火山地层学与火山架构:以长白山火山为例

将长白山火山喷出物按成岩方式和岩相可分为柱状节理熔岩、火山碎屑流和火山泥石流等20种基本类型,它们均可构成可识别的19种火山地层单元。火山架构是由被火山地层界面所围限的诸多基本地层单元叠置而成。一个复杂的火山组合体,可以通过界面识别,拆分成若干火山地层单元,从而实现对火山堆积体的分解描述和整体认知。基性火山喷发区常见的5种火山架构(单源火山田、洪泛玄武岩田、熔岩盾火山、中心式火山和层状复合火山),在长白山地区相继发育。本区火山灾害可分为原发和次生2种。原发性灾害指火山再次喷发引发的灾害,巨量天池水可沿火山断裂下渗,使气水-岩浆喷发的可能性和爆炸强度增加,同时还能引发火山泥石流。次生灾害主要源于火山碎屑堆积物的再搬运和熔岩火山体的崩塌。熔岩火山在本区分布最广,但其底座常为3～7m厚的松散沉积层,这犹如坐落在软地基之上的摩天大厦,是很不稳定的火山架构。熔岩体下伏的这些风化壳型松散层,只要发生流变或差异性沉陷,就会引发山体滑坡和山崩。因此,加强相关基础地质调查,对事关国计民生的重点区段开展次生火山灾害风险评估,势在必行。     

长白山天池火山潜在的火山灾害评价

长白山天池火山是世界上著名的具有潜在灾害性喷发危险的火山 。该火山于公元1215年发生一次大规模的爆炸式喷发,其爆发指数为7,是世界上较罕见的一次大喷发。以这次大规模喷发为参照系,采用“以古论今”的原则,将未来潜在的火山灾害分为降落灾害、火山碎屑流灾害、火山泥石流灾害3种主要类型,对这3种灾害分别确定了分布范围,并划分了灾害程度带。     

长白山火山1000年前火山泥流堆积及其灾害

长白山火山１０００年前大喷发,火山泥流堆积物沿松花江中上游分布。距火山较近的是火山泥流的岩屑流堆积,远离火山变为火山泥流的超高密度流堆积。探讨了火山泥流的成因,并指出长白山火山一旦再次爆发,火山泥流将是主要的火山灾害,沿松花江中上游可能造成巨大破坏,并可能危及鸭绿江、图们江中、上游。     

火山灾害与监测

世界各地几乎都有火山分布,平均每年约有50次喷发。火山喷发在给人类创造财富的同时也带来许多灾害。火山灾害取决于火山喷发的类型、性质、规模和所处的地点等因素。火山喷发动力作用引起冲击波、地震、海啸、滑坡、泥石流等灾害,火山喷出的气体、灰烬、碎屑流和熔岩流等也会造成很大灾害。由于火山造成的灾害严重又来得突然,因此必须采取有效的防范措施,认真监测以掌握火山活动的脉搏。火山监测工作主要有两方面,一是基础地质调查,二是火山活动指标的监视和测量。在中国,具有潜在危险的火山主要分布在长白山、五大连池、台湾、雷琼、腾冲以及西昆仑阿什库勒等地,其中潜在危险最大的是长白山火山。     

长白山天池火山监测工作进展

长白山天池火山是我国最具有潜在喷发危险的活火山。本文介绍了天池火山监测系统建设的基本情况，报道了近些年在火山地震监测、大地形变监测以及地球化学监测等方面的工作进展。     

火山碎屑岩分类评述及火山沉积学研究展望

火山碎屑岩是介于熔岩和沉积岩之间的过渡类型岩石，岩类复杂。长期以来，火山碎屑岩的分类研究受到了国内外学者的重视，先后提出了火山碎屑物、火山碎屑岩岩性和火山碎屑岩成因分类。虽然目前国际地科联火成岩分类命名委员会确定的火山碎屑物和火碎屑岩岩性分类已得广泛推广，但此分类尚有不足之处。中国学者提出的火山碎屑岩分类时间较早，有自己特色，在一定的范围得到了应用。在此基础上，本文提出了新的火山碎屑物、火山碎屑岩岩性和火山碎屑岩成因分类。火山沉积作用是介于火山学和沉积学之间的边缘研究领域。近20年来，火山沉积作用研究在理论和方法上得到了深化，火山喷发和沉积的物理作用及实验和数值模拟已经成为未来发展的趋势。尽管这样，野外地质和火山碎屑岩的岩性特征，仍是火山碎屑岩成因研究的基础。     

陕西陈家坝变质火山体系

陈家坝变质火山体系位于太古代扬子陆壳西北边部康略勉初始裂谷，是在裂谷纪大陆拉张后期所生成的一个浅海海底中－酸性火山体系，它包括同源成串的裂隙式火山机构、火山塌陷构造和塌陷被动侵位的岩塞。火山机构的五次喷发堵塞阶段与刘家沟组凝灰岩系的五个喷发沉积阶段，岩段之间有着明显的成因对应关系，原岩属于陆壳来源型的富镁安山岩－英安岩－流纹岩组合。在较厚的近火山灰锥锥坡海底洼地相的角斑质火山尘凝灰岩层中，夹有含金     

川西义敦古火山弧的火山建造

义敦古火山弧是松潘-甘孜造山带地质演化中极其重要的地质构造单元,本文对构成义敦古火山弧主体的海相火山建造进行了系统分析.按岩石地层单位的划分原则,重新厘定了火山地层的界线.这套火山建造主要由玄武岩、安山岩、流纹岩、粗面岩组成,并出现了特殊的钾玄岩组合.火山岩序列经历了由晚二叠世至早中三叠世初始裂谷的亚碱性岩系拉斑系列、碱性岩系钠质系列,到晚三叠世早期不成熟岛弧的亚碱性岩系拉斑系列、钙碱系列,再到晚三叠世晚期成熟岛弧的亚碱性岩系钙碱系列、碱性岩系钾质系列的演化过程.按照地层结构和火山喷发的自旋回单位,成熟岛弧期的火山建造可分为三个大旋回、四个大的韵律,并建立了火山岩地层模型.尝试利用层序地层学原理,把该套火山-沉积地层分为两个层序、五个准层序组,反映了海平面相对升降及沉积速率的变化.按变质矿物组合,该套火山地层的变质作用可分为三期:火山期后热液及成岩变质;区域动力变质;晚期热液及矿化热液蚀变.岩石地球化学分析表明,该火山建造总体属同源岩浆演化系列,母源有可能是石榴石或尖晶石二辉橄榄岩,并经历了早期熔融分离及围岩的长期交换.     

论五大连池火山的活动性

本文在论述五大连池火山地质构造背景的基础上，阐述了火山活动史。根据４５个钾氩法同位素测年资料，将更新世五大连池旧期火山划分为４期。五大连池火山是休眠火山，有以下火山活动的动力学信息：红外探测有局部相对温高地段，微弱地震，矿泉水中ＣＯ２气体来自岩浆分异作用；新构造运动抬升。应加强火山动态监测工作。     

火山喷发机制、气候效应及火山地球工程

火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.      

松辽盆地改造残留的古火山机构与现代火山机构的类比分析

现代火山机构形态有盾状、锥状和穹状,可按喷发样式进一步划分为7种类型。据此分类,在松辽盆地周缘剖面及其北部徐家围子断陷区可识别出4类火山机构：盾状火山机构,由喷溢相熔岩组成,可夹有薄层爆发相火山碎屑岩;层火山机构,由互层的熔岩与火山碎屑岩组成,喷溢相与爆发相交替的序列明显;火山碎屑锥,几乎全部由火山碎屑（熔）岩组成,爆发相为主;熔岩穹丘由高粘度的流纹质、英安质熔岩堵塞火山口后缓慢挤出形成,喷溢相和侵出相发育,兼有火山通道相。盆地内埋藏火山机构最小坡度为3°,最大坡度为25°,底部直径为2～14 km,分布面积为4～50 km²,火山岩厚度为100～600 m;总体上呈现出数目多、个体规模小、受区域大断裂控制、具裂隙式-多中心喷发、彼此相互叠置的特征。火山岩岩性和岩相是控制松辽盆地古火山机构类型及形态的主要因素。     

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

老黑山火山碎屑降落堆积物研究

由中心式喷发形成的老黑山火山碎屑降落堆积物，主要是玄武质火山渣、火山弹、火山饼和少量岩屑。在火山爆发自身能量和北北西风的影响下，形成高耸的火山渣锥和向南南东展布的低缓的火山碎屑席地貌景观。区域上系统测量了火山碎屑席中火山碎屑的厚度、最大平均粒径、分选系数和中值粒径，均呈现规律性变化；剖面层序则反映老黑山火山经过两个大喷发阶段，多次脉动式喷发。经估算，老黑山火山碎屑席中火山碎屑量比火山渣锥中要少得多，老黑山火山碎屑属“建造火山锥”火山碎屑沉积。据投点，老黑山火山喷发属斯通博里型。老黑山、火烧山火山仍有再次爆发的可能。未来火山喷发的潜在危险主要来自火山喷发空落堆积物。老黑山、火烧山火山的南东、东和南，包括五大连池市在内有必要对未来火山爆发加以防范。     

夏威夷火山考察

本文是对夏威夷地区 O′ahu.Maui及Hawaii岛的实地考察报告.位于岛链最东南端的大岛上的Hawaii火山至今仍在喷发,景象极其状观.现代活火山及各种伴随的地质现象,是当今地学研究的前沿阵地.它既给人类带来各种自然灾害,但也为板块运动的研究提供了生动的例证.     

福建浦城—三都澳火山喷发带早白垩世火山地层划分对比

本文根据浦城—三都澳火山喷发带早白垩世火山活动产物及其所组成的火山构造的解剖研究，在肯定或重新厘定各火山机构内的火山地层层序基础上，建立火山机构一火山岩相－火山地层模式，进行横向对比，阐明火山活动基本特征。     

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℃。