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长白山天池火山千年喷发空降浮岩特征研究
长白山天池火山是我国境内规模最大,最具潜在喷发危险的活火山。据史料记载,长白山天池火山曾在公元946、1168-1702、1903等年份发生过较大规模的喷发,对自然环境和人类文明造成了深远的影响。
公元2002年-2006年,火山活动性监测显示,长白山天池火山活动异常活跃,天池火山存在未来喷发的可能。国内外学者对长白山天池火山展开了大量研究工作,并获得了一系列进展。
其中,长白山天池火山的喷发历史和喷出物层序一直以来是人们关注的焦点。但是对于千年以来空降堆积物的地层划分,尤其是灰白色空降浮岩层之上的粗面质杂色空降浮岩地层具有较大争议。
本论文通过对野外地层的详细勘探,对两层空降浮岩层进行对比,认为两期空降浮岩均应划分到千年喷发。下部赤峰期灰白色空降浮岩成分较为均一,棱角状、正粒序、分选较好、粒度均匀;上部圆池期喷发为脉动式喷发,岩性为土黄色浮岩和黑色浮岩颗粒互层,该层浮岩为棱角状、粒序不明显、分选较好。
本论文根据野外空降物的堆积以及前人的研究资料,大致划分了两期浮岩的分布范围。两期浮岩粒度特征参数均投点于空降堆积区内。
赤峰期分选系数偏小,分选好,圆池期的土黄色和黑色浮岩混杂,使得其分选不如赤峰期灰白色浮岩。粒度大小方面,同一剖面赤峰期的灰白色浮岩普遍比圆池期的杂色浮岩大,反映了喷出时更大的爆破性。
赤峰期灰白色浮岩成分为碱流质,圆池期浮岩成分为粗面质。碱流质的岩浆SiO2的含量更高,岩浆的粘滞系数更高,喷出前所积蓄的势能更多,所以在相同的堆积地点,赤峰期的灰白色碱流质浮岩具有更大的粒度。
赤峰期灰白色空降浮岩气孔较大,连续贯通,气孔壁薄,气孔存在拉长变形。圆池期土黄色空降浮岩气孔贯通,气孔壁略厚;黑色浮岩颗粒气孔壁厚,大约是孔径的2倍左右,气孔不连续贯通。
气孔度差异同粒度特征一样反映了两期浮岩喷出时爆破强度的差异。浮岩中含斑晶主要为长石和辉石,赤峰期灰白色浮岩和圆池期土黄色浮岩中的长石经历了大致相当程度的破坏,而黑色浮岩中部分长石熔蚀现象显著。
各期浮岩中还含有少量橄榄石,指示了更深部的岩浆来源。不平衡矿物组分和深部来源的橄榄石表明岩浆经历了岩浆混合作用,深部来源岩浆进入岩浆房对岩浆囊产生扰动,岩浆迅速喷涌而出,其不平衡组分经历了熔蚀但并未完全熔解。
赤峰期空降浮岩为灰白色碱流质,同前人的数据成果较为一致;圆池期土黄色空降浮岩为粗面质,同火山锥体顶部八卦庙组成分相同;黑色浮岩介于粗安质和粗面质之间,从成分上未找到八卦庙组的对应层。三种浮岩的主微量元素和稀土元素特征显示它们处于同一岩浆演化系列,由同源岩浆演化而来。
圆池期的土黄色浮岩同天文峰顶的黑色八卦庙期浮岩在主量元素成分、微量元素特征、稀土元素特征、野外层位等方面具有一致性,是同一期次的浮岩。圆池期喷发强度较赤峰期喷发强度弱。
多种岩浆成分说明长白山火山下复杂的岩浆系统,多种岩浆可能以分层的形式存在,脉动式的喷发喷出了不同层位的岩浆。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/4bc0425f6037ee06eff9aef8941ea76e59fa4a39.html
2023-02-27
