长白山天池火山喷发历史文献记载的考究

长白山天池火山是世界著名的火山之一,是我国规模最大、最具有潜在喷发危险的一座近代活动火山。除了距今大约1000 a前（据14C测年）此火山曾发生过特大规模喷发外,还多次发生规模不等的火山喷发。本文通过收集和查阅几千万字的文史古籍资料,进行整理、筛选、考证和分析,认为长白山天池火山于1018年、1124年、1200年、1265年、1373年、1401年、1573年、1668年、1702年和1903年多次喷发过。     

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。

     

西藏纳木错晚更新世以来的湖泊发育

位于藏北高原东南部的纳木错是西藏面积最大(1 920 km2)的湖泊和海拔最高(4 718 m)的大湖.19条剖面的水准测量结果表明,在纳木错沿岸,发育了拔湖1.5~8.3 m、8.3~15.6 m、14.0~19.9 m、18.7~25.8 m、26.0~36.9 m和38.3~47.6 m等6级湖岸阶地和拔湖48 m以上(最高至139.2 m)的高位湖相沉积;在拔湖27 m以下,发育多达8~30条的湖岸堤;而一条明显的湖蚀凹槽则集中出现在拔湖17.5 m~19.8 m的高度上,与纳木错和仁错的分水垭口的高度相当.纳木错沿岸7个剖面中的12个和邻近湖泊的3个富含碳酸盐的湖相或湖滨相沉积的铀系全溶样品的等时线年龄测定结果表明,高位湖相沉积形成于90.7±9.9 ka B P至71.8±8.5 ka B P的晚更新世早期,第六、五、四、三和二级阶地分别形成于53.7±4.2 ka B P、41.2±4.7~39.5±3.0 ka B P、35.2±3.0 ka B P、32.3±4.4 ka B P和28.2±2.8 ka B P的晚更新世中晚期,而与湖蚀凹槽相当的湖滨相沉积则稍早于29.3±2.7 ka B P.因此,本文将纳木错的发育划分为90~40 ka B P间的羌塘古大湖,40~30 ka B P间的外流湖和30 ka B P以来的纳木错等3大阶段.在古大湖阶段,包括纳木错、色林错等藏北高原东南部的一大批现代大中型湖泊,是互相连通的一个大湖,其范围可能超过了现代的内、外流水系(怒江)的分水岭,可称为"羌塘东湖".它或许还与藏北高原中南部和西南部的其它古大湖相连,成为统一的"羌塘湖".     

长白山天池火山全新世喷发与岩石地球化学特征

全新世以来长白山天池火山以爆炸式喷发为特点,其喷发物包括空降堆积浮岩、熔结凝灰岩和碎成熔岩,除了极少量粗面质成分（SiO2<65％）,均属于碱流质火山碎屑岩（SiO2＝70%～73％,K2O+Na2O=10%～11%）。火山岩的矿物学（造岩矿物和残余矿物）和主微量元素、SrNd同位素地球化学研究表明,天池火山全新世火山岩与造锥阶段、造盾阶段火山岩是同源（幔源）岩浆演化的产物,全新世火山岩都具有强烈而相似的Eu、Ba、Sr、Ti负异常,指示了岩浆演化主要受斜长石的强烈分离结晶作用控制。     

长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化

本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。     

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     

长白山天池火山双岩浆房岩浆作用与互动式喷发

广义的长白山火山在我国境内包括天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,是我国最大的第四纪火山岩分布区。长白山各个火山区的火山活动具有此起彼伏的穿时性特征,天池火山之下地壳和地幔两个岩浆房具有上下呼应、互动式喷发之特点。一方面来自地幔的钾质粗面玄武岩浆直接喷出地表,在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥;另一方面钾质粗面玄武岩浆持续补给地壳岩浆房,发生岩浆分离结晶作用和混合作用,形成双峰式火山岩特征并触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山天池火山喷发的动力学机制。     

熔体包裹体对长白山天池火山千年大喷发的指示意义

长白山天池火山在全新世曾有过几次喷发,其中距今约1000年发生过大规模布里尼式爆炸喷发（即“千年大喷发”）,其喷发产物——灰白色碱流质浮岩和喷发柱垮塌形成的火山碎屑流分布范围极广,除长白山区外,在朝鲜半岛和日本北部也有大量浮岩降落和堆积。根据野外较大范围的系统采样、镜下观察和测试分析,在天池火山千年大喷发产物的碱性长石晶屑中发现了两组颜色、形态、化学成分迥异的“火口组”和“圆池组”熔体包裹体,对揭示天池火山千年大喷发的成因具有重要意义。根据电子探针分析结果,“火口组”熔体包裹体成分为英安岩和粗面英安岩,寄主晶多为透长石;“圆池组”熔体包裹体成分为粗面英安岩和流纹岩,寄主晶为歪长石。相对“火口组”熔体包裹体,“圆池组”包裹体具有高SiO2、高H2O和高Cl含量的特点,化学成分也更为演化,可能是天池火山千年大喷发时岩浆结晶分异后期的产物。两组包裹体的存在为千年大喷发前的层状地壳岩浆房和成分并非单一提供了证据,它们可能是在同次大喷发的不同序列中喷出的。由于地幔岩浆注入地壳岩浆房,导致不同层位岩浆的扰动和混合作用,因挥发分出溶在岩浆房最顶部形成挥发分梯度和过饱和,最终触发了天池火山的千年大喷发,对当时的气候环境造成过较大影响。     

吉林长白山天池第四纪火山旋回性喷发与冰川作用的耦合关系

长白山天池火山喷发活动贯穿整个第四纪,旋回性明显,发育良好的冰川遗迹,为火山喷发与冰川作用的耦合性研究提供了有利条件.文章通过对长白山天池第四纪火山喷发旋回及火山岩分布特征研究,收集火山喷发年代学与冰期—间冰期旋回年代学数据,并利用卫片解译了火山喷发与冰蚀U谷的关系.在年代学数据的约束下,根据天池火山锥体周边广泛发育的U谷遗迹,将研究区冰川作用分为3个冰期:锦江冰期、漫江冰期和二道白河冰期,分别对应中国东部鄱阳冰期、大姑冰期和庐山冰期.长白山天池火山造锥阶段喷发形成的白头山组3个阶段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),与上述3个冰期具有良好的耦合关系.天池内部冰斗为白头山冰期(即中国东部东山冰期,MIS4)产物,经黑风口冰期与气象站冰期(即中国东部蒙山冰期,MIS2)、全新世冰川作用及火山作用的双重改造,其基本特征保存至今.长白山天池冰盖消融导致的释压反弹,可能诱发了天池火山呈旋回性喷发.     

长白山天池火山公元1014-1019年大喷发的历史记录

长白山火山是世界著名的火山之一，是我国规模最大、最具有潜在喷发危险的一座近代活动火山。目前，国内外许多火山学者为了研究长白山火山最近一次大喷发年代问题，做了大量工作，并取得了一些年代资料，但一直未取得有关这次大喷发历史记载的证实。笔者等通过再次收集和查阅了大量文史古籍资料，通过整理、筛选、考证、对比和分析处理，首次发现了长白山（白头山）火山，于公元1014～1019年间一次大喷发的历史记载。这对于研究长白山火山喷发历史具有重要的意义。     

长白山天池火山气象站期晚期碱流质熔岩的岩石学研究

通过野外火山堆积物的相分析、岩石显微鉴定和造岩矿物化学分析,可以确认气象站期晚期碱流质熔岩是典型的溢流熔浆冷却固结形成的,不是碎成熔岩。熔岩流的顶部和底部是黑曜质碱流岩的表壳相,中部是致密厚层与薄层相间产出的、具有塑性变形的碱流岩的内部相。组成熔岩流的岩石具有斑状和聚斑结构,从表壳相向内部相基质依次发育玻璃质结构、（微）球粒结构和霏细结构。斑晶矿物钠透长石、钙铁辉石、铁橄榄石和少量石英出现在熔岩流的所有岩相中,而钠铁闪石、铁钠透闪石和钛铁矿则作为内部相基质中的显微斑晶出现。气象站期晚期碱流质熔岩是过铝质、过碱性的钠闪碱流质熔岩,属于碱性系列,与意大利潘泰莱里亚岛碱流岩相比,富Si、Al、K、Mg、Ca和P而贫Fe、Na、Mn和Ti。     

长白山天池火山近代喷发物的热释光（TL）年代学初步研究

利用热释光（TL）技术首次测定了长白山天池火山近代喷发浮岩的年 代。测定结果在误差范围内与历史记载及其它测年方法的结果吻合,表明天池火山在最近2000 a来,至少发生了两次碱流质浮岩的喷发,同时也表明用TL方法能比较可靠地测定火山喷发物的年代,为近代火山喷发历史的恢复提供年代学依据。     

长白山天池火山千年大喷发岩浆含水量研究——熔融包裹体含水量的红外光谱测试

长白山天池火山在公元一千年左右曾发生过大规模喷发,其产物为大面积分布的灰白色碱流质浮岩和碎屑流,在其斑晶矿物橄榄石、钙铁辉石和碱性长石中均可见到熔融包裹体。在最主要的斑晶矿物——碱性长石中含有数量众多且个体也较大的熔融包裹体,多数含有一个以上的气泡,其中部分含有子晶,根据形貌特征的不同可分为截然不同的两组包裹体。这些熔融包裹体带有大量喷发前地下岩浆的信息,成为研究地下深部的岩浆在复杂的溢流-爆炸喷发中所发生变化的最好媒介。也是本文的研究对象,通过其中挥发份尤其是水的含量,可以推知天池火山发生大喷发的原因。经Nicolet Magna-IR 550红外光谱仪测定,这些熔融包裹体的含水量较高,达1．6％-3．6％,为当时天池火山发生了巨大规模爆炸喷发的原因提供了强有力的证据。但目前红外光谱仪的应用范围还比较有限,有待今后拓宽其应用领域。     

长白山天池火山岩浆演化——来自主矿物成分的证据

长白山天池火山岩的主要矿物成分为橄榄石、辉石、长石和铁钛氧化物，经电子探针测试，其成分变化特征明显，自造盾阶段一造锥阶段一全新世喷发，橄榄石中铁含量增加，一直达到铁橄榄石的端元组分；单斜辉石中铁质和钠质含量增加；长石则从基性的拉长石向含钾、钠渐高的歪长石和透长石演化；铁钛氧化物含量则明显减少。三阶段斑晶矿物成分的变化反映了天池火山近200万年来岩浆演化的完整系列，符合分离结晶作用的演化趋势。     

东昆仑河尔格头地区晚三叠世花岗岩成因：年代学、地球化学及Sr- Nd- Pb同位素约束

河尔格头地区位于东昆仑造山带西段,发育大量花岗岩岩石组合,对该地区晚三叠世花岗岩的研究不仅有助于认识东昆仑造山带印支期构造- 岩浆演化历史,还可为古特提斯洋俯冲及洋盆闭合时限提供约束。本文报道了对河尔格头地区花岗岩的LA- MC- ICP- MS锆石U- Pb定年、地球化学、Sr- Nd- Pb同位素的研究结果,为建立完善的年代学格架和构造演化提供了新资料。本次在河尔格头英云闪长岩中获得了230. 9±0. 7Ma的锆石U- Pb 年龄,结合野外接触关系,可以确定该期花岗岩为晚三叠世岩浆活动的产物。全岩地球化学分析结果显示,河尔格头晚三叠世花岗岩为准铝到弱过铝质岩石,属中- 高钾钙碱性系列,富集轻稀土和Rb、Th等大离子亲石元素,不同程度亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具负铕异常,属I型花岗岩。从Sr- Nd- Pb同位素分析结果可以看出河尔格头晚三叠世花岗岩具有较高的 I Sr 值(0. 705058~0. 707582)和负的ε Nd ( t )值(-2. 05~-5. 14),双阶段模式年龄 t DM2 为1170~1422Ma,表明岩浆主要来源于地壳。经校正后的 ( 206 Pb/ 204 Pb) i 值为18. 37949~18. 58525,( 207 Pb/ 204 Pb) i 值为15. 56543~15. 59755,( 208 Pb/ 204 Pb) i 值为37. 79668~38. 27230,Pb同位素组成图解显示其物质来源与壳幔相互作用有关。综合岩体岩石地球化学特征及前人研究成果,河尔格头地区花岗岩显示板块俯冲阶段的特征,可能为阿尼玛卿洋壳消减过程中的产物,古特提斯洋的闭合时限或可推迟至晚三叠世。     

郯庐断裂带南段构造演化与邻区成矿作用——从年代学资料得到的启示

郯庐断裂带为我国东部北北东—北东向岩石圈深大断裂带。在其南段的邻区,分布有胶东金矿区、鲁西铁金矿区以及长江中下游的铁铜(金)成矿带和苏北油气田等矿产。从已获得大量测年资料分析,可将构造—岩浆—成矿事件分为3个阶段:1)早期(800～550 Ma):自元古宙泛古陆裂解和随之而来的加里东期古地震和局部海西期喷流作用,证实地壳运动早已拉开了它的构造活动序幕,此阶段继承和构建了华北克拉通岩石圈先存的构造薄弱带,从成矿作用而论,此阶段可称为成矿预备场地;2)主期(1 80～110 Ma):在三叠纪期间,扬子板块和华北板块陆—陆碰撞和中生代西太平洋板块向欧亚板块俯冲等,造就了现今郯庐断裂与分支断裂的构造格架。其中主峰形成时间为140～120 Ma±,在这个阶段广泛有钙碱性系列、富钾高锶钙碱系列、碱性系列岩浆和后期成矿热液,沿着有利构造空间剧烈活动和成矿就位。本区壳幔混熔型和壳源同熔型花岗岩,是地壳减薄和下地壳拆沉、底侵的产物,而不是单一的构造运动的结果。此阶段可称为断裂构造—岩浆活动—成矿作用的鼎盛期;3)晚期(60Ma～现代):沿东西向与北北东向(或北东向)断裂交汇处,存在橄榄玄武岩喷侵,为石油和天然气的形成提供了热源和物源,此期可称其为构造—岩浆活动的衰变期。