火山射气岩浆喷发研究新进展

射气岩浆喷发是一种特殊类型的火山活动,水在这类火山活动中起着至关重要的作用,其喷发产物———低平火山口和基浪堆积物在中国乃至全世界都很常见。国际上对射气岩浆喷发的研究始于1921年。本文在前人研究基础上,以中国南方北部湾周边第四纪火山区大量射气岩浆喷发成因的低平火山口和基浪堆积物为研究对象,综合了近几年中国学者的研究成果,深入讨论了基浪堆积物的地质特征、射气岩浆喷发形成的基本条件、喷发过程的动力学机制,以及基浪流的搬运过程等重要问题,提出有待解决的难点,揭示了这类火山活动的特有属性。     

内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的堆积序列及喷发过程研究

随着全球火山研究的深入,地质学家在大多数火山群中均发现了特殊成因的玛珥式火山。以低平火山口和低矮锥体著称的玛珥式火山主要由具有爬升层理、平行层理、大型低角度交错层理等结构构造的基浪堆积物组成,是火山喷发演化过程研究的重要对象。近年来,在内蒙古东部的诺敏河、阿尔山-柴河和阿巴嘎火山群中也先后发现了典型的玛珥式火山及基浪堆积物。本文从野外火山地质特征着手,以火山学与火山地质学理论为指导,结合国内外玛珥式火山的研究成果,对内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的分布、产物和结构构造等火山地质特征进行了归纳总结,将其大致划分为3个喷发期次,分别是以基浪堆积物为主的射汽-岩浆爆发、以降落-溅落堆积物为主的岩浆喷发和以碱性橄榄玄武岩为主的岩浆溢流期次。复合火山的活动时代总体属于晚更新世,其中玛珥式火山的形成时代为晚更新世早中期。通过分析研究区的地层、火山产物和区域断裂构造等地质特征,推断射汽-岩浆爆发的深度较浅,并进一步探讨了玛珥式火山的成因机制,模拟其喷发演化过程,认为玛珥式火山与斯通博利式、夏威夷式等类型火山具有继承性演化关系。     

大兴安岭哈拉哈河—淖尔河地区第四纪火山活动初步研究

大兴安岭中部哈拉哈河-淖尔河地区受基底断裂控制,发育28座第四纪火山,这些火山总体呈北东向带状分布。研究区第四纪火山岩分布面积约1000km^2,岩性主要为碱性玄武岩。根据喷发时代和火山地质特征,这里的火山大体可分为更新世和全新世两期。按照火山作用方式不同,区内火山可分为岩浆成因和射汽岩浆成因两类：前者活动产物主要包括火山碎屑锥、碎屑席、熔岩流,其中发育结壳熔岩、渣状熔岩、块状熔岩,以及喷气锥、熔岩冢等火山地质现象;后者产物主要是射汽岩浆喷发形成的基浪堆积物,其中发育大型平行层理及交错层理。不同的火山作用形成了火山口湖、低平火山口湖、火山堰塞湖和塌陷熔岩湖四种不同规模与形态特征的湖泊,这种水火相容的火山地质现象为阿尔山火山温泉国家地质公园增添了景观。     

广西涠洲岛南湾火山喷发特征

涠洲岛是北部湾内的一座火山岛, 火山熔岩构筑了该岛的基底, 岛南端的南湾火山喷发物形成了涠洲岛现代火山地貌.南湾火山喷发以岩浆喷发和射气岩浆喷发交替进行为特征, 火山碎屑岩和基浪堆积物向岛北延伸, 覆盖了大半个涠洲岛.选取了鳄鱼嘴和猪仔岛2个典型剖面, 对南湾火山喷发活动进行详细的观察和描述, 发现了诸如爬升层理、大型低角度交错层理和板状层理等射气岩浆喷发成因的基浪堆积物中特有的构造, 并且观察到射气岩浆作用的指相物质——增生火山砾.所有这些现象都反映了南湾火山是射气与岩浆交替喷发成因的复合火山, 其中射气岩浆喷发占据重要地位, 而喷发中心位于南湾海中.      

吉林龙岗第四纪火山活动分期

在约1700km^2的龙岗火山区内分布100多个玄武质岩浆爆破成因的火山渣锥和射气岩浆成因的低平火山口－龙湾，最新喷发距今约1500－1600年。本文在火山地质研究基础上，测定了龙岗第四纪火山活动形成的熔岩台地、火山渣锥、低平火山口、火山碎屑席等不同火山地质体的31个火山岩K－Ar年龄和2个岩化木与与泥炭层的^14C年龄，厘定了龙岗第四纪3期火山活动的时间：小椅山期（早更新世：2．15－0．75Ma）、龙岗期（中－晚更新世：0．68－0．05Ma）和金龙顶子期（全新世：1600－1500a.BP）。     

吉林龙岗火山群火山碎屑基浪堆积特征与成因机理

吉林龙岗火山群火山碎屑基浪堆积是中国少数保存较好的、近代喷发的低平火山区之一。基于岩性、岩相与相序的识别与分析,火山碎屑基浪堆积序列由分选性和磨圆度较差的玄武质砂、砾和火山灰构成的毫米级-厘米级厚高频率韵律有序叠置而成,堆积物中发育大量的块状层理、似丘状层理、低角度板状交错层理、槽泊层理、平行层理、冲蚀槽等堆积构造。横向上低平火山由内至外其碎屑粒度、堆积构造、厚度存在着一定规律变化,与易混淆的火山岩区地面流水沉积和火山碎屑流堆积物存在明显的差别。岩浆射汽喷发晚期往往伴随斯通博利式喷发和夏威夷式熔岩流,三者构成一个完整火山活动旋回。     

北部湾涠洲岛及斜阳岛火山地质与喷发历史研究

涠洲岛及斜阳岛是北部湾内一对姊妹火山岛，本文采用火山岩K-Ar法，火山岩中砂岩捕掳体光释光法（OSL）和贝壳^14C法分别测定了火山活动的年代，结合火山岩地质特征，将涠洲岛火山活动初步划分为早-中更新世（1．42Ma-0．49Ma）和晚更新世末期（36ka-33ka）两期。早-中更新世溢流玄武质熔岩盾造就了涠洲岛及斜阳岛，从涠洲岛横路山锅盖岭盾形火山锥溢出的熔岩流向四周漫流，形成涠洲岛中心高四周低的盾形火山地形，其晚阶段球状风化玄武岩沿涠洲岛潮间带分布。晚更新世末期涠洲岛南湾火山和斜阳岛斜阳村火山射气岩浆喷发，间有岩浆喷发，形成典型的低平火山口和巨厚基浪堆积几乎覆盖两岛，经历了海蚀作用，塑造了两岛现代地貌景观。     

火山碎屑岩的百年研究

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。     

火山碎屑岩的百年研究

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。     

当代火山喷发碎屑堆积物的研究进展及其主要类型

火山喷发碎屑堆积物主要分为：火山喷发空中降落堆积物、火山碎屑、流状堆积物、火山泥流堆积物和火山基浪堆积物。简述了这些火山碎屑堆积物的成因及主要特征。     

The 18.7 ka phreatomagmatic flank eruption on Etna (Italy): relationship between eruptive activity and sedimentary basement setting

This paper documents a phreatomagmatic flank eruption that occurred 18 700 ± 100 a BP , on the lower north-eastern slope of Etna during the Ellittico volcano activity, which produced fall and surge deposits. This type of eruption is connected to a sedimentary basement ridge at Etna. The interaction between the rising magma and the shallow groundwater hosted in the volcanic pile overlying the impermeable sediments resulted in phreatomagmatic instead of strombolian activity. Three eruptive phases are distinguished based on field and analytical data: (i) an explosive phreatomagmatic opening, (ii) a main phase producing coarse lithic-rich fallout and a strombolian deposit, and (iii) the final pulsating surge-forming phase. The discovery of this phreatomagmatic flank eruption, which occurred at lower altitude, raises important issues for previous hazard assessments at Etna.     

广西北海涠洲岛火山最后喷发活动时代

广西北海涠洲岛是我国最大的第四纪火山岩海岛。近些年来随着我国核电事业的不断发展,涠洲岛火山最后喷发时代和对区域核电厂址的潜在火山灾害,受到了国内外地学界和核电工业界的广泛关注。我们通过对涠洲岛南部地区射汽岩浆喷发的基浪堆积物的野外地质地貌考察,研究了火山喷发物的岩性特征、沉积结构和堆积规模。同时,对系统采集于不同堆积部位的喷发物样品和上覆的黄土样品进行了电子自旋共振(ESR)年代测试分析,结合前人光释光(OSL)测年结果,得出涠洲岛火山最后一次喷发的时间为晚更新世晚期至全新世早期,距今约13～33ka。     

内蒙古达里诺尔晚新生代火山群喷发特征研究

达里诺尔火山群有近百座晚新生代单成因火山,其地质地貌形态各异,喷发形式多样。这些火山既有爆破式喷发,如:夏威夷式喷发,斯通博利式喷发,强斯通博利式喷发和射汽岩浆喷发;也有溢流式喷发,如盾状火山;还有岩浆缓慢侵出,如大黑山。火山群内典型火山机构表明,不同的喷发方式穿插于火山喷发过程:早期火山活动多以侵出和溢流为主,逐渐转变为岩浆爆破式喷发(强斯通博利式,斯通博利式),晚期又过渡为溢流式喷发,喷发过程大体经历一个爆破强度弱-强-弱的转变。射汽岩浆型的火山则是以剧烈的射汽岩浆爆炸开始,后期逐渐转弱为岩浆爆破喷发和溢流喷发。火山喷发过程中火山产物出现牛顿流体,宾汉流体,层流,颗粒流,涌流,空降等不同类型的运动形式,自火口向远源运动,形成差异化的火山产物。岩浆的输送速率、上升速度,以及围岩的类型,可能是造成达里诺尔火山群多样化喷发的主要因素。     

雷州半岛玛珥湖区玄武岩的年代、地球化学特征及其意义

我国南部雷州半岛是亚洲季风影响的核心区,区域内田洋、青桐洋和九斗洋这3个干玛珥湖沉积序列可为揭示低纬地区亚洲季风的轨道尺度变化提供关键证据。查明这些玛珥湖的形成年代、基底玄武岩的地球化学组成及其风化产物特征,为进一步获得沉积序列的年代控制、揭示沉积物替代指标的古气候意义提供了基础。本研究对3个干玛珥湖基底的玄武岩进行了K-Ar测年、地球化学成分和玛珥湖周围风化剖面粘土矿物的测试分析,得出了以下结论:1)田洋玛珥湖湖盆的形成年代为0.73~0.87Ma,首次报道的青桐洋和九斗洋湖盆的形成时代分别为0.82 Ma和0.81~1.08 Ma,它们均属于早更新世晚期到中更新世早期的石峁岭期火山射气喷发形成的。2)田洋、青桐洋和九斗洋玛珥湖基底玄武岩均属于石英拉斑玄武岩。同一时期喷发的石英拉斑玄武岩广泛分布在玛珥湖的周围,这些玄武岩风化的产物以高岭石、三水铝石以及赤铁矿为主,在降水较为充沛的时期,物理或化学风化的产物随地表径流汇入湖盆,是玛珥湖沉积的主要来源。本研究为正在进行的低纬地区更新世轨道尺度季风降水重建提供了基础。     

Geoheritage values of one of the largest maar craters in the Arabian Peninsula: the Al Wahbah Crater and other volcanoes (Harrat Kishb, Saudi Arabia)

Al Wahbah Crater is one of the largest and deepest Quaternary maar craters in the Arabian Peninsula. It is NW-SE-elongated, ～2.3 km wide, ～250 m deep and surrounded by an irregular near-perpendicular crater wall cut deeply into the Proterozoic diorite basement. Very few scientific studies have been conducted on this unique site, especially in respect to understanding the associated volcanic eruption processes. Al Wahbah and adjacent large explosion craters are currently a research subject in an international project, Volcanic Risk in Saudi Arabia (VORiSA). The focus of VORiSA is to characterise the volcanic hazards and eruption mechanisms of the vast volcanic fields in Western Saudi Arabia, while also defining the unique volcanic features of this region for use in future geoconservation, geoeducation and geotourism projects. Al Wahbah is inferred to be a maar crater that formed due to an explosive interaction of magma and water. The crater is surrounded by a tephra ring that consists predominantly of base surge deposits accumulated over a pre-maar scoria cone and underlying multiple lava flow units. The tephra ring acted as an obstacle against younger lava flows that were diverted along the margin of the tephra ring creating unique lava flow surface textures that recorded inflation and deflation processes along the margin of the post-maar lava flow. Al Wahbah is a unique geological feature that is not only a dramatic landform but also a site that can promote our understanding of complex phreatomagmatic monogenetic volcanism. The complex geological features perfectly preserved at Al Wahbah makes this site as an excellent geotope and a potential centre of geoeducation programs that could lead to the establishment of a geopark in the broader area at the Kishb Volcanic Field.     

玛珥湖与过去全球变化研究

古气候变化突变事件和气候周期的发现将过去全球变化研究推进到了高分辨率的新阶段。玛珥湖在形成和保存高分辨率气候环境记录方面具有独特的优势,玛珥湖研究所取得的重要成果也显示了在过去全球变化研究方面的巨大潜力。简要回顾了玛珥湖的研究历史,从纹层、年代学、多学科多指标综合研究等方面概括了国际玛珥湖沉积与环境研究的若干进展,并介绍了我国在玛珥湖研究方面的发展情况。     

内蒙中部辉腾锡勒第四纪火山群初步研究

辉腾锡勒火山群位于内蒙古中部卓资县、察哈尔右翼中旗和后旗交界处的高山草原区。处于中国东部大同-阿尔山-诺敏河第四纪火山喷发带南段。火山群坐落在太古宙变质岩系、二叠纪花岗岩和新近纪汉诺坝玄武岩之上。平面上呈低洼的菱形台地，四周为山地，总面积约260km²。因上覆在汉诺坝玄武岩台地之上，故以往将其误归为新近纪汉诺坝玄武岩。火山群内发育近百座火山，大多数火山形貌保存基本完整。火山产物主要为一套碱性橄榄玄武岩，次为不同成因的火山碎屑物（岩）。碱性玄武岩覆盖在晚更新世坡积物和黄土之上。火山活动的时代主体为晚更新世，可进一步分为早、中、晚三期。早期为裂隙-中心式喷发，火口已剥蚀殆尽；中期主要形成"地池式"和玛珥式火山，火山形貌较完整，火口呈特征的圆形或椭圆形，大部分积水成湖，当地习称"九十九眼泉"或"海子"。晚期以熔浆的溢流为主，形成结构完整的盾片状火山。火山活动经历了沿裂隙的喷溢到中心式弱爆发、溢流-射汽岩浆爆发-溢流再到溅落堆积的演化过程。辉腾锡勒火山群是在新近纪汉诺坝玄武岩台地上新解体确定的第四纪火山群，这为研究蒙古高原南部地壳深部结构及其活动性提供了又一天然窗口，对了解新构造活动、环境及灾害预警研究都具有重要的理论和实际意义。