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本文在长白山天池火山野外地质工作基础上,对天池火山黄色浮岩(50000年前大喷发)、灰白色浮岩(千年大喷发)和黑色浮岩(八卦庙期喷发)等三期空降浮岩开展了扫描电子显微镜高精度结构分析以及浮岩气孔结构的局域化定量研究。三期浮岩洛伦茨分析表明:黄色浮岩和黑色浮岩气孔均一化程度基本一致,而灰白色浮岩均一化程度更高,反映了千年大喷发在岩浆演化程度和喷发动力学行为上的特殊性,推测可能与幔源岩浆注入地壳岩浆房的动力过程有关。气孔大小幂律分布以及气孔形态分形特征的复杂性分析表明,50000年前大喷发的浮岩幂指数和分形维数最高,揭示了其自组织临界态程度最高,对外界环境触发最为敏感,而另外两期浮岩幂指数和分形维数呈现出标准的幂律衰减,据此我们推测三期喷发可能均处在天池火山系统逐渐稳态恢复的大周期中。 相似文献
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长白山火山历史上最大火山爆发火山碎屑物层序与分布 总被引：11，自引：0，他引：11
刘祥 《吉林大学学报(地球科学版)》2006,36(3):313-318
长白山火山历史时期规模最大的火山喷发发生在1199~1200年。这次大爆发分为两次普林尼（Plinian）式喷发:第一次（早期）喷发称赤峰期,第二次（晚期）喷发称园池期。赤峰期喷发模式为：普林尼式喷发柱（赤峰空落浮岩层）—火山碎屑流（长白火山碎屑流层）—火山泥流（二道白河火山泥流层）,主要由火山碎屑流诱发火山泥流;园池期火山喷发模式为：普林尼式喷发柱（园池空落浮岩火山灰层）—火山碎屑流（冰场火山碎屑流层）。两次普林尼式喷发空落火山碎屑物总量约120 km3,长白火山碎屑流层总量约8 km3,冰场火山碎屑流层总量约0.5 km3,火山泥流堆积总量约为2 km3。主要论述了这次大爆发的火山喷发碎屑堆积物的层序和分布。 相似文献
3.
吉林省龙岗火山群南龙湾第四纪火山碎屑颗粒特征研究 总被引：2，自引：0，他引：2
爆炸性火山喷发形成的碎屑颗粒的粒度、分选性、表面结构和内部结构等特征与火山喷发的机制、岩浆与水作用的程度、搬运过程等有着重要的联系。本文以此为线索,研究了龙岗火山群南龙湾火山的一个剖面,以探讨其喷发类型和特征。在该剖面上采集了不同层位火山碎屑颗粒样品,然后进行显微形貌观测、粒度分析和扫描电镜形貌观测。显微镜下观测表明,射汽爆发、射汽岩浆爆发和岩浆爆发的碎屑颗粒具有不同的成分和形貌特征。粒度分析结果显示,粒度与喷发类型之间存在很好的对应关系,不同的爆发类型具有不同的分维值D范围。SEM分析可以提供有关火山喷发特征对火山碎屑颗粒的影响。本文的研究结果表明,南龙湾火山喷发为爆炸式喷发,包括早期的射汽岩浆爆发,到岩浆爆发至晚期以射汽爆发为主的射汽岩浆爆发的不同阶段,该区火山喷发的不同时期,水参与喷发的程度不同。 相似文献
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长白山天池地区全新世以来火山活动及其特征 总被引：10，自引：0，他引：10
长白山火山全新世规模最大的喷发活动发生在公元1199-1200年,即800年前的大爆发,被确定为普林尼或布里尼(Plinian)式喷发。这次大爆发形成体积巨大的、分布广泛的以空中降落堆积物为主的火山喷发碎屑堆积物,在长白山火山周围,远至日本都留下了地质记录。文章辨认并划分了这次大爆发火山碎屑物的成因类型:火山喷发空中降落堆积物(airfalltephra)、火山碎屑流(pyroclasticflow)状堆积物和火山泥流(lahar)堆积物,并且点、面结合,近、远和国内、国外兼顾,分析了这些火山碎屑物的主要特征、分布和相互关系,进而确定这些火山碎屑物分别属于两次普林尼式爆发。第1次(早期)普林尼式爆发称赤峰期,火山喷发模式为:普林尼式喷发柱(赤峰空落浮岩层)-火山碎屑流(长白山火山碎屑流层),随即主要由火山碎屑流诱发火山泥流(二道白河火山泥流层);第2次(晚期)普林尼式爆发称园池期,喷发模式为:普林尼式喷发柱(园池空落浮岩火山灰层)-火山碎屑流(冰场火山碎屑流层)。在层序上将气象站期碱流岩置于800年前大爆发火山碎屑物之下是正确的,其时代为晚更新世-全新世早期。 相似文献
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北京沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因 总被引：3，自引：2，他引：1
火山碎屑岩中的碎屑颗粒形态、分布和显微结构保存着岩浆房内岩浆的结晶状态、火山爆炸过程中的岩浆气泡化和碎裂作用以及火山碎屑堆积和变形过程的大量物理信息。为揭示北京西山沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流形成的物理过程,本文以东岭台组第三岩性段的酸性熔结火山碎屑岩的火山地质、岩相学研究为基础,应用分形理论和方法对酸性熔结火山碎屑岩中的碎屑形态的分形特征开展了定量研究。不同类型碎屑的表面和边界盒维数的数值范围大小具有一致性。玻屑变幅较大,石英晶屑和岩屑变幅较小,这说明碎屑的塑性和流变性对碎屑形态多样性的影响较大。在几类碎屑中,熔蚀石英的边界盒维数和周长-面积法获得的分形维数最大,说明熔蚀作用对石英斑晶边界形态复杂性的影响超过了其它机制对火山碎屑形态复杂性的影响。东岭台组酸性火山碎屑岩中的熔蚀石英、石英碎屑、长石碎屑、玻屑和岩屑的分形特征有明显差异,反映了火山喷发过程中围岩和岩浆性质、物理化学条件以及火山作用机制的差异。火山碎屑形态的分形特征和幂率规律,证明火山爆炸过程是一种自组织临界条件下发生的。 相似文献
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火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。 相似文献
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火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。 相似文献
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爆炸式喷发过程中,火山碎屑物气孔记录了挥发分出溶、膨胀和合并等信息,其大小、形态、数量密度、空间分布等局域特征是推断火山喷发动力条件的重要参考。文章基于天池火山三期喷发(50 000年前大喷发的黄色浮岩、千年大喷发的灰白色浮岩和1668年八卦庙期喷发的黑色浮岩)野外地质工作,以非线性火山喷发动力学为指导,开展了火山通道内气泡生长的流体动力学研究,揭示出岩浆流体黏性力和界面张力的共同作用对于岩浆减压和气泡生长过程的约束。在浮岩气孔结构的定量化分析基础上,进一步研究了天池火山三期喷发的浮岩气孔参数,通过气泡生长流体动力学方程得到了千年大喷发灰白色浮岩毛细管数Ca值为253, 明显高于50 000年前大喷发黄色浮岩(Ca值为94)和八卦庙期喷发黑色浮岩(Ca值为111),表明了千年大喷发曾发生过明显的成分变化,推测可能与幔源基性岩浆注入有关;而50 000年前大喷发黄色浮岩气孔不规则形态参数(1-Ω)值为0.098,大于后两期喷发(分别为0.052和0.064),可能意味着天池火山系统动力学平衡的弛豫周期变小或浮岩气泡生长受动力学、流变学改造过程减弱,这可为进一步研究天池火山活动规律提供参考。三期浮岩毛细管数Ca量级为102,气孔不规则形态参数(1-Ω)量级为10-1,从动力学上首次证实了天池火山属于普林尼型或超普林尼型喷发。 相似文献
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在圆柱形火山通道的下部,岩浆上升速度与岩浆粘度、密度及压力有关。这时的流体动力学过程可以应用一般的牛顿流体模型。火山通道中部气泡化岩浆上升时,液相和气相的转化符合质量守恒方程,混合相总体符合动量守恒方程。其中气泡形成与生长过程符合达西定律与数密度方程。在火山通道靠上部的碎屑化带里,不同组分符合质量守恒方程,混合相总体符合动量守恒方程。天池火山千年大喷发时,通道直径是62m。岩浆房内的岩浆含有约3%体积百分数的气泡,气泡体积在65%时岩浆破碎,颗粒离开通道时的速度是145ms~(-1),而气体离开通道时的速度是170ms~(-1)。气体颗粒分散相出口压力是12.2MPa。在破火山口塌陷之前,岩浆房内气泡体积可高达30%～40%。与此同时,碎屑化发生时岩浆的孔隙度也增加到70%～75%左右。这时的出口压力降低至7～8MPa,出口气体速度增加到180ms~(-1)。气象站碱流质寄生火山喷发对应的喷发通道直径是40m,喷发以气体出口速度15～25ms~(-1)的弱爆破性喷发和侵出式喷发为特征。这时浮岩的孔隙度比千年大喷发的孔隙度低,为48%～61%,而浮岩密度高,为1.01～1.35gcm~(-3)。在侵出相喷发时最高释放率可以达到42m~3s~(-1)(致密岩石当量 DRE),孔隙度变化范围是70%～80%。 相似文献
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利用钻井取芯的岩石组成、碎屑粒度特征及岩性-岩相的差异分析,研究彰武盆地下白垩统沙海组东、西物源物质组成和沉积体系特征。结果表明,东部物源火山碎屑占45%～85%,其中原生火山碎屑占70%,风化火山碎屑占30%,空落碎屑占杂基的10%～25%;西部物源火山碎屑占25%,风化碎屑占75%,空落碎屑占杂基5%～10%。CVL图解显示,东部物源的火山岩屑(L)和玻屑(V)含量均高于西部物源,而晶屑(C)含量低于西部物源。东部为受大型断裂控制的火山斜坡-扇三角洲环境。西部为缓坡区,发育辨状河三角洲环境,接受部分来自于东部的空落火山物质。Dickson图解显示,物源均来自火山弧和造山带物源区。区域早白垩世地壳拉张、火山喷发和同期盆地沉积,是形成不同物源-沉积体系的主要原因。 相似文献
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This retrospective study focuses on the fine silicate particles (<62 µm in diameter) produced in a large eruption that was otherwise well studied. Fine particles represent a potential hazard to aircraft, because as simple particles they have very low terminal velocities and could potentially stay aloft for weeks. New data were collected to describe the fine particle size distributions of distal fallout samples collected soon after eruption. Although, about half of the mass of silicate particles produced in this eruption of ~1 km3 dense rock equivalent magma were finer than 62 µm in diameter, and although these particles were in a stratospheric cloud after eruption, almost all of these fine particles fell to the ground near (<300 km) the volcano in a day or two. Particles falling out from 70 to 300 km from the volcano are mostly <62 µm in diameter. The most plausible explanation for rapid fallout is that the fine ash nucleates ice in the convective cloud and initiates a process of meteorological precipitation that efficiently removes fine silicates. These observations are similar to other eruptions and we conclude that ice formation in convective volcanic clouds is part of an effective fine ash removal process that affects all or most volcanic clouds. The existence of pyroclastic flows and surges in the El Chichón eruption increased the overall proportion of fine silicates, probably by milling larger glassy pyroclasts. 相似文献
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水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列。在那晏湾剖面的凝灰岩中,主要有三类火山成因的大粒径原生碎屑(2-5mm):塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃,推断为不同程度水-岩浆相互作用的产物,根据水的参与程度大致排序为:碎玄玻璃>玄武玻璃>塑变熔岩碎屑。通过对硇洲岛水-火山作用机制研究,发现水-岩浆混合质量比(Mwater/Mmelt)是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。火山喷发序列分析表明,硇洲岛的喷发过程总体可分为三期,早期是冰岛苏特塞式喷发的浅水环境蒸汽爆炸与“火喷泉”喷发;中期过渡转为“火喷泉”喷发,伴随陆上的射汽岩浆喷发;最终以岩浆溢流式喷发结束。 相似文献
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Karoly Németh 《Central European Journal of Geosciences》2010,2(3):399-419
The majority of the Mio-Pleistocene monogenetic volcanoes in Western Hungary had, at least in their initial eruptive phase, phreatomagmatic eruptions that produced pyroclastic deposits rich in volcanic glass shards. Electron microprobe studies on fresh samples of volcanic glass from the pyroclastic deposits revealed a primarily tephritic composition. A shape analysis of the volcanic glass shards indicated that the fine-ash fractions of the phreatomagmatic material fragmented in a brittle fashion. In general, the glass shards are blocky in shape, low in vesicularity, and have a low-to-moderate microlite content. The glass-shape analysis was supplemented by fractal dimension calculations of the glassy pyroclasts. The fractal dimensions of the glass shards range from 1.06802 to 1.50088, with an average value of 1.237072876, based on fractal dimension tests of 157 individual glass shards. The average and mean fractal-dimension values are similar to the theoretical Koch-flake (snowflake) value of 1.262, suggesting that the majority of the glass shards are bulky with complex boundaries. Light-microscopy and backscattered-electron-microscopy images confirm that the glass shards are typically bulky with fractured and complex particle outlines and low vesicularity; features that are observed in glass shards generated in either a laboratory setting or naturally through the interaction of hot melt and external water. Textural features identified in fine- and coarse-ash particles suggest that they were formed by brittle fragmentation both at the hot melt-water interface (forming active particles) as well as in the vicinity of the interaction interface. Brittle fragmentation may have occurred when hot melt rapidly penetrated abundant water-rich zones causing the melt to cool rapidly and rupture explosively. 相似文献
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The Trooper Creek Formation is a mineralised submarine volcano‐sedimentary sequence in the Cambro‐Ordovician Seventy Mile Range Group, Queensland. Most of the Trooper Creek Formation accumulated in a below‐storm‐wave‐base setting. However, microbialites and fossiliferous quartz‐hematite ± magnetite lenses provide evidence for local shoaling to above fairweather wave‐base (typically 5–15 m). The microbialites comprise biogenic (oncolites, stromatolites) and volcanogenic (pumice, shards, crystal fragments) components. Microstructural elements of the bioherms and biostromes include upwardly branching stromatolites, which suggest that photosynthetic microorganisms were important in constructing the microbialites. Because the microbialites are restricted to a thin stratigraphic interval in the Trooper Creek area, shallow‐water environments are interpreted to have been spatially and temporarily restricted. The circumstances that led to local shoaling are recorded by the enclosing volcanic and sedimentary lithofacies. The microbialites are hosted by felsic syneruptive pumiceous turbidites and water‐settled fall deposits generated by explosive eruptions. The microbialite host rocks overlie a thick association (≤?300 m) of andesitic lithofacies that includes four main facies: coherent andesite and associated autoclastic breccia and peperite; graded andesitic scoria breccia (scoriaceous sediment gravity‐flow deposits); fluidal clast‐rich andesitic breccia (water‐settled fall and sediment gravity‐flow deposits); and cross‐stratified andesitic sandstone and breccia (traction‐current deposits). The latter three facies consist of poorly vesicular blocky fragments, scoriaceous clasts (10–90%), and up to 10% fluidally shaped clasts. The fluidal clasts are interpreted as volcanic bombs. Clast shapes and textures in the andesitic volcaniclastic facies association imply that fragmentation occurred through a combination of fire fountaining and Strombolian activity, and a large proportion of the pyroclasts disintegrated due to quenching and impacts. Rapid syneruptive, near‐vent aggradation of bombs, scoria, and quench‐fragmented clasts probably led to temporary shoaling, so that subsequent felsic volcaniclastic facies and microbialites were deposited in shallow water. When subsidence outpaced aggradation, the depositional setting at Trooper Creek returned to being relatively deep marine. 相似文献
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Grain size variations in ignimbrites and implications for the transport of pyroclastic flows 总被引：11，自引：0，他引：11
R. S. J. SPARKS 《Sedimentology》1976,23(2):147-188
Ignimbrite flow units commonly show reverse grading of large pumice clasts and normal grading of large lithic clasts. Ignimbrites show coarse-tail grading, in which particles beneath a critical diameter, ranging from 64 to 2 mm, are ungraded. Above this size the larger the clast diameter the more pronounced the segregation. The grading is consistent with the theoretical settling rates of particles in a dispersion with a high particle concentration. Ignimbrite flow units show a reversely graded, fine grained basal layer which is attributed to the action of boundary forces during flow. Ignimbrites are commonly associated with cross-stratified pyroclastic surge deposits and fine ash fall deposits formed in the same eruption. The fine ash fall deposit is depleted in crystals and is thought to be the deposit of the fine turbulent cloud observed making up the upper parts of nuées ardentes. Pyroclastic flows are postulated to be dense, poorly expanded partly fluidized debris flows. Only its fine grained components can be fluidized by gas. Pyroclastic flows are believed to behave as a dispersion of larger clasts in a medium of fluidized fines, which acts as a lubricant similar to water in mud-flows. Poor sorting in ignimbrites is attributed to high particle concentrations not turbulence. Many pyroclastic flows may be laminar in their movement with apparent viscosities, deduced from the lateral grading of large lithic clasts, in the range 101?103 poise. 相似文献
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内蒙锡林浩特鸽子山火山地质研究 总被引：4，自引：3，他引：1
鸽子山火山位于内蒙古自治区锡林浩特市东南,处于大兴安岭-大同新生代火山喷发带中段,是锡林浩特-阿巴嘎火山群中保存最为完好的一座玄武质火山。火山喷发物的分布面积约55km2,主要为降落火山渣、溅落熔结火山碎屑岩和熔岩流,成分主要为碧玄岩,晚期有少量的橄榄拉斑玄武岩,碧玄岩中含有较多二辉橄榄岩包体和辉石及歪长石巨晶。火山由锥体、熔岩流和火山碎屑席组成,锥体由早期的降落锥和晚期溅落锥复合而成。火山口经历多次塌陷而成为破火口。锥体西侧及北东侧出露两个仍保留了原始形态的熔岩溢出口,熔岩流类型为结壳熔岩,由多个岩流单元组成,局部地区的熔岩流中发育较多保存完好的喷气锥、喷气碟或喷气塔。火山碎屑席主要分布在锥体的东侧,厚度由锥体向外逐渐减薄。火山活动可分为早、晚两个阶段,早期为爆破式喷发,形成火山渣锥和碎屑席,属亚布里尼型喷发,晚期主要为溢流式喷发,形成溅落锥和大规模熔岩流,其活动时代为晚更新世末-全新世。 相似文献
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长白山火山灾害及其对大型工程建设的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
长白山火山是世界著名的活火山,历史时期有过多次喷发,有再次爆发的危险.长白山火山最大的一次爆发发生在公元1199-1200年,这次大爆发的火山灰最远到达距其1 000km远的日本北部.依据这次大爆发由火山喷发空中降落堆积物、火山碎屑流和火山泥流造成的巨大火山灾害,预测了长白山火山未来爆发火山灾害的类型、强度和范围,并编制了长白山火山未来爆发火山喷发空中降落堆积物灾害预测图、火山碎屑流灾害预测图和火山泥流灾害预测图.该研究可预防和减轻火山灾害,指导核电站等大型工程选址. 相似文献