内蒙古辉腾锡勒草原玛珥式火山口群特征与成因

在内蒙古乌兰察布市辉腾锡勒草原上分布着上百个负地形的玛珥式火山口。它们数量多、分布密集、保存好。它们的主要特征是所有的火山口都是负地形，火山口不存在高出地表的口沿。盖层岩石碎块覆盖在火山口的斜坡和底部，火山口的边缘的小断崖也是盖层岩石。地球物理检查结果表明，被土壤覆盖的下面和火山口的斜坡上的碎块也是盖层岩石。岩芯钻探揭示了至少存在五个岩石破碎带，这表明岩浆流体没有将这些破碎带的块体胶结而是水汽地下爆炸的结果。综合分析认为，岩浆在上升过程中遇到了丰富的含水层，产生了水汽，在遇到阻挡层后积聚能量，导致地下爆炸。地表岩石的崩塌始于中心，并导致周围岩石呈楔形崩塌。较大的玛珥式火山口的形成比小的经历了更多次的爆炸。本研究认为，这些玛珥式火山口形成于同一时代，具有相同的成因。全球对玛珥式火山口的研究表明，喷出的碎屑数量是由水参与岩浆活动的量决定的。然而，对于岩浆遇到丰富水层的情况下，由蒸汽冲撞地层和地下爆炸所形成的玛珥式火山口的研究很少。本文对辉腾锡勒玛珥式火山口的研究是对玛珥式火山口成因研究的贡献。     

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。     

中国玛珥湖的时空分布与地质特征

自新生代以来 ,在亚洲东部大陆边缘的裂谷系和青藏高原内部及周边地区 ,火山活动频繁发生 ,形成大量火山和火山岩 ,在一些火山区还发育有大小不等、形态不一的玛珥湖 ,其中有的积水 ,有的干枯 ,它们集中分布于雷琼、东北、青藏高原等地区 ,跨越了热带、亚热带、温带和高寒地带。从中新世的山东山旺盆地 ,早更新世东北龙岗地区的龙湾 ,到雷琼地区中晚更新世的田洋、湖光岩等 ,几乎各个时代、各种类型的玛珥和玛珥湖都有 ,玛珥湖中的沉积物从几十米到一二百米厚度不等 ,记录了不同地区、不同时段气候环境演变的历史 ,对全球变化研究有着重要意义。     

四海龙湾玛珥湖沉积物中碱流质火山灰的来源及其意义

四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,在玛珥湖沉积物距湖底69-70cm处分离出新鲜的火山灰。根据火山灰产出的层位、原生沉积特征、形貌和碱流质化学成分特征,属于长白山天池火山公元1199-1200年大喷发的产物。这一结果不仅表明天池火山历史时期大喷发的规模比原来估计的还要大,并且为建立千年以来四海龙湾沉积物及古气候演化的时间标尺提供了依据。     

湛江田洋玛珥湖的形成与演化

运用新一代高精度，无扰动钻探技术，从田洋玛珥湖成功地获取了222.4m结构连续完整的第四纪湖相沉物样品，在古气候，古环境变化方面作了一定研究。根据众多钻孔揭示和火山岩石年代学与地层接触关系的研究，田洋玛珥湖是在两期火山活动后形成的。早期火山发生在早更新世（2.30-1.64Ma)，生成湛江期火山岩，前后4次喷发，并形成一个深凹的火山口积水坑，晚期火山发生中更新世（0.73-0.20Ma)，生成石峁岭火山岩，由于高温（1000℃以上）岩浆，热液，蒸气与原火山口积水的机械混合而发生剧烈爆炸，形成一个典型的玛珥湖，并经历空湖－深湖－半深湖－浅湖－沼泽5个演化阶段，以其独特的封闭性与特殊的物化条件，成为研究全球变化的重要场所。     

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。     

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。     

玛珥湖高分辨率古环境研究的新进展

玛珥湖的形成机制和特点不同于一般的火山口湖,其特有的沉积环境是发育和保存高分辨率气候记录的理想场所。近年来国外的玛珥湖研究在解决一些重要的古气候问题方面显示出巨大潜力。中国玛河湖分布广泛,中国科学院地质研究所最近对湖光岩玛珥湖的研究已经获得了初步成果。加强中国玛珥湖的研究,从不同地区玛珥湖的沉积物中获取高分辨率的气候变化信息,无论是对于研究东亚地区长期气候环境变迁历史,还是短期的人类活动与环境演变的关系,必将会取得非常有意义的成果。     

玛珥湖与纹泥年代学

火山活动是影响全球变化的重要因素之一，玛珥湖和纹泥年代学是近年来古气候研究的新领域。玛珥湖由于其独特的封闭性及其物化条件，使之成为古环境变迁信息的理想载体。纹泥年代学是高分辨率研究过去全球变化的重要手段。玛珥湖的现存状态可以分为空型、湖型、沼泽型和干枯型。纹泥是某些玛珥湖中比较常见的一种沉积构造，它的形成需要一种精细的平衡。硅藻作为纹泥的一个重要组成部分，对光量、温度和各种无机盐反应敏锐，具有重要的古环境意义。能否制作完好的沉积物薄片是纹泥年代学成功与否的关键，本文对纹泥年代学的具体操作方法做了扼要介绍。中国有广泛的火山分布，其中不乏玛洱湖的存在，对之进行详细研究，不仅可以获得可与黄土、冰芯和深海岩芯相媲美的古气候序列，而且可以解决古气候学中某些难题。     

金川泥炭沉积中火山喷发物的发现及其意义

对金川西大甸了干玛珥泥炭沉积中部一段泥砂状物质进行鉴定，首次发现火山玻璃，确定为近原火山一次爆炸式喷发的原地沉积物。在排除来自长白山天池火山和龙岗金龙顶子火山约1600a前喷发的可能性后，据该火山喷发物主要化学成分特点，推测其为龙岗 山群早于金龙子火山约1600aBP喷发的另 一次喷发产物。据该火山喷发物所在泥炭层的年龄，推测这次喷发的可能年代为15BC－26AD。     

Newly discovered mud volcanoes in the Coastal Belt of Makran,Pakistan—tectonic implications

The Makran accretionary wedge has a much larger number of mud volcanoes then those reported earlier. Using high-resolution satellite images, over 70 active mud volcanoes were identified. These mud volcanoes occur within a well-defined zone; we call it the Makran zone of active mud volcanoes (MZAMV), which is parallel to the regional trend of the accretionary wedge. Mud volcanoes within the zone occur as clusters, which form linear belts parallel to the regional thrusts associated with anticlines. The MZAMV zone also includes the offshore mud volcanoes occurring in the shallow shelf area, including the recurrently emerging mud islands. Several occurrences of thick deposits of old mud volcanoes (Pleistocene or even older) are also present within this zone, which also display recognizable features that are characteristic of the fossil mud volcanoes. We propose that the MZAMV developed and evolved in response to the continued compression within the Makran accretionary wedge, which in turn, is a response of the subduction process. Mud diapirism has been an ongoing phenomena since Pleistocene or even earlier. The events of enhanced mud extrusion in mud volcanoes and/or emergence of island(s) have relevance with seismic phenomena and, therefore, may be closely monitored.     

五大连池老黑山火烧山火山喷发方式的探讨

从反映五大连池老黑山、火烧山火山喷发方式的几个事实入手,通过与当代著名的裂隙式喷发火山——新托尔巴奇克火山对比,探讨老黑山、火烧山的喷发方式,说明它们先经由裂隙式喷发,而后转为中心式喷发。     

火山学述评

火山学研究有了长足的进步。笔者总结近些年全球火山学研究各个方面的成果,包括对火山基本概念的新的认识、火山机构、火山的各种分类、火山岩石学和地球化学、火山岩相学、评估火山爆发大小的火山爆发指数、岩石和地球化学分类、各种常量和微量元素区分图、活火山分布与板块构造理论的关系、活火山给人类带来的灾害与利益和活火山的监测、曾经的火山活动与生物毁灭、单成因火山研究等。火山—构造是未来火山学研究的一个方向,通过火山与构造关系的研究以揭示火山的分布和地球的演化。火山喷出的岩浆是其通过地下以岩墙或管道形式为通道运移到地表的结果。中朝边境上的长白山的位置是个特例,应当值得深入的研究。中国分布有许多新生代火山,它们是否为单成因火山、这些火山在成分上是否有演化规律、它们的分布与大地构造的关系等都有待深入和系统的研究。     

Geochemical characteristics of mud volcano fluids in the southern margin of the Junggar basin,NW China: implications for fluid origin and mud volcano formation mechanisms

Mud volcanoes can provide important information about the underlying strata, hydrocarbon accumulation, and recent neotectonic movements in an area. The fluids erupting from mud volcanoes provide important information about their formation and evolution. The ion concentration and the hydrogen and oxygen isotopes of the fluids that were erupted from the three mud volcano groups, Baiyanggou, Aiqigou, and Dushanzi, and nearby rivers in the southern margin of the Junggar basin, northwestern China, are studied. The concentrations of Na and Cl in mud volcano fluids are clearly elevated, displayed as the Na-Cl type. The δD and δ18O values of the fluids are similar between the Baiyanggou and Dushanzi mud volcanoes, which are mainly from ancient sedimentary pore water. However, the Aiqigou mud volcano is depleted in dissolved Cl and shows lower δ18O values with mixed sources, including deep pore and local meteoric water. Two types of mud volcanoes are proposed in this study. One type is low-energy mud volcanoes with a low volume of fluid of deep origin on the hillcrest, which display as mud pool/pie/hole. The other type is high-energy mud volcanoes having mixed fluid origin in the valley and formed in the shape of a mud cone (dome).     

斑点火山的形成机制和岩石圈-软流圈边界(LAB)的性质

近二十年来,在俯冲带外缘发现的斑点火山群代表了一种全新的海底岩浆活动类型.这种火山规模很小,成簇出现,年龄异常年轻,岩样以EM1型碱性玄武岩为主,孔隙度高且富含挥发性组分.有关斑点火山的岩浆起源以及与岩浆上涌相关的动力学过程目前仍然存在广泛的争论.本文系统性地介绍了斑点火山的特征,总结了前人针对其形成机制和岩浆源区研究提出的3种模型;另外,结合大洋岩石圈-软流圈边界(LAB)可能含熔体的最新研究成果,指出了斑点火山还可能与LAB的性质这一板块理论的根本科学问题密切相关;由于CO₂可能是导致LAB深度处出现熔融聚集层的原因,而斑点火山岩样中富含CO₂,因此斑点火山还可能是碳循环的重要组成部分.最后,本文对未来围绕斑点火山形成机制等科学问题的多学科综合研究做出展望.      

大同火山群地质及岩石学特征

大同火山群以盆地为对称轴分布,中更新世晚期火山位于盆地的轴部,中更新世早期火山位于盆地两侧。计算的延伸和断裂速率分别为0.43cm/a和0.22cm/a。大同火山群主要属于碱性橄榄玄武岩系列,中更新世早期火山的一部分属于拉斑系列,夏威夷岩是大同火山岩的一个主要类型.中更新世早期火山岩的氧化物变异趋势可能是受高压下Ol+Opx的分离作用控制.中更新世晚期火山岩氧化物变异趋势暗示了是受岩浆混合作用的控制。     

Mud volcanoes of Italy

The locations and information about the sizes of 61 mud volcanoes on the Italian mainland and Sicily, plus an area of mud diapirism in the Italian Adriatic Sea, are presented. Data about the emission products are also provided. The majority of these mud volcanoes are found where thick sedimentary sequences occur within a zone of tectonic compression associated with local plate tectonic activity: the movement of the Adriatic microplate between the converging African and Eurasian plates. The principal gas emitted by these mud volcanoes is methane, which probably originates from deep within the sediments. Other mud volcanoes, associated with igneous volcanism, produce mainly carbon dioxide. The mud diapirs in the Adriatic Sea are thought to form as a result of the mobilization of shallow gassy sediments. It has been shown that radon emissions from mud volcanoes are indicators of forthcoming earthquake events. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

Gravitational spreading and formation of new rift zones on overlapping volcanoes

Large volcanic edifices are often shaped by the coalescence of adjacent volcanoes as well as intrusive rift zones and gravitational spreading. To better understand the structure of such volcanoes we designed analogue experiments simulating gravitational spreading of an edifice made by overlapping cones of different age, and examined the formation of rift zones. The results allow distinction of two main rift geometries. (i) Spreading edifices of similar age that partly overlap, tend to develop a rift zone approximately perpendicular to the boundary of both volcanoes. Such a rift zone causes two volcanoes to grow together and form an elongated topographic ridge. (ii) Partly overlapping volcanoes of different age are spreading at different rates and thus form a rift zone parallel to the boundary of both volcanoes. Such a rift zone causes two volcanoes to structurally separate. The results are widely applicable for large volcanoes subject to rifting and flank spreading, which we demonstrate for Réunion Island and for southern Hawaii.     

金星薄饼状火山类比研究

金星薄饼状火山(陡边火山)是一类形貌非常独特的火山,有别于太阳系中其他的火山:近圆的底面轮廓、平坦的顶部和较大的顶底直径比.薄饼状火山被认为是高黏度岩浆喷发形成的,但是这一成因并不被广泛接受.火山的形貌特征主要取决于岩浆成分、喷发机制、重力和喷发环境(如大气压)等.因此,通过对比地球火山的形貌特征及形成机制可以为金星薄饼状火山的成因提供指示.我们利用底面不规则度(ii )、高径比(H/W B )、顶底直径比(W S/W B )、侧边最大坡度处的标准化高度(HS m a x )、顶部高径比(H S/W S )和喷发量(V )这些形貌参数定量地将地球表面的复式火山、盾形火山、火山锥、熔岩穹丘(Peleean 型和 Coulees 型)、海底平顶火山以及泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山对比.Coulees型熔岩穹丘、海底平顶火山和泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山有一定的相似性.Coulees型熔岩穹丘剖面形态与薄饼状火山最为相似,可能指示了薄饼状火山具有类似的成因机制,而海底平顶火山侧边的上凹特征可能指示了其与薄饼状火山完全不同的成因机制.因此,薄饼状火山可能是相对高黏度的岩浆以较高速率持续性喷发形成.     

印度洋北部马克兰增生楔泥火山分布及主控因素探讨

为了探讨低角度俯冲背景下活动大陆边缘泥火山的分布及其主控因素,收集了大量印度洋北部马克兰增生楔地区的沉积地层、断裂构造及泥火山或泥底辟等资料。综合分析结果显示,研究区沉积地层主要由上、下两部分组成,其中,下部较细的半远洋泥质地层具有“东厚西薄”的特征,而上部较粗的马克兰砂地层具有高速沉积的特征。这种密度倒置且后期沉积速率很高的地层分布特征为该区泥底辟或泥火山的形成提供了物质基础。在马克兰增生楔,阿拉伯板块向欧亚板块汇聚的速率具有“东快西慢”的特点,而且东、西两侧走滑断层和泥火山发育。结合俯冲角度同样较低的地中海海岭板块汇聚速率与泥火山的分布特征认为,马克兰增生楔东、西两侧的泥火山主要受走滑断层的控制,而增生楔内部的泥火山主要受板块汇聚速率、逆冲断裂以及密度倒置等综合因素的控制,表现为“东多西少”的特征。