，主要由晶屑（斜长石、黑云母、石英等）、岩屑（英安岩、安山岩、凝灰岩等）以及玻屑、火山角砾、火山灰物质等组成。

白音高老组火山碎屑岩主要有流纹质含角砾岩屑凝灰岩，流纹质晶屑玻屑凝灰岩，流纹质晶屑岩屑凝灰岩，流纹质凝灰岩。颜色呈灰黄、灰绿、灰紫、绿灰色等，岩石以含角砾岩屑凝灰结构、（含角砾）晶屑玻屑凝灰结构为主，主要由晶屑（斜长石、钾长石、黑云母等）、岩屑（流纹质凝灰岩、流纹岩、安山岩等）以及玻屑、火山角砾、火山灰物质等组成。

2.2.2 熔结火山碎屑岩类

主要分布满克头鄂博组、玛尼吐组及白音高老组，以酸性凝灰岩为主，是区内常见的岩石类型。岩石以玻晶凝灰结构为主，由玻屑、晶屑及火山灰物质组成。

2.3 火山碎屑沉积岩类

盆地内晚侏罗世各组均有分布，以白音高老组最发育，岩性为沉凝灰岩、粉砂质泥岩及凝灰质砂砾岩等，颜色呈灰绿色、灰—灰黑色、灰黄色，岩石以细沉凝灰结构、粉砂质泥质结构、凝灰质砂砾状结构为主，纹层状构造或块状构造，由黏土矿物、岩屑、玻屑等组成。

2.4 次火山岩类

盆地内晚侏罗世各旋回均发育有次火山岩，其岩性有闪长玢岩、安山玢岩、英安斑岩、流纹斑岩、花岗斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩、正长斑岩等，多沿火口、次火口侵入。

3 火山岩岩相特征

央格力雅山火山喷发盆地火山作用产物的岩相类型主要有喷溢相、爆发空落相、火山碎屑流相、火山喷发—沉积相、火山通道相、侵出相、次火山岩相（表1）。

（1）喷溢相。岩石类型有玄武岩、安山岩、粗安岩、粗面岩、流纹岩、英安岩及碎屑熔岩等。该相岩石较发育，其中大黑沟组主要以溢流相玄武岩为主；满克头鄂博组以流纹岩、流纹质碎屑熔岩为主；玛尼吐组以安山岩、粗安岩、英安岩及其碎屑熔岩为主。

（2）爆发空落相。该相岩石在晚侏罗世各组火山岩中均有分布，一般围绕火山喷发中心，呈环状或环带状分布。横向上由火山喷发中心到边缘碎屑粒度呈由粗到细、堆积厚度呈由厚变薄趋势。岩性主要为流纹质、英安质、安山质、粗面质含角砾凝灰岩及凝灰岩等。

（3）火山碎屑流相。该相岩石在满克头鄂博组和玛尼吐组中均有分布，白音高老组中相对少见。

（4）火山喷发—沉积相。该相岩石在晚侏罗世各组均有分布，岩性为沉凝灰岩、粉砂质泥岩及凝灰质砂砾岩等。

（5）火山通道相。该相岩石在晚侏罗世各组均有分布，呈岩颈状或岩筒状，岩性主要为粗火山碎屑岩、英安岩、粗安岩、流纹岩、安山岩等。

（6）侵出相。该相岩石在玛尼吐组最为发育，主要分布于火山口的外围或火山断裂的交汇部位，呈岩针、岩钟、岩墙产出，形成于火山活动旋回晚期。岩石类型以安山岩、粗安岩为主，火山碎屑熔岩等次之。

（7）次火山岩相。该相岩石多分布于火山机构的中心地带，平面上常呈圆形或不规则状。满克头鄂博旋回主要为次流纹岩，玛尼吐旋回主要为次安山岩及次英安岩，白音高老旋回有次流纹岩、次流纹斑岩、次花岗斑岩等。

4 火山活动旋回及特征

盆地内中生代火山活动可分为晚侏罗世满克头鄂博旋回、玛尼吐旋回和白音高老旋回，新生代火山活动划分为大黑沟期火山喷发旋回，总计4个旋回。各火山旋回的形成方式及对应的火山—沉积地层见表2。

（1）满克头鄂博旋回。以中酸性岩浆喷溢、爆发交替活动为其特征，其产物以流纹质及少量英安质凝灰熔岩、玻屑熔结凝灰岩、含角砾岩屑晶屑凝灰岩为主。

（2）玛尼吐旋回。以中心式中酸性、中碱性岩浆喷溢、爆发交替为其特征，其喷出产物主要为安山岩、英安岩、粗安岩及其火山碎屑岩、火山碎屑熔岩等。

（3）白音高老旋回。以大规模中心式酸性岩浆喷发—喷溢交替活动为其特征，其产物以流纹岩、酸性晶屑玻屑熔结凝灰岩、中酸性晶屑熔结凝灰岩、酸性晶屑凝灰岩为主。

（4）大黑沟期旋回。以中心式基性岩浆溢流、爆发为其特征，溢流相主要为玻基橄榄玄武岩，自下而上由致密状—少气孔状—多气孔状的演化趋势，颜色由黑色、灰黑、灰紫色变化。爆发相自下而上为火山渣、火山渣夹浮岩块、浮岩块夹火山渣、浮岩块、火山弹的变化趋势，局部在浮岩层中夹浮岩火山弹。

5 火山构造特征

依据火山作用方式、喷发旋回、岩性岩相空间展布特点等［2］，共圈定出晚侏罗世火山机构9个、上更新世火山机构1个（图2）。

975高地破火山位于盆地西侧，南侧为984高地锥火山叠加，东侧为央格力雅山锥火山叠加，故形态不完整。该破火山形成于满克头鄂博旋回，岩石以灰白色酸性凝灰熔岩、流纹岩以及灰白～灰紫色的酸性玻屑熔结凝灰岩、凝灰岩为主，中间夹中酸性晶屑玻屑熔结凝灰岩或安山岩。

央格力雅山锥火山。位于盆地东北侧，火山口中心位于央格力雅山，其北东—东侧被前中生代火山基底围限，南西侧为984高地锥火山，南侧、北东侧被区域性断裂切割，平面上总体形态为一北东向展布的长椭圆形。该锥火山形成于玛尼吐旋回及白音高老旋回。

（1）玛尼吐旋回。第一阶段岩浆沿基底北东向区域断裂上侵，中性岩浆强烈爆发，堆积了一套安山质、粗面质火山碎屑岩及熔岩，主体分布在火山机构西侧边缘；第二阶段中—酸性岩浆强烈爆发，此阶段形成的英安质火山碎屑岩构成该锥火山的主体，围绕火山活动中心环形分布。

（2）白音高老旋回。该锥火山经玛尼吐旋回初具规模后，进入第三阶段流纹质岩浆小规模喷溢活动，形成一套流纹质火山碎屑岩及熔岩，经后期地壳抬升、剥蚀等地质作用，呈冒状体形态整合于玛尼吐组之上。

984高地锥火山位于盆地的南侧，高山地貌，平面上椭圆形，长轴北西向，面积约110 km2。该锥火山形成于玛尼吐旋回。其东侧边缘出露满克头鄂博组流纹质火山岩，南侧边缘被阿木珠苏河断裂切割，北东端为央格力雅山锥火山叠置，但总体形态完整。

该锥火山岩石组合以中酸性火山碎屑岩、粗面质角砾岩，安山岩为主。根据岩性特征可分为火山颈相、溢流相、爆发相、碎屑流相4个岩相，其中火山颈相主体分布在锥火山顶部，岩性为浅粉色粗面斑岩角砾岩、灰绿色次闪长玢岩；溢流相分布于锥火山中心周围，岩性为灰褐色角闪安山岩、灰绿色辉石安山岩；爆发相分布于锥火山中部，岩性为灰白色粗面质火山角砾岩、紫红色安山玢岩角砾岩；碎屑流相分布于锥火山外围，岩性为灰褐色安山质角砾晶屑岩屑凝灰岩、灰白色英安质角砾岩屑晶屑凝灰岩。

846高地锥火山位于盆地南侧，984高地锥火山南东侧，其形成于984高地锥外环断裂与南东侧放射状断裂的交汇部位，平面上呈圆形，直径约2.5 km，面积约5 km2。形成于玛尼吐旋回，构成火山锥的主体岩石类型为英安质火山碎屑岩。

817高地锥火山位于盆地东北侧，火山口中心位于817高地。由玛尼吐旋回形成，构成火山锥的主体岩石类型为中性—中酸性火山岩及其碎屑岩。其岩石组合为安山岩、安山质晶屑岩屑凝灰岩、英安质晶屑凝灰岩等。

818高地锥火山位于盆地东侧，火山口中心位于818高地。由玛尼吐旋回形成，构成火山锥的主体岩石类型为中性—中酸性火山岩及其碎屑岩。其岩石组合为粗安岩、粗安质角砾晶屑凝灰熔岩及英安质晶屑岩屑凝灰岩等。

766高地锥火山位于盆地东侧，火山口中心位于766高地。由玛尼吐旋回形成，构成火山锥的主体岩石类型为中性—中酸性火山岩及其碎屑岩。其岩石组合为粗安岩、英安岩及英安质火山碎屑熔岩等。

822高地火山穹窿位于盆地东南侧，火山口中心位于扎文河南测822高地，呈椭圆状，发育环状、放射状断裂构造。由满克头鄂博旋回形成，以溢流相为主，为多次溢流的熔岩与相对短期的爆发碎屑岩所构成。其岩石组合为流纹质角砾凝灰熔岩、流纹质熔结凝灰岩等。

985高地破火山位于盆地东侧外缘，火山口中心位于985高地，形成于满克头鄂博旋回。现出露于火山中心位置的主要为流纹质晶屑岩屑角砾凝灰熔岩，英安质晶屑岩屑熔结凝灰岩分布于西南侧边缘地带，表明该火山后期遭受了比较严重的剥蚀破坏。

伊斯毕拉罕火山位于盆地东侧外缘，火山口中心位于伊斯毕拉罕沟谷地带，形成于上更新世大黑沟旋回，以喷溢相基性熔岩为主，主要分布沟谷地带，岩石类型主要为气孔状、杏仁状橄榄玄武岩。

6 火山活动演化特征

中生代以来，央格力雅山地区进入滨太平洋活动阶段［3-5］，受太平洋板块向欧亚板块产生北西向挤压俯冲影响，形成北东向张扭性断裂构造，为晚侏罗世大规模的火山岩浆喷溢活动提供充分的构造空间，先后有满克头鄂博旋回酸性火山岩浆、玛尼吐旋回中性、中酸性火山岩浆及白音高老旋回酸性火山岩浆沿此构造空间上涌喷溢，形成巨厚的大兴安岭地区火山岩堆积。在更新世，先期脆性断裂继承性活动，形成沿现代河谷分布的断裂构造，致使地壳产生差异性升降，在伊斯毕拉罕一带有更新统大黑沟组玄武岩喷溢。

7 结论

（1）央格力雅山火山喷发盆地中生代火山活动方式为中心式，新生代火山活动为裂隙式。根据火山活动时间的阶段性和构造—岩浆演化的方向性，中生代火山活动划分为3个喷发旋回，即晚侏罗世满克头鄂博旋回、玛尼吐旋回和白音高老旋回；新生代火山活动划分为大黑沟期火山喷发旋回。火山作用产物的岩相划分为喷溢相、爆发空落相、火山碎屑流相、喷发沉积相、火山通道相、侵出相、次火山相。

（2）中生代以来太平洋板块继续北西向俯冲过程中所形成的挤压环境和岩浆活动主导了该时期火山活动的构造演化。