黑龙江省伊春市带岭区寒月林场一带火山岩成因探讨

摘 要 本文是在黑龙江省伊春市五三零、寒月林场幅1:5万区域地质矿产调查基础上，对本区火山岩成因进行探讨。

关键词 火山岩；成因

中图分类号 P5文献标识码 A文章编号 1673-9671-(2012)052-0192-04

黑龙江省伊春市带岭区寒月林场一带火山岩前人很少有进行系统总结，本文是在黑龙江省伊春市五三零、寒月林场幅1:5万区域地质矿产调查基础上，对本区火山岩成因进行探讨。

1 区域地质背景

寒月林场一带大地构造位于兴安岭～内蒙地槽褶皱区（Ⅰ级），伊春～延寿地槽褶皱系（亚Ⅰ级），五星～关松镇中间隆起带（Ⅱ级）向阳褶皱束（Ⅲ级）中东部。

自古生代至中生代的火山活动均有不同程度的发育，由老至新划分为二期（组）：即五道岭期（组）和帽儿山期（组）。

2 火山岩相、喷发韵律及火山构造

2.1 火山岩相

按火山喷发方式、类型、火山物质搬运方式和定位环境与状态等，将区内火山岩相划分为3个类型。

2.1.1 喷溢相

测区内喷溢相岩层不甚发育，零星分布于五道岭组和帽儿山组。不同阶段形成具有不同产出特征的喷溢相熔岩。五道岭组单个熔岩流厚度多在几十米，个别厚度<1 m。

2.1.2 空落相

区内该火山岩相出露广泛，分布于五道岭组及帽儿山组。五道岭组岩石类型主要有流纹质岩屑凝灰岩、角砾晶屑岩屑凝灰岩、凝灰角砾岩等。帽儿山组岩石类型主要为流纹质角砾岩屑晶屑凝灰岩及凝灰角砾岩、英安质岩屑晶屑凝灰岩、角砾晶屑岩屑凝灰岩、凝灰角砾岩。

2.1.3 火山碎屑流相

区内该火山岩相分布很少，主要分布于五道岭组，帽儿山组也有少量分布。五道岭组主要为熔结凝灰岩、熔结岩屑晶屑凝灰岩、岩屑晶屑凝灰熔岩。帽儿山组岩石类型为熔结凝灰岩。

2.2 火山喷发旋回与韵律

结合本区火山岩地质概况及岩石地球化学特征，将区内火山岩浆活动划分为三个喷发旋回。

2.2.1 火山喷发旋回

区内火山岩浆活动划分为三个火山活动旋回及三个火山喷发旋回（表1）。

1）五道岭期火山喷发旋回。火山岩系最大厚度>2 136.86 m，多为不规则状分布，是古生代晚期火山活动产物，岩石类型有流纹岩、英安岩、流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩夹砂板岩、流纹质岩屑晶屑凝灰岩、英安质岩屑晶屑凝灰岩、熔结岩屑晶屑凝灰岩等，为钙碱性系列。该期火山活动形成于陆内张性环境，原始火山构造已被后期构造破坏，遭受浅变质作用改造。火山喷发由弱—强—弱特点。岩石成分由酸性—中性—酸性演化特征。

2）帽儿山期火山喷发旋回。火山岩系厚度>250 m，是燕山中期火山活动的产物，岩石类型为流纹质角砾岩屑晶屑凝灰岩、凝灰角砾岩、流纹岩。该期火山活动形成于陆内张性环境，火山喷发活动较强，以空落相为主、火山碎屑流相及喷溢相较少。火山活动由强—弱的特点。

2.2.2 火山喷发韵律

区内各火山喷发旋回中的喷发韵律具有不同特征。

1）五道岭期火山喷发韵律类型及其特征。火山喷发韵律类型：从表2可以看出，除第一韵律以喷溢开始外，其他均以爆发开始，以宁静、喷溢、碎屑流及空落结束，自下而上喷发逐渐增强，沉积厚度也在逐渐增加，但总体看，各韵律厚度变化相对不大。

2）帽儿山期火山喷发韵律类型及其特征。下部为空落一碎屑流相，上部为爆发一空落相，由中酸性火山碎屑岩组成。火山喷发强度由强至弱再度强的变化特征，该类型常见于帽儿山组火山岩中，划分为2个喷发韵律（表3）。下部为喷溢相，上部为空落相，由酸性熔岩及火山碎屑岩组成。

2.3 火山构造

本区火山岩应为火山构造盆地及锅盔顶火山构造盆地的边缘部分，其构造单元划分见表5。

2.4 岩浆来源、成因演化、形成的大地构造环境及火山作用与成矿的关系

区内五道岭旋回及帽儿山旋回中的英安质一流纹质岩石，它反映了岩浆来源深度的不同，出现了由深到浅的变化规律。

2.4.1 火山岩岩浆

1）五道岭期火山岩浆来源。本期火山岩岩石组合为英安质一流纹质岩石组合。从岩石化学图解火山岩K2O含量与喷发深度推断五道岭期岩浆毕乌夫带深度在120-150 km，特征表明岩浆来自上地幔的可能性较大。

2）帽儿山期火山岩浆来源。本期火山岩岩石组合为英安质一流纹质岩石组合。从下部到上部岩石具有由中酸性到酸性变化的特征。说明帽儿山期均为同一熔融批次，其分异指数为94.87，说明熔融后的岩浆具分异结晶作用。从图1可知岩浆来源深度接近120 km。从而推断重熔岩浆最终来源于上地壳。

2.4.2 火山岩成因演化

1）五道岭期火山成因演化。五道岭期火山喷发形式为喷溢一碎屑流，岩性为英安质岩屑晶屑凝灰岩、流纹岩等，化学成分具从中酸性一酸性变化特征，地球化学特征相似，因此具同源岩浆演化特点。

┼ 五道岭期△ 帽儿山期

图1 火山岩K2O含量与喷发深度的关系图（after Ninkovich 1972）

在lgsi一各种氧化物图解（图2）中可以看出，Si、Mg基本呈线性而Al、Ca、Na、K较分散。从La/Sm-La图（图3）可见该旋回岩石投点趋势呈一明显倾斜直线，投点较集中，根据（Trevilandvoron，1973），这种沿一定斜率分布的火山岩为批次部分熔融产物。

综上所述，该期岩浆是以地壳部分熔融作用为主，熔融后的岩浆仍存在分异结晶作用，而且向SiO2过饱合的酸性演化，岩浆分异作用趋于彻底。

2）帽儿山期火山成因演化。测区晚侏罗世岩浆演化为帽儿山期火山作用，该期火山岩在稀土标准化曲线图上具较明显的负Eu异常，矿物组合以长石、石英和黑云母为主。从分异指数为94.87来看，熔融后的岩浆具分异作用，而且向SiO2过饱合的酸性演化，岩浆分异作用趋于彻底。

2.4.3 火山岩形成的大地构造环境

根据测区出露火山岩的岩石学、岩石化学、地球化学及火山喷发作用特点与构造关系等，推断测区火山活动处于活动大陆边缘大地构造环境。主要依据有：

1）本区火山岩总体为一套钙碱性岩石系列，为钙碱性系列的流纹岩、英安岩及其碎屑岩，属板内及板缘岩石系列。

2）利用Dicrion（1970）大陆壳厚度C（km）=18.2（K2O）+0.45计算，五道岭期陆壳厚度均在59-88 km，帽儿山期陆壳

● 帽儿山期 ◎ 五道岭期

图3 La/Sm—La关系图

A—非造山带火山岩，B—造山带火山岩

C—为A、B区派生的碱性、偏碱性火山岩

┼ 帽儿山期 △ 五道岭期

图4 特曼—戈蒂里图解（after A.Rittmann，1973）

厚度在82 km，相当于活动陆缘区大陆壳厚度。

3）从岩石化学lgc-lgσ图解（A·Rittmann）（图4）上可见五道岭期及帽儿山期火山岩全部落入消减带（岛弧与活动陆缘）火山岩区。本区火山岩五道岭期SiO2=74.95—81.10%，

FeO*/MgO=5.71-7.38，K2O/Na2O=1.55—5.76>0.6，帽儿山期SiO2为76.5%，FeO*/MgO=11.0，K2O/ Na2O为1.22>0.6，为活动陆源环境，总体上看，本区火山岩岩石化学具有由板内向活动陆缘区过度特征。

综上所述，本区火山岩形成的构造环境应为活动大陆边缘与岛弧过度区，即大陆边缘靠岛弧一侧，从时间上具有由大陆边缘向岛弧迁移趋势。二浪河期及帽儿山期太平洋板块向中国大陆俯冲，形成一套钙碱性系列英安岩一流纹岩组合，具岛弧和碰撞带特征。

2.4.4 火山作用与成矿的关系

火山作用与深成岩浆作用相同，具有提供成矿物质，运移载体以及可以溶析或置换围岩中有用元素的巨大热能。它即包括熔浆在地下的分异、结晶、溶解、同化、混染、交代等利于成矿的种种作用，也包括熔浆喷发地表后，在其喷溢、爆发、喷发一沉积及热液活动中使有用组分富集的火山成矿作用。本区火山活动较频繁，尤以测区西部强烈，在火山岩分布区，多出现较好的物、化探异常、由于火山汽液的活动，在破乱沟及前进东山的火山岩及火山碎屑岩中出现较多的蚀变及矿化，主要蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、主要矿化有铅锌矿化、磁铁矿化、辉钼矿化、铜矿化。受火山作用形成的矿产主要有破乱沟铁矿化点。前进东山铅锌矿点。

参考文献

[1]吉林省第一地质调查所.黑龙江省伊春市五三零、寒月林场幅1:5万区域地质矿产调查报告[R].2009.

[2]徐夕生等.火成岩岩石学[M].2010.

[3]韩吟文等.地球化学[M].2003.

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