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长白山区图们江流域新生代火山活动及其构造意义

王团华  
【摘要】: 我国吉林省东部长白山地区是中国东部新生代火山岩非常重要的出露区之一,其中长白山天池火山是火山岩面积最大,最具潜在喷发危险性的活火山。图们江流域火山岩分布于天池火山以东地区,以溢流式喷发为特征,全部为玄武质火山岩,火山岩主要沿图们江河谷或图们江上游水系河流附近出露,包括广坪、百里坪、马鹿沟、军舰山、崇善、南坪、白金、平顶村一带出露的火山岩。 对图们江流域火山岩火山地质、岩石化学、火山岩年代学研究显示:图们江流域火山岩在以上各方面的特征与天池火山造盾玄武岩存在明显的差异。图们江流域火山岩主体属钠质拉斑玄武岩系列岩石,火山活动跨时较长(5.5~0.19Ma);天池火山造盾玄武岩主要为粗面玄武岩,火山岩主要喷溢时代限于2.0~1.2Ma。军舰山火山岩属于图们江流域火山岩的一部分,研究证实军舰山火山岩已不属于天池火山造盾玄武岩范围。 研究表明:图们江流域火山岩主要属于拉斑玄武岩系列岩石,还出现少量的玄武质粗安岩、碱性玄武岩、粗面玄武岩和玄武质安山岩。火山的拉斑玄武质母岩浆在上地幔源区形成后,经历了三个阶段的演化过程:首先母岩浆在上地幔岩浆囊发生结晶分异作用,形成了以拉斑玄武岩为主,包括粗面玄武岩、碱性玄武岩、玄武质安山岩和玄武质粗安岩在内的不同类型的演化岩浆;其次在岩浆上升过程中,不同地点的岩浆又发生了不同程度的同化混染壳源物质的作用,图们江流域平顶村、白金一带的火山岩,由于遭到较大程度上地壳物质的同化混染作用,形成了K2O、Ba、Zr含量明显较高的玄武质粗安岩。不同类型的岩浆可能对壳源物质中的微量元素有选择性吸收作用,形成了火山岩特有的微量元素配分特征。同时因岩浆中加入壳源物质成分而促进了岩浆的结晶作用,使大量斜长石斑晶和单斜辉石发生结晶作用。有证据显示,岩浆发生同化混染作用的层位主要在上地壳;第三个阶段是岩浆在上升和喷出地表的过程中发生了一定程度的结晶作用,在岩浆喷出地表后,在保温条件较好的厚层岩流的中、下部层位形成了斜长石的大斑晶。图们江流域火山岩的岩浆演化过程符合AFC模式。 对图们江流域火山岩的构造环境判别表明,火山岩产于与日本岛弧弧后拉张有关联的活动大陆边缘构造环境,火山岩的Sr、Nd、Pb同位素特征表明,火山岩源区具有轻微的E型弱富集地幔特征。 根据多方面区域构造环境的研究成果,认为图们江流域火山活动是在西太平洋板片的深俯冲动力机制下,导致长白山区软流圈物质因深部挤压而向上膨胀,致使长白山区岩石圈减


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