内蒙古西乌旗哈尔绍荣地区早二叠世火山活动特征

内蒙古西乌旗哈尔绍荣地区早二叠世火山活动特征

邢凯 孟巍

河北地质大学地球科学学院，河北石家庄 050000

摘要：内蒙古东部西乌旗地区出露大面积晚古生代火山岩，是近年来研究岩石圈演化的重点地区。前人在该区进行了大量的地球化学以及年代学工作并已有了初步进展，本文通过对西乌旗哈儿绍荣地区出露大面积的早二叠世火山岩展开野外地质学和岩相学研究。岩相学研究结果表明该区火山岩相主要以爆发相和喷溢相为主，识别出三种火山岩相分别为：空落堆积相、碎屑流堆积相和喷溢相。另外，通过野外观察和室内岩相分析发现火山岩和的火山碎屑岩两者呈互层产出，暗示了该区在早二叠时期火山活动较为强烈。

关键词：西乌旗，火山岩，岩相学，火山活动

0 引言

西乌旗位于兴蒙造山带东部，北接兴安地块，夹持于夹持于艾力格庙-锡林浩特地块和松辽-浑善达克地块之间，索伦缝合带以北的北部造山带内。西乌旗区内分布大量晚古生代火山岩，近年来随着学者的深入研究，区内主要以中酸性火山岩为主，部分区域可见少量侵入岩体。前人在该地区进行了大量的年代学和地球化学的研究，研究结果表明该区火山岩的形成时代为早二叠世，但前人却未对该地区岩浆的喷发特征做出深入了解。因此本文对西乌旗哈尔绍荣地区出露的早二叠世大石寨组中酸性火山岩进行了系统的野外地质学和岩相学的研究，划分火山喷发相，查明火山活动特征。

1、区域地质背景

研究区内出露的地层单元由老至新分别为：锡林郭勒杂岩、本巴图组、阿木山组、寿山沟组、大石寨组、林西组、哲斯组，并发育少量侏罗纪火山岩和少量侵入岩体。二叠纪地层在该区广泛出露，且岩性稳定变质程度小，以大石寨组、林西组、哲斯组地层为代表。其中大石寨组火山岩出露面积以及厚度较大，根据野外观察该组岩石组合特征可分为上下两个岩段。上段底部与晚石炭阿木山组生物碎屑灰岩呈断层接触。该段岩石组合主体以酸性火山岩及其凝灰岩为主，伴生有少量玄武安山岩及其凝灰岩。下段主体以安山质熔结凝灰岩，角砾岩为主，发育气孔杏仁构造和流动构造，夹少量安山岩-英安岩-流纹岩，流纹质熔结凝灰岩。

2、岩相学特征

本文对西乌旗大石寨组火山岩下段进行了岩相学分析，其分析结果如下：

PMX-2岩性为流纹质晶屑岩屑熔结凝灰岩，凝灰结构，块状构造。岩石主要由碎屑物和胶结物组成。基质较粗，其中斜长石绢云母化蚀变强，碎屑物含量40%，胶结物含量20%，基质含量40%。碎屑物主要由石英晶屑，斜长石晶屑，以及少量不透明矿物构成。石英晶屑：无色，他形，正低突起，表面干净；最高干涉色为一级黄白，波形消光，粒度大小为0.1-0.25mm,含量约为25%。颗粒磨圆度中等，多以次棱角状为主。斜长石晶屑：板状，无色，正低突起；一级灰白干涉色，可见聚片双晶和卡纳联合双晶，粒度大小为0.15-0.25mm，含量约为15%。不透明矿物：他形粒状，正交光镜下全消光，粒度0.1mm左右，含量约5%，疑似磁铁矿。

PMX-3岩性为安山质岩屑晶屑凝灰岩，凝灰结构，块状构造。岩屑含量20%晶屑含量35%不透明矿物5%基质含量40%。岩屑主要由石英岩屑5%和斜长石岩屑15%组成，以及少量不透明矿物，岩屑粒度在0.1-0.4mm之间，次圆状，其中还夹杂少量暗色矿物。晶屑主要由石英晶屑和斜长石晶屑组成，其中斜长石晶屑绢云母化强烈。基质颗粒较粗为显晶质结构，主要由长英质矿物组成。石英晶屑：无色，他形，正低突起，表面干净；最高干涉色为一级黄白，波形消光，粒度大小为0.1-0.2mm，含量约为15%。颗粒磨圆度中等，多以次棱角状为主。斜长石晶屑：多为长条板状，无色，正低突起；一级灰白干涉色，可见聚片双晶和卡纳联合双晶，粒度大小为0.1-0.4mm，含量约为20%。不透明矿物：他形粒状，正交光镜下全消光，粒度0.1-0.6mm左右，含量约5%，推测为磁铁矿。

PMX-9岩性为玄武粗面安山岩，斑状结构，基质具有粗面结构，块状构造。岩石由斑晶35%，

图1 部分火山碎屑岩和粗面安山岩镜下特征（Q-石英、L-岩屑、Pl-斜长石）

Fig. 1 Microscopic characteristics of partial volcaniclastic rocks and rough andesites (Q-quartz, L-rock chips, Pl-oblique feldspar)

辉石5%，暗色矿物3%基质57%组成。斜长石：无色，正低突起，形态为自形-半自形板状，粒径0.05-0.8mm，斜消光。干涉色为一级灰白，镜下可见聚片双晶，卡纳联合双晶。辉石：无色-浅褐色，正高突起，半自形，干涉色为一级顶到二级，对称消光。粒径0.1-0.2mm，可见聚片双晶。磁铁矿：不透明，不规则粒状，粒度大小在0.05-0.1mm左右。基质：主要为斜长石组成，斜长石呈细针状交叉排布。

3、火山岩相划分

通过薄片研究本文对该区火山岩岩相划分出3种岩相类型。分别为：空落堆积相、碎屑流堆积相、喷溢相。

空落堆积相是在火山的强烈爆发的作用下，碎屑物质被高能量气流崩发至半空中，由于重力作用，碎屑物质在风力作用下搬运沉积并伴随着塑性变形，因此在本区内形成大量安山质岩屑晶屑凝灰岩。

碎屑流堆积相是在火山活动强烈爆发时期，会形成能量较强的气流，期间夹带着大量被火山爆发作用而形成的火山碎屑物质爆发至半空中，随空中气流流动漂浮，当气流能量减弱时在距离火山表面或几公里范围内进行沉积。在本区内形成大量流纹质岩屑或晶屑熔结凝灰岩。

溢流相是岩浆熔体从深部沿火山通道上涌上升至地表，自火山口向外溢流。在本区内形成玄武粗安岩等火山岩。

4、结论

1、根据野外观察和室内薄片鉴定，将内蒙古西乌旗哈尔绍荣地区火山岩划分为三种火山岩岩相，分别为：空落堆积相、碎屑流堆积相、喷溢相。

2、研究表明，大量火山碎屑岩的产出暗示了早二叠世时期火山活动较为强烈。

参考文献

1. 区地质矿产地质司，火山岩地区区域地质调查方法指南.1987：北京地质出版社.298.

2. 傅树超，卢清地，陆相火山岩区填土方法研究新进展-“火山构造-火山岩相-火山地层”填土方法.地质通报，2010,11(1)：1640-1648.

3. 赵斌. 内蒙哈腊特中生代火山岩相及火山机构研究[D].河北地质大学,2016.