近日，河北水利电力学院交通工程系的孙金恒博士，联合中国地震局地质研究所等多家科研单位，在国际地学期刊《GSA Bulletin》（中科院一区，top）上发表关于内蒙古阿巴嘎新生代火山岩的最新研究成果。该研究通过系统的火山岩钻探岩心和地表样品分析，首次将阿巴嘎火山的喷发历史从距今14.57Ma追溯至21.38Ma前，将区域火山活动起始时间前推了约6.8Ma年，为理解东亚大陆新生代火山活动补充了全新的时间线索。

阿巴嘎火山群位于大兴安岭-太行山重力梯度带以西，地处中亚造山带东段，是我国重要的晚新生代火山分布区。研究团队基于高精度Ar-Ar定年结果，结合钻孔岩心地层特征，将阿巴嘎火山活动划分为四个主要喷发阶段（图1）：第一期（约21.38 Ma）、第二期（14.57-9.16 Ma）、第三期（8.62-4.47 Ma，可细分为三个亚期）和第四期（3.86-2.55 Ma）。前三期以熔岩被形式产出，第四期则以火山锥为主，揭示了该火山群从溢流式喷发向单成因火山喷发的演化过程。

图1 阿巴嘎玄武岩喷发阶段划分

更为重要的是，研究团队对碱性玄武岩和拉斑玄武岩进行了系统的元素和同位素地球化学分析（包括Sr-Nd-Pb-Hf-Mg同位素体系）。研究发现，阿巴嘎碱性玄武岩具有低δ²⁶Mg值（-0.43‰至-0.31‰）、高Zn/Fe比值、明显的Zr-Hf负异常和高Zr/Hf比值等特征，与碳酸盐化地幔源区形成的熔体高度相似。通过δ²⁶Mg和Zn/Fe模拟计算，研究团队首次定量约束了地幔源区中碳酸盐的加入比例——不超过10%（图2）。这些碳酸盐组分很可能来源于太平洋板块俯冲带入的沉积碳酸盐，在地幔过渡带脱水熔融后上升交代地幔橄榄岩，最终形成碱性玄武质岩浆。

图2 阿巴嘎玄武岩源区碳酸盐含量估算

针对拉斑玄武岩的成因，研究提出了新的认识。与以往认为的分离结晶或高程度部分熔融不同，拉斑玄武岩具有更高的δ²⁶Mg值（-0.35‰至-0.24‰）和¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值，介于碱性玄武岩和岩石圈地幔捕虏体之间。二元混合模拟表明，约20%-60%的岩石圈地幔熔体加入到碱性玄武质岩浆中，可以较好地解释拉斑玄武岩的地球化学特征（图3）。这意味着，部分碱性玄武质岩浆在上涌过程中与上覆岩石圈地幔发生反应，形成了成分上过渡的拉斑玄武岩。

图3 阿巴嘎玄武岩Mg-Nd同位素图

该研究不仅系统建立了阿巴嘎火山群的喷发年代学框架，还通过多同位素体系联合约束，揭示了碳酸盐深部循环对大陆板内玄武岩形成的控制作用，以及碱性玄武岩-岩石圈相互作用在玄武岩成分多样性中的关键角色。研究结果进一步证明，太平洋板块俯冲所形成的大地幔楔向西已延伸至阿巴嘎火山之下，为理解东亚大陆深部动力学过程和板内火山成因提供了重要依据（图4）。

图4 阿巴嘎火山岩成因模式图

该研究得到了沧州市基础研究项目（沧州市科学技术局）、中国地震局地质研究所基本科研业务费专项、国家自然科学基金和教育部板内火山与地震重点实验室开放基金联合资助。

原文信息：

Sun, J., Li, N., Zhao, Y., et al. (2026). The influence of carbonated components on magma genesis of the Abaga basalts in Xilin Gol League (Inner Mongolia, China). The Geological Society of America Bulletin. (SCI, 一区, 影响因子 4.4)

https://doi.org/10.1130/B38172.1

https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article-abstract/doi/10.1130/B38172.1/727525/The-influence-of-carbonated-components-on-the?redirectedFrom=fulltext