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大地电磁测深在火山区地热研究中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
大地电磁测深(MT)由于勘探深度范围较大,且对温度、流体、岩浆房和岩性等与热储相关的地质条件的敏感度较高,因而成为火山区地热勘探和岩石圈结构研究中常用的一种地球物理勘探手段。地壳和上地幔的电性结构与热结构之间存在着密切的联系,通过解读二者的关系,可以刻画更为精细的岩石圈结构模型,进而掌握火山区的构造特征和热演化过程,了解其岩石圈地球动力学机制。本文着重介绍了MT方法的原理以及从野外数据采集到后期数据处理的过程,综述了MT法的应用特点以及电导率与温度之间的关系,通过实例分析,介绍了国际上这一方法在火山区地热勘探和岩石圈热结构研究中的应用进展,展示了MT法在新西兰Taupo火山区Ngatamariki高温地热田0~3km地热资源勘探中的应用;以埃塞俄比亚Afar省的Tendaho地热田和Badi火山为例,分别讨论了0~20km和0~50km不同深度的电性结构特征及其与温度存在的内在联系,探讨了形成火山的驱动机制;以日本九州岛的Shinmoe-dake火山为例,介绍了大地电磁测深和温度监测在火山监测方面的应用。最后简述了国内MT法在火山区的应用进展以及存在的问题,并利用上地幔电导率与温度的关系以及岩石圈内硅酸盐熔体不同含水量引起的电导率随温度的变化关系,初步估算了长白山天池和阿尔山火山区的莫霍面以下的温度以及长白山天池火山区的高温岩浆房温度。 相似文献
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近年来,有关长白山火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但人们目前对其壳幔岩浆系统的了解却十分不足,已有的研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧。本研究通过汇集长白山火山及邻区(包括朝鲜境内)多个密集流动地震台阵和区域固定地震台网的观测资料,采用背景噪声成像方法获得了长白山火山区高精度的Rayleigh面波相速度模型。成像结果表明:长白山火山中-下地壳深度位置存在显著低波速异常,可能指示了岩浆房的存在。上地壳局部低速区可能反映了壳内深部岩浆向上运移的通道或者是区域小尺度的岩浆聚集体。长白山火山上地幔顶部的低速可能揭示了软流圈热物质上涌,其减压熔融为壳内岩浆房提供了幔源岩浆补给。 相似文献
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云南宁洱-通关火山区最上地壳地热场:构造和岩浆活动意义 总被引：1，自引：1，他引：0
思茅中生代红层盆地中央的宁洱和通关两地在第四纪均发生过小规模的玄武岩浆喷发,喷发渣锥至今清晰可见,而同属于该盆地中央的思茅-普洱地震区百年来6级地震密集发生。思茅盆地中央断裂发育,新构造隆升显著,壳幔速度和电性结构意味着该地区现今仍有可能存在着岩浆活动。然而,对宁洱-通关火山区目前到底有无壳内岩浆房和岩浆活动,以及岩浆活动与思普地震带地震活动的关系仍知之甚少。利用该地区的温泉资料和水化学分析数据,我们对宁洱-通关火山区及邻区范围内的36个温泉的热储温度进行了估算,得到了36个点的热储温度数据,通过克里金插值方法获得了宁洱-通关火山区的热储温度空间分布。结果发现:在宁洱火山和通关火山附近存在2个热储温度在220℃以上的温度场高值异常区。综合考虑我们的地热场结果、前人的速度和电性结构等深部探测资料,我们认为:宁洱-通关火山区现今仍存在2个岩浆房,第1个岩浆房位于宁洱县城一带,第2个岩浆房位于墨江通关火山区附近;但宁洱火山和通关火山已不在现今岩浆房的正上方,各反向错开约18km,由此推断把边江断裂(F2)为右旋错动,其中更新世以来的右旋错动速率为18mm/y;宁洱地区频繁而密集的中强地震活动与深部岩浆活动及其产生的深源流体活动密切相关。岩浆的存在使上部地壳与下伏地壳充分解耦并产生应力集中,深源流体活动则有利于断层发生错动。 相似文献
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长白山火山岩浆柱岩浆上升作用过程 总被引：6，自引：0，他引：6
长白山火山岩浆柱是一个在长白山区地下总体呈串珠状排列的向东南倾斜的层状富岩浆集合体,岩浆柱宽度宽者300～500 km,窄者30～50 km,深度延伸可达上千km。在这个岩浆柱内,热物质聚集与挥发份富集可以发生部分熔融而形成不同成分与密度的岩浆,岩浆聚集上升至某个深度时的停滞聚集又可形成水平向扩展的岩浆房,压力作用下岩浆房内岩浆演化出密度较轻的岩浆则可进一步上升直至喷出地表。天池火山的母岩浆粗面玄武岩来自地幔岩浆库,由其演化形成的碱型系列粗面岩类和碱流岩类岩石则来自地壳岩浆房。拉斑玄武岩系列的偏酸性岩石来源的地壳岩浆房与碱型系列碱流岩来源的地壳岩浆房深度位置也不相同。天池火山造盾玄武岩TiO2含量和SiO2含量之间反相关关系不能单纯用岩浆房分异结晶来解释,TiO2含量较高的样品代表了源区地幔的较低熔融程度的熔体,而低程度熔融的岩浆来源于更深的位置。玄武质岩浆“熔融结束”的深度随时间的增加而增加的过程控制了岩浆形成深度随时间的增加而增加并且岩浆形成速率随时间的增加而降低的规律。天池火山碱流质岩浆房千年大喷发时岩浆超压极大值Δpmax=625 MPa,层状岩浆房半径35 km,喷出岩浆层厚700 m,喷出岩浆体积30 km3;粗面质喷发的岩浆房超压极大值Δpmax=15 MPa以上。天池火山千年大喷发时临界喷发熔体黏度μcritm>27×1010 Pa·s-1,碱流质岩浆是从一个粗面质岩浆母体经几万年的结晶分异时间演化得来的。气象站寄生火山活动喷发前临界熔体黏度μcritm=12×1011 Pa·s-1,这极高的熔体黏度与喷发物中含有大量晶体与气泡相吻合。千年大喷发级别的大规模喷发周期上万年,远大于小规模喷发几百年以内的时间周期。天池火山作用造盾阶段因为玄武岩都直接喷出了地表,多数传导与扩散的岩浆热都没有用于加热深地壳,所以早期加热效率不高。在1～16 Ma之后造锥阶段在深地壳内形成残余的部分熔融带并阻止了玄武岩的喷发,系统的热效率变得很高,残余熔体生产率也就得到了加速。全新世造伊格尼姆岩喷发阶段大量的演化的碱流质残余熔体因重力不稳定而侵入上地壳内,并且形成大得足以引起造破火山口喷发的岩浆房。 相似文献
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长白山上新世以来玄武岩成分演变规律及其成因 总被引：4，自引：2，他引：2
火山岩成分的多样性是岩浆物理和化学过程在其产生、运移、存储和喷发过程中的综合反映。长白山火山区自上新世以来喷发了大量的玄武质火山岩,其成分变化范围较大(Mg O 3.2%~7.8%)。以往研究认为其成分的变化主要受地幔不均一、部分熔融程度和分离结晶的影响,没有明显地壳混染。本研究发现这些玄武岩经历了不同程度的上、下地壳的混染。同时,结合火山岩的年龄发现玄武岩地球化学成分和同位素比值随时间呈现脉动式的变化。根据87Sr/86Sr和Mg O的突变点可以分为3段:5~2Ma,2~1Ma,1~0Ma。通过定性和定量的模拟发现地幔不均一性和部分熔融程度差异造成玄武岩成分的变化有限,而分离结晶、地壳混染和岩浆补给的岩浆作用是形成玄武岩成分随时间脉动变化的主要原因。并结合能量约束-补给-混染-分离结晶算法(ECRAFC)模拟得出以下结论:天池和望天鹅喷发中心的玄武质岩浆最初都存储于同一下地壳岩浆房,可能由于上地壳构造差异导致岩浆迁移路径和存储区不同;长白山岩浆房迁移有从5~2Ma阶段由下地壳向上地壳逐渐变浅,2~1Ma阶段由上地壳向下地壳快速变深的规律,而1~0Ma阶段的玄武岩由岩浆从下地壳直接快速喷出地表形成;长白山玄武质岩浆的活动与本区的构造断裂活动密切的关系,5Ma以来,火山岩成分随时间的周期性波动可能与本区构造应力的周期性的强拉张-弱拉张过程有关。 相似文献
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长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化 总被引：18，自引：11，他引：18
本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。 相似文献
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长白山火山区地壳热结构尚未建立,目前基于地球物理探测手段获得的天池火山浅部岩浆房赋存深度存在差异.通过对天池火山北坡CZK07钻孔测温情况的研究,在资料评价与地温梯度计算的基础上,结合全新世岩浆房温度资料,估算了北坡浅部岩浆房的赋存深度.CZK07钻孔位于地球物理探测所推测的浅部岩浆房正上方,靠近历史时期火山喷发火口,在孔深约610 m处地温较高且稳定(102.5~106.8℃).连续测温资料显示,钻孔地温随深度呈一次正相关变化,地温梯度主要变化于134~178℃/km之间(平均为153℃/km),可大致代表浅部岩浆房上覆地壳的地温梯度.基于前人浅部岩浆房的温度研究,本次定量估算的天池火山北坡浅部岩浆房的赋存深度,为天池水面下5.25~7.21 km,与地球物理探测的反演结果相近. 相似文献
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幔源岩浆在地壳内的上升和聚集样式不仅依赖于岩浆自身的性质,还取决于围岩的强度和热状态。已有数值和物理模型大多关注岩浆自身物性对其上升过程的影响,而对围岩流变强度或热状态如何影响岩浆的上升和聚集过程的研究相对薄弱,尤其是周期性的幔源岩浆在壳内分层侵位的受控因素仍然不清楚。本文利用二维热-力学数值模拟方法,通过发展多期岩浆脉冲和岩墙生成算法,研究了岩浆从深部地幔上升至地壳内部侵位的动力学过程,系统测试了地壳(围岩)地温梯度(上、下地壳的地温梯度分别以GUC和GLC表示)和地壳强度对岩浆上升过程和聚集样式的影响。模拟结果表明：(1)地壳地温梯度对岩浆的侵位深度有重要影响,岩浆侵入冷地壳(GUC=GLC=12.5K/km),岩浆主体在岩石圈深度聚集,地表的相对高差小于140m;岩浆侵入温地壳(GUC=GLC=15K/km)在下地壳底部聚集形成岩浆房,上升至上、下地壳界面,岩浆房上方的地表地形呈现中心拗陷两翼隆起的形态,地表最大高程可达3km;岩浆侵入热地壳(G 相似文献
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基于地下电性结构探讨中国东北活动火山形成机制 总被引：14，自引：2，他引：14
东北地区是我国现代火山活动最强烈的地区之一，也是许多学者十分关注的地区。本文回顾了前人提出的关于该地区火山成因的研究成果；通过分析在东北活动火山区大地电磁观测研究的地壳上地幔结构和采用大地电磁网观测研究的地幔1000km以上的电性结构成果，发现长白山天池火山区存在地壳岩浆囊，其它活动火山没有发现地壳岩浆囊，但都存在通往地幔的岩浆通道；东北地区在80～120km左右和200～250km可能存在与地幔岩浆囊相关的地幔高温流体。基于电性结构的研究成果，作者提出了一种东北地区可能的活动火山成因假说。认为东北火山的成因可能与西太平洋板块俯冲到中国东北地区的地幔过渡带后产生脱水有密切关系。这种水以矿物组分或流体方式向上运移，在地幔200-250km和80～120km左右聚集，80～120km的聚集区可能是火山喷发的物质来源。 相似文献
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论桐庐中生代火山岩岩浆演化 总被引：1，自引：2，他引：1
桐庐中生代火山侵入活动为同源多期喷发-侵出-侵入。矿物中岩浆包裹体温压地球化学研究表明,由下地壳部分熔融产生的钙碱性岩浆,在火山岩浆房内已经发生明显分异。火山岩浆房的深度约为10—11km(上限值)。火山岩浆中含水4—6％(重量％)。在火山活动演化史中,岩浆房上部的酸性分异岩浆,fo_2相对较高,P总(H_2O)较低,先行喷出地表形成流纹质、英安流纹质灰流凝灰岩。层位稍下的中酸性岩浆稍后挤出地表或挤入近地表浅部,形成侵出相碎斑英安岩。岩浆房下部的中性分异岩浆,fo_2最低(10~(-13·29)Pa),P总(H_2O)最高(300—320MPa),最后上侵,形成石英二长岩-石英二长闪长岩等浅成侵入体。 相似文献
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考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。 相似文献
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M. D. Sharma 《Journal of Earth System Science》2004,113(2):247-257
Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method
is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous
medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating
over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of
velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part
of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume
element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed
numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of
source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied
to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering. 相似文献
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Ivan V. BRAGIN Georgy A. CHELNOKOV Oleg V. CHUDAEV Natalia A. KHARITONOVA Sergey V. VYSOTSKIY 《《地质学报》英文版》2016,90(1):276-284
Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered. 相似文献
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地震次生地质灾害风险评估集对态势分析 总被引：2，自引：0，他引：2
5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。 相似文献
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下扬子区三叠纪古地理演化 总被引：2，自引：2，他引：0
下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据. 相似文献
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Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes
in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the
thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate
controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's
earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions
transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation
energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol−1, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol−1. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that
is hydrated to cations within the interlayer (stage II).
Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999 相似文献