乌兰哈达火山群
乌兰哈达火山群,位于中国内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼后旗乌兰哈达苏木与白音察干镇之间,地理坐标为:东经113°01′~113°32′,北纬41°26′~41°38′。地处蒙古高原南缘,距呼和浩特市约240千米,距北京约300千米,分布面积约280平方千米。截至2021年7月,乌兰哈达火山群是内蒙古高原北部唯一的全新世火山喷发地质地貌遗迹,被誉为天然的“火山博物馆”。
乌兰哈达火山群经历过两个地质时期的喷发,为距今12万年前的第四纪晚更新世和距今1万年前的全新世;晚更新世为裂隙式喷发,又称其为冰岛式火山;到了全新世时代,这种火山活动停止,火山活动变为中心式喷发。
乌兰哈达火山的火山形态遭受风化、侵蚀的时间不长,属于世界罕见的大陆裂隙式火山群。海拔高度1400米到1600米,包括近30座火山,均由玄武质火山碎屑物和熔岩流组成。境内火山地貌景观丰富,有不同类型的火山锥、火山口、熔岩台地、熔岩流景观、堰塞湖、峡谷等。乌兰哈达火山群具有火山地热、火山温泉、火山熔岩熔洞、火山稀有矿藏等资源。
位置境域
乌兰哈达火山群,位于中国内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼后旗乌兰哈达苏木与白音察干镇之间,地处蒙古高原南缘,距呼和浩特市约240千米,距北京约300千米,分布面积约280平方千米,是内蒙古高原北部唯一的全新世火山喷发地质地貌遗迹。
成因
乌兰哈达火山群在大地构造上适位于阴山台背斜的集宁台凸与察哈尔槽向斜的土牧尔台的槽凹的接触带上,从古生代以来,本区长期以隆起为主,以后不断进行剥蚀,形成准平原状态。直到新生代以来,受喜马拉雅运动的影响,强烈的升降运动而发生断裂,随着断裂线滋出了范围广阔的玄武岩流,砚盖了熔岩高原并形成本区边缘的桌状山地,到了第四纪新构造运动强烈的影响,火山活动又频繁起来,但喷发强度和规模不大,因而形成了今天乌兰哈达盆地内的一些火山。说明了这里火山活动是沿着断裂带具有继承性规律的发展着。
自然地理
气候
乌兰哈达火山群所在地区内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼后旗属中温带半干旱大陆性季风气候。日照充分、风多雨少,冷热不匀。因受中纬度及季风的影响,春季干旱多风,夏季雨量集中。秋季早寒易冻,冬季漫长寒冷。年平均气温3.4℃。年平均日照数2986.2小时,年平均无霜期70~102天,年日均气温0℃持续203天,5℃持续160天,年平均降水量292毫米。
地质
乌兰哈达火山群全新世玄武岩均落在碱玄岩和响石质碱玄岩的交界处,标准矿物霞石(Ne)、钠长石(Ab)、正长石(Or)、钛铁矿(Il)、磁铁矿(Mt)含量高,Ol<10%,Ne>5%,Di和Or含量较高,不出现Hy和Q,应为碱玄岩。晚更新世早期玄武岩落。在粗面玄武岩、玄武质粗面安山岩区、碱玄岩和响岩质碱玄岩的界线附近,标准矿物霞石(Ne)、透辉石(Di)和正长石(Or)含量相对较低,橄榄石(Ol)<25%,属碱性橄榄玄武岩或钾质粗面玄武岩。结合宏观和镜下特征,确定乌兰哈达火山群晚第四纪玄武岩除碱玄质、橄榄玄武粗安质熔岩外,还有熔结火山碎屑岩和松散火山渣。
地貌
内蒙古乌兰哈达火山群周围发育有大量的新生代地堑盆地、活动强烈的断层以及广泛分布的火山岩。火山群西侧是新生代河套断陷盆地,东侧是上新世—第四纪商都盆地。区域内EW向断层与NNE向断层第四纪以来活动明显。火山群周围有大面积分布的晚渐新世—第四纪形成的集宁区玄武岩(汉诺坝玄武岩)。长期以来,乌兰哈达火山群被归入集宁玄武岩。这一火山群中陆续发现晚更新世—全新世火山活动的证据,逐渐成为火山研究的热点。
乌兰哈达火山群是内蒙古高原南缘最年轻的火山群,体态挺拔秀美,火山形态遭受风化、侵蚀的时间不长属于国内外罕见的大陆裂隙式火山群。火山喷发出的熔岩流受地势的影响流经河流、河谷、沼泽地形成了新的地貌例如石河、石湖、石海、石浪、石禽、石兽等。
生物多样性
乌兰哈达火山群地处于荒漠草原到典型草原的过渡区,以丛生禾草克氏针茅群落为主,气候干燥,植被稀疏,属于典型草原。乌兰哈达火山群土壤类型为栗钙土,植被类型基本以草本植物为主以及部分灌丛,主要为禾本科和菊科,如羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、克氏针茅(Stipakrylovii)和冷蒿(Artemisia frigida)等,灌丛多见为小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)。
形成历史
乌兰哈达火山群涉及面积约400平方公里,都是第四纪晚期火山作用的产物。乌兰哈达火山群经历了两个地质时期的火山活动,分别是第四纪晚更新世(距今12万年前)和全新世(距今1万年)。在晚更新世时,火山活动受东北和西北向地壳裂隙的控制,火山熔岩便沿着裂隙涌出地表,这种喷发方式被称为裂隙式喷发,也因现在仅能在冰岛观察到这种火山喷发,又被称为冰岛式火山。到全新世时,原来裂隙式的火山活动停止,裂隙带多被熔岩堵塞,火山活动转为总体受断裂带控制的中心式喷发,这就是30多座火山呈串珠状展布的原因。在长约12公里的断裂带上,北、中、南三座“炼丹炉”火山相继喷发,以及尖山西部几座小型溅落火山锥。
主要火山
在察哈尔右翼后旗和察哈尔右翼中旗有30多座火山分布在草原上。内蒙古自治区乌兰哈达火山区有8座火山组成,即红山、火烧山、那明山、北炼丹炉、中炼丹炉、南炼丹炉、黑脑包和北尖山。这些火山大多具有多个火山口和锥体,共由20个火山锥组成,其中包括17个火山渣锥,3个熔岩锥。12个火山渣锥底部直径为60~160m,另外5个渣锥底部直径为300~680m,熔岩锥底部直径为70~90m。这些火山锥形成NE和NWW两个线性排列。
北炼丹炉火山
北炼丹炉火山紧邻乌兰哈达乡,火山由锥体和熔岩流两部分组成。火山锥坐落于太古宙乌拉山岩群和华力西期花岗闪长岩之上。地理坐标为东经113°10′,北纬41°37′。锥体及火口保存完好,形如钟状,平面上呈圆形,锥底直径东西长约700m,南北约600m。火口沿西北侧最高,海拔1571m,东北垣最低,锥体相对高度约80m。火口直径约180m,深度约30m。锥体外坡度约28~30°,东北坡相对更陡。火口沿较窄,约3m~5m。火口内发育有火口锥,直径约30m,相对高度约105m。穹丘上部发育具水平层理的沙土,反映火口曾一度积水。穹丘由溅落堆积的熔结碎屑岩和碱玄岩组成,这是火山活动末期岩浆沿通道上侵,最终堵塞火山通道的产物。火山锥由降落和溅落火山碎屑物组成。
中、南炼丹炉火山
中炼丹炉火山位于乌兰哈达西南705km,其形状与北炼丹炉火山相似,仅规模有一定区别。中炼丹炉火口地理坐标为:北纬41°36′,东经113°07′,为乌兰哈达火山群中保存最好、规模最大的一座火山。火山由玄武质渣锥和熔岩流组成。火山锥坐落于华力西期花岗闪长岩之上,平面上呈近等轴状,锥体高约85m,锥底直径约780m~620m。为一复式锥,由早期降落锥和晚期溅落锥叠置构成,早期降落的岩渣锥相对低缓,下部为黑色刚性玄武质浮岩渣块,粒度较大,大多为4cm~6cm,上部为灰黑色浮岩渣,粒度一般小于3cm。晚期溅落锥叠加在降落锥之上,锥体陡峻,由褐红、紫红色熔结集块岩组成。火口深度约26m,火口沿西高东低,北高南低,宽度约3m~10m。喷火口东西宽100m,南北长约70m。火口内发育火山喷发晚期形成的火口锥,直径20m~30m,相对高约105m,由熔结火山碎屑岩和碱玄岩构成。
尖山西火山
尖山NW分布着8个小型火山锥,总体仍分布在北东向基底断裂上。锥体直径20m~150m,高度5m~30m不等。锥体形态多不规则,平面上呈近等轴状或长垣状。由暗灰色、褐红色火山渣块、熔岩饼及火山弹组成,火山弹形态多样,有麻花状,纺锤状等。部分碎屑相互焊接,形成熔结集块岩,构成溅落锥或溅落堤。相对东侧锥体火口不明显,也无熔岩流溢出,其中第2锥体由熔结集块岩和熔岩组成,熔岩在花岗闪长岩基底中呈北东向侵出岩垅出露,宽度约3m-5m,产状近直立,地貌上突起,长约120m,构成特征的熔岩脊,熔岩脊是岩浆沿裂隙活动的直接证据。相对西侧锥体火口呈马蹄形或不规则形,并有熔岩流溢出,但不同火口溢出的熔岩量相差很大。尖山西南锥体溢出的熔岩流为渣状熔岩流,熔岩流顺坡向西南流动,呈扇状展布,流动距离约2km,并覆盖在中炼丹炉早期熔岩流之上。中炼丹炉与尖山西火山熔岩流之间的叠覆关系表明,尖山西小规模火山喷发是乌兰哈达火山群中活动相对最晚的火山。
火烧山火山
火烧山火山位于乌兰哈达东南红山村一带,从NW至SE依次为西火烧山、中火烧山和东火烧山,整体呈北西向排列,形态相似,但规模不一,由西火烧山到东火烧山逐渐变小,其中形态较完整的是中火烧山火山。该火山锥底直径约150m,相对高度约25m,锥体外坡平均坡度约14°,东侧相对较陡。火山锥遭受较强剥蚀,呈截顶圆锥状,残余火口呈碟状,深约2m。锥体主要由溅落熔结集块岩组成,下部发育少量松散火山渣,反映最初火山通道内岩浆压力较大,挥发份含量较高,发生过小规模爆发,形成少量降落堆积的火山渣。火山活动中后期,火口主要溅射出大小不一的岩浆团块及熔岩饼,堆积形成溅落锥。
黑脑包火山
黑脑包火山位于乌兰哈达西南6Km处(东经113°08′,北纬41°36′),坐落于华力西期花岗闪长岩之上。海拔为1581m,锥体相对高度约45m,锥底直径约300m,整体成圆锥状,火口不明显。
火山活动
火山喷发
乌兰哈达处于中国东部新生代火山活动带中,火山活动同样具多期性特点,自中新世汉诺坝期到全新世均有活动。1964年河北师范大学地理系考察后推测划分为中更新世和晚更新世两期。两期。晚更新世晚期火山,喷发规模小,由溅落锥和少量熔岩流组成,火山剥蚀程度较大,锥体完整性相对较差,但火口形态仍清晰可辨。全新世包括三座炼丹炉火山和尖山西部小火山锥,总体呈北东向串珠状展布。火山锥体基本未遭受剥蚀破坏,保存完好,火山结构完整,构成了乌兰哈达第四纪火山群主体。
乌兰哈达火山群中晚更新世火山的分布受NE和NW两个方向基底断裂的控制,为裂隙式喷发,喷发物为岩浆低度碎屑化的溅落熔结火山碎屑物,堆积构成溅落锥,锥体呈串珠状展布。北东向断裂NE端截止于乌兰哈达—高勿素隐伏大断裂,WS端受奎素村北西向断裂限制,长约12Km,分布着10余座物质组成相似,但规模不一的溅落锥或溅落堤。近等轴状溅落堆积称为溅落锥,呈长带状或堤坝状者称为溅落堤。锥体低缓,高度一般为5m~15m,锥体直径10m~100m,部分溅落堤长约100m~150m,宽仅十余米,沿基底断裂局部发育侵出玄武岩岩垅,仅黑脑包火山为熔壳状火山锥,且规模较大。呈北西向发育的火山分布于乌兰哈达东南,共有东、中、西火烧山和大、小红山五座火山锥,整体受乌兰哈达—高勿素隐伏大断裂控制。火山已遭受较强剥蚀,火口沿很低,但火口轮廓清晰。火山喷发总体规模小,具相似的物质组成,主要造锥过程是溅落堆积,大量岩浆碎屑和熔岩团块等溅射在火口沿上,形成溅落锥,锥体主要由砖红色和灰黑色熔结集块岩组成,表明火山爆破作用弱,岩浆碎屑化程度很低。部分火山活动末期在锥脚溢出少量熔岩流,并裂解火山锥,形成特征的马蹄形火山口。熔岩流动距离短,仅限于火口周围,长度不足2KM。该期火山以火烧山为代表,而黑脑包是晚更新世独具特色的一座火山。
乌兰哈达镇全新世火山包括3座炼丹炉火山和尖山西部小型溅落火山锥。火山分布仍受NE向基底断裂控制,总体呈北东向串珠状展布;由碱玄质火山渣锥和熔岩流组成,规模较大,锥体及火口保存完好,岩浆溢出率高,流动距离长,可达18km左右,展布面积约180平方千米,是乌兰哈达第四纪火山群的主体。火山喷发方式总体为裂隙—中心式,就单一火山而言主要为中心式单成因火山。三座炼丹炉火山是全新世火山的典型代表,锥体及火口保存完好,锥体形如炼炉,当地习称“炼丹炉”;火口浑圆深大,火口沿上为溅落堆积的砖红色熔结集块岩。从北东到南西依次称北炼丹炉、中炼丹炉和南炼丹炉火山。北炼丹炉距中炼丹炉约5Km,中炼丹炉与南炼丹炉相间约800m。三座火山的形状、组成和活动方式大体一致,仅规模和喷发先后时序不一。火山活动都经历了早期较强爆发和晚期大规模岩浆溢出过程:早期降落锥主要由火山渣和少量火山弹组成;火山渣以黑色为主,韵律层理发育,反映火山爆发强度变化频繁。晚期溅落堆积的熔结集块岩叠加其上。爆发作用后有大规模熔岩流溢出,因受地形制约,熔岩流主要向东南方向流动,充填沟谷和低洼地带,不同期次熔岩流单元叠置分布,形成NE高、SE低的阶梯式熔岩台地地貌;在南部和东部,堰塞三股水等水系,形成一系列(约7个,个别天旱时可消失)堰塞湖,这在多波谱遥感影像图上尤为清楚。在白音淖一带熔岩流流经浅水湿地或沼泽地带时,形成较多喷气锥和熔岩眆,喷气锥多遭受人为破坏,形态不完整,但熔岩眆完好,规模大,数量多,在国内新生代火山群中少有。
火山特点
乌兰哈达第四纪火山活动总体有自北东向南西迁移的特点,不同火山熔岩流的相互叠置关系表明,全新世火山活动北、南炼丹火山较早,中炼丹炉相对较晚,尖山西火山喷发最晚。
北西向断裂上分布着5座溅落火山锥。全新世为裂隙—中心式和中心式喷发,且主要为中心式火山,火山均由火山锥和熔岩流组成,规模大,形态完整,是乌兰哈达火山群的主体;与晚更新世火山受同一北东向基底断裂控制。火山锥分布在火山群的北西部,熔岩流受地形控制,自北西向南东流淌,形成规模宏大的熔岩流,面积约180平方千米。熔岩流类型主为结壳熔岩,次为渣状熔岩。熔岩流前缘堰塞河谷水系形成一系列湖泊,最大湖水面积约705平方千米。堰塞湖的发育是该火山群的又一特色。组成火山的岩性为碱玄岩,岩石类型包括熔岩、熔结火山碎屑岩类和松散火山渣,以熔岩为主。
乌兰哈达火山群中火山锥保存尚好,结构完整,但明显可分为两期。早期火山锥规模小,已遭受一定剥蚀,但火口形态仍清晰可辨。晚期火山结构完整,火山锥、火山口、喷火口均完好,甚至火山喷发晚期形成的火口锥也完好无损,未遭受剥蚀。熔岩流单元的结构、流淌范围清晰明了,熔岩流表面构造、胀裂谷、塌陷谷及熔岩眆均保存完好。
人类活动
科研勘测
该火山群具有火山地热、火山温泉、火山熔岩熔洞、火山稀有矿藏等资源。2023年11月,察哈尔右翼后旗乌兰哈达火山地区成功完钻一口地热井,该井位于乌兰哈达火山世界地质公园3号火山北侧,钻井深度2604.62米,静水位为33.5m(校正水位埋深14.03m),地热单井稳定产量为500立方米/天,井口出水温度33℃。地热流体中游离的二氧化碳、铁、硅酸等三项组分达到了医疗热矿水的有医疗价值浓度和命名矿水浓度。地热水可直接用于理疗及洗浴,为小型地热田,资源量计算范围符合II-2型地热田的要求,地热流体可开采量达到了控制的精度,质量等级被专家评为优级。
资源开发
乌兰哈达火山群开发出一处地质公园,该地址公园位于乌兰察布市察右后旗,是一处集火山群、熔岩台地、温泉等多种旅游资源于一体的地质公园。乌兰哈达火山群具有独特的地质风貌且保存完整。火山锥、熔岩流、堰塞湖共同构成了乌兰哈达火山群的主要景观。
获得荣誉
参考资料
研究成果
初步的火山岩K—Ar测年研究表明,红山、火烧山和黑脑包三个火山形成于0.22—0.36Ma,属中更新世晚期。其它火山的风化程度明显较弱,尤其是北炼丹炉、中炼丹炉、南炼丹炉、和北尖山,这四座火山保存着较为完整的锥体,熔岩流表面裸露,喷气锥、绳状熔岩、结壳熔岩这些熔岩流动过程中形成的独特地质景观得以保留,表明它们形成时代较晚,推测火山喷发时代在晚更新世—全新世。由此推断乌兰哈达火山群有早晚两期火山活动,中更新世晚期火山活动主要发生在NWW走向的乌兰哈达—高勿素深断裂附近,火山喷发规模较小,喷出熔岩也相对较少,而晚更新世—全新世喷发的火山主要在NE走向的线性排列上,这一规律连同新发现的NE向的喷发裂隙支持在这一方向上存在断裂构造。基于以上认识,我们提出,区域上NE向的主压应力作用在NWW走向的乌兰哈达—高勿素深断裂上,使其形成左旋逆走滑,并衍生出NE走向的张裂,这些NWW走滑断裂与NE张裂一起控制了乌兰哈达第四纪晚期火山活动的时空分布。
参考资料
内蒙古乌兰察布市察哈尔右翼后旗地理环境.中国小康网.2024-06-12
最美的季节 我在乌兰哈达火山等你!.内蒙古自治区人民政府.2023-12-29
火山鸣奏曲—乌兰哈达火山群.澎湃新闻.2024-02-21
“探秘乌兰哈达火山”科普活动激发儿童学习兴趣.中国矿业报-今日头条.2024-06-12
行走内蒙古|“寻”火山奇观 趣享“月球漫步”.察右后旗人民政府.2024-02-07
夏日的乌兰哈达火山群.北青网.2024-02-07
乌兰哈达火山地质公园活火山“火了” 游客扮成“宇航员”拍大片.新华网-百家号.2024-06-12
乌兰哈达火山.乌兰察布云-今日头条.2024-06-12
壮美火山草原.正北方网-百家号.2024-06-12
阿尔山—柴河火山群.中国国家地理.2024-06-12
内蒙古乌兰哈达第四纪火山时空分布与构造控制.手机知网.2024-06-12
察右后旗乌兰哈达火山地区成功完钻 一口地热井.察右后旗人民政府.2024-06-12
内蒙古火山“火”出了圈儿!“来自火星的警察”骑马护平安.中国长安网.2024-06-12
蜂拥而至与吐槽一片!乌兰哈达火山群怎么了.蔚蓝未来-今日头条.2024-06-12