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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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长白山火山活动历史、岩浆演化与喷发机制探讨 总被引：18，自引：0，他引：18
广义的长白山火山在我国境内包括著名的天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山，是我国最大的第四纪火山岩分布区。图们江火山和望天鹅火山活动都始于上新世，喷发活动分别介于上新世—中更新世（5.5~0.19 Ma）和上新世—早更新世（4.77 ~2.12 Ma）。天池火山和龙岗火山属于第四纪火山，喷发活动从早更新世（~2 Ma）持续到全新世。图们江火山岩为溢流式喷发的拉斑玄武岩，望天鹅火山、天池火山和龙岗火山母岩浆都是钾质粗面玄武岩，但经历了不同的演化过程。天池火山和望天鹅火山都经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩造锥和晚期碱性酸性岩浆（碱流岩和碱性流纹岩）的喷发；龙岗火山来自地幔的钾质粗面玄武岩浆则未经演化和混染直接喷出地表。图们江火山岩以溢流式喷发的拉斑玄武岩为主，少量玄武质粗安岩等。天池火山造盾之后，地壳岩浆房和地幔岩浆房具互动式喷发特点，来自地幔的钾质粗面玄武岩浆一方面在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥，另一方面持续补给地壳岩浆房发生岩浆分离结晶作用和混合作用，分别导致双峰式火山岩分布特征和触发千年大喷发。火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素示踪揭示，长白山东（图们江火山、望天鹅火山和天池火山）、西（龙岗火山）两区显示地幔非均一性，东区岩浆源区具有软流圈地幔与富集岩石圈地幔混合特征，西区岩浆源区具有相对亏损的较原始地幔特征。西太平洋板块俯冲—东北亚大陆弧后引张是长白山火山活动的动力学机制。 相似文献
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长白山天池火山双岩浆房岩浆作用与互动式喷发 总被引：6，自引：0，他引：6
广义的长白山火山在我国境内包括天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,是我国最大的第四纪火山岩分布区。长白山各个火山区的火山活动具有此起彼伏的穿时性特征,天池火山之下地壳和地幔两个岩浆房具有上下呼应、互动式喷发之特点。一方面来自地幔的钾质粗面玄武岩浆直接喷出地表,在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥;另一方面钾质粗面玄武岩浆持续补给地壳岩浆房,发生岩浆分离结晶作用和混合作用,形成双峰式火山岩特征并触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山天池火山喷发的动力学机制。 相似文献
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千年大喷发是长白山天池火山最近的一次大规模爆炸式喷发活动。本文在天池火口及周边的地质调查中发现,千年大喷发存在碱流质和粗面质两套堆积物,且具有岩浆混合现象。进一步岩相学与地球化学研究,证实千年大喷发应存在先后两个喷发阶段,即碱流质喷发阶段(SiO_2,~75%)和粗面质喷发阶段(SiO_2,~65%)。同时,通过微量元素和斑晶特征等分析认为两阶段的岩浆来自于两个独立的岩浆房,岩浆房平衡温度分别为743℃和862℃,相应深度约为5km和7~9km。另外,根据条带状岩浆的混合特征,认为喷发过程中碱流质与粗面质岩浆混合发生在上升通道中,排除岩浆房内混合的可能性。最后根据喷发过程和岩浆特征,综合提出了千年大喷发的岩浆过程模型。本文对千年大喷发的喷发过程和岩浆过程取得的新认识,增进了对天池火山活动习性的理解。 相似文献
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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300～500km,窄者30～50km,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=6.25MPa,层状岩浆房半径3.5km,喷出岩浆层厚700m,喷出岩浆体积30km3;粗面质喷发的岩浆房超压极大值Δpmax=15MPa以上。天池火山千年大喷发时临界喷发熔体黏度μcmrit>2.7×1010Pa.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μcmrit=1.2×1011Pa.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1～1.6Ma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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天池火山的发展经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩-碱流岩造锥和全新世碱流质岩浆的爆破喷发.钾质粗面玄武岩在天池火山锥体外围呈"裙状"分布,不整合覆盖在中生代花岗岩风化壳或砾石层之上,其时代介于2.0～1.2 Ma的早更新世.造盾结束之后,约1 Ma后钾质粗面玄武岩在地壳岩浆房经历了岩浆结晶分异作用. 相似文献
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熔体包裹体对长白山天池火山千年大喷发的指示意义 总被引：2，自引：2，他引：0
长白山天池火山在全新世曾有过几次喷发,其中距今约1000年发生过大规模布里尼式爆炸喷发（即“千年大喷发”）,其喷发产物——灰白色碱流质浮岩和喷发柱垮塌形成的火山碎屑流分布范围极广,除长白山区外,在朝鲜半岛和日本北部也有大量浮岩降落和堆积。根据野外较大范围的系统采样、镜下观察和测试分析,在天池火山千年大喷发产物的碱性长石晶屑中发现了两组颜色、形态、化学成分迥异的“火口组”和“圆池组”熔体包裹体,对揭示天池火山千年大喷发的成因具有重要意义。根据电子探针分析结果,“火口组”熔体包裹体成分为英安岩和粗面英安岩,寄主晶多为透长石;“圆池组”熔体包裹体成分为粗面英安岩和流纹岩,寄主晶为歪长石。相对“火口组”熔体包裹体,“圆池组”包裹体具有高SiO2、高H2O和高Cl含量的特点,化学成分也更为演化,可能是天池火山千年大喷发时岩浆结晶分异后期的产物。两组包裹体的存在为千年大喷发前的层状地壳岩浆房和成分并非单一提供了证据,它们可能是在同次大喷发的不同序列中喷出的。由于地幔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,因挥发分出溶在岩浆房最顶部形成挥发分梯度和过饱和,最终触发了天池火山的千年大喷发,对当时的气候环境造成过较大影响。 相似文献
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浙江拔茅破火山岩浆作用：开放体系多机制复合演化 总被引：1，自引：3，他引：1
拔茅火山杂岩的成分变化范围广泛，包括玄武质，玄武粗安质，粗面安山质，粗面英安质，流纹英安质到流纹质和高硅流纹质岩石都有，它们不是由单一母岩浆演化而来，也不是由单一岩浆房喷发形成的，而是来自多种类型的岩浆房，并经历过复杂的演化过程，为开放体系多机制复合演化，其中早期双峰式基性端元是由上地幔部分熔融形成的，而酸性端无则是地壳物质边熔融边喷发（分离熔融）的结果，作为火山杂岩主体的粗面英安质岩石，其岩浆是在高位主岩浆房内由玄武质岩浆与流纹英安质岩浆混合形成的，发生混合的流纹英安质与玄武质岩浆的比例为57：43，而粗面安山质岩浆则是溶部岩浆房内由玄武质岩浆分离结晶形成的，晚期侵出－侵入的流纹英安质岩穹和高硅流纹斑岩株则分别代表高位次级岩浆房的成分及其硅质帽。 相似文献
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长白山天池火山粗面岩成因与岩浆房系统演化 总被引：1，自引：0，他引：1
长白山天池火山是典型的大陆板内碱性火山,岩石组合以玄武岩盾和粗面岩、碱流岩等碱性岩为主。为厘清天池火山粗面岩的形成过程,本文在综合前人研究的基础上,结合本文新发表数据,检验了粗面岩的成因。研究结果显示天池火山粗面岩不可能由古老的华北克拉通下地壳部分熔融形成,也不符合造盾玄武岩部分熔融的模式。通过主量元素、微量元素定性和定量计算后认为粗面岩是由进化玄武质岩浆(玄武粗安岩)经历了分离结晶作用所形成,粗面岩形成过程中岩浆遭受了地壳混染,并且具有高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)和低n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)两种截然不同的混染趋势。结合岩相和层序信息,作者认为两种演化趋势是上地壳岩浆房系统变化的反映。早期玄武质岩(头道白山期)上侵至上地壳演化,因与上地壳直接接触,沿高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)趋势演化。随着岩浆房接受补给,岩浆房逐渐增大,新侵入的岩浆与地壳被早期岩浆房结晶形成的岩浆房壁所隔挡,使得年轻粗面岩和碱流岩只与早期粗面质岩浆的残留体等进行物质交换,最终沿着低Sr同位素比值趋势演化。 相似文献
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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（50 000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，50 000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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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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中国年轻火山岩铀钍(U-Th)非平衡研究进展 总被引：4，自引：2，他引：2
本文简述近些年中国年轻火山岩的铀钍非平衡研究进展.中国东部(五大连池,天池,镜泊湖,龙岗,大兴安岭,海南岛)的年轻火山岩都显示显著的230Th过剩,表明岩浆来源于含石榴子石的深部地幔,并且部分熔融速率低.其中五大连池主要来自深部(≥75km)的岩石圈地幔,天池、镜泊湖、龙岗和大兴安岭岩浆主要来自软流圈地幔,而海南岛火山岩则显示下地慢特征.中国东部年轻火山岩中U-Th非平衡并没有显示俯冲的太平洋板块对年轻火山岩的物质贡献.我们近来发现年轻火山岩中含有锆石.长白山天池火山岩千年喷发的碱流岩中的锆石U-Th等时线年龄为7～10ka.腾冲马鞍山的锆石表面U-Th等时线年龄为55ka,而锆石内部年龄是90ka.锆石年龄可能表明,相对于腾冲马鞍山的小喷发,大喷发的长白山天池火山岩浆滞留年龄短.长白山天池火山的很短的滞留时间表明其存在危险性. 相似文献
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长白山天池火山地质学研究的若干进展与灾害分析 总被引：11，自引：0，他引：11
通过以减轻火山灾害为目的的天池火山锥体顶部地区地质填图工作，发现了天池火山锥体附近不同期次火山泥石流，部分火山泥石流显示的高温定位特征指示了其与千年大喷发的成因联系。这些火山泥石流构成了严重的火山泥石流灾害，天池火山锥体近顶部大型滑坡体的发现则指示了天池火山另一种重要的灾害类型。滑坡体堆积物结构上可分为3种类型。天池火山千年大喷发时不同成分与物性的岩浆混合作用十分发育，指示了天池火山喷发前不同岩浆批的混合与共喷发机理。本文还论述了天池火山近代历史记录喷发物的分布与鉴别特征。 相似文献
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长白山天池火山是中国最具潜在喷发危险的多成因复式火山，在近2000年来，曾经发生过世界上最大规模的喷发。为了进一步研究长白山天池火山的潜在危险，有必要研究火山的岩浆囊位置和分布。为此，在长白山天池火山开展了一条南北方向的重力剖面测量。结合前人工作，如地震勘探P波速度反演和大地电磁测深（MT）电阻率反演，以及地质信息，采用人机交互的形式，建立了一条长约150km的密度模型。从建模结果图中可以发现：（1）长白山天池下方存在地壳岩浆囊；（2）长白山天池北坡地壳存在一个高阻、低密度体，深度在7~15km，距离天池2~10km，可能是富含气体的岩浆囊；（3）在南坡和北坡大约3km深度处普遍存在一个岩浆岩层；（4）在天池下存在一个已经塌陷堵塞的火山颈。 相似文献
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Reconstruction of an Evolving Magma Chamber beneath Usu Volcano since the 1663 Eruption 总被引：4，自引：3，他引：1
Usu volcano, located in northern Japan, has erupted seven timessince AD 1663. Before these seven eruptions, the volcano hada long repose period ( 5000 yr). The 1663 eruption was thefirstand by far the largest among the seven, producing nearlyaphyric rhyolitic pumice. Small mafic inclusions (‘micro-clots’J,consisting of glass, quenched crystals and abundant vesiclesoccur in the pumice. On the basis of petrological studies ofthe microclots, it is concluded that these are quenched meltsof a mafic magma injected into the rhyolite. The products ofthe 1769 eruption (and those of the following five eruptions)were dacites with abundant (10–15 vol %) microphenocrysts.According to crystal size distribution (CSD) analysis, the newmicrophenocrysts appear to have crystallized at a considerablyhigher cooling rate ( 300 times) than the phenocrysts in the1663 eruptive products. The contrasting petrologic featuresof the aphyric rhyolite and the following microphenocryst-richdacites can be explained by mixing and rapid cooling of a maficmagma injected during the 1663 eruption. We estimate the sizeof the magma chamber beneath Usu volcano just after the 1663eruption, using numerical calculations for a cooling magma chamber.If the magma chamber was sill-like, its thickness is estimatedto have been several hundreds of meters. KEY WORDS: Usu volcano; Japan; magma chamber evolution
*Corresponding author. Present address: Geomechanics, Earthquake Research Institute, The University of Tokyo, I-I-I Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113, Japan 相似文献
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火山喷发文字记录资料的考证可以给出历史上火山喷发的最为准确的时间限定，对喷发过程、灾害效应也都可给出极为详细、准确的措施。长白山天池火山喷发的满语资料是除了汉语、朝语之处另一种极为重要的资料来源，目前已从有关满语神话传说中得到了若干有重要意义的火山与火山学信息。本文列出了3类、14条天池火山喷发的神话与传说，从中可以得知数千年以来天池火山发生过多次猛烈的与温和的周期性的喷发。天池火山喷发与火山泥石流、喷发后洪水泛滥有密切关系，泛滥物波及到距离天池火山460km以过的嫩江流域及珲春一带。在中国近代史上还有若干次火山喷发记录，经考察较为确定的1951年昆仑山西部于田县卡尔达西火山喷发是一次地下岩浆上侵、地表汽爆炸与喷发的火山喷发事件。 相似文献
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长白山天池火山千年大喷发岩浆含水量研究——熔融包裹体含水量的红外光谱测试 总被引：1，自引：0，他引：1
长白山天池火山在公元一千年左右曾发生过大规模喷发，其产物为大面积分布的灰白色碱流质浮岩和碎屑流，在其斑晶矿物橄榄石、钙铁辉石和碱性长石中均可见到熔融包裹体。在最主要的斑晶矿物——碱性长石中含有数量众多且个体也较大的熔融包裹体，多数含有一个以上的气泡，其中部分含有子晶，根据形貌特征的不同可分为截然不同的两组包裹体。这些熔融包裹体带有大量喷发前地下岩浆的信息，成为研究地下深部的岩浆在复杂的溢流-爆炸喷发中所发生变化的最好媒介。也是本文的研究对象，通过其中挥发份尤其是水的含量，可以推知天池火山发生大喷发的原因。经Nicolet Magna-IR 550红外光谱仪测定，这些熔融包裹体的含水量较高，达1．6％-3．6％，为当时天池火山发生了巨大规模爆炸喷发的原因提供了强有力的证据。但目前红外光谱仪的应用范围还比较有限，有待今后拓宽其应用领域。 相似文献