超级火山喷发及其环境效应SCIEI北大核心CSCD

超级火山喷发可以在极短时间内剧烈改变区域地形地貌,引起全球性气候巨变,是人类赖以生存的地球宜居环境的严重威胁。因此,剖析地质历史上的超级火山喷发事件及其环境效应,将有助于我们预测和应对未来可能的超级火山喷发及其造成的自然灾难。本文从超级火山和超级喷发的定义入手,重点介绍超级火山喷发的固相和气相产物、如何鉴别地质历史上的超级火山喷发、以及超级火山喷发可能带来的环境和社会影响。由于最近一次超级火山喷发发生在2.6万年前的新西兰,人类文明并没有经历过超级火山喷发,科学家们主要通过二十世纪以来有记录的小型火山喷发、冰芯和年轮记录、火山-环境-气候模型等来推测、反演和模拟超级火山喷发对气候和环境的影响。已有的研究表明,超级火山喷发产生的碎屑熔岩流和岩浆房塌陷产生的破火山口给周边地区环境造成直接的摧毁;进入平流层的火山气体经过物理化学变化形成气溶胶,有效的反射和吸收太阳辐射,从而导致长达数年的区域甚至全球性的剧烈降温和降水减少。尽管科学家们已经做了很多数值模拟和推演,但超级火山喷发的影响仍然是难以估计的。特别是超级火山喷发发生的季节和地点会带来不同的火山-海洋-大气-植被耦合效应,导致不同规模的气候和环境变化,未来应当加强这方面的研究。     

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。     

藏北可可西里中新世钾质火山岩矿物化学及温压计算

对藏北可可西里中新世钾质火山岩的主要斑晶矿物化学成份进行了电子探针分析,结果表明,火山岩中的辉石为普通辉石、紫苏辉石和古铜辉石,角闪石为钙质角闪石,云母为钛铁黑云母和富铁黑云母,长石为中长石、更长石、钠透长石和透长石,不透明矿物主要为钛铁矿和磁铁矿,可见钛铁矿?磁铁矿固溶体。根据火山岩中单斜辉石?熔体温压计估算的辉石斑晶的形成温度和压力分别为1 065～1 100 ℃和5.3～9.1 kbar。二辉石地质温度计结果表明,辉石的共结温度为976～1 020 ℃。而钛铁矿?磁铁矿固溶体平衡计算结果表明,钛?磁铁矿的平衡温度为841～974 ℃,logfO2为－13.71～－10.87。研究结果显示,可可西里火山岩岩浆房的埋深深度小于30 km,中?酸性系列火山岩是岩浆房在相对低压条件下的中上部地壳部位,经分离结晶后形成。     

火山区温室气体排放研究进展

火山活动是地球深部脱气的重要途径之一,它在大气圈温室气体浓度变化及全球碳排放研究中具有重要的作用。以国外火山气体研究成果为基础,概述火山气体的研究内容、研究方法（包括样品采集、实验室测试）,并重点探讨国外间歇期火山区土壤脱气、温泉脱气及喷气孔脱气的温室气体排放通量估算方法及其相应规模。结果表明,全球范围内火山间歇期土壤...     

白头山火山公元1199/1200年喷发的火山气体总量估算及其意义

在较系统地研究了白头山火山公元１１９９／１２００年喷发物的基础上，利用“岩石学方法”（Ｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃ ｍｅｔｈｏｄ），估算出此次喷发向大气圈输送了１０９．８８ × １０～６ｔ ＨＣｌ，１９６．８０×１０～６ｔＨＦ，１４７７．８４×１０～６ｔＨ２Ｏ蒸汽，２３．１４×１０～６ｔＳＯ２和３５．４３×１０～６ｔＨ２ＳＯ４气溶胶．如此大量的火山气体及气溶胶进入大气圈直至平流层，可能会造成气候与环境改变．     

中国大陆火山活动对气候与环境影响的研究进展

本文简要回顾了我国中、新生代典型中酸性火山活动的气候环境效应的研究进展,重点讨论了新生代长白山天池火山喷发和中生代辽西火山活动对气候环境造成的影响。天池火山气体含量呈现两个相同趋势的旋回式变化,从早到晚,卤化物和H2O呈降低趋势,而硫化物气体呈增加趋势。火山旋回早期富含HF气体导致动物窒息、甚至大批集群死亡;晚期喷出的大量硫化物气体可以形成大规模酸雨和剧毒火山灰云幕,对周围的动植物生长有严重影响。辽西火山气体可分为三种组合,形成酸雨,导致地表温度下降,加速臭氧浓度降低,甚至破坏臭氧层,从而对生物的生存环境造成严重危害。     

长白山火山地幔不均一性——微量元素及同位素地球化学研究

大陆火山的复杂性是一个普遍关注的全球性问题,也是一个长期以来悬而未解决的地质问题。长白山火山位于亚洲板块东部的活动边缘,受到西太平洋俯冲的影响,新生代构造和火山活动活跃,为探讨大陆火山成因及其地幔源区特点提供了极佳的天然实验室。天池火山和龙岗火山是长白山地区两个重要的新生代火山区,其火山岩分布具有空间相邻、火山活动时代相似的特点,本文通过对基性火山岩的岩石学和地球化学对比研究,指出天池火山和龙岗火山具有明显的地球化学不均一性,包括微量元素不均一性和 Sr、Nd、Pb 同位素不均一性,来自于不同的地幔源区,天池火山和龙岗火山火山岩分布相邻,覆盖范围东西最大不过100多公里,因此这是典型的小尺度地幔地球化学不均一的特点。Sr、Nd 同位素特征显示龙岗火山来自于原始地幔,而天池火山来自于原始地幔和富集地幔混合源区。不相容元素 Nb、Ta 显示,天池火山 Ta 元素含量很低(主要落在0.17～2.15 ppm 的范围),具有明显的负 Ta 异常和明显的 Nb/Ta 分异(Nb/Ta=10～50,个别达到100以上),可能是板片部分熔融产物与金红石等副矿物反应的结果,暗示了西太平洋板块俯冲机制的影响;而龙岗火山没有明显 Nb、Ta 亏损或者分异。     

青藏东昆仑晚古生代末—中生代中酸性火成岩与陆内造山过程

利用岩石大地构造学的研究方法回溯了东昆仑晚古生代末—中生代构造岩浆演化历史。研究表明,东昆仑晚海西期—早燕山期构造演化分为３个阶段：（１）洋脊形成与扩张阶段（３０９～２６０Ｍａ）;（２）大洋板块大规模俯冲阶段（２６０～２３０Ｍａ）,火成岩具安第斯型活动大陆边缘构造属性;（３）陆内造山阶段（２３０～１９０Ｍａ）,陆壳的厚度相当于２６０～２３０Ｍａ期间的两倍,南、北边缘构造性质与深部过程具较明显差异与不对称性。南缘深部总体特征是“壳热而幔冷”,暗示着陆壳与壳下岩石圈之间可能沿莫霍面有较大的构造拆离;北缘在壳底具岩浆底侵作用,其深部特征为“壳冷幔热”。自晚海西期—早燕山期东昆仑岩石圈缩短总量（平均值）约为１４６３ｋｍ。     

张家口中生代火山盆地火山喷发对古气候的影响

本文在详细地研究了张家口中生代火山盆地火山喷发物的基础上,利用岩石学及大气环境化学的基本原理,提出了一套系统估算火山喷出气体及气溶胶总量的程序与方法,并对张家口中生代火山喷出气体的种类、总量及气溶胶总量进行了估算;分析了火山硫化物气体转化为火山硫酸盐气溶胶的光化学过程及可能途径。在分别研究了本区火山喷发导致的“阳伞效应”与“温室效应”的基础上,探讨了该区火山喷发对地表温度的综合影响。初步结果表明：张家口中生代火山盆地火山喷发向当时大气圈中输送了约９．９６×１０１０ｋｇ的硫酸盐气溶胶,它们能导致当时北半球范围内太阳总幅射率降低０．８１％～３．６０％,最终造成地表温度下降约０．８１℃～３．６℃。