火山区CO_2气体释放研究进展

不同构造域的火山释放CO_2气体的方式、机制和规模具有明显的差异。在全球变暖的大背景下,定量化研究不同类型火山区CO_2气体的释放通量、模拟及计算火山气体的来源演化,对于估算地质源温室气体释放对大气圈温室气体增加的贡献,以及理解地球的深部碳循环过程具有重要意义。近年来,全球火山区CO_2气体释放研究取得了显著进展,尤其在定量研究火山区CO_2气体释放通量的方法、气体源区与地球动力学背景的判定以及不同构造背景的火山区CO_2气体释放特征等领域取得了重大成果。本文综述了不同构造域火山区CO_2气体释放研究的最新成果,详细介绍了我国新生代典型火山地热区的CO_2气体释放研究进展。     

火山温室气体释放通量与观测的研究进展

火山活动是地球深部碳循环的重要环节,火山区不仅在火山喷发期能够释放温室气体,而且在休眠期也能向大气圈中释放大量的温室气体。在当前全球温室气体减排的背景下,定量化地研究火山区对大气圈温室气体含量增加的贡献,对于识别自然因素和人类因素碳排放的相对规模、为国际碳排放谈判积累基础数据等均具有至关重要的科学价值和现实意义。本文对火山区温室气体的排放方式与特征、温室气体释放通量与成因的研究方法进行了简要概括,并综述了中国新生代典型火山区温室气体释放通量与成因的研究成果。结合国外温室气体排放研究现状,指出深入研究活火山(包括休眠火山)区的温室气体释放通量与成因对于估算火山来源温室气体的释放规模、建立火山未来喷发预测-预警体系、深入理解岩浆脱气过程与机制等问题均具有至关重要的现实意义和科学价值。     

中国活动火山研究新进展

我国从20世纪90年代起开展了活动火山的监测与研究,21世纪初以来开展了中国部分第四纪火山区的活动火山调查工作。本文概述了最近几年我国在活动火山地质学、年代学和岩石地球化学研究方面的新进展。     

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...     

长白山天池火山气体地球化学监测及数据处理方法探讨

气体地球化学监测是火山活动最直接、最有效的监测手段之一。在对长白山天池火山近二十年的气体地球化学观测数据进行整理的基础上,对其综合质量及数据处理方法进行了评价。结果表明,与传统的地震前兆观测数据相比,气体地球化学观测数据的格式具有特殊性和不连续性,可应用R语言或者其它程序设计语言对观测数据进行整理绘图,从而分析观测数据的变化情况。温泉逸出气体组分CH_4的观测数据序列在时间域中基本呈正态分布,可作为判别气体异常变化的重要指标。温泉逸出气体中的CO_2与N_2、O_2呈线性相关,可重点分析CO_2、He、H_2、CH_4、泉水温度等,从而优化分析指标,提高分析效率。     

2002~2005年长白山火山气体的释放特征与地球化学异常研究——多源高光谱遥感证据

长白山火山区是我国具有潜在喷发危险的活火山,在2002~2005年火山活动性增强出现了岩浆房扰动。利用卫星遥感技术具有观测范围大、观测时间长且连续的优势。因此,本文利用对流层污染探测仪（MOPITT）和大气红外探测仪（AIRS）高光谱遥感数据提取了2002~2005年长白山天池火山区CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度异常信息,讨论了高光谱遥感气体地球化学异常信息与火山活动性之间的关系,并对2002~2005年长白山天池火山区火山活动性进行了研究。结果表明,高光谱遥感数据观测到的气体地球化学（CO、O₃、水汽）异常与地震、形变监测结果以及地面流体（CO₂、He、H₂）观测结果相一致,表明MOPITT和AIRS高光谱遥感卫星观测到的气体异常变化较好地反映了2002~2005年大规模的深部岩浆局部扰动。在2002~2005年火山活动期间,CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度均出现了显著异常且异常出现时段相应准偏差显著增大,反映了气体逸出量在时间上具有不均一性,可能与火山、地震活动过程中地应力的作用和变化有关。从气体异常持续的时间以及地面观测结果综合分析,2002~2005年岩浆房扰动并没有产生长时间的地幔物质流的上升和迁移。在火山活动性增强的时间段内,地表温度出现异常低值,这可能与太平洋板块俯冲过程中引起的断裂拉张增强有关。此外,火山活动过程中逸出的气体进入大气圈产生大气化学反应也会导致高光谱遥感所观测到的气体地球化学异常。研究结果为2002~2005年长白山火山活动性的研究提供了来自高光谱遥感数据的气体地球化学新证据,也对高光谱分辨率遥感数据在火山活动规律的研究以及火山监测中的应用具有一定意义。     

21世纪初10年火山与地球内部化学研究进展

进入21世纪,我国除了在长白山天池火山、五大连池火山和腾冲火山三个主要活动火山区进行监测与研究,还开展了中国其他第四纪火山区的活动火山调查工作,发现并确定了一些新的活动火山,如镜泊湖、大兴安岭、乌兰哈达等第四纪火山区中存在的全新世火山.自峨眉山大火成岩省被确定以来,我国近10年在大火成岩省研究方面取得了重要进展,并新确定了一些新的大火成岩省,如塔里木大火成岩省和措美大火成岩省,逐渐为国际地学界所接受.     

腾冲和五大连池火山区流体地球化学特征及成因探讨

本文论述了腾冲和五大连池火山流体的物理状态、分布及地球化学特征。腾冲火山区分布的是高温地热流体,分布面积较大,水热活动强烈,气体喷逸作用强。而五大连池火山区分布的是低温流体,温度一般为２￣５℃,流体出露也较少。两个火山区的气体化学组成均以高ＣＯ２为特点,但腾冲火山区地热流体中Ｈ２和ＣＨ４含量较高,而且气体化学组成具有分区性特点。两个火山区流体状态、化学组成的差异与两个火山群的成因及所处大地构造环境     

中国地质源温室气体释放近十年研究概述

地质源温室气体是指固体地球通过各种地质作用向大气圈释放的温室气体,是固体地球与大气之间物质交换(地气交换)的重要形式,主要包括火山喷发和地热活动、断裂带构造运动、油气渗漏、天然气水合物分解、煤自燃、碳酸盐岩风化等多种地质作用过程所释放的二氧化碳、甲烷等气体.实际上,地气交换是重要的地质作用,是地球各圈层物质循环和能量交换的基本载体和重要动力学机制.全球气候变化和温室效应是人类面临的巨大挑战,地质源温室气体的类型与来源、释放机理与过程、释放通量与大气温室效应等的调查和研究已成为当今地球系统科学的研究热点和发展方向之一,对于应对全球变化和温室效应具有重要的科学意义.中国科学家积极参与和适时开展地质源温室气体调查研究,对中国大陆部分火山和地热区、地震断裂带、含油气区和泥火山等释放的温室气体进行了初步观测与调查,在地质源温室气体的地球化学组成、释放通量等方面取得了一些成果,这些工作为进一步的深入研究奠定了良好基础.     

中国东北新生代火山区CO_2释放规模与成因

板片俯冲过程将地表碳带入地球内部,火山作用将深部碳输送至地球外部圈层,两者构成了地球深部碳循环的主要方式,进而影响了地史时期的气候变化。我国东北新生代火山活动被认为是太平洋板片深俯冲作用的产物,板片俯冲导致岩浆源区强烈的碳酸盐组分交代作用,进而使东北亚上地幔成为一个新生代时期的巨型深部碳库,它的活动和释放将会对全球的气候与环境变化造成重要影响。然而,有关该深部碳库向当今大气圈输送CO_2气体的规模及其演化过程尚不清楚,从而影响了进一步定量评估该碳库在全球变化研究中的地位和作用。针对上述科学问题,本文对我国东北长白山、五大连池和阿尔山火山释放CO_2气体的规模与成因进行了研究。结果表明,东北新生代火山区的土壤CO_2释放通量介于9.6～41.2g·m~(-2)·d~(-1)之间,每年向当今大气圈释放CO_2气体约为2.1Mt(其中,长白山火山区为0.94Mt,五大连池火山区为1.2Mt)。气体地球化学研究证实,长白山与五大连池火山气体均起源于太平洋板片深俯冲环境;但是,与长白山相比,五大连池火山气体具有较高比例壳源组分贡献。阿尔山火山气体的成分与长白山和五大连池火山区存在着明显的差异,它们以N_2为主( 95%),并且其δ~(15)N_(N_2)值高于空气值(1.3‰～1.9‰),~3He/~4He比值较低(0.14～0.18R_A),δ~(13)C_(CO_2)较轻(-13.7‰～-6.2‰),表明壳源富氮有机沉积物的贡献占比较大的比例。上述特征进一步表明,阿尔山火山气体在上升经过地下水时可能滞留了较长时间,混染了大量的陆壳组分,其源区并未受到太平洋板片俯冲物质的显著影响。     

腾冲新生代火山区温泉CO2气体排放通量研究

近期研究表明,不仅火山喷发期会向当时的大气圈输送大量的温室气体,火山间歇期同样会释放大量的温室气体。在火山活动间歇期,火山区主要以喷气孔、温(热)泉以及土壤微渗漏等形式向大气圈释放温室气体。腾冲是我国重要的新生代火山区,同时也是重要的水热活动区,那里出露大量的温泉,然而目前未见腾冲火山区温泉气体排放通量的研究报道。本文利用数字皂膜通量仪测量了腾冲新生代火山区温泉中CO₂的排放通量。研究结果表明,腾冲新生代火山区温泉向当今大气圈输送的CO₂通量达3.58×10³ t·a^-1,相当于意大利锡耶纳Bassoleto地热区温泉中CO₂的排放规模。腾冲火山区温泉的CO₂释放通量主要受深部岩浆囊、断裂分布、地下水循环、围岩成分等多方面因素的影响。本文根据温泉中CO₂的排放特征,将腾冲温泉分为南北两区,南区温泉CO₂通量远高于北区的温泉,热海地热区的通量为腾冲CO₂通量的最大值。在北温泉区,CO₂通量主要受控于断裂的分布;而在南温泉区,除受到断裂控制外,热海地热区底部的岩浆囊及其与围岩的相互作用成为CO₂气体的重要物质来源,同时高温的岩浆囊为温泉及CO₂的形成提供了重要热源。     

“全国第四届火山学术研讨会”一号通知

为交流我国火山研究与监测方面的成果，迎接在我国举办的国际火山学与地球内部化学协会(IAVCEI)2006年国际学术大会，进一步推动我国火山工作的深入研究和发展，中国灾害防御协会火山专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会火山及地球内部化学专业委员会、IUGG中国IAVCEI委员会和广西地震局，定于2005年11月在广西北海市共同主办“全国第四届火山学术研讨会”，欢迎全国同行及有兴趣的各界人士参会。有关事项如下：     

长白山火山区温泉温室气体排放通量研究

温泉是深部岩浆活动在地表的直接表现,并且向大气圈排放大量的温室气体.然而,国内尚无火山区温泉排放的温室气体通量研究报道.我国长白山火山区水热活动强烈,主要有湖滨温泉带、聚龙温泉群、锦江温泉以及火山口外围的十八道沟温泉.本文利用数字皂膜流量计测量温泉气体排放通量,并结合前人对长白山火山区温泉气体成分的研究成果,估算了研究区温泉所排放的温室气体通量.结果表明,长白山火山区温泉排放的CO2通量为6.9×104t·a-1,CH4排放通量为428.44t·a-1,与意大利Pantelleria Island火山区温泉排放的温室气体通量规模相当.本文的测试结果表明:数字皂膜流量计在火山区温室气体排放通量估算研究中的应用是可行的.     

中国大陆地质源温室气体释放

国内外大量研究表明,当今大气圈温室气体浓度的增加是自然因素和人类活动共同作用的结果。地质源温室气体释放是导致当前大气圈温室气体浓度增加的重要自然因素之一。火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等是地质源温室气体的主要释放类型。在当前强调温室气体减排的国际背景下,定量化地评估地质源(主要包括火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等)的温室气体释放通量,对于深入了解人类活动与大气圈温室气体浓度变化的联系至关重要。本文基于中国大陆重要的地质源(主要包括火山-地热区、泥火山系统与油气盆地、巨型活动断裂带等)温室气体的释放特点,重点综述了中国新生代火山-地热区温室气体释放通量与成因研究的近期成果,并进一步讨论了火山-地热区温室气体成分与释放通量的连续观测在中国活火山监测与减灾防灾研究中的应用前景。     

全国第五次火山学术研讨会第一号通知

自1993年以来,在长春、昆明、海口、北海成功举办了四次全国火山学术研讨会,极大地推动了我国火山事业的发展和研究工作的深入,为进一步交流我国火山研究与监测方面的成果,拟于2008年6月在浙江雁荡山召开全国第五次火山学术研讨会。会议由中国灾害防御协会火山专业委员会和地幔矿物岩石地球化学专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会火山与地球内部化学专业委员会、岩浆岩专业委员会、I UGG中国IAVCEI委员会和南京地质矿产研究所联合主办,欢迎全国同行及地学界人士积极支持和参与。现将会议的有关事宜通知如下:一、会议议题:1.火山岩浆…     

地震流体地球化学应用研究概述

综述了近几年国内外有关流体地球化学异常与地震活动、土壤气监测断裂构造活动与火山喷发以及深部流体地球化学研究方面的成果。多项研究表明,地下气体的映震能力较高,研究断层土壤气地球化学特征随时间的变化,可进一步研究地震动力学特征,从而为震情判定提供依据。因此加强断层土壤气测量来监测断裂活动,是探索地震前兆与地震预测的重要途径,是今后地震地下流体的研究方向。深部流体是地球各大圈层相互作用中最活跃因素,对地球深部构造活动起重要作用,可为地震预报提供有力依据。因此对其地球化学特征及运移机制的研究应给予充分重视。     

中国大陆新生代典型火山区温室气体释放的规模及其成因

火山活动能够将地球深部的碳输送到大气圈,是地质碳排放和深部碳循环的重要形式.火山作用不仅在喷发期能够释放大量温室气体,而且在休眠期也能释放巨量的温室气体.在全球变暖的背景下,定量化地研究火山活动对大气圈温室气体含量增加的贡献具有至关重要的意义.本文利用密闭气室法等该领域国际先进的测试技术,测量并计算了长白山、腾冲、五大连池及青藏高原南部的羊八井等典型火山区的温室气体释放规模.结果显示,我国大陆新生代典型火山区向大气圈输送的温室气体总通量约为8.13×10⁶t·a^-1,接近10⁷t·a^-1级别,相当于全球火山活动导致的温室气体(主要为CO₂)释放总量的6%左右.太平洋构造域火山区的温室气体在释放通量与总量方面均低于特提斯构造域,并且太平洋构造域火山气体的地壳混染程度较低,显示出大洋俯冲带与大陆俯冲带火山区温室气体释放的成因差异.     

地球化学方法在火山监测研究中的应用

在火山监测研究中,通常采用地球物理学方法,如测震学、大地水平测置和精密水准测量、地热地温、重力地磁、地电等观测,以期得到火山活动动态资料,进而判定火山活动情况,进行火山喷发预报。目前,在火山监测研究中还广泛采用地球化学方法,并取得了较大的进展。     

特大型矿床与异常成矿作用

通过对美国BigMoose湖鱼类死亡和德国莱茵河流域Cd污染的生态地球化学预警例案分析 ,就中国将要开展的区域生态地球化学预警所面临的问题进行了讨论 ,指出中国正在进行的多目标地球化学填图项目 ,其实质是对整个生态系统进行地球化学填图。进行区域生态地球化学预警时 ,战略上应以跨生态系统的江河流域为重点 ,尤其对沿长江流域分布的镉异常 ,沿江各省应有全局观念 ,把长江流域作为一个整体 ,进行镉异常的生态地球化学预警研究 ;战术上 ,应在可持续发展的框架下 ,充分考虑大气生物水土等层圈各项预警指标的协调一致。生态地球化学预警研究是一个全新的研究方向 ,中国拥有全球独一无二的区域地球化学资料 ,开展区域生态地球化学预警研究 ,不但有可能使中国勘查地球化学在国际上继续占有重要地位 ,而且还将为勘查地球化学的发展提供重要的机遇     

长白山天池火山区地下热流体化学特征研究

在长白山天池火山区及外围地区采集温泉和冷泉水样19个。计算了温泉水的热储温度和热储深度,分析了火山区地下热流体的化学组成特征及其变化规律。通过与外围地区的对比研究,发现Cl、F、B、Fe和Mn等组分是天池火山区深部热流体的特征组分,认为这些组分可能成为火山监测的灵敏组分。最后初步探讨了火山区水—岩平衡及浅层地下水的混合作用等问题。