内蒙古达里火山群火山地质特征及地貌解译分析

发布时间：2020-10-27 11:48

　　 内蒙古达里火山群位于内蒙古高原东南部,在锡林浩特与赤峰之间的达里诺尔熔岩台地上。达里火山群构造位置位于大兴安岭-太行山重力梯度带西侧,兴安地块与松辽地块的交界处,处于东西向天山-阴山深断裂、北东向大兴安岭-太行山断裂及北西向阿巴嘎赤峰断裂的复合部位,其构造格局和构造演化一直发生着变化,为新生代岩浆活动提供了相应的构造背景条件。火山岩分布面积约3100km2,火山锥(口)近百座,岩性主要为玄武岩和碧玄岩,其西北部有阿巴嘎玄武岩和贝力克玄武岩,东南部有赤峰玄武岩。达里火山群是新近纪以来经多期喷发而形成的,主要由火山锥和熔岩台地组成。火山锥体数目众多,熔岩流覆盖面积广,但新期熔岩流出露较少。本文从火山地质地化特征、火山形貌解译和锥体形态分析等三方面进行研究。结果表明：1.火山地质地化特征①火山地质特征：火山锥体数目多,熔岩台地分布范围广,火山机构大多被夷平,地表平坦开阔,植被单一。大部分火山都为斯通博利式喷发,具有火山口和熔岩流溢出口,锥体高度约50-200m,较新的火山还残留着火山机构,包括火山渣锥、火山口、塌陷坑、熔岩穹丘、喷气锥和侵入岩墙等。火山岩主要包括致密块状熔岩和火山渣,此外,还可见幔源捕虏体、壳源捕虏体、辉石巨晶、火山弹和熔结凝灰岩,这些指示岩浆来源较深,岩浆作用较强。②岩石矿物特征：火山岩颜色以灰黑色为主,少量红褐色,斑状结构,块状构造。斑晶矿物主要包括橄榄石、单斜辉石和斜长石,斑晶较大的应为捕虏晶,一般蚀变较严重,颗粒较小的较自形,蚀变较少,为后期分离结晶所形成。③全岩成分特征：通过全岩分析测试,获得岩石主量元素含量,TAS投图显示该地区火山岩的岩性主要为碧玄岩和拉斑玄武岩。通过对主量元素之间的相关性分析发现,SiO2与TiO2、MgO、P2O5、K2O和FeOt呈负相关,与Al2O3呈较好的正相关性,这种相关性反映岩浆演化的某种规律性。结合前人对该地区两类岩石的微量元素研究,认为碧玄岩来源于富集地幔,稀土元素配分模式与大陆裂谷型玄武岩相似；拉斑玄武岩是残余地幔再次部分熔融的结果,其稀土元素和蛛网图配分形式与原始地幔相似。2.火山形貌解译①火山群地形解译：火山群整体呈中间阶梯状隆起的台地地形,各级台地呈同心状展布,东西方向上有延伸,按高程分为四个阶梯,高度分别为1280m、1360m、1440m和1500m。中间起伏度大、坡度变化大、地表较粗糙,锥体密集;四周地势起伏小,地表较平坦,锥体数少。根据线剖面起伏特征将火山群分为两个部分,并对两个不同高度范围内的火山集群作条带剖面分析,判断两个集群火山的演化情况。②熔岩台地解译：熔岩台地的展布和火山锥的分布均呈东西走向的条带状,利用坡度和起伏度的叠加图层圈定了熔岩台地的覆盖范围；利用Arcgis提取出熔岩台地的面积约为2563km2,体积约为615kmm3。③新期熔岩流解译：通过Envi软件的波段选取、波段信息增强、目视解译等手段,将新期熔岩流提取出来,解译出其整体流向都朝向南部低洼处。鸽子山和阿拉坦图古日格的熔岩流面积分别为54.97km2和17.04km2,因此喷发量前者大于后者,根据喷气锥喷气碟的分布位置可以判断熔岩流南段为潮湿的沼泽环境。④断裂地貌解译：利用解译出火山群整体展布情况、地貌线状要素、串珠状分布火山及火山长轴方向,可以推断出该熔岩台地基底存在北东向和近东西向的断裂。结合1:20万地质图和前人的研究结果可知,火山群的整体分布主要受东西向天山-阴山基底断裂和北东向大兴安岭-太行山断裂双重影响。3.锥体形态分析①锥体形态特征：该地区大部分锥体都为火山渣锥,锥体形态保存较好,根据锥体的地貌特征如火山口的有无、坡度的大小及锥体的复合程度,将火山锥分为复合火山、锥形火山、穹形火山和盾形火山等四类,分别为50、14、28和10座。锥形火山呈截顶的圆环状锥体；复合火山是由多个锥体复合而成,有多个火山口或溢出口;穹形火山呈无火口的山丘状；盾形火山呈平缓的盾形。不同类型的火山指示其喷发类型的不同或演化时间的长短。②锥体形态分析：由于该地区锥体形态丰富多样,本文按锥体形态将其分类,并统计了不同类型锥体的形态参数,包括锥体高度、火口直径、锥底直径、火口深度、内坡角和外坡角等参数。为了简化计算,本文主要统计锥高(H)与锥体直径(D)的比值H/D来描述火山的平均坡度正切值,坡度的陡缓又在一定的程度上指示火山锥遭受外界风化剥蚀的时间,对应的直方图显示锥形火山、复合火山、穹形火山和盾形火山的比值逐渐变小。将不同类型的火山位置投图,显示复合火山主要分布火山群中部,而盾形火山一般分布台地边部较多,即火山群中部火山喷发期次较多,火山群边部形成时间较早。③火山的形成与演化：本文主要通过锥体形态分析,还原锥体的形成的物理过程;结合国外对火山锥体的数值模拟结论,推断不同类型锥体相互之间的演化过程。通过对火山群地貌的解译,提取不同类型锥体的分布规律,结合前人在该地区的测年数据和地化数据,推测出火山群演化迁移趋势：即早期喷发规模较大,覆盖整个台地,由于岩浆供应量减少,后期火山活动及分布向台地中部收缩。④锥体的新老关系：锥体形态在一定的程度上能反映火山的风化剥蚀程度,当单位时间的剥蚀量相似时,便可以用坡度的变化来量化受剥蚀的时间长短,即可建立起火山的年龄与形态之间的关系。本文通过统计分析锥体参数,提取与坡度关系最紧密的H/D值,结合火山的演化规律和经验公式,计算出各锥体的相对年龄,得出最新年龄与最老年龄分别为0.136Ma和2.02Ma,锥形火山、穹形火山和盾形火山的平均年龄分别为0.31Ma、0.65Ma和1.53Ma,将其年龄值投图可知,火山群中部的火山相对较新,这与实际观察相吻合。
【学位单位】：中国地震局地质研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P317
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 研究概况
        1.1.1 关于内蒙古东部玄武岩的研究
        1.1.2 关于达里火山群的地质研究
        1.1.3 关于火山地貌解译方面的研究
    1.2 科学问题及选题依据
    1.3 研究思路和方法
    1.4 主要研究内容
第二章 研究区概况
    2.1 自然地理概况
    2.2 区域地质背景
        2.2.1 构造背景
        2.2.2 火山岩背景
第三章 火山地质特征
    3.1 火山机构特征
        3.1.1 火山渣锥
        3.1.2 火山口
        3.1.3 塌陷坑
        3.1.4 火山穹丘
        3.1.5 拖曳熔岩
        3.1.6 侵入岩墙
        3.1.7 羊尾沟
        3.1.8 喷气锥
    3.2 锥体参数
    3.3 火山喷发产物
        3.3.1 火山碎屑物（岩）
        3.3.2 火山熔岩
第四章 火山岩特征
    4.1 样品采集
    4.2 岩石标本特征
    4.3 镜下矿物特征
    4.4 主量元素特征
第五章 火山地貌解译
    5.1 数据选择
        5.1.1 高程数据
        5.1.2 遥感影像数据
    5.2 数据处理
        5.2.1 高程数据处理
        5.2.2 遥感数据处理
    5.3 火山地貌特征
        5.3.1 地形特征
        5.3.2 熔岩地貌特征
        5.3.3 火山锥地貌特征
        5.3.4 断裂展布特征解译
第六章 本区火山形成及演化模式
    6.1 火山的形成
        6.1.1 锥形火山的形成模式
        6.1.2 火山群的形成
    6.2 火山地貌的演化
        6.2.1 锥体的演化模式
        6.2.2 本区火山群的演化
    6.3 火山岩年龄估算
第七章 结论
参考文献
致谢
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本文编号：2858481