公元10世纪冰岛埃尔加(Eldgjá)火山喷发对中国的古气候效应

本文通过搜寻公元10世纪冰岛埃尔加(Eldgjá)火山喷发前后(公元932～948年)各地气候冷暖变化的历史文献记录以及树轮记录,重点发掘并考订了中国的历史文献记录,对公元10世纪冰岛埃尔加火山喷发的气候效应,特别是对中国的气候效应进行了分析.综合中国、欧洲和中东以及日本等地的历史文献记录与树轮记录,发现埃尔加火山喷发后的气候变冷集中在公元934～935年和公元939～942年两个时期.公元934～935年的降温可能是欧洲和中东的区域性降温,公元939～942年的降温在全球范围有广泛表现.埃尔加火山喷发开始后直至公元938年,中国出现了区域性的气候变暖,变暖的峰值可能在公元934年.从现有历史文献证据分析,埃尔加火山喷发后中国的降温发生在公元939～942年.初步估计,公元939年到940年冬季(939年12月至940年2月)中国洛阳开封一带相对于公元933～938年的降温幅度可达5℃～8℃.我们对埃尔加火山喷发过程的考订印证了前人的推测:埃尔加火山在3～8年的喷发过程中,可能于公元934年和939年前后各出现一个喷发的高潮.     

公元10世纪冰岛埃尔加(Eldgjá)火山喷发对中国的古气候效应

本文通过搜寻公元10世纪冰岛埃尔加(Eldgjá)火山喷发前后(公元932～948年)各地气候冷暖变化的历史文献记录以及树轮记录，重点发掘并考订了中国的历史文献记录，对公元10世纪冰岛埃尔加火山喷发的气候效应，特别是对中国的气候效应进行了分析。综合中国、欧洲和中东以及日本等地的历史文献记录与树轮记录，发现埃尔加火山喷发后的气候变冷集中在公元934～935年和公元939～942年两个时期。公元934～935年的降温可能是欧洲和中东的区域性降温，公元939～942年的降温在全球范围有广泛表现。埃尔加火山喷发开始后直至公元938年，中国出现了区域性的气候变暖，变暖的峰值可能在公元934年。从现有历史文献证据分析，埃尔加火山喷发后中国的降温发生在公元939～942年。初步估计，公元939年到940年冬季(939年12月至940年2月)中国洛阳开封一带相对于公元933～938年的降温幅度可达5℃～8℃。我们对埃尔加火山喷发过程的考订印证了前人的推测：埃尔加火山在3～8年的喷发过程中，可能于公元934年和939年前后各出现一个喷发的高潮。     

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。     

望天鹅火山喷发时限的激光~(40)Ar/~(39)Ar年代学

在中国东北地区,望天鹅火山的覆盖范围仅次于长白山,前人测得的K-Ar年龄主要集中在2～3Ma,但其精确的喷发年代一直没有很好的限定。这是因为第四纪以来的火山岩~(40) Ar/~(39) Ar定年与较老的地质样品有显著的不同,测试过程中极其微小的偏差会呈指数方式放大,带来测年结果的极大误差,难以严格限定火山喷发的年代。本文选用的激光~(40)Ar/~(39) Ar年代学方法具有样品用量小、精度高、自动化测试稳定等优点。通过增加测试次数,在数据处理中引入高斯混合模型进行统计分析,可以更准确地判别火山喷发期次。在此基础上,提出符合等时线计算要求的同位素体系"同源、同时、封闭"的数学表达是表观年龄的正态分布,对构成同一正态分布的数据计算等时线年龄,能够实现对望天鹅火山喷发时代的精细限定。结果显示,在测试精度尺度内,望天鹅火山可以看作是一期喷发的结果,喷发时限为2.73±0.18Ma。这一时限可以帮助解释北太平洋深海钻探中同一时期火山凝灰质沉积层的出现,并由此可以把2.73Ma前后的北半球大冰期事件与望天鹅火山喷发联系起来,为研究火山喷发与气候变冷效应提供一个新的实证案例。     

论五大连池老黑山和火烧山火山喷发过程和喷发类型

本文概述了黑龙江省五大连池火山群中两座近代火山老黑山、火烧山的基本情况,浮岩碎屑堆积物和熔岩流的分布和特点。在此基础上,论证了老黑山火山不是单成因火山,火烧山可归属为单成因火山;火山喷发活动过程的特点是先裂隙式喷发、后转为中心式喷发;浮岩碎屑喷发是同岩浆喷溢伴随发生的。并同冰岛拉基火山（Laki volcanoes）、美国夏威夷火山及意大利斯通博利火山进行了对比,提出了应把中国黑龙江五大连池老黑山火山喷发类型命名为“五大连池老黑山型”,即一种兼有上述火山的特点,又同它们有明显差别的新的火山喷发类型。这种观点对于评估五大连池火山再次喷发的危险性和预测预报火山灾害,以及丰富对火山喷发类型的认识均有理论和实际意义。     

北半球72 ka BP气候突变事件及其与Toba火山的关系

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发——Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 ka BP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确“72 ka事件”驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

The genesis of pyroclasts and the mechanism of submarine eruption of Naozhou Island in Guangdong,South ChinaSCIEI北大核心CSCD

水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列。在那晏湾剖面的凝灰岩中,主要有三类火山成因的大粒径原生碎屑(2-5mm):塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃,推断为不同程度水-岩浆相互作用的产物,根据水的参与程度大致排序为:碎玄玻璃>玄武玻璃>塑变熔岩碎屑。通过对硇洲岛水-火山作用机制研究,发现水-岩浆混合质量比(Mwater/Mmelt)是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。火山喷发序列分析表明,硇洲岛的喷发过程总体可分为三期,早期是冰岛苏特塞式喷发的浅水环境蒸汽爆炸与“火喷泉”喷发;中期过渡转为“火喷泉”喷发,伴随陆上的射汽岩浆喷发;最终以岩浆溢流式喷发结束。     

The Relation between the 72 ka BP Event and the Toba Super-eruption

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发———Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 kaBP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确＂72 ka事件＂驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

火山气体成分的测量方法及其应用

火山气体是火山喷发物的重要组成部分,它主要来源于火山喷发的岩浆,其组成和含量的变化限定了火山活动对气候影响的时空范围和强度,因而近年来成为火山活动的气候效应研究领域一个重要组成部分。以往火山气体的研究主要集中在洋底(洋中脊、洋岛)火山,近年来逐渐转移到陆地(陆内和大陆边缘)上的火山喷发,并建立了两种有效的测量方法:卫星观测法和岩石学方法。前者仅适用于现代活动的活火山;后者适用于历史和地史时期的火山喷发,因此其应用较广。本文主要讨论岩石学方法。岩石学方法采用的测试手段主要是电子探针和红外光谱分析,前者主要分析Ｓ,Ｆ,Ｃｌ,Ｎ和Ｈ2Ｏ的含量;后者可以测定ＣＯ2的     

长白山天池火山全新世大喷发挥发性气体释放量的分析和估算

火山喷发是地球上一种壮观的自然景象 ,火山喷发的同时一般都喷出气体 ,火山爆炸式喷发时巨量的气体被喷入空中 ,对全球气候造成较大影响。长白山天池火山于全新世发生过两次较大的爆炸式喷发 ,根据本文的分析和估算 ,后一次即天池火山公元 1199～ 12 0 1年的那次大喷发 ,逃逸到空中的挥发气体含量分别为 :CO2 约 (0 .31～ 1.5 6 )× 10 8t,S(主要是 H2 S和 SO2 )约 1.96× 10 7t,F2 约 7.86× 10 6 t,Cl2 约 (0 .78～ 6 .2 4)× 10 7t,对全球气候曾产生过重要影响     

Plinian式火山喷发柱最大高度定量计算模式探讨

Ｐｌｉｎｉａｎ式火山喷发柱最大高度是研究火山喷发对环境、气候影响时空范围的重要物理学参数,在分析了影响Ｐｌｉｎｉａｎ式火山喷发柱最大高度诸因素的基础上认为,火山喷发的质量通量是反映火山喷发柱最大高度最有效并且在实际中可以进行测量的参数之一,以此为基础,利用目前实测的火山喷发柱最大高度的数值与火山喷发质量通量的结果,建立两者的相关方程为：Ｈ＝０．２×Ｍ０．２８。     

青海锡铁山铅锌矿床矿石矿物包裹体特征及成矿的物理化学条件

本文对锡铁山铅锌矿床的矿石矿物包裹体进行了系统研究,查明早期火山喷发沉积成矿热液和火山作用期后主要成矿热液的温度、压力、含盐度、密度、化学成分以及它们的差异;还探讨了主要成矿热液在成矿过程中的不混溶作用以及物理化学条件的演变。火山喷发沉积成矿热液温度110-140℃,含盐度0.85％-5.1％;火山作用期后热液成矿流体温度137-360℃,含盐度33-34.7％,压力260-470b,相当于2000-3000m深处,形成具火山喷气沉积、热液叠加改造型块状硫化物多金属矿床。     

从神话、传说与文字记录中探索中国活火山喷发的信息

火山喷发文字记录资料的考证可以给出历史上火山喷发的最为准确的时间限定，对喷发过程、灾害效应也都可给出极为详细、准确的措施。长白山天池火山喷发的满语资料是除了汉语、朝语之处另一种极为重要的资料来源，目前已从有关满语神话传说中得到了若干有重要意义的火山与火山学信息。本文列出了3类、14条天池火山喷发的神话与传说，从中可以得知数千年以来天池火山发生过多次猛烈的与温和的周期性的喷发。天池火山喷发与火山泥石流、喷发后洪水泛滥有密切关系，泛滥物波及到距离天池火山460km以过的嫩江流域及珲春一带。在中国近代史上还有若干次火山喷发记录，经考察较为确定的1951年昆仑山西部于田县卡尔达西火山喷发是一次地下岩浆上侵、地表汽爆炸与喷发的火山喷发事件。     

历史极端寒冬事件研究——1892/93年中国的寒冬

1892/93年冬季中国东部地区严寒.本文依据历史文献记载复原了该寒冬实况,推演主要的两次强寒潮天气过程,绘制了雪、冰、冻雨和动植物冻害的地域分布图;定量推断各地最低温度值,并与早期器测温度记录相印证,绘制最低温度等值线图.指出1893年1月苏州、温州的推断最低气温分别为-15℃和-13℃,上海、汕头和香港的早期器测记录的最低气温分别为-12.1℃,-0.6℃和0℃,均低于20世纪以来的极端低温记录;河流封冻南界达28°N,北回归线以南地方多次出现严重冻雨,冻雨南界达21°29′N.由此认为1892/93年冬季是中国最近百余年的首位寒冬——这是在北半球许多地区的小冰期寒冷气候已结束、开始转暖,而中国仍然寒冷时的极端寒冷事例.此寒冬前后的气候特点是:1892年秋季冷空气活动频繁、初雪日期提前,1893年中国东部多雨、台风活动较频繁.该寒冬的背景是:位于第13太阳活动周的上升段;发生于极强的厄尔尼诺事件结束2年后的非厄尔尼诺年,对应于赤道中东太平洋海温变冷时段;寒冬之前全球火山活动较频繁,有重大火山喷发.     

长白山火山历史上最大火山爆发火山碎屑物层序与分布

长白山火山历史时期规模最大的火山喷发发生在1199~1200年。这次大爆发分为两次普林尼（Plinian）式喷发:第一次（早期）喷发称赤峰期,第二次（晚期）喷发称园池期。赤峰期喷发模式为：普林尼式喷发柱（赤峰空落浮岩层）—火山碎屑流（长白火山碎屑流层）—火山泥流（二道白河火山泥流层）,主要由火山碎屑流诱发火山泥流;园池期火山喷发模式为：普林尼式喷发柱（园池空落浮岩火山灰层）—火山碎屑流（冰场火山碎屑流层）。两次普林尼式喷发空落火山碎屑物总量约120 km³,长白火山碎屑流层总量约8 km³,冰场火山碎屑流层总量约0.5 km³,火山泥流堆积总量约为2 km³。主要论述了这次大爆发的火山喷发碎屑堆积物的层序和分布。     

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。     

白垩纪—古近纪界限时期的陆地气候重建进展

白垩纪—古近纪(K-Pg)界限时期发生了地质历史中最严重的生物大灭绝事件之一,重建该时期气候演化历史及其对生态系统的影响对理解深时气候演化规律和预测未来气候变化都具有重要意义。相比海相剖面而言,基于陆相剖面的白垩纪—古近纪界限时期古气候重建研究开展较晚,相关成果缺乏系统总结和集成。本文系统回顾了全球陆相白垩纪—古近纪界限剖面的分布情况和事件年代学新进展,总结了基于以上剖面重建的定量古气候记录和德干火山喷发记录,建立了界限时期中纬度陆地年平均温度和大气CO₂浓度时间演化序列。陆相剖面分布相对集中且数量较少,中国是该时期陆相剖面发育最多的国家之一,多个盆地已经建立了德干火山喷发记录,在重建该时期陆地气候上具有很大潜力。基于陆相沉积物汞元素地球化学记录表明,德干火山作用导致了晚马斯特里赫特期变暖事件并触发了白垩纪末期生物大灭绝。中纬度陆地年平均温度重建结果显示马斯特里赫特期中期全球经历了～10℃的降温,到马斯特里赫特期晚期德干火山初始喷发前显著升温至～20℃,并在白垩纪—古近纪界限前后发生多次快速波动。尽管65～63 Ma之间陆地温度记录相对缺失,69～65 Ma之间重...     

渤海湾盆地黄河口凹陷BZ34-9区带火山岩三维刻画及火山喷发期次

基于火山岩溢流相的高连续强振幅和火山通道相的低连续弱振幅2种截然相反的地震反射特征, 建立振幅-方差体地震属性分级-拾取-融合技术刻画火山岩时空展布的方法, 有效刻画火山岩的三维时空展布以及火山喷发期次.通过渤海湾盆地黄河口凹陷BZ34-9区带火山岩三维刻画和火山喷发期次研究, 取得以下认识: (1)研究区沙一二段火山岩零星分布, 主要发育在BZ34-9区带中部, 多为中心式喷发; 东营组火山岩广泛发育, 连片分布, 主要发育在BZ34-9区带南部缓坡带, 为中心式、裂隙-中心复合式喷发; (2)沙一二段东部火山先于西部火山喷发, 南部火山先于北部火山喷发; (3)东营组南部火山先于北部火山喷发, 且南部火山喷发期次多于北部, 北部火山多为短暂性喷发; (4)东营组火山较沙一二段活动强烈、喷发次数多、范围广.      

长白山天池火山造伊格尼姆岩喷发及气候效应

长白山天池火山属新生代多成因中央式火山。火山喷发活动经历了早更新世造盾喷发、中－晚更新世造锥喷发和近代造伊格尼姆岩喷发三个阶段。造伊格尼姆岩喷发时布里尼喷发柱高度曾达２５ｋｍ，伞状云顶部高度达３５ｋｍ。初始喷发温度为７８０℃，喷发速度３００ｍｓ－１。岩浆质量喷发率为１０８．３６ｋｇｓ－１，释放能量１．３４３６×１０１９Ｊ。喷发持续时间为四天半到十四天之间。高速流动的伊格尼姆岩最大流速１７０ｍｓ－１，流体前锋定位时仍保持了５０ｍｓ－１的运动速度。天池火山１２１５±１５Ａ．Ｄ．喷发物释放出了５×１０１０ｋｇ卤素元素和２×１０１０ｋｇ的Ｓ。喷发后导致了强烈的持续７年左右的“火山冬天效应”。在欧亚大陆中部地区最大降温幅度超过２．２５℃。     

火山活动的气候影响及其冰芯记录研究进展

系统地总结了不同时间尺度内火山活动影响气候的机理,回顾了不同区域冰芯记录火山喷发物质沉积信号的研究历史,阐述了不同气候模式对火山活动影响气候的数值模拟结果,并指出了相关研究中存在的不确定性.结果表明:火山活动通过释放大量的火山物质气溶胶影响气候波动,在年际至年代际时间尺度上,这种影响是显著的;然而,在更长的时间尺度上这种影响是否仍然存在,尚需更多研究的证实.冰芯中火山喷发物质沉积记录为研究历史时期火山活动及其气候影响提供了必要的参考资料,相关的气候模式利用该沉积记录较好地模拟了火山活动对区域乃至全球尺度气候的影响,为我们认识火山活动影响气候变化的机理提供了重要的理论支持,同时也为研究未来火山活动对气候的可能影响提供了参照.但是,冰芯中火山喷发物质沉积记录研究及数值模式模拟结果中尚存在诸多的问题和不确定性.